خانه وبلاگ~~انتخاب میکروکنترلر مناسب برای پروژه خود: شیرجه عمیق به ESP32 ، RP2040 و STM32~~

~~در 2024/04/29~~ ~~585~~

انتخاب میکروکنترلر مناسب برای پروژه خود: شیرجه عمیق به ESP32 ، RP2040 و STM32

میکروکنترلرها به طور گسترده در تجهیزات الکترونیکی کنترل مختلف ، سیستم های اتوماسیون ، تجهیزات نظامی ، تجهیزات پزشکی ، لوازم خانگی و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند.آنها می توانند در طی فرآیند نمونه برداری از داده ها ، شرایط مختلف غیر طبیعی را اداره کنند ، از دقت و قابلیت اطمینان داده ها ، اجرای حالت های مصرف کم مصرف انرژی و بهبود بهره وری کار اطمینان حاصل کنند.امروز ، بیایید تفاوت های بین میکروکنترلرهای ESP32 ، RP2040 و STM32 را برای انتخاب مناسب ترین تراشه برای پروژه خود بررسی کنیم.

کاتالوگ

1. میکروکنترلر چیست؟

2. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: نمای کلی

3. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: تولید کنندگان

4. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: پیکربندی PIN

5. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: ویژگی ها

6. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: مشخصات

7. ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: برنامه ها

8. نتیجه گیری

میکروکنترلر چیست؟

یک میکروکنترلر یک میکرو رایانه ای تک تراشه است که قسمتهای اصلی یک میکرو رایانه را بر روی یک تراشه واحد ادغام می کند.این ماده معمولاً برای کنترل و نظارت بر دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی مختلف مانند سیستم های الکترونیکی خودرو ، لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.این یک تراشه مدار یکپارچه است که از حافظه ، ریز پردازنده ، مدار منطق کنترل سیستم و رابط های ورودی و خروجی تشکیل شده است.این می تواند وظایف مختلف کنترل را از طریق برنامه نویسی انجام دهد و با دستگاه های خارجی از طریق رابط های ورودی و خروجی ارتباط برقرار کند.

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: نمای کلی

مقدمه ای برای ESP32

ESP32 یک میکروکنترلر بسیار یکپارچه سیستم روی تراشه (SOC) است که توسط سیستم های اسپرسف راه اندازی شده است.این ارتباطات بی سیم ، پردازنده های دو هسته ای ، ویژگی های کم مصرف و لوازم جانبی غنی را در خود جای داده است.این برای برنامه های مختلف اینترنت چیزها مناسب است.این یک پردازنده دو هسته ای 32 بیتی ، یکی برای اتصال Wi-Fi و دیگری برای اجرای کد است.ESP32 از اتصال Wi-Fi و بلوتوث پشتیبانی می کند ، دارای 512 کیلوبایت رم ، 448 کیلوبایت رم و 34 پین GPIO است.

آشنایی با RP2040

RP2040 اولین میکروکنترلر Raspberry Pi است.دارای 264 کیلوبایت SRAM داخلی است و تا 16 مگابایت حافظه فلاش خارج از تراشه پشتیبانی می کند.از طریق یک گره فرآیند 40 نانومتری تولید می شود ، قابلیت های با کارایی بالا را با حداقل مصرف قدرت پویا مخلوط می کند و از چندین حالت کم مصرف برای اطمینان از عملکرد طولانی باتری استفاده می کند.اندازه جمع و جور ، بهره وری انرژی و عملکرد چشمگیر RP2040 آن را به یک انتخاب مناسب برای طیف گسترده ای از برنامه های سیستم IoT و تعبیه شده تبدیل می کند.

آشنایی با STM32

Microcontroller STM32 یک میکروکنترلر 32 بیتی است که توسط ST Microelectronics مبتنی بر هسته ARM Cortex-M ساخته شده است و در زمینه های تعبیه شده مانند اینترنت اشیاء ، ارتباطات بی سیم و کنترل صنعتی استفاده می شود.با توجه به سناریوها و ویژگی های مختلف ، می توان آن را به سری و مدل های مختلف تقسیم کرد.در میان آنها ، موارد مشترک شامل STM32F0 ، STM32F1 ، STM32F4 ، STM32F7 و سری های دیگر است.

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: تولید کنندگان

تولید کننده ESP32

ESP32 توسط Espressif Systems ، یک شرکت نیمه هادی جهانی ساخته شده است.در سال 2008 تأسیس شده است ، بر توسعه و طراحی نرم افزار و محصولات سخت افزاری در زمینه AIOT ، از جمله تراشه های ارتباط بی سیم MCU که ایمن و پایدار هستند ، عملکرد بسیار خوبی دارند و مقرون به صرفه هستند.محصولات اصلی آن شامل تراشه های سری ESP8089 ، تراشه های سری ESP8266 ، تراشه های سری ESP32 ، ماژول های سری ESP8266 و ماژول های سری ESP32 است.

تولید کننده RP2040

RP2040 توسط بنیاد Raspberry Pi ، یک بنیاد خیریه در انگلستان ساخته شده است.Raspberry Pi یک صفحه توسعه به اندازه کارت است که می تواند یک سیستم لینوکس را اجرا کند و بسیاری از GPIO های قابل برنامه ریزی را برای گسترش سخت افزار فراهم می کند.

تولید کننده STM32

STM32 توسط ST Microelectronics ساخته شده است ، که ناشی از ادغام میکروالکترونیک SGS ایتالیا و نیمه هادی تامسون فرانسه است.این برنامه طیف گسترده ای از طرح بندی محصولات را در سفر هوشمند ، انرژی انرژی ، اینترنت اشیاء و سایر زمینه ها دارد.دامنه محصول آن از دیودهای گسسته و ترانزیستورها گرفته تا دستگاههای پیچیده سیستم بر روی تراشه ، تا تکمیل راه حل های پلتفرم ، از جمله طرح های مرجع ، نرم افزار کاربردی ، ابزارهای تولید و مشخصات.Stmicroelectronic یک تأمین کننده اصلی در بخش های مختلف صنعتی است و طیف گسترده ای از خدمات و محصولات را برای طیف گسترده ای از مشتریان فراهم می کند.

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: پیکربندی PIN

پین آنها به شرح زیر است.

ESP32 vs RP2040 vs STM32: Pin Configuration

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: ویژگی ها

ویژگی های ESP32

- GPIO: دارای 34 پورت GPIO است که می تواند لوازم جانبی مختلف را به هم وصل و کنترل کند.

- ماژول WiFi و بلوتوث: ماژول داخلی WiFi و بلوتوث 4.2 ، قادر به ارتباطات بی سیم

-دو هسته ای: بیشتر ESP32 ها دو هسته ای هستند ، آنها با دو ریزپردازنده LX6 Xtensa 32 بیتی همراه هستند.

- امنیت: از ویژگی های امنیتی مانند رمزگذاری و امضاهای دیجیتال پشتیبانی می کند

- مصرف کم مصرف: دارای چندین حالت صرفه جویی در برق است و کمترین مصرف برق فقط 5μA است.

- عملکرد بالا: دارای یک پردازنده دو هسته ای 240 مگاهرتز ، رم 520kb و حافظه فلش 4MB است.

ویژگی های RP2040

- Micropython به طور بومی پشتیبانی می شود و این کار را برای کاربرانی که در نرم افزار خیلی مناسب نیستند ، می توانند برنامه های منبع باز را از اینترنت بدست آورند و از آنها با توجه به نیازهای خود استفاده کنند ، بدون تأثیرگذاری بر یکدیگر ، راحت باشد.

- هر پین را می توان به طور مستقل برنامه ریزی کرد و می تواند برای تولید پروتکل های مختلف استفاده شده و سفارشی استفاده شود.

- پین های RP2040 را می توان به صورت انعطاف پذیر در گروه ها تنظیم کرد تا از رایج ترین اتوبوس های سریال استفاده شود.

- دارای دو هسته Cortex M0+ در داخل است.

- توسط بنیاد Raspberry Pi در ویفر سیلیکون 40 نانومتری TSMC ساخته شده و از طراحی بسته 7 × 7 میلی متر QFN-56SMD استفاده می شود.

ویژگی های STM32

- انواع مختلفی از مدل های تراشه و پوشش گسترده وجود دارد.

- این محافظت از پشته داخلی ، محافظت از حافظه ، اشکال زدایی و حفاظت از ردیابی و سایر عملکردهای محافظت از امنیت دارد.

- سری میکروکنترلرها STM32 دارای تعداد زیادی از لوازم جانبی از جمله تایمر متعدد ، ADC ، DAC ، پیشخوان ، خروجی PWM ، رابط های ارتباطی و غیره هستند.

- دارای حافظه فلش داخلی از ظرفیت های مختلف برای ذخیره کد برنامه و داده ها است.

- از Cortex-M Core استفاده می کند که عملکرد بسیار خوبی برای پردازش و سرعت در حال اجرا دارد.

-انواع مختلفی از حالت های کم مصرف را فراهم می کند ، که می تواند پردازنده و لوازم جانبی را در حالت کم مصرف قرار دهد تا عمر باتری را افزایش دهد یا مصرف برق را کاهش دهد.

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: مشخصات

مشخصات ESP32

-دامنه ولتاژ منبع تغذیه آن 2.2 ولت -3.6 ولت است ، با یک واحد مدیریت انرژی سوئیچینگ داخلی (SMU) و تنظیم کننده ولتاژ کم (LDO).

- از انتقال صوتی بلوتوث (A2DP/AVRCP/SPP) پشتیبانی می کند.

-ریزپردازنده LX6 دو هسته ای 32 بیتی که در 160 یا 240 مگاهرتز اجرا می شود

- از حالت کار STA/AP/STA+AP ، با حداکثر سرعت انتقال 150 مگابیت در ثانیه پشتیبانی می کند.

- حداکثر 34 پین GPIO قابل برنامه ریزی برای اتصال سنسورها ، محرک ها و سایر لوازم جانبی

مشخصات RP2040

- ابعاد آن 23.5 17 17.5 میلی متر است.

- رابط USB Type-C برای اتصال منبع تغذیه ، کابل داده و برنامه نویسی

- دارای 30 پین GPIO است که 4 مورد از آنها می تواند به عنوان ورودی های آنالوگ استفاده شود.

- SRAM 264 کیلوبایت On-Chip در شش بانک مستقل

- هسته های دو قشر M0+ ، حداکثر 133 مگاهرتز (پیش فرض 48 مگاهرتز)

مشخصات STM32

- از پروتکل های ارتباطی متعدد مانند I2C ، CAN ، SPI ، USART و غیره پشتیبانی می کند.

- معمولاً دارای تایمر و پیشخوان های متعدد است و می تواند در برنامه های مختلف زمان بندی و کنترل استفاده شود.

- بسته های مختلفی مانند BGA ، LQFP ، TSSOP و غیره را فراهم می کند.

- دارای پین های متنوعی از جمله پین های GPIO دیجیتال ، پین های ورودی ADC و غیره است.

- دامنه ولتاژ تأمین آن 3.3 ولت یا 5 ولت است.

ESP32 در مقابل RP2040 در مقابل STM32: برنامه ها

برنامه های ESP32

- سیستم خانه هوشمند

- کنترل هواپیماهای بدون سرنشین و ربات

- جمع آوری و نظارت داده های سنسور

- ردیابی سلامت و وسایل پزشکی

- دستگاه ها و برنامه های IoT

- اتوماسیون صنعتی و کنترل تعبیه شده

برنامه های RP2040

- خانه هوشمند

- تجهیزات پزشکی

- دستگاه های IoT

- صوتی و تصویری جاسازی شده

برنامه های STM32

- ارتباطات

- هوافضا

- تجهیزات پزشکی

- الکترونیک وسیله نقلیه

- صنعت خودکار

پایان

علاوه بر موارد فوق ، می توانیم یاد بگیریم که بین ESP32 ، RP2040 و STM32 از نظر I/O ، قیمت و فرکانس ساعت تفاوت هایی وجود دارد.

در ابتدا ، با توجه به I/O ، RP2040 دارای تعداد نسبتاً متوسطی از درگاه ها است ، در حالی که هر دو ESP32 و STM32 پشتیبانی از آرایه های بیشتری از بنادر و لوازم جانبی را ارائه می دهند.ثانیا ، در مورد قیمت گذاری ، RP2040 در مقایسه با ESP32 و STM32 گزینه ای مناسب برای بودجه را ارائه می دهد.سرانجام ، از نظر فرکانس ساعت ، ESP32 از یک پردازنده 32 بیتی با سرعت ساعت تا 240 مگاهرتز استفاده می کند ، در حالی که STM32 به طور معمول در محدوده 72MHz تا 180MHz کار می کند.از طرف دیگر RP2040 از یک پردازنده 16 بیتی با سرعت ساعت استفاده می کند که می تواند تا 133 مگاهرتز برسد.

بنابراین ، ما باید به طور جامع عواملی مانند عملکرد ، قیمت ، سناریوهای کاربردی و غیره را در نظر بگیریم و ریز پردازنده مناسب را با توجه به نیازهای خودمان انتخاب کنیم.

سوالات متداول [سؤالات متداول]

1. کاربرد RP2040 چیست؟

از چهار RP2040 IO برای عملکردهای داخلی استفاده می شود - کنترل انرژی LED ، منبع تغذیه حالت روشن (SMPS) و ولتاژ سیستم.

2. آیا RP2040 دارای ADC است؟

RP2040 دارای SAR داخلی (ثبت تقریب پی در پی) ADC است.ADC از یک ساعت 48 مگاهرتز مستقل استفاده می کند و یک نمونه برای تکمیل 96 چرخه این ساعت طول می کشد (2us).از یک تایمر قدم زدن می توان برای کاهش سرعت جمع آوری نمونه ها استفاده کرد (اما هر تبدیل فردی همیشه 96 چرخه طول می کشد).

3. STM32 برای چه چیزی استفاده می شود؟

میکروکنترلرهای STM32 نقش مهمی در صنایع مختلف دارند.در صنعت خودرو ، از آنها برای کنترل موتور ، سیستم های ایمنی ، سیستم های سرگرمی و موارد دیگر استفاده می شود.در لوازم الکترونیکی مصرفی ، دستگاه های برق میکروکنترلر STM32 مانند تلفن های هوشمند ، تبلت ، ساعت هوشمند و سیستم های اتوماسیون خانگی.

4- آیا ESP32 از STM32 بهتر است؟

هر دو برای ویژگی های خود خوب هستند.ESP32 ویژگی WiFi را در جایی که Nucleo STM32 شما داخلی ندارید به شما می دهد.و Nucleo STM32 یک قشر بازو است که مبتنی بر بازار خوبی است.

5- ESP32 چه کاری انجام می دهد؟

ESP32 می تواند به عنوان یک سیستم مستقل کامل یا به عنوان یک دستگاه برده برای یک میزبان MCU عمل کند و پشته ارتباطی را در پردازنده اصلی برنامه کاهش دهد.ESP32 می تواند با سایر سیستم ها از طریق رابط های SPI / SDIO یا I2C / UART خود با سایر سیستم ها ارتباط برقرار کند.

دربارهی ما

ALLELCO LIMITED

Allelco یک توقف بین المللی مشهور است توزیع کننده خدمات تهیه کننده اجزای الکترونیکی ترکیبی ، متعهد به ارائه خدمات جامع و خدمات زنجیره تأمین برای صنایع جهانی تولید و توزیع الکترونیکی ، از جمله 500 کارخانه برتر OEM و کارگزاران مستقل.
ادامه مطلب