Microcontroladores y componentes de la marca STMicroelectronics
Microcontroladores y componentes de la marca STMicroelectronicsFecha de publicación: 24-10-2024 🕒 20 lectura min
STMicroelectronics es uno de los fabricantes reconocidos a nivel mundial. La empresa suministra una gama completa de componentes semiconductores, incluidos: diodos, sistemas de interfaz, reguladores de voltaje y microcontroladores. Muchos de estos productos se pueden adquirir directamente desde la oferta de TME.
A continuación presentamos nuestra gama de soluciones de la marca STMicroelectronics. Incluye los grupos de productos más importantes de esta marca, desde diodos hasta complejos microcontroladores de 32 bits. Cabe destacar que muchos de ellos se pueden adquirir directamente en los almacenes de TME, gracias a lo cual ofrecemos a nuestros clientes un envío muy rápido. La lista también incluye modelos disponibles bajo pedido especial. Le invitamos a familiarizarse con la oferta.Componentes STMicroelectronics
En este artículo cubrimos temas como:
- Microcontroladores de 8 bits: universales y para la industria del automóvil
- Parámetros básicos de los productos STM32
- Sistemas con alta potencia informática
- Microcontroladores compactos de 32 bits
- Soluciones STM32 para dispositivos móviles
- Microcontroladores para dispositivos IoT inalámbricos
- Aprendizaje y creación de prototipos con kits de desarrollo STM
- Implementación de interfaces RS232/422/485
- Transil™ y protección contra sobretensiones para microcontroladores
- Regulación precisa de voltaje y carga de celdas
Microcontroladores
Primero, veamos los microcontroladores. Como muchos otros fabricantes, se dividen en dos grupos principales: sistemas de 8 bits y 32 bits. Actualmente, gracias a la miniaturización y al desarrollo de periféricos especializados, muchos sistemas más simples son suficientes para gestionar el funcionamiento incluso de dispositivos complejos. Al mismo tiempo: gracias al software proporcionado por STMicroelectronics, la configuración y programación de sistemas de 32 bits tampoco es muy difícil.
Microcontroladores STM8 de 8 bits
Para aplicaciones sencillas en las que una potencia informática más baja será suficiente, se utilizan microcontroladores STM8, es decir, basados en una arquitectura de 8 bits. Los sistemas están encerrados en carcasas SMD (LQFP, SO, TSSOP, UFQFPN) y están disponibles en versiones alimentadas por voltajes que van desde 1,65…3,6V o 3…5,5V DC. El núcleo tiene señal sincronizada de 16MHz o 24MHz. Soportan protocolos seriales "clásicos" (UART, I2C, SPI), y en modelos seleccionados también CAN. Esta última propiedad está relacionada con el uso previsto de las familias STM8AF y ASTM8AL, las cuales han sido adaptadas para aplicaciones en la industria automotriz. Cumplen con el estándar AEC-Q100 y la clasificación ASIL, y además se caracterizan por una garantía de soporte extendida del fabricante.
Los componentes de la familia STM8S están diseñados para su uso en dispositivos de consumo, dispositivos industriales y otras aplicaciones. Disponen de contadores de 8 bits integrados, conversores A/D de 10 bits (hasta 16) y memoria EEPROM. Cabe destacar aquí el gran número de pines GPIO y una variada selección de carcasas SMD (hasta 80 pines). El último grupo de microcontroladores de 8 bits es el STM8L, que se distingue por el menor consumo de energía. En modo de suspensión, los sistemas de este tipo pueden requerir solo 300 nA, y por lo tanto cumplen con los requisitos para dispositivos alimentados por baterías, así como circuitos operados remotamente que obtienen energía mediante células fotovoltaicas o generadores eólicos.
STM32, es decir, soluciones avanzadas
Los microcontroladores de 32 bits de STMicroelectronics se conocen como STM32. Se basan en núcleos ARM Cortex-M. En los sistemas se utilizaron varias versiones de estos procesadores: M0, M3, M4, M7, M33. Gracias a esto, la oferta incluye productos con diferentes potencias informáticas, pero también variantes de ahorro de energía y especializadas, p. ej. para aplicaciones inalámbricas.
Vale la pena señalar desde el principio que una de las mayores ventajas de STM32 es el soporte a largo plazo del fabricante y su alta confiabilidad. Por lo tanto, los microcontroladores de este grupo son elegidos con entusiasmo como el "corazón" de los dispositivos industriales o médicos. También es importante que los sistemas se programen utilizando el completo entorno STM32Cube, software gratuito desarrollado por el fabricante. Simplifica la configuración del chip y ofrece una capa de abstracción de hardware para todos los microcontroladores de 32 bits de todos los proveedores. STM32Cube tiene una serie de bibliotecas integradas que facilitan el funcionamiento de interfaces (incluido USB) y protocolos complejos (por ejemplo, TCP/IP). En el siguiente vídeo se proporciona una descripción más detallada del entorno:
La amplia gama de aplicaciones de los microcontroladores STM32 queda mejor demostrada por la impresionante cantidad de métodos de comunicación que admiten. Contienen interfaces básicas como SPI, I2C, UART, pero también admite transmisión de datos mediante USB, CAN, IrDA. Los modelos seleccionados tienen controladores de red integrados (Ethernet). La oferta también incluye sistemas que soportan estándares populares de transmisión de datos de audio/vídeo (HDMI, I2S, SPDIF, MIPI, salida DAC) permitiendo la implementación de complejas interfaces gráficas (HMI) y dispositivos multimedia. Además, los sistemas STM32 también incluyen periféricos integrados, como: generadores PWM, contadores, convertidores ADC, amplificadores operacionales, relojes RTC, etc.
Esta amplia funcionalidad hace que los productos de STMicroelectronics sean soluciones versátiles y, gracias al uso de la tecnología Cortex-M, también ahorran energía, son seguras y accesibles para los diseñadores. Se ajustan perfectamente a los requisitos de las aplicaciones modernas, como dispositivos alimentados por baterías e IoT. A continuación, el fabricante divide los sistemas STM32 según sus especificaciones generales, como se muestra en la siguiente tabla.
Procesadores de alto rendimiento
Las unidades computacionales de los microcontroladores STM32 están disponibles en versiones sincronizadas con señales con una frecuencia de hasta 600MHz (para el núcleo Cortex-M7), lo que permite la construcción de controladores complejos en tiempo real. Sus ventajas incluyen una memoria de programa con una capacidad de hasta 2 MB y periféricos integrados avanzados, como: temporizadores y contadores con una resolución de hasta 32 bits, coprocesadores criptográficos (que brindan soporte para PKA/PKA asimétrica y simétrica). Cifrado AEC), interfaces SD/MMC, aceleradores de gráficos (Chrome-ART).
| Familia | Arquitectura | Frecuencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32F2 | Cortex-M3 | 120 | 64…132 | 128…1024 |
| STM32F4 | Cortex-M4 | 84…180 | 32…384 | 64…2048 |
| STM32F7 | Cortex-M7 | 216 | 256…512 | 64…2048 |
| STM32H5 | Cortex-M33 | 250 | 32…640 | 128…2048 |
| STM32H7 | Cortex-M4/7 | 280…600 | 128…1408 | 64…2048 |
Modelos de uso general
Los sistemas de uso general son principalmente microcontroladores caracterizados por precios atractivos, que requieren un número mínimo de componentes externos (como condensadores de desacoplamiento/filtrado). Están disponibles en carcasas SMD compactas (por ejemplo, UFQFPN32). Las familias de productos seleccionadas de este grupo (STM32F3, STM32G4) están especializadas para manejar señales mixtas mediante la integración de amplificadores operacionales, convertidores y comparadores ADC y DAC de alta resolución.
| Familia | Arquitectura | Frecuencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32C0 | Cortex-M0+ | 48 | 6…12 | 16…32 |
| STM32F0 | Cortex-M0+ | 48 | 4…32 | 16…256 |
| STM32F1 | Cortex-M3 | 24…72 | 4…96 | 16…1024 |
| STM32F3 | Cortex-M4 | 72 | 16…80 | 16…512 |
| STM32G0 | Cortex-M0+ | 64 | 8…144 | 16…512 |
| STM32G4 | Cortex-M4 | 170 | 32…128 | 32…512 |
Microcontroladores de bajo consumo
El bajo consumo de energía es una de las características más buscadas de los microcontroladores en las aplicaciones modernas. Esto está relacionado tanto con la creciente demanda de dispositivos inalámbricos, alimentados por baterías, como con el énfasis en la producción de electrónica ergonómica y respetuosa con el medio ambiente. La oferta STM32 incluye familias de microcontroladores especialmente adecuados para tales requisitos, como los equipados con el procesador Cortex-M0+, la unidad con mayor eficiencia energética de la cartera ARM. Para mantener el funcionamiento en modo de suspensión, requieren una corriente de sólo 230 nA, y durante el funcionamiento consumen aproximadamente 50 µA/Mhz.
| Familia | Arquitectura | Frecuencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32L0 | Cortex-M0+ | 25…32 | 2…20 | 8…192 |
| STM32L1 | Cortex-M3 | 32 | 4…80 | 32…512 |
| STM32L4 | Cortex-M4 | 80 | 40…320 | 64…1024 |
| STM32L4+ | Cortex-M4 | 120 | 320…640 | 512…2048 |
| STM32L5 | Cortex-M33 | 110 | 256 | 256…512 |
| STM32U0 | Cortex-M0+ | 56 | 12…40 | 16…256 |
| STM32U5 | Cortex-M33 | 160 | 272…3072 | 128…4096 |
Para aplicaciones inalámbricas
Al final del análisis de los microcontroladores STM32, también cabe mencionar los productos especializados para la transmisión inalámbrica de datos. En el caso de la familia STM32WB, se trata de sistemas basados en dos procesadores: Cortex-4 (unidad de supervisión y función) y Cortex-0+, que en este caso sirve como coprocesador de comunicaciones. Los modelos de este grupo admiten de forma nativa de Bluetooth en versión BLE 5.4, y también se han adaptado a aplicaciones en tecnologías Zigbee y OpenThread (de facto soportan todos los estándares incluidos en la especificación IEEE 802.15.4).
| Familia | Arquitectura | Frecuencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32WB | Cortex-M4/0+ | 64 | 16…256 | 64…1024 |
Kits de desarrollo
Los diseñadores interesados en utilizar las soluciones de STMicroelectronics tienen una amplia selección de herramientas de desarrollo preparadas por el proveedor. Contienen microcontroladores STM8 o STM32 y proporcionan una plataforma conveniente para aprender, crear prototipos y probar. Para facilitar la migración de los usuarios desde otros entornos, los modelos de placa seleccionados están equipados con pines compatibles con el estándar Arduino Uno, lo que permite el uso de una amplia gama de extensiones disponibles para esta plataforma. Pero, sobre todo, el proveedor se aseguró de incluir en los circuitos componentes adecuados para cada tipo de microcontrolador: pines GPIO, conectores de interfaz (Ethernet, USB, HDMI, jack de audio de 3,5 mm, RCA, MIPI-CSI/DSI, etc.), pantallas LCD y ranuras para tarjetas de memoria.
Además, cabe destacar que los kits de desarrollo STM también están disponibles en versiones especializadas, como circuitos para desarrollar proyectos de control de motores o comunicación inalámbrica (con módulos integrados WiFi/Bluetooth).
Otros sistemas y componentes
La gama de productos de STMicroelectronics también incluye otros sistemas y componentes, indirectamente relacionados con la oferta de microcontroladores. También cabe señalar que esta revisión no incluye todos los productos del proveedor disponibles en el catálogo de TME. Nos limitamos aquí a los productos más utilizados en sistemas de microprocesadores o controlados por soluciones STM8/STM32.
Sistemas de interfaz
Para garantizar la mayor compatibilidad de circuitos posible, los fabricantes y diseñadores recurren a estándares de comunicación populares y probados. En el caso de dispositivos profesionales, se trata principalmente de la interfaz serie RS232, su versión mejorada RS422 y el estándar RS485 comúnmente utilizado en la industria.
STMicroelectronics produce muchos chips de interfaz que admiten estos métodos de comunicación, lo que permite incorporar dispositivos basados en microcontroladores (de cualquier fabricante) en automatización, control y otros sistemas de instalación estandarizados. Además de la inmunidad a las interferencias proporcionada por la especificación estándar (señales diferenciales en el estándar RS-485), las interfaces también se caracterizan por una mayor protección ESD (contra descargas electrostáticas). Esto permite su uso en la industria, en controladores HVAC, telecomunicaciones y robótica.
Los sistemas están disponibles en versiones alimentadas por voltajes de 3V a 5,5V DC. Un solo paquete puede contener hasta 5 transceptores con una velocidad de transmisión máxima de hasta 25Mb/s. Todos los productos ofrecidos están fabricados en formatos compactos para montaje en superficie (SMD).
Diodos de protección
Ya se ha mencionado la seguridad relacionada con la comunicación en instalaciones más grandes (ESD y el impacto de la radiación electromagnética, EMI). En este contexto, también conviene prestar atención a los protectores de semiconductores que evitan daños a los sistemas debido a sobretensiones y picos de tensión. Los diodos Transil™, es decir, componentes TVS (transient voltage suppressor), se utilizan para suprimir las interferencias impulsivas que se producen en las líneas de transmisión. Le permiten minimizar el riesgo de dañar el microcontrolador/interfaz. Su tiempo de activación se mide en picosegundos individuales.
Los diodos TVS (unidireccionales y bidireccionales) están disponibles en versiones THT y SMD, así como en forma de escalera. Cabe destacar la amplia gama de parámetros. Los componentes tienen un voltaje de ruptura de 3,6 V a 440 V y pueden disipar potencia hasta 5 kW con una corriente de pulso de hasta hasta 0,5 kA. Los productos seleccionados se han fabricado especialmente para soluciones automotrices (principalmente para protección dentro del bus CAN).Diodos de protección
Estabilizadores de voltaje
Cuando se habla de la oferta de componentes de STMicroelectronics, es imposible ignorar los estabilizadores de voltaje, que son una de las especializaciones del fabricante. Además de los clásicos elementos lineales, incluye una amplia selección de soluciones reguladas (de 0,5V a 37V DC), con las características LDO (low-dropout), así como convertidores de impulso DC/DC buck y boost proporcionando voltaje de 0.2V a 900V DC, máx. 4A. Los productos están disponibles en versiones de montaje en superficie y de orificio pasante, con una amplia gama de temperaturas de funcionamiento, también en variantes de 2 y multicanal, lo que permite la construcción de circuitos de alimentación complejos.
Además, STM también ofrece otros sistemas relacionados con el suministro de energía, como voltajes de referencia que permiten obtener resultados de medición precisos realizados mediante convertidores A/D. Estos serán elementos esenciales en circuitos donde se utilizan microcontroladores para trabajar con sensores analógicos, es decir, numerosas aplicaciones en el campo de la automatización.
Una oferta destacable del proveedor son los controladores de carga y monitores de estado de la batería. Le permiten construir dispositivos eficientes y seguros alimentados por celdas de iones de litio o polímero de litio. Estos sistemas están encerrados en carcasas compactas (por ejemplo, SOT23-5), lo que facilita el diseño de circuitos compactos.
