國(guó)產(chǎn)APM32F103ZET6替換STM32F103ZET6經(jīng)驗(yàn)分享

隨著大變局時(shí)代的開啟，美國(guó)對(duì)中國(guó)科技的打壓，對(duì)中國(guó)芯片的鎖脖，ST芯片價(jià)格的一再高漲，直接推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)芯片的發(fā)展。國(guó)內(nèi)很多廠家也開始推出高性能、低價(jià)格的對(duì)標(biāo)ST產(chǎn)品。由于價(jià)格問題，我也不得不考慮更換芯片，看了一些測(cè)評(píng)，有人推薦這一款A(yù)PM32的單片機(jī)，價(jià)格比ST同型號(hào)的便宜，果斷下單，以下是我使用APM32F103ZET6替換STM32F103ZET6的一些分享，參考了網(wǎng)上各路大神的資料后作的總結(jié)。

1 從手冊(cè)中分析資源，基礎(chǔ)信息一模一樣

1.1 引腳定義

由下圖可以看出相同封裝的引腳分布完全一致。

1.2 結(jié)構(gòu)框圖

(1)都是M3內(nèi)核，總體與STM32F103ZET6架構(gòu)一致

外設(shè)上做了部分增加，APM32F103相較于STM32F103增加了I2C3和I2C4模塊，還增加了動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)控制器DMC，可外接SDRAM。

(2)多了EMMC

APM32F103有一個(gè)特別的功能，它有EMMC(外部存儲(chǔ)器控制器)，因此可以外接SDRAM，這使它可以存儲(chǔ)大量臨時(shí)數(shù)據(jù)，提升讀取速度。如果不想外接也有SDRAM，APM32F103也有合封型號(hào)——APM32F103VCTxS。

(3)多了個(gè)FPU

如果在處理一些浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，比如sin運(yùn)算，使用FPU可以加快運(yùn)算速度;STM32F103ZET6是沒有的，因此在替換過程中，如果使用FPU，且使用了APM32F103ZET6官方提供的浮點(diǎn)運(yùn)算庫(kù)，注意算法中數(shù)據(jù)處理的效率是有很大提升的。

但是APM32F103ZET6的FPU有些不好的地方是，只對(duì)庫(kù)中的數(shù)學(xué)運(yùn)算有明顯(提升至少5倍)加速效果，其它的運(yùn)算無明顯加速效果。

(4)多了個(gè)USB

STM32F103ZET6的CAN和USB共用一段SRAM，因此使用USB時(shí)可以使用CAN。

1.3 存儲(chǔ)地址映射

經(jīng)過對(duì)比下面兩圖可以得出，基本外設(shè)地址都是一致的，對(duì)于多出的功能都占用了ST原來的保留地址，這說明APM32F103是可以完全兼容STM32F103的。

1.4 時(shí)鐘樹

在某些應(yīng)用場(chǎng)景需要超頻使用(官方是不保證的)，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘為96MHz、120MHz下，STM32F103ZET6的USB無法配置到48MHz，因此無法使用USB。但是APM32F103ZET6通過配置分頻系數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘為96MHz、120MHz時(shí)，依然可以使用USB.

1.5 最小系統(tǒng)電路

電源、時(shí)鐘、復(fù)位、燒錄接口、Boot電路一致。

2 用STM32F103xE的Keil工程、代碼燒錄到APM32F103xE中，實(shí)現(xiàn)基本燒錄功能

在調(diào)試過程中使用的板子是APM32F103ZET6的mini板，使用的Keil工程是野火的例程。

2.1 編譯工具

與ST完全相同，都可以使用keil和IAR。

2.2 燒錄器

兼容ST，可以使用ST-LINK，還可以使用J-LINK和APEX-LINK。

2.3 燒錄接口

支持JTAG和SWD。

2.4 編譯下載

隨便找一個(gè)野火的STM32F103的代碼例程，驗(yàn)證一下不修改任何配置和ST的代碼是否可以直接燒錄使用

打開工程后點(diǎn)擊魔術(shù)棒，板子還是選擇STM32F103VE

接下來選擇自己使用的燒錄器，這里我用的是J-LINK

進(jìn)入setting，設(shè)置flash download，還是添加對(duì)應(yīng)型號(hào)的ST芯片

以上就配置結(jié)束了，然后再將例程里L(fēng)ED的引腳PB0和PB1修改成APM32103的LED引腳PE6和PE5

全部修改完成了，編譯下載后，兩個(gè)LED交替閃爍，說明驗(yàn)證成功，不用修改其他配置，選擇好燒錄器，直接燒錄ST代碼是可以使用的。

2.5 脫機(jī)編程器

市場(chǎng)上買的量產(chǎn)燒錄器品牌(可以百度、淘寶搜索)有：周立功、希爾特、軒微、芯園、野火等，有些燒錄器添加了AMP32F103ZET6的型號(hào)，有些沒有。

本人只有芯園的燒錄器，選擇STM32F103ZET6的型號(hào)是可以燒錄APM32F103ZET6。

至于其它的燒錄器能否選擇STM32F103ZET6的型號(hào)燒錄APM32F103ZET6呢，由于沒有燒錄器，因此暫時(shí)無結(jié)論，后續(xù)有機(jī)會(huì)使用時(shí)再補(bǔ)充。

不過AMP32F103ZET6有官方的脫機(jī)編程器。

2.6 JTAG ID不同

具體差異如下：

(1)APM32F103ZET6的信息如下：

(2)STM32F103ZET6的信息如下：

如果代碼中有使用JTAG ID作為判斷信息的話，在替換過程中會(huì)出問題。

3 參數(shù)與電氣特性的差異

在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)APM32F103ZE和STM32F103ZE的參數(shù)和電氣特性不一樣，在這種情況下，我們可能會(huì)遇到一些問題，以下通過手冊(cè)對(duì)比總結(jié)了一些模塊的差異。

3.1 時(shí)鐘

3.1.1 溫度、電壓的環(huán)境引起HSI的精度差異

APM32的主頻標(biāo)稱為96MHz，STM32的主頻標(biāo)稱為72MHz;在高低溫情況下，HSI作為時(shí)鐘源時(shí)，APM32的時(shí)鐘精度在(-2.8~2.4)%，但STM32的時(shí)鐘精度在(-2.0~2.5)%，比APM32略高。

如果使用HSI作為系統(tǒng)時(shí)鐘，且對(duì)精度要求較高、使用場(chǎng)景是;如果使用場(chǎng)景是3.3V的工作電壓，且溫度為25℃時(shí)，出廠精度都是±1%。

3.1.2 HSE起振時(shí)間差異引起系統(tǒng)時(shí)鐘配置存在差異

在使用晶振作為HSE的時(shí)鐘源時(shí)，APM32F103和STM32F103的起振溫度時(shí)間存在差異，STM32F103起振穩(wěn)定時(shí)間比APM32F103的快。

代碼中判斷是否起振穩(wěn)定的方式是使用軟件延時(shí)等待，設(shè)置的HSE_STARTUP_TIMEOUT數(shù)值是0x500，參考代碼如下：

當(dāng)晶振離開MCU的晶振連接引腳較遠(yuǎn)，或者匹配電容不合理，或者使用貼片晶振而不是直插晶振時(shí)，HSE_STARTUP_TIMEOUT的等待穩(wěn)定時(shí)間不足以使晶振起振，會(huì)出現(xiàn)無法起振的情況，導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)鐘為HSI的8MHz。

另外一方面，代碼運(yùn)行的速率差異，也會(huì)影響軟件延時(shí)等待的實(shí)際時(shí)間。

解決方法是調(diào)大HSE_STARTUP_TIMEOUT，例如設(shè)置HSE_STARTUP_TIMEOUT為0x5000

3.2 FLASH

3.2.1 APM32F103xE的頁擦?xí)r間、片擦?xí)r間、寫時(shí)間比STM32F103xE的快

通過對(duì)比兩種芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，我發(fā)現(xiàn)兩者的Flash的性能參數(shù)有點(diǎn)區(qū)別：

(1)APM32的頁擦除時(shí)間是2.7~3.5ms，STM32是20~40ms，比STM32快約7倍。

(2)APM32的16bit編程時(shí)間是33.7~40.5us，STM32是40~70us，比STM32快約20%。

如果運(yùn)行的代碼中存在軟件延時(shí)等待擦寫時(shí)間，注意調(diào)整代碼。

3.2.2 Flash等待周期的配置差異

手冊(cè)中系統(tǒng)頻率與訪問Flash等待時(shí)間關(guān)系如下(見用戶手冊(cè))：

(1)STM32F103ZET6的手冊(cè)

(2)APM32F103ZET6的手冊(cè)

然而兩家的Flash訪問速度也不同，有時(shí)候不會(huì)安嚴(yán)格的按照手冊(cè)配置，例如在自己編寫代碼配置系統(tǒng)時(shí)鐘為48MHz時(shí)、Flash預(yù)取使能、等待周期設(shè)置為0時(shí)，就發(fā)現(xiàn)STM32F103ZET6可以正常工作，APM32F103ZET6就不能正常工作。

因此，在配置該參數(shù)時(shí)，建議還是嚴(yán)格按照官網(wǎng)提供的參數(shù)配置。

PS：我看了極海官網(wǎng)上的FAQ，發(fā)現(xiàn)有些人因?yàn)榈却芷诓粔蚨霈F(xiàn)很多錯(cuò)誤，所以大家一定要盡量按照手冊(cè)上的選擇等待周期的個(gè)數(shù)!不確定夠不夠的，可以先設(shè)置多一個(gè)，畢竟“多多益善”嘛~

3.2.3 Flash擦寫過程中關(guān)閉中斷

在網(wǎng)上看到，APM32F103ZET6在執(zhí)行擦寫Flash時(shí)，最好先關(guān)閉中斷，否則可能擦寫Flash失敗(個(gè)人沒有遇到過這個(gè)問題)，而STM32F103ZET6則不需要，

3.3 功耗

APM32F103較STM32F103相比，運(yùn)行、睡眠、停機(jī)功耗較小，待機(jī)功耗較大，但都是在10uA以下，電池功耗基本一致。

如果是電池供電、且運(yùn)行模式占用的運(yùn)行時(shí)間較多，使用APM32F103ZET6的工作時(shí)間是比STM32F103ZET6的工作時(shí)間長(zhǎng)。如果產(chǎn)時(shí)間在低功耗模式運(yùn)行，工作時(shí)長(zhǎng)則反之。

3.4 GPIO

3.4.1 GPIO配置為浮空輸入的抗干擾能力

眾所周知，在使用GPIO時(shí)，應(yīng)配置相應(yīng)的GPIO工作模式(見用戶手冊(cè))。

但是在用作EXTI或是USART_Rx時(shí)，GPIO被配置為浮空輸入模式后，發(fā)現(xiàn)無法讀取穩(wěn)定電平，這是怎么一回事呢?

原來，APM32F103的GPIO在用作浮空輸入或復(fù)用推挽輸出時(shí)，容易受到外界影響，導(dǎo)致讀取或輸出異常，此時(shí)有兩個(gè)解決方案：

①換一種工作模式，通過軟件修改成上拉輸入或推挽輸出;

②電壓容易受到干擾，那就外接一個(gè)上拉電阻，讓電平變穩(wěn)定。

3.5 USBD與CAN共用

這是一個(gè)很驚喜的發(fā)現(xiàn)——APM32F103可以同時(shí)使用USBD和CAN!但是如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要把CAN重新映射到復(fù)用引腳，此時(shí)是USBD2與CAN共用。

是的沒錯(cuò)，APM32F103有兩個(gè)USBD，但是由于兩個(gè)USBD公用引腳、地址、寄存器、時(shí)鐘，所以相當(dāng)于只有一個(gè)USBD，只有在需要同時(shí)使用USBD和CAN時(shí)，才啟用USBD2。

這里有兩個(gè)使用的注意點(diǎn)：

① 在USBD2的基地址偏移0x1000處寫0x0000 0001

② PA11和PA12引腳給USBD2使用，CAN使用其他引腳

3.6 運(yùn)行代碼的速度有差異

相信有不少人都會(huì)用for或while循環(huán)做延時(shí)，但是在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，發(fā)現(xiàn)軟件延時(shí)在時(shí)間的精度上會(huì)有誤差。

由此可見，APM和STM的芯片在代碼的執(zhí)行速度上有差異，大家千萬別把用在STM的延時(shí)循環(huán)直接套在APM上!可能會(huì)因?yàn)閱?dòng)時(shí)間不夠長(zhǎng)而導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)鐘頻率不對(duì)(別問我怎么知道的，血的教訓(xùn)[狗頭])。

當(dāng)然，用定時(shí)器或者直接用時(shí)鐘周期做精準(zhǔn)定時(shí)的話，那就no problem了~

3.7 Boot0引腳接地問題

正常情況下，從主存儲(chǔ)區(qū)(用戶Flash，地址為0x0800 0000)啟動(dòng)，Boot0是必現(xiàn)接GND的。但是在查閱網(wǎng)上資料時(shí)，發(fā)現(xiàn)STM32F103ZET6的Boot0不接GND也能穩(wěn)定從主存儲(chǔ)區(qū)啟動(dòng)，APM32F103ZET6無法穩(wěn)定從主存儲(chǔ)區(qū)啟動(dòng)，有時(shí)候可以、有時(shí)候不能。

在實(shí)際應(yīng)用中，如果是從主存儲(chǔ)區(qū)啟動(dòng)，還是安安心心的按照官方的推薦將GND通過10kΩ電阻下拉到GND。

4 總結(jié)

以上是在mini板上編寫了簡(jiǎn)單的測(cè)試代碼，且在網(wǎng)上搜集、整理了資料進(jìn)行分析，STM32F103ZET6有的功能、APM32F103ZET6也有，而且APM32F103ZET6額外比STM32F103ZET6多了些功能。

初步判斷在不需要修改硬件、少量修改軟件(看具體使用了哪些模塊、哪些應(yīng)用場(chǎng)景)的情況下，可以使用APM32F103ZET6是可以替換STM32F103ZET6，

另外，APM32F103ZET6在價(jià)格、供貨上也有優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)真的太香了，兄弟們還猶豫什么快下手!!!