一文解析STM32、GD32、ESP32差異

前言?

STM32：意法半導(dǎo)體在 2007 年 6 月 11 日發(fā)布的產(chǎn)品，32位單片機(jī)。

GD32：兆易創(chuàng)新 2013 年發(fā)布的產(chǎn)品，在芯片開發(fā)、配置、命名上基本模仿 STM32，甚至 GPIO 和 STM32 都是 pin to pin 的，封裝不改焊上去直接用。有時(shí)候 STM32 的源碼不修改，重新編譯燒寫到 GD32 上就可以跑。當(dāng)然也有很多不同，比如串口驅(qū)動(dòng)、USB 、庫(kù)文件等。

ESP32：樂鑫公司 2017 年開發(fā)的產(chǎn)品，和 STM32、GD32 不同，ESP32 主要面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，支持功能很多，但引出 GPIO pin 腳很少，因此大多數(shù) GPIO 都有很多復(fù)用功能。出廠就集成藍(lán)牙、WiFi 等物聯(lián)網(wǎng)必備功能，板子也很小，適合物聯(lián)網(wǎng)。

GD32 和 STM32 的區(qū)別

GD32 是國(guó)產(chǎn)單片機(jī)，據(jù)說(shuō)開發(fā)人員來(lái)自ST公司，GD32 也是以 STM32 作為模板做出來(lái)的。所以 GD32 和 STM32 有很多地方都是一樣的，不過(guò) GD32 畢竟是不同的產(chǎn)品，不可能所有東西都沿用 STM32，有些自主開發(fā)的東西還是有區(qū)別的。不同的地方如下：

1、內(nèi)核

GD32 采用二代的 M3 內(nèi)核，STM32 主要采用一代 M3 內(nèi)核，下圖是 ARM 公司的 M3 內(nèi)核勘誤表，GD 使用的內(nèi)核只有 752419 這一個(gè) BUG。

2、主頻

使用HSE(高速外部時(shí)鐘)：GD32的主頻最大108M，STM32的主頻最大72M

使用HSI(高速內(nèi)部時(shí)鐘)：GD32的主頻最大108M，STM32的主頻最大64M

主頻大意味著單片機(jī)代碼運(yùn)行的速度會(huì)更快，項(xiàng)目中如果需要進(jìn)行刷屏，開方運(yùn)算，電機(jī)控制等操作，GD 是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

3、供電

外部供電：GD32 外部供電范圍是 2.6~3.6V，STM32 外部供電范圍是2.0~ 3.6V或1.65~ 3.6V。GD 的供電范圍比 STM32 相對(duì)要窄一點(diǎn)。

內(nèi)核電壓：GD32 內(nèi)核電壓是 1.2V，STM32 內(nèi)核電壓是 1.8V。GD 的內(nèi)核電壓比 STM32 的內(nèi)核電壓要低，所以 GD 的芯片在運(yùn)行的時(shí)候運(yùn)行功耗更低。

4、Flash差異

GD32 的 Flash 是自主研發(fā)的，和 STM32 的不一樣。

GD Flash 執(zhí)行速度：GD32 Flash 中程序執(zhí)行為 0 等待周期。

STM32 Flash 執(zhí)行速度：ST 系統(tǒng)頻率不訪問(wèn) flash 等待時(shí)間關(guān)系：0 等待周期，當(dāng) 0

Flash 擦除時(shí)間：GD 擦除的時(shí)間要久一點(diǎn)，官方給出的數(shù)據(jù)是這樣的：GD32F103/101 系列 Flash 128KB 及以下的型號(hào)， Page Erase 典型值 100ms， 實(shí)際測(cè)量 60ms 左右。對(duì)應(yīng)的 ST 產(chǎn)品 Page Erase 典型值 20~40ms。

5、功耗

從下面的表可以看出 GD 的產(chǎn)品在相同主頻情況下，GD 的運(yùn)行功耗比 STM32小，但是在相同的設(shè)置下 GD 的停機(jī)模式、待機(jī)模式、睡眠模式比 STM32 還是要高的。

6、串口

GD 在連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候每?jī)蓚€(gè)字節(jié)之間會(huì)有一個(gè) Bit 的 Idle，而 STM32 沒有，如下圖：

GD 的串口在發(fā)送的時(shí)候停止位只有 1/2 兩種停止位模式。STM32 有 0.5/1/1.5/2 四種停止位模式。

GD 和 STM32 USART 的這兩個(gè)差異對(duì)通信基本沒有影響，只是 GD 的通信時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)一點(diǎn)。

7、ADC 差異

GD 的輸入阻抗和采樣時(shí)間的設(shè)置和 ST 有一定差異，相同配置 GD 采樣的輸入阻抗相對(duì)來(lái)說(shuō)要小。具體情況見下表這是跑在 72M 的主頻下，ADC 的采樣時(shí)鐘為 14M 的輸入阻抗和采樣周期的關(guān)系：

8、FSMC

STM32 只有 100Pin 以上的大容量（256K及以上）才有 FSMC，GD32 所有的 100Pin 或 100Pin 以上的都有 FSMC。

9、103 系列 RAM&FLASH 大小差別

GD103 系列和 ST103 系列的 ram 和 flash 對(duì)比如下圖：

10、105&107系列STM32和GD的差別

GD的105/107的選擇比ST的多很多，具體見下表：

11、抗干擾能力

GD 的抗干擾能力不如 STM32，還需要一定打磨。

ESP32 和 STM32

ESP32 是樂鑫公司推出的一款采用兩個(gè)哈佛結(jié)構(gòu) Xtensa LX6 CPU 構(gòu)成的擁有雙核系統(tǒng)的芯片。所有的片上存儲(chǔ)器、片外存儲(chǔ)器以及外設(shè)都分布在兩個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)總線和／或指令總線上。

相比于 STM32 的一個(gè)大家族，ESP32 雖然也代表一個(gè)系列，但目前來(lái)說(shuō)，這個(gè)系列的成員還是比較少的，我們看下：

資源如下：

功能框圖如下：

模塊（非芯片）的引腳分布如下：

ESP32 這個(gè)模塊的 IO 并不多，估計(jì)也就 30 個(gè)左右（芯片有34個(gè)，但是模塊中外接 FLASH 用掉了一些）。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)它有幾個(gè)特點(diǎn)：

1、集成了非常多的外設(shè)接口，SPI、IIC、IIS、AD、DA、PWM、IR、UART、CAN等等。IO 數(shù)量有限，所以基本上每個(gè) IO 都有多個(gè)功能。

2、片內(nèi)flash和ram很大，flash有448KB，ram有520KB。而模塊上直接掛了一個(gè)4MB的flash。

3、速度快！雖然外接晶體的頻率只有40MHZ，但通過(guò)內(nèi)部主頻可以支持80MHZ、160MHZ、240MHZ，運(yùn)算能力高達(dá)600MIPS。

4、有wifi和藍(lán)牙！當(dāng)前兩者不能同時(shí)使用。

STM32 和 ESP32 基本是有各自不同的定位。ESP32 偏向體積小巧、速度超快、功能強(qiáng)大，通過(guò) wifi 接入網(wǎng)絡(luò)，專門為物聯(lián)網(wǎng)而生；而 STM32 偏向管腳豐富、功能全面，雖然沒有 wifi 和藍(lán)牙，速度也沒有 ESP32 快，但是可以通過(guò)網(wǎng)口接入網(wǎng)絡(luò)，可以控制更多的外設(shè)，為消費(fèi)電子和工業(yè)控制而生。

總結(jié)

STM32 和 GD32 是同質(zhì)化產(chǎn)品，區(qū)別一個(gè)是國(guó)外，一個(gè)是國(guó)產(chǎn)，最近流行國(guó)產(chǎn)化替代，所以 GD32 還是很有發(fā)展前景的。

物聯(lián)網(wǎng)也是一個(gè)好方向，因此 ESP32 也是很有前景的。

編輯：黃飛

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