Siempre hay 3 razones principales para escojer:
Caracteristicas
Costo
Disponibilidad
Los modulos realmente en el tema de costo estan tan iguales que casi no tienes que comparar, en disponibilidad dependerá de que tan dificil sea conseguirlos y cuanto puedas esperar por ellos. Las caracteristicas será la de mayor peso, y dependerá de que planeas hacer realmente.
Si quieres trabajar voltajes normales conectandolo al USB directo por ejemplo los PIC y algunos de los Arduino sirven, con el STM32 son a 3.3V, debes tener cuidado con eso.
Por otra parte Arduino es una plataforma, no una familia de chips especificos, algunos ejemplos usan acceso directos a registros que los hacen incompatibles ya que usan tanto los AVR como ARM y en algunos casos otras arquitecturas. De hecho el lenguaje se usa en multiples plataformas inclusive los STM32 tienen soporte oficial por ST para que los programes desde el IDE de Arduino. Tambien existen otros proyectos como por ejemplo estaba Pinguino (una version para PIC) o Energia (una para las Launchpad de Texas Instruments) que usan el mismo lenguaje.
Si quieres simplicidad para apreder el control al nivel m{as bajo diría que lo pongo entre PIC y Arduino AVR, el primero tiene pocas instrucciones si te metes en ensamblador, mientras el segundo mucho soporte abierto.
Ya si quieres potencia de computo puedes tomar una ARM ya sea STM32 que tiene altas prestaciones y bajos costos o la Arduino DUE o Zero por ejemplo, hay que notar estas son costosas ya que integran un debug.
