Choisir le bon microcontrôleur pour votre projet: une plongée profonde dans ESP32, RP2040 et STM32

Les microcontrôleurs sont largement utilisés dans divers équipements électroniques de contrôle, systèmes d'automatisation, équipement militaire, équipement médical, appareils électroménagers et autres domaines.Ils peuvent gérer diverses situations anormales pendant le processus d'échantillonnage des données, garantir la précision et la fiabilité des données, mettre en œuvre des modes de consommation de faible puissance éconergétiques et améliorer l'efficacité du travail.Aujourd'hui, explorons les différences entre les microcontrôleurs ESP32, RP2040 et STM32 pour choisir la puce la plus appropriée pour votre projet.

Un microcontrôleur est un micro-ordinateur à puce qui intègre les principales parties d'un micro-ordinateur sur une seule puce.Il est couramment utilisé pour contrôler et surveiller divers appareils et systèmes électroniques tels que les systèmes électroniques automobiles, les appareils électroménagers et les équipements médicaux.Il s'agit d'une puce de circuit intégrée composée de mémoire, d'un microprocesseur, d'un circuit de logique de contrôle du système et d'interfaces d'entrée et de sortie.Il peut implémenter diverses tâches de contrôle via la programmation et communiquer avec des dispositifs externes via des interfaces d'entrée et de sortie.

ESP32 est un microcontrôleur de système à faible puissance hautement intégré (SOC) lancé par ESPRESSIF Systems.Il combine les communications sans fil, les processeurs doubles, les caractéristiques de faible puissance et les périphériques riches.Il convient à diverses applications Internet des objets.Il est alimenté par un processeur double core 32 bits, l'un pour la connectivité Wi-Fi et l'autre pour le code en cours d'exécution.ESP32 prend en charge la connectivité Wi-Fi et Bluetooth, a 512 Ko RAM, 448 Ko ROM et 34 broches GPIO.

RP2040 est le premier microcontrôleur du Raspberry Pi.Il dispose de 264 Ko de SRAM interne et prend en charge jusqu'à 16 Mo de mémoire flash hors puce.Fabriqué via un nœud de processus de 40 nm, il mélange des capacités de haute performance avec une utilisation minimale de puissance dynamique et utilise plusieurs modes de faible puissance pour assurer un fonctionnement étendu à batterie.La taille compacte de RP2040, l'efficacité énergétique et les performances impressionnantes en font un choix approprié pour une large gamme d'applications système IoT et intégrées.

Le microcontrôleur STM32 est un microcontrôleur 32 bits fabriqué par la microélectronique ST basée sur le noyau ARM Cortex-M et est utilisé dans des champs intégrés tels que l'Internet des objets, les communications sans fil et le contrôle industriel.Selon différents scénarios d'application et caractéristiques, il peut être divisé en différentes séries et modèles.Parmi eux, les plus communs incluent STM32F0, STM32F1, STM32F4, STM32F7 et d'autres séries.

L'ESP32 est fabriquée par EspressIF Systems, une société mondiale de semi-conducteurs.Fondée en 2008, il se concentre sur le développement et la conception de logiciels et de produits matériels dans le domaine AIOT, y compris les puces MCU de communication sans fil qui sont sûres et stables, ont d'excellentes performances et sont rentables.Ses principaux produits incluent les puces de la série ESP8089, les puces de série ESP8266, les puces de la série ESP32, les modules de la série ESP8266 et les modules de la série ESP32.

RP2040 est fabriqué par la Raspberry Pi Foundation, une fondation caritative au Royaume-Uni.Raspberry Pi est une carte de développement de la taille d'une carte qui peut exécuter un système Linux et fournit de nombreux GPIO programmables pour l'expansion matérielle.

STM32 est fabriqué par la microélectronique ST, qui résulte de la fusion de la microélectronique SGS italienne et du semi-conducteur de Thomson en France.Il a une large gamme de dispositions de produits dans les voyages intelligents, l'énergie électrique, l'Internet des objets et d'autres domaines.Sa gamme de produits varie des diodes et transistors discrets à des appareils complexes de système sur puce, à des solutions de plate-forme complètes, y compris des conceptions de référence, des logiciels d'application, des outils de fabrication et des spécifications.Stmicroelectronics est un fournisseur majeur de divers secteurs industriels, offrant une large gamme de services et de produits à un large éventail de clients.

Leur épingle est le suivant.

- GPIO: il dispose de 34 ports GPIO, qui peuvent connecter et contrôler divers périphériques.

- Module WiFi et Bluetooth: module WiFi et Bluetooth 4.2 intégré, capable de communication sans fil

- Dual-core: la plupart des ESP32 sont doubles, ils sont livrés avec deux microprocesseurs LX6 Xtensa 32 bits.

- Sécurité: prend en charge les fonctionnalités de sécurité telles que le chiffrement et les signatures numériques

- Faible consommation d'énergie: il a plusieurs modes d'économie d'énergie et la consommation d'énergie la plus faible n'est que de 5 μA.

- Haute performance: il dispose d'un processeur double cœur de 240 MHz, d'une RAM 520 Ko et d'une mémoire flash 4 Mo.

- Micropython est pris en charge nativement, ce qui rend pratique les utilisateurs qui ne sont pas très bons dans les logiciels pour obtenir des programmes open source sur Internet et les utiliser de manière flexible en fonction de leurs besoins sans s'affaire.

- Chaque broche peut être programmée indépendamment et peut être utilisée pour générer divers protocoles couramment utilisés et personnalisés.

- Les broches de RP2040 peuvent être configurées de manière flexible en groupes pour prendre en charge les bus série les plus couramment utilisés.

- Il a deux cœurs Cortex M0 + ARM à l'intérieur.

- Il est fabriqué par la Raspberry Pi Foundation sur une tranche de silicium TSMC 40 nm et utilise une conception de package QFN-56SMD 7 × 7 mm.

- Il existe de nombreux types de modèles de puces et une large couverture.

- Il a une protection de pile intégrée, une protection de la mémoire, une protection de débogage et de traçage et d'autres fonctions de protection de la sécurité.

- La série de microcontrôleurs STM32 a une multitude de périphériques, y compris plusieurs minuteries, ADC, DAC, compteurs, sortie PWM, interfaces de communication, etc.

- Il a une mémoire flash intégrée de différentes capacités pour stocker le code et les données du programme.

- Il utilise ARM Cortex-M Core, qui a d'excellentes performances de traitement et une vitesse d'exécution.

- Il fournit une variété de modes de faible puissance, qui peuvent mettre le processeur et les périphériques dans un état de faible puissance pour prolonger la durée de vie de la batterie ou réduire la consommation d'énergie.

- Sa plage de tension d'alimentation est de 2,2 V-3,6 V, avec une unité de gestion de l'alimentation (SMU) intégrée et un régulateur de basse tension (LDO).

- Il prend en charge la transmission audio Bluetooth (A2DP / AVRCP / SPP).

- Microprocesseur LX6 double-core 32 bits fonctionnant à 160 ou 240 MHz

- Il prend en charge le mode de travail STA / AP / STA + AP, avec un taux de transmission maximal de 150 Mbps.

- Jusqu'à 34 broches GPIO programmables pour la connexion des capteurs, des actionneurs et d'autres périphériques

- Ses dimensions sont de 23,5 x 17,5 mm.

- Interface USB Type-C pour connecter l'alimentation, le câble de données et la programmation

- Il a 30 broches GPIO, dont 4 peuvent être utilisées comme entrées analogiques.

- 264KB SRAM sur chip dans six banques indépendantes

- Double cortex M0 + CORE, jusqu'à 133 MHz (par défaut 48 MHz)

- Il prend en charge plusieurs protocoles de communication tels que I2C, CAN, SPI, USART, etc.

- Il a généralement plusieurs minuteries et compteurs et peut être utilisé dans diverses applications de synchronisation et de contrôle.

- Il fournit différents packages tels que BGA, LQFP, TSSOP, etc.

- Il dispose d'une variété d'épingles, notamment des broches GPIO numériques, des broches d'entrée ADC, etc.

- Sa plage de tension d'alimentation est de 3,3 V ou 5V.

- Système de maison intelligente

- Contrôle des drones et des robots

- Collecte et surveillance des données des capteurs

- suivi de la santé et dispositifs médicaux

- Appareils et applications IoT

- Automatisation industrielle et contrôle intégré

- maison intelligente

- Équipement médical

- Appareils IoT

- Audio et vidéo intégrées

- Communication

- aérospatial

- Équipement médical

- Électronique de véhicule

- Industrie automatisée

En plus de ce qui précède, nous pouvons apprendre qu'il existe des différences entre ESP32, RP2040 et STM32 en termes d'E / S, de prix et de fréquence d'horloge.

Initialement, en ce qui concerne les E / S, RP2040 possède un nombre relativement modeste de ports, tandis que ESP32 et STM32 fournissent une prise en charge d'une plus grande gamme de ports et de périphériques.Deuxièmement, concernant les prix, RP2040 offre une option plus favorable à un budget par rapport à ESP32 et STM32.Enfin, en termes de fréquences d'horloge, ESP32 utilise un processeur 32 bits avec une vitesse d'horloge allant jusqu'à 240 MHz, tandis que STM32 fonctionne généralement dans la plage de 72 MHz à 180 MHz.RP2040, en revanche, utilise un processeur 16 bits avec une vitesse d'horloge qui peut atteindre jusqu'à 133 MHz.

Par conséquent, nous devons prendre en compte de manière approfondie des facteurs tels que les performances, le prix, les scénarios d'application, etc., et de choisir le microprocesseur approprié en fonction de nos propres besoins.

Quatre RP2040 IO sont utilisés pour les fonctions internes - entraînement une LED, Contrôle de puissance d'alimentation en mode d'alimentation (SMPS) LED et détection des tensions système.

Le RP2040 a un SAR interne (registre d'approximation successif) ADC.L'ADC utilise une horloge indépendante de 48 MHz et un échantillon prend 96 cycles de cette horloge à terminer (2US).Une minuterie de rythme peut être utilisée pour réduire la vitesse à laquelle les échantillons sont collectés (mais toute conversion individuelle prend toujours 96 cycles).

Les microcontrôleurs STM32 jouent un rôle vital dans diverses industries.Dans l'industrie automobile, ils sont utilisés pour le contrôle des moteurs, les systèmes de sécurité, les systèmes d'infodivertissement, etc.Dans l'électronique grand public, les dispositifs d'alimentation des microcontrôleurs STM32 tels que les smartphones, les tablettes, les montres intelligentes et les systèmes de domotique.

Les deux sont bons pour leurs fonctionnalités.ESP32 vous donne la fonction WiFi où le nucléo STM32 vous n'avez pas intégré.et Nucleo STM32 est un CORTEX ARM-MXS a un bon marché.

ESP32 peut fonctionner en tant que système autonome complet ou comme un appareil esclave à un MCU hôte, réduisant les frais généraux de pile de communication sur le processeur d'application principal.ESP32 peut s'interfacer avec d'autres systèmes pour fournir des fonctionnalités Wi-Fi et Bluetooth via ses interfaces SPI / SDIO ou I2C / UART.