STM32 слишком круто и дорого для каких нибудь простых устройств. Мне часто хватает pic12f675, а если не хватает, тогда pic16f886. С atmega хотел попробовать, но так и остался на pic, т.к. небыло версии avr studio под linux.
Если хочется понять глубже, открываешь датащит на контроллер, изучаешь и пишешь код.
А Ардуино считаю каким-то детским конструктором.