Совместимость STM32 по выводам: pin-to-pin замена

Внутри линейки

Микроконтроллеры одной линейки в одном корпусе, различающиеся только объёмом памяти, обычно разведены одинаково. Например, у STM32F103 в LQFP64 все варианты — от R4 до RG — совпадают по выводам, и с ними же совпадают STM32F100, F101 и F102:

Буквы памяти в обозначении (4, 6, 8, B, C, D, E, F, G) при этом не всегда означают один кристалл: у STM32F1 варианты с разным объёмом памяти относятся к разным подсемействам — в RM0008 это low-, medium-, high- и XL-density — с разным набором периферии. Поэтому совпадение выводов не отменяет проверки по даташиту.

STM32F103C8 и его соседи

STM32F030 и F07x в LQFP48 отличаются от F103C8 несколькими служебными выводами: вместо VBAT у части из них ещё один VDD, вместо PD0 и PD1 (выводы кварца) — PF0 и PF1, а у F071 и F072 на выводе 36 — VDDIO2, отдельное питание части линий ввода-вывода (RM0091, разд. 5.1). Это другое семейство на ядре Cortex-M0: плата подойдёт, программа — нет.

STM32F407 и старшие F4

Вся «большая» линейка STM32F4 в LQFP100 — F405/F415, F407/F417, F427/F437, F429/F439 — разведена одинаково, а STM32F2 отличается от неё одним выводом. На такой плате можно поднять частоту и память, но тактирование и такты ожидания флеш-памяти нужно пересчитать: у F42x частота выше и есть режим over-drive.

Платы Nucleo-64: LQFP64

В LQFP64 разные семейства близки, но служебные выводы различаются: где-то отдельный VREF+, где-то он объединён с VDDA; у STM32F4 на выводе 30 стоит VCAP — вывод конденсатора внутреннего стабилизатора, а у STM32L4 на том же месте — линия PB11; у L4 вывод BOOT0 совмещён с PH3. Такие отличия не мешают разводке, но требуют проверить обвязку: конденсатор на VCAP, подтяжку BOOT0, развязку аналогового питания.

STM32F3 и STM32G4

STM32F301, F302, F303 и F334 в LQFP48 совпадают по выводам полностью. Версии без внутреннего стабилизатора — F318, F328, F358 — отличаются выводом 20: на месте PB2 у них NPOR, вход сброса по включению питания, а само питание — 1,8 В ± 8 % (RM0316, раздел PWR). Поставить их вместо обычного F303 без изменения схемы питания нельзя.

У STM32G4 в LQFP64 все линейки — G431, G441, G471, G473, G474, G483, G484, G491, G4A1 — разведены одинаково: от младшего G431 можно перейти к G474 с таймером высокого разрешения HRTIM на той же плате.

Маленькие корпуса: TSSOP20

В маленьких корпусах отличия чаще касаются одного вывода. У STM32F038 на выводе 14 вместо PB1 — NPOR: это версия на 1,8 В. У STM32G0 на выводе 6 у G030 — NRST, а у G031, G041, G050, G051 и G061 — PF2-NRST: полем NRST_MODE в байте опций его можно сделать обычной линией PF2 (RM0444). У STM32L031 на месте PF0 и PF1 — PC14 и PC15.

Что проверить кроме выводов

1. Питание. У версий без стабилизатора — STM32F0x8, F3x8 — питание 1,8 В; у других STM32 с ядром Cortex-M4 и M7 — выводы VCAP для конденсаторов стабилизатора; отдельные выводы VDDA, VREF+, VDDIO2 требуют своей развязки.
2. Сброс и загрузка. NRST, NPOR, BOOT0 или BOOT0, совмещённый с линией порта, — по даташиту конкретного микроконтроллера.
3. Уровни на линиях. Толерантность к 5 В (FT) у линий с одним и тем же именем в разных семействах может отличаться.
4. Периферия и регистры. Даже при полном совпадении выводов у другой линейки может не быть нужного интерфейса, а регистры периферии разных семейств различаются — программу переносят и проверяют.

Полный список похожих по выводам микроконтроллеров есть на странице каждого STM32 в атласе, в разделе «Похожие по выводам».