STMCU小助手
发布时间:2022-7-10 13:51
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特性 核心 – 32 位 Arm® Cortex®-M3 CPU – 最大频率 72 MHz,以 0 等待状态访问存储器 时的性能达 1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1) – 单周期乘法指令和硬件除法单元 存储器 – 64 或 128 KB 的 Flash – 20 KB 的 SRAM 时钟、复位和电源管理 – 2.0 到 3.6 V 供电和 I/O – 上电复位 (POR)、掉电复位 (PDR) 和可编程 电压监测器 (PVD) – 4 MHz 到 16 MHz 晶振 – 内置经工厂调校的 8 MHz RC 振荡器 – 内部 40 kHz RC – 用于 CPU 时钟的 PLL – 带校准功能的 32 kHz RTC 振荡器 低功耗 – 睡眠、停机和待机模式 – VBAT 为 RTC 和备份寄存器供电 2 个 12 位 1 μs A/D 转换器(多达 16 个通道) – 转换范围:0 到 3.6 V – 双倍采样和保持功能 – 温度传感器 DMA – 7 通道 DMA 控制器 – 支持的外设:定时器、ADC、SPI、I2C和USART 多达 51 个高速 I/O 端口 – 26/37/51 I/O,所有端口均可映射到 16 个外 部中断向量,并且几乎所有端口均可承受 5 V 信号 调试模式 – 串行线调试 (SWD) 和 JTAG 接口 7 个定时器 – 三个 16 位定时器,每个定时器有多达 4 个 IC/OC/PWM 或脉冲计数器和正交(增量) 编码器输入 – 16 位用于电机控制的 PWM 定时器,带死区 生成和紧急停止功能 – 2 个看门狗定时器 (独立看门狗和窗口看门狗) – SysTick 定时器:24 位递减计数器多达 9 个通信接口 – 多达 2 个 I2C 接口 (SMBus/PMBus™) – 多达 3 个 USART(ISO 7816 接口、LIN、 IrDA 功能、调制解调器控制) – 多达 2 个 SPI (18 Mb/s) – CAN 接口(2.0B 当前最新) – USB 2.0 全速接口 CRC 计算单元、96 位唯一 ID 采用 ECOPACK 封装 1 前言 本数据摘要介绍了 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 中等容量微控 制器的订购信息和器件的机械特性。 这些产品是 STM32F1 系列的一部分,本文档应与以下文档一起阅读: STM32F101xx、STM32F102xx、STM32F103xx、STM32F105xx 和 STM32F107xx 基 于 Arm® 内核的 32 位高级 MCU 参考手册 (RM0008) 有关电气特性的详细信息,请参见数据手册 DS5319(对于 STM32F1BCXC8 型号,请 参见 STM32F103x8 数据;对于 STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXRB 型号,请参见 STM32F103xB 数据)。 有关内部 Flash 的编程、擦除和保护等信息,请参见 STM32F10xxx Flash 编程手册。 2 说明 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件是 STM32F1 系列的一部 分;此系列产品集成了工作频率为 72 MHz 的高性能 Arm® Cortex®-M3 32 位 RISC 内核、 高速嵌入式存储器(Flash 和 SRAM 的容量分别高达 512 KB 和 64 KB),和大量连至 2 条 APB 总线的增强型 I/O 与外设。 所有器件均提供 2 个 12 位 ADC、3 个 16 位通用定时器、1 个 PWM 定时器以及标准和高级 通信接口:多达 2 个 I2C 和 SPI、3 个 USART、一个 USB 以及一个 CAN。 器件的工作电压为 2.0 到 3.6V。它们工作于 -40 到 +85°C 的温度范围和 -40 到 +105°C 的扩 展温度范围。该系列提供了一套全面的节能模式,可实现低功耗应用设计。 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件采用 LQFP48 和 LQFP64 封装。以下部分介绍了所包含的外设组合,具体取决于所选设备。 这些功能让 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 中等容量器件成为各 种应用的理想之选,例如电机驱动、应用控制、医疗和手持式设备、PC 和游戏外设、GPS 平台、工业应用、PLC、逆变器、打印机、扫描仪、警报系统、视频电话和 HVAC。 更多相关信息,请参见 STM32F101xx、STM32F102xx、STM32F103xx、STM32F105xx 和 STM32F107xx 基于 Arm® 的高级 32 位 MCU 参考手册 (RM0008) 以及 STM32F103x8 和 STM32F103xB 数据手册 (DS5319)。 说明 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB、STM32F1BCXC88/33 DB3945 Rev 1 2.1 器件概述 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 中等容量器件采用 LQFP48 和 LQFP64 封装。 下表显示了器件功能和外设数量,后面的图显示了器件系列的总体框图。
3 功能概述 3.1 带嵌入式 Flash 和 SRAM 的 Arm® Cortex®-M3 内核 Arm® Cortex®-M3 处理器是最新一代的嵌入式系统 Arm® 处理器。该处理器引脚数少、功耗 低,能够提供满足 MCU 实现要求的低成本平台,同时具备卓越的计算性能和先进的系统中 断响应。 Arm® Cortex®-M3 32 位 RISC 处理器具有优异的代码效率,通常采用 8 位和 16 位器件的存 储器空间即可发挥 Arm® 内核的高性能。 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 增强型系列凭借嵌入式 Arm® 内核,与所有 Arm® 工具和软件都兼容 图 1 给出了该器件系列的总体框图。 3.2 嵌入式 Flash 64 或 128 KB 的嵌入式 Flash 可用于存储程序和数据。 3.3 CRC(循环冗余校验)计算单元 CRC(循环冗余校验)计算单元使用一个固定的多项式发生器从一个 32 位的数据字中产生 码。 在众多的应用中,基于 CRC 的技术还常用来验证数据传输或存储的完整性。根据 EN/IEC 60335-1 标准的规定,这些技术提供了验证 Flash 完整性的方法。CRC 计算单元有助于在运行期间计算软件的签名,并将该签名与链接时生成并存储在指定存储单元的参考签名加以比较。 3.4 嵌入式 SRAM 20 KB 的嵌入式 SRAM,可在 CPU 时钟速度下以 0 等待状态访问(读/写)。 3.5 嵌套向量中断控制器 (NVIC) STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件内置一个嵌套向量中断控制 器,该中断控制器可以处理多达 43 个可屏蔽中断通道(不包括 Cortex®-M3 的 16 根中断 线),并支持 16 个不同的中断优先级。 紧耦合的 NVIC 使得中断响应更快 直接向内核传递中断入口向量表地址 紧耦合的 NVIC 内核接口 允许对中断进行早期处理 处理后到但优先级较高的中断 支持中断咬尾功能 自动保存处理器状态 退出中断时自动恢复现场,无需指令开销 此硬件模块以最短的中断延迟提供了灵活的中断管理功能。 3.6 外部中断/事件控制器 (EXTI) 外部中断/事件控制器包含 19 根用于产生中断/事件请求的边沿检测中断线。每根中断线都可 以独立配置以选择触发事件(上升沿触发、下降沿触发或边沿触发),并且可以单独屏蔽。挂起寄存器用于保持中断请求的状态。EXTI 可检测到脉冲宽度小于内部 APB2 时钟周期的外部中断线。外部中断线最多有 16 根,可从最多 51 个 GPIO 中选择连接。 3.7 时钟和启动 在启动时执行系统时钟选择,但复位时会选择内部 RC 8 MHz 振荡器作为默认 CPU 时钟。 启动时可以选择外部 4-16 MHz 时钟,随后将监视其是否失效。如果检测到该时钟失效,系 统将自动切换回内部 RC 振荡器。同时生成软件中断(如果已使能)。类似地,必要时(例如,当间接使用的外部晶振、谐振器或振荡器发生故障时)可以对 PLL 时钟输入进行完全的 中断管理。 可通过多个预分频器配置 AHB 频率、高速 APB (APB2) 和低速 APB (APB1) 域。AHB 和高 速 APB 域的最大频率为 72 MHz。低速 APB 域的最大允许频率为 36 MHz。有关时钟树的详细信息,请参见图 2。 3.8 自举模式 启动时,通过自举引脚来选择以下三种自举模式之一: 从用户 Flash 自举。 从系统存储器自举。 从嵌入式 SRAM 自举。 自举程序位于系统存储器中。用于通过 USART1 对 Flash 重新编程。 3.9 电源方案 VDD = 2.0 到 3.6 V:I/O 和内部调压器的外部电源。通过 VDD 引脚从外部提供。 VSSA、VDDA = 2.0 到 3.6 V:ADC、DAC、复位模块、RC 和 PLL 的外部模拟电源(使 用 ADC 或 DAC 时,施加到 VDDA 的最小电压为 2.4 V)。VDDA 和 VSSA 必须分别连接到 VDD 和 VSS。 VBAT= 1.8 到 3.6 V:当 VDD 不存在时,作为 RTC、32 kHz 外部时钟振荡器和备份寄存器的电源(通过内部开关切换)。 有关如何连接电源引脚的详细信息,请参见产品数据手册。 3.10 电源监控器 本器件内部集成有上电复位 (POR)/ 掉电复位 (PDR) 电路。此电路始终处于活动状态,可确 保器件在电压不低于 2 V 时能够正常工作。当 VDD 低于规定阈值 VPOR/PDR 时,器件保持复位模式,无需外部复位电路。 该器件还有一个嵌入式可编程电压检测器 (PVD),用于监视 VDD/VDDA 电源并将其与 VPVD 阈值进行比较。当 VDD/VDDA 低于 VPVD 阈值和/或 VDD/VDDA 高于 VPVD 阈值时,将产生中断。随后,中断服务程序会生成一条警告消息并且/或者使 MCU 进入安全状态。PVD 由软件使能。 有关 VPOR/PDR 和 VPV 的值,请参见产品数据手册。 3.11 调压器 调压器具有三种工作模式:主模式 (MR)、低功耗模式 (LPR) 和掉电模式。 MR 用于标称调压模式(运行) LPR 用于停机模式 掉电模式用于待机模式:内核电路掉电,调压器功耗变为零(但寄存器和 SRAM 的内容将丢失) 此调压器在复位后始终处于使能状态。在待机模式下禁用,提供高阻抗输出。 3.12 低功耗模式 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件支持三种低功耗模式,可在 低功耗、短启动时间和可用唤醒源之间取得最佳平衡: 睡眠模式 在睡眠模式下,只有 CPU 停止工作。所有外设继续运行并可在发生中断/ 事件时唤醒 CPU。 停止模式 停止模式在保持 SRAM 和寄存器内容的同时,实现最低功耗。此时,1.8 V 域中的所有时钟都会停止,PLL、HSI RC 和 HSE 晶振也被禁止。还可以将调压器置于正常模式或低功耗模式。 可通过任意 EXTI 中断线将器件从停机模式唤醒。EXTI 中断线源可以是 16 根外部中断线之一、PVD 输出、RTC 闹钟或 USB 唤醒。 待机模式 待机模式下可达到最低功耗。此时,内部调压器关闭,因此整个 1.8 V 域将断电。PLL、HSI RC 和 HSE 晶振也会关闭。进入待机模式后,除备份域和待机电路中的寄存器外,SRAM 和寄存器的内容都将消失。 发生外部复位(NRST 引脚)、IWDG 复位、WKUP 引脚上出现上升沿或者触发 RTC 闹钟时,器件退出待机模式。 注: 进入停机或待机模式时,RTC、IWDG 和相应的时钟源不会停止。 3.13 DMA 灵活的 7 通道通用 DMA 能够管理存储器至存储器、外设至存储器、存储器至外设的传输。 DMA 控制器支持循环缓冲区管理,当控制器到达缓冲区末尾时无需生成中断。 每个通道都与专用的硬件 DMA 请求相连,同时支持软件触发。通过软件进行相关配置,并 且数据源和数据目标之间传输的数据量不受限制。 DMA 可与下列主要外设一起使用:SPI、I2C、USART、通用以及高级控制定时器 TIMx 和ADC。 3.14 RTC(实时时钟)和备份寄存器 RTC 和备份寄存器通过开关供电,当 VDD 电源存在时,该开关选择 VDD 供电,否则选择 由 VBAT 引脚供电。备份寄存器为10 个 16 位寄存器,用于在 VDD 电源不存在时存储 20字节的用户应用数据。 实时时钟提供一组连续运行的计数器,这些计数器可与适当的软件配合使用来实现时钟日历功能;此外,实时时钟还提供闹钟中断和周期性中断。实时时钟由 32.768 kHz 的外部晶 振、谐振器或振荡器、内部低功耗 RC 振荡器或者经 128 分频的高速外部时钟驱动。内部低 功耗 RC 的典型频率为 40 kHz。为补偿天然晶振的偏差,可通过 512 Hz 的外部输出对 RTC 进行校准。RTC 具有一个用于长期测量的 32 位可编程计数器,它使用比较寄存器来生成闹钟。一个 20 位预分频器用于时基时钟,默认配置为通过 32.768 kHz 时钟生成 1 秒的时基。 3.15 定时器和看门狗 中等容量 STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件包括一个高级控制 定时器、三个通用定时器、两个看门狗定时器和一个 SysTick 定时器。 下表是高级控制和通用定时器的特性比较。
高级控制定时器(TIM1 和 TIM8) 高级控制定时器 (TIM1) 可以看作在 6 个通道上复用的三相 PWM。它具有带可编程插入死区 的互补 PWM 输出。它也可看作一个完整的通用定时器。4 个独立通道可以用于: 输入捕获 输出比较 PWM 生成(边沿或中心对齐模式) 单脉冲模式输出 如果配置为通用 16 位定时器,则功能与 TIMx 定时器相同。如果配置为 16 位 PWM 发生 器,则具有完整的调制能力 (0-100%)。 在调试模式下,可冻结高级控制定时器计数器,同时禁止 PWM 输出,从而关闭由这些输出驱动的电源开关。 高级控制定时器的许多功能与具有相同架构的通用 TIM 定时器相同。因此,高级控制定时器可通过定时器链接功能与 TIM 定时器协同工作,提供同步或事件链接功能。 通用定时器 (TIMx) STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件中最多内置有三个同步通用定时器。这些定时器基于 16 位自动重载递增/递减计数器、16 位预分频器和 4 个独立通道,各通道分别用于输入捕捉/输出比较、PWM 或单脉冲模式输出。在最大的封装中,可提供多达 12 个输入捕捉/输出比较/PWM。 通用定时器可通过定时器链接功能与高级控制定时器协同工作,提供同步或事件链接功能。 在调试模式下,其计数器可被冻结。任何通用定时器都可用于产生 PWM 输出。每个定时器 都有独立的 DMA 请求生成机制。 这些定时器能够处理正交(增量)编码器信号,也能处理 1 到 3 个霍尔效应传感器的数字 输出。 独立看门狗 独立看门狗基于 12 位递减计数器和 8 位预分频器。它由独立的 40 kHz 内部 RC 提供时钟; 由于内部 RC 独立于主时钟,因此它可在停机和待机模式下工作。它既可用作看门狗,以在发生问题时复位器件,也可用作自由运行的定时器,以便为应用程序提供超时管理。通过选项字节,可对其进行硬件或软件配置。在调试模式下,计数器可以被冻结。 窗口看门狗 窗口看门狗基于可设置为自由运行的 7 位递减计数器。它可以作为看门狗以在发生问题时复 位器件。它由主时钟驱动。具有早期警告中断功能,并且计数器可在调试模式下被冻结。 SysTick 定时器 此定时器专用于实时操作系统,但也可用作标准递减计数器。它具有以下特性: 24 位递减计数器 自动重载功能 当计数器计为 0 时,产生可屏蔽系统中断 可编程时钟源 3.16 I2C 总线 多达 2 个 I2C 总线接口可以在多主模式或从模式下工作。它们可支持标准和快速模式。该接口支持 7/10 位寻址模式和 7 位双寻址模式(从模式下)。其中内置了硬件 CRC 生成/校验功能。该接口可以使用 DMA 并且支持 SMBus 2.0/PMBus。 3.17 通用同步/异步收发器 (USART) 其中一个 USART 接口的通信速率最高为 4.5 Mb/s。其它可用接口的通信速率最高为2.25 Mb/s。它们提供 CTS 和 RTS 信号的硬件管理,支持 IrDA SIR ENDEC,符合 ISO 7816 标准并具有 LIN 主/从功能。 所有 USART 均支持 DMA 控制器。 3.18 串行外设接口 (SPI) 提供多达 2 个 SPI,它们在从模式和主模式下的全双工和单工通信速率最高可达 18 Mb/s。3 位预分频器可产生 8 种主模式频率,帧可配置为 8 位或 16 位。硬件 CRC 生成/校验支持基本的 SD 卡/MMC 模式。 两个 SPI 均支持 DMA 控制器。 3.19 控制器区域网络 (CAN) CAN 符合规范 2.0A 和 2.0B(主动),比特率最高达 1 Mb/s。它可接收和发送包含 11 位标 识符的标准帧和包含 29 位标识符的扩展帧。它提供 3 个发送邮箱、2 个具有 3 级深度的接 收 FIFO 和 14 个可伸缩的滤波器组。 3.20 通用串行总线 (USB) STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 器件内置与 12 Mbps 全速 USB 兼容的 USB 设备外设。该 USB 接口符合全速 (12 Mb/s) 功能接口标准。它具有可由软件配置的端点设置,并支持挂起/ 恢复功能。专用的 48 MHz 时钟由内部主 PLL 生成(时钟源必须使用 HSE 晶振)。 3.21 GPIO(通用输入/输出) 每个 GPIO 引脚都可以由软件配置为输出(推挽或开漏)、输入(带或不带上拉/下拉)或外 设复用功能。大多数 GPIO 引脚都具有数字或模拟复用功能。所有 GPIO 都可承载高电流。如果需要,可在特定序列后锁定 I/O 复用功能配置,以避免对 I/O 寄存器执行意外写操作。 APB2 上的 I/O,切换速度高达 18 MHz。 3.22 ADC(模数转换器) STM32F1BCXRB、STM32F1BCXCB 和 STM32F1BCXC8 中等容量器件内置 2 个 12 位模数转换器,每个 ADC 可共享多达 16 个外部通道,在单发或扫描模式下执行转换。在扫描模式下,将对一组选定的模拟输入执行自动转换。 ADC 接口内置的其它逻辑功能允许: 同步采样和保持 交叉采样和保持 单电阻电流采样 ADC 可以使用 DMA 控制器。 利用模拟看门狗功能,可以非常精确地监视一路、多路或所有选定通道的转换电压。当转换电压超出编程的阈值时,将产生中断。 通用定时器 (TIMx) 和高级控制定时器 (TIM1) 生成的事件可以分别内部连接到 ADC 启动触发信号、注入触发信号和 DMA 触发信号,从而实现 A/D 转换和定时器的同步应用。 3.23 温度传感器 温度传感器必须产生随温度线性变化的电压。转换范围为 2 V < VDDA < 3.6 V。温度传感器内部连接到 ADC1_IN16 输入通道,该通道用于将传感器输出电压转换为数字值。 3.24 串行线 JTAG 调试端口 (SWJ-DP) 内置的 Arm® SWJ-DP 接口由 JTAG 和串行线调试端口结合而成,可以实现要连接到目标的 串行线调试探头或 JTAG 探头。JTAG TMS 和 TCK 引脚分别与 SWDIO 和 SWCLK 共用,TMS 引脚上的特定序列可用于在 JTAG-DP 和 SW-DP 之间切换。 4 引脚排列和引脚说明
1. I = 输入、O = 输出、S = 电源。 2. FT = 5 V 容限。 3. 可用功能取决于所选器件。对于外设数量减少的器件,始终包含较小的外设编号。例如,如果器件只有一个 SPI 和两个USART,它们将分别称为 SPI1 以及 USART1 和 USART2。请参见表 1。 4. 如果多个外设共用同一 I/O 引脚,为避免这些复用功能之间发生冲突,一次只能通过外设时钟使能位(位于相应的 RCC 外设时钟使能寄存器中)使能一个外设。 5. PC13、PC14 和 PC15 通过电源开关供电。由于该开关的灌电流能力有限 (3 mA),因此在输出模式下使用GPIO PC13 到 PC15 时存在以下限制:速率不得超过 2 MHz,最大负载为 30 pF,并且这些 IO 不能用作电流源(如用于驱动 LED)。 6. 备份域第一次上电后的主要功能。之后,即使复位,这些引脚的状态也取决于备份寄存器的内容(因为主复位不会复位这些寄存器)。 7. 对于 LQFP48 和 LQFP64 封装,引脚 5 和引脚 6 在复位后配置为 OSC_IN/OSC_OUT,但是,PD0 和 PD1 的功能可由软件重映射到这些引脚上。有关更多详细信息,请参见 STM32F10xxx 参考手册中的复用功能 I/O 和调试配置部分。 PD0 和 PD1 在输出模式下的使用受到限制,因为它们在输出模式下只能采用 50 MHz 频率。 8. 此复用功能可由软件重映射到某些其它端口引脚上(如果使用的封装中提供了此类引脚)。 5 存储器映射
6 封装信息 为满足环境要求,意法半导体为这些器件提供了不同等级的 ECOPACK 封装,具体取决于它们的环保合规等级。 6.1 LQFP48 封装信息
LQFP48 封装的器件标记 下图给出了上表面标记方向与引脚 1 标识符位置的示例。 印刷标记可能因供应链而异。 其它可选标记或嵌入/翻转标记(也取决于供应链操作)未在下图指出。
6.2 LQFP64 封装信息
LQFP64 封装的器件标记 下图给出了上表面标记方向与引脚 1 标识符位置的示例。 印刷标记可能因供应链而异。 其它可选标记或嵌入/翻转标记(也取决于供应链操作)未在下图指出。
6.3 热特性 芯片最高结温 (TJmax) 不得超过产品数据手册注明的通用工作条件中给定的值。 芯片最高结温 (TJ max) 以摄氏度表示,可使用如下公式计算: TJ max = TA max + (PD max x JA) 其中: TA max 表示最高环境温度,以 °C 表示 JA 为封装结点至环境的热阻,以 °C/W 表示 PD max 是 PINT max 与 PI/O max 之和 (PD max = PINT max + PI/Omax) PINT max 为 IDD 与 VDD 的乘积,以瓦特表示。它是芯片的最大内部功率 PI/O max 表示输出引脚的最大功率耗散,其中: PI/O max = (VOL × IOL) + ((VDD – VOH) × IOH), 考虑了应用中 I/O 在低电平和高电平状态下的实际 VOL/IOL 和 VOH/IOH。
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