STM32 là một dòng vi điều khiển (MCU) 32 bit thuộc họ ARM và là dòng vi điều khiển họ ARM thứ 3 của một trong những nhà sản xuất thiết bị bán dẫn và linh kiện điện tử hàng đầu thế giới STMicroelectronics. Từ khi đăng ký bản quyền sử dụng lõi xử lí ARM Cortex-M3 vào năm 2006, STMicroelectronics đã cho ra đời 17 dòng vi điều khiển STM32 được thiết kế dựa trên 6 lõi xử lí ARM Cortex-M khác nhau. Dòng Cortex là một lõi xử lí hoàn thiện đưa ra một kiến trúc chuẩn cho các vi xử lí phục vụ các nhu cầu đa dạng về công nghệ, Cortex gồm 3 phân nhánh chính là dòng A, dòng R và dòng M, trong đó dòng M được thiết kế nhắm tới các ứng dụng vi điều khiển và chi phí thấp. Nhờ đó các vi điều khiển dòng STM32 có giá cả thấp hơn các vi điều khiển 8 bit và 16 bit truyền thống, nhưng lại có khả năng xử lí và hiệu suất hệ thống cao hơn.
Hình 4.1. Các dòng vi điều khiển STM32 và lõi xử lí ARM Cortex-M tương ứng
Nhờ vào sự đa dạng trong tốc độ xử lí, kích thước, RAM,… STM32 được ứng dụng trong nhiều giải pháp công nghệ như IoT, nhận diện và xử lí hình ảnh, thiết kế giao diện người dùng, điều khiển động cơ, các hệ thống bảo vệ và theo dõi,… Ngoài ra nhờ có sự hậu thuẫn tốt từ STMicroelectronics, cộng đồng người sử dụng đa dạng và lượng tài liệu tham khảo khổng lồ, việc tiếp nhận và sử dụng STM32 dần trở nên dễ dàng hơn đối với sinh viên và các cá nhân không có nhiều kinh nghiệm sử dụng vi xử lí họ ARM hay đã quen thuộc với các vi điều khiển 8 bit và 16 bit như AVR, 8051, PIC,… nhưng đang tìm kiếm một giải pháp tốt hơn, nhỏ gọn hơn và nhanh hơn cho các dự án của mình.
Nhận thấy sự phát triển và khả năng ứng dụng cao của vi điều khiển STM32, vào tháng 2 năm 2014, STMicroelectronics đã cho ra mắt mạch phát triển STM32 Nucleo với mong muốn đơn giản hóa và đưa STM32 đến một cộng đồng người sử dụng và phát triển hệ thống nhúng rộng rãi hơn. Nhờ khả năng tương thích với các mạch phát triển phổ biến như Arduino Micro và Arduino UNO vốn rất phổ biến trong giáo dục mà STM32 Nucleo đã được đón nhận một cách tích cực bởi các sinh viên, giảng viên, nhà phát triển và cả những người yêu thích phát triển hệ thống nhúng thuộc nhiều ngành nghề và lĩnh vực khác nhau.
Hình 4.2. Các mạch phát triển STM32 Nucleo và khả năng tương thích
Mạch phát triển được sử dụng trong đồ án này là mạch STM32 Nucleo-64 với vi điều khiển là STM32F072RB. Dòng vi điều khiển STM32F0 là dòng vi điều khiển đầu tiên của STMicroelectronics sử dụng kiến trúc lõi xử lí ARM Cortex-M0 và được ra mắt từ năm 2012, vi điều khiển có tần số hoạt động tối đa là 48MHz với kích thước bộ nhớ FLASH là 128kB.
Hình 4.3. Mạch phát triển STM32 Nucleo-64
Mạch phát triển STM32 Nucleo-64 có giao diện chân cắm tương thích với Arduino, đồng thời mạch cũng tích hợp sẵn công cụ lập trình/gỡ lỗi ST-Link V2 của STMicroelectronics lên cổng Micro USB của mạch. Cổng Micro USB này cũng có bao gồm giao thức UART qua cổng COM ảo của STMicroelectronics với mục đích giao tiếp với máy tính hay các thiết bị khác. Mạch có thể được cấp nguồn bằng nhiều cách, cấp nguồn trực tiếp từ máy tính qua cổng Micro USB, cấp nguồn 5V hoặc 7-12V qua các chân E5V hoặc Vin, hoặc cấp nguồn 3.3V qua chân cắm 3.3V của chân kết nối Arduino