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中等容量增强型,32位基于ARM核心的带64或128K字节闪存的微控制器USB、CAN、7个定时器、2个ADC 、9个通信接口

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-14 19:00
功能2 H; t9 h, ]  b( n9 L
内核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
) X6 u/ {5 z0 b7 n" I. g− 最高72MHz工作频率,在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz(Dhrystone 2.1)
% p0 p7 e& C4 \  C3 L− 单周期乘法和硬件除法6 n0 E, F  o8 |) X
存储器; f" t2 F  D3 d6 f* y
− 从64K或128K字节的闪存程序存储器+ J/ E2 r7 U# e% v
− 高达20K字节的SRAM
# `7 n! Y! h% L" I0 k+ U  ^0 x2 D时钟、复位和电源管理6 J0 W1 _/ g: j% Z1 r
− 2.0~3.6伏供电和I/O引脚: K9 w0 V  U: T. ^4 o# r
− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD) − 4~16MHz晶体振荡器
$ g) g& E# Y% X+ v( Z− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器$ [  k7 |4 Y3 h7 G' |  F, M2 z
− 内嵌带校准的40kHz的RC振荡器
/ i3 l! c8 u( f  P, B" i− 产生CPU时钟的PLL - @0 B6 |: I" n8 _) M
− 带校准功能的32kHz RTC振荡器
" C; B2 l, e& c* N5 S# x. C2 q$ R低功耗8 z3 f+ G  Y+ \+ D! W
− 睡眠、停机和待机模式8 N% I! \/ N2 S! F/ _. H: Z
− VBAT为RTC和后备寄存器供电
( h) M+ a& O) B8 A212位模数转换器,1μs转换时间(多达16输入通道) 1 p4 L2 U' s+ G) z
− 转换范围:0至3.6V . F7 j; ~% u0 {* a) x
− 双采样和保持功能
  Q! k4 _2 E, y/ @1 c! |9 J- R− 温度传感器
- r; V' O# O$ G+ ?" N# b: q3 JDMA* I+ E  i5 Y( R$ V7 O
− 7通道DMA控制器
  x0 f( N2 V) R4 ?' f− 支持的外设:定时器、ADC、SPI、I2C和USART . B( |+ K$ X+ f4 I' P4 }
多达80个快速I/O端口
+ ~6 s6 [1 j5 `. q. @, S! Y" @− 26/37/51/80个I/O口,所有I/O口可以映像到16个外部中断;几乎所有端口均可容忍5V信
$ J% D, p0 m; z; I3 z8 B) J1 O( S6 p$ C. v! D

/ Q2 _( c1 Z7 p1 i% [1 u2 I 2[9_B4B7)(PF4AF{BD[48CP.png
" i( h  G6 h' I3 F% I8 A
. m. _& O: u) s! U' v  j
调试模式+ O! B1 X' z& u- z: W0 [, f
− 串行单线调试(SWD)和JTAG接口/ F( [+ z" w1 j
多达7个定时器
0 u3 e% l+ y9 b8 h  l− 3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入
" j+ q6 _8 P$ B3 S) Y3 r2 o* k& ?− 1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器( _+ {. i' F' K3 x) u
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的) 1 f# X* @" T1 p: {0 i) x& H
− 系统时间定时器:24位自减型计数器
  R3 ?6 z& T/ w: A多达9个通信接口: P. M7 {( o7 O3 }$ j/ n3 b* }, O
− 多达2个I2C接口(支持SMBus/PMBus)
4 p4 ^( H1 d" A  {4 y* _2 Q− 多达3个USART接口(支持ISO7816接口,LIN,IrDA接口和调制解调控制) ; ?" q  V( G& J+ ?5 k
− 多达2个SPI接口(18M位/秒) $ m6 T: j) U4 k( {4 C; `
− CAN接口(2.0B 主动) ; |& e) {' d1 s& r. @
− USB 2.0全速接口: t: s" }7 e# i, B
CRC计算单元,96位的芯片唯一代码) \+ |# m4 ^. Q0 a0 u& Q0 ^! \
ECOPACK®封装
4 K8 ~4 @: j/ B8 U( T& q- |. r4 C2 C( |" H/ f" t: P% P/ P; s/ `
)6{XBXMUS_R(FPEZSA%IONN.png 1 V- ^; M, ?5 A) j  D/ Q0 @5 T

- I6 a) J$ O0 h1 Q 1介绍
1 f% z  T/ L5 r6 U6 y6 Z. A本文给出了STM32F103x8和STM32F103xB中等容量增强型产品的订购信息和器件的机械特性。有关完整的STM32F103xx系列的详细信息,请参考第2.2节。
" R: e5 N) U( M: ^中等容量STM32F103xx数据手册,必须结合STM32F10xxx参考手册一起阅读。7 w8 T; o' ?" A4 O/ v; z2 s
有关内部闪存存储器的编程、擦除和保护等信息,请参考《STM32F10xxx闪存编程参考手册》。
  l) u- j; T9 f& L; Y% e. y- n# ?5 z* b, p# Y7 R9 @
2 规格说明" a* H. s% e1 `9 P! m
STM32F103x8和STM32F103xB增强型系列使用高性能的ARM® Cortex™-M3 32位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器,还包含标准和先进的通信接口:多达2个I2C接口和SPI接口、3个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。, u% o5 q/ W( _3 x
STM32F103xx中等容量增强型系列产品供电电压为2.0V至3.6V,包含-40°C至+85°C温度范围和-40°C至+105°C的扩展温度范围。一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。/ v1 S. b8 J- J' H& C( j
STM32F103xx中等容量增强型系列产品提供包括从36脚至100脚的6种不同封装形式;根据不同的封装形式,器件中的外设配置不尽相同。下面给出了该系列产品中所有外设的基本介绍。/ f% z% g6 a7 h* X% }# V
这些丰富的外设配置,使得STM32F103xx产品容量增强型系列微控制器适合于多种应用场合:
7 Q7 y' ]' X1 M6 |$ ^% V% d  _● 电机驱动和应用控制( d. e! [/ n( h/ e
● 医疗和手持设备
* {- b3 W, o! r, u9 u● PC游戏外设和GPS平台
3 |" M9 D/ {3 V) L, S5 z, f  `+ U" `● 工业应用:可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪
/ p* P. ]+ A8 z5 f0 k● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系统等
5 b/ ^. x; o9 ]# U图1给出了该产品系列的框图。* m6 ^0 |* b3 P& a8 ^4 p7 Y8 i

# X8 e# d$ Q' V: Z; L, j3 G

# Q1 ]' F+ Q+ U" |; b1 _2.1 器件一览
5 @1 @$ }& W$ a, w+ k+ m- {3 e/ Y! T5 t5 T- g% M0 F5 C
" l. \* @9 A0 U$ _" }

4 x6 X; w: G" N! R) J4 I5 o WAZE57F8_(BL$Z1`2}H(6DI.png
6 Q4 e- S5 H3 Q9 J  ^9 ?2 A9 p; ~9 c: k" k2 \5 o$ D5 ]! R

4 p3 A: t' q, H* `2.2 系列之间的全兼容性
0 V& R1 a& t% h$ rSTM32F103xx是一个完整的系列,其成员之间是完全地脚对脚兼容,软件和功能上也兼容。在参考手册中,STM32F103x4和STM32F103x6被归为小容量产品,STM32F103x8和STM32F103xB被归为中等容量产品,STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE被归为大容量产品。- B/ P, \" z+ g' i2 a# @
小容量和大容量产品是中等容量产品(STM32F103x8/B)的延伸,分别在对应的数据手册中介绍:STM32F103x4/6数据手册和STM32F103xC/D/E数据手册。小容量产品具有较小的闪存存储器、RAM空间和较少的定时器和外设。而大容量的产品则具有较大的闪存存储器、RAM空间和更多的片上外设,如SDIO、FSMC、I2S和DAC等,同时保持与其它同系列的产品兼容。
+ e8 R, N/ A3 p' ^* ]  USTM32F103x4、STM32F103x6、 STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE可直接替换中等容量的STM32F103x8/B产品,为用户在产品开发中尝试使用不同的存储容量提供了更大的自由度。5 p# s, x- w* q9 K
同时,STM32F103xx增强型产品与现有的STM32F101xx基本型和STM32F102xx USB基本型产品全兼容。) Q( _% H% u7 K* k0 y, }8 [

  E: o4 [& d  `# H% |/ @

- W$ E, Q: S7 A+ Q  l, _ IDQ[07Y%)XZREGB$YB]TOKQ.png / `; a6 H) f, [( R
5 S0 L( p: i) r
2.3 概述
. x6 y" e1 x% a% z* [0 \, l2.3.1 ARM®Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM
* _2 ~- s/ A' i' l5 k2 N, L& `4 rARM的Cortex™-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器,它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低的系统功耗,同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。
7 J, @' K# J# a; ?4 XARM的Cortex™-M3是32位的RISC处理器,提供额外的代码效率,在通常8和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。$ ]6 d! S+ m. H2 `( U& j
STM32F103xx增强型系列拥有内置的ARM核心,因此它与所有的ARM工具和软件兼容。4 O  d+ {6 y, a! P0 Q4 l
图1是该系列产品的功能框图。
+ ~1 i- t- o+ E% N) c6 D% F8 R) y
2.3.2 内置闪存存储器: r$ ?& h3 e, r1 b
64K或128K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。7 ]) P1 p5 l* O% N" f" s
9 D4 b9 G/ I5 g( I" N9 h8 c8 H
2.3.3 CRC(循环冗余校验)计算单元
5 P0 O) n/ |# w! h! B3 U- sCRC(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位的数据字产生一个CRC码。2 i4 Z8 O# M7 J* B4 s9 O; u7 E& P0 G
" G3 E' X; c4 y' R/ X: _4 \# T7 m

* N2 Y! }  Q1 \- A( Y3 ?! u* ^STM32F103x8, STM32F103xB数据手册
6 b/ h; S6 x$ T% j: l+ m在众多的应用中,基于CRC的技术被用于验证数据传输或存储的一致性。在EN/IEC 60335-1标准的范围内,它提供了一种检测闪存存储器错误的手段,CRC计算单元可以用于实时地计算软件的签名,并与在链接和生成该软件时产生的签名对比。9 p% v9 n0 [+ o: ]% z

: g! V# h) Q- L; i% \$ R7 c# X
2.3.4 内置SRAM
% z: l# e& b; I20K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。1 j# t( G$ x! {" s9 q

9 l6 r4 ^& Y5 D! ?: ]1 Y6 R
2.3.5 嵌套的向量式中断控制器(NVIC) , `& w! M- f$ R/ T0 d
STM32F103xx增强型产品内置嵌套的向量式中断控制器,能够处理多达43个可屏蔽中断通道(不包括16个Cortex™-M3的中断线)和16个优先级。
  |( S6 g! W+ W9 l8 d# L● 紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理: ~( Q1 Y+ [7 l! d
● 中断向量入口地址直接进入内核
. L3 x/ J0 o& e: M1 H; v● 紧耦合的NVIC接口
: E* b- x) d* H! y● 允许中断的早期处理
, g! d" o+ i8 @+ j- r" X! b/ A! S● 处理晚到的较高优先级中断# j& C5 C* p* b" l9 g
● 支持中断尾部链接功能8 ]' v# o! p" H  o7 O9 z' @8 m! R  }
● 自动保存处理器状态8 X: d6 g  L# \. G+ i: y0 `& x& Q- v
● 中断返回时自动恢复,无需额外指令开销1 t4 y. R4 B/ b9 j3 @
该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能. I3 C+ B  f9 y  h
% x- o! s: D4 W: b: O+ V( u
2.3.6 外部中断/事件控制器(EXTI) / {2 s  |+ `( k# q3 q5 u* z9 y
外部中断/事件控制器包含19个边沿检测器,用于产生中断/事件请求。每个中断线都可以独立地配置它的触发事件(上升沿或下降沿或双边沿),并能够单独地被屏蔽;有一个挂起寄存器维持所有中断请求的状态。EXTI可以检测到脉冲宽度小于内部APB2的时钟周期。多达80个通用I/O口连接到16个外部中断线。
0 f/ Y" c4 `6 v' y' T9 h
3 x9 z! _2 A3 s
2.3.7 时钟和启动  K1 C3 x/ ]/ K8 X$ y0 T
系统时钟的选择是在启动时进行,复位时内部8MHz的RC振荡器被选为默认的CPU时钟,随后可以选择外部的、具失效监控的4~16MHz时钟;当检测到外部时钟失效时,它将被隔离,系统将自动地切换到内部的RC振荡器,如果使能了中断,软件可以接收到相应的中断。同样,在需要时可以采取对PLL时钟完全的中断管理(如当一个间接使用的外部振荡器失效时)。
* b9 h+ F. o" D( p( G; j多个预分频器用于配置AHB的频率、高速APB(APB2)和低速APB(APB1)区域。AHB和高速APB的最高频率是72MHz,低速APB的最高频率为36MHz。参考图2的时钟驱动框图。
! z7 _! ]  a* m
: x6 H( a: J1 b. ]; Z8 Y. ^
2.3.8 自举模式* H3 ^0 l! K" g7 `) D& W7 w6 b
在启动时,通过自举引脚可以选择三种自举模式中的一种:2 r2 U: m0 T2 F$ W' {  w) F3 h
● 从程序闪存存储器自举
& `8 e  {7 Z% J5 m3 F● 从系统存储器自举
: l% H, @3 W- F: O● 从内部SRAM自举- H3 w6 H/ [9 @- d1 F
自举加载程序(Bootloader)存放于系统存储器中,可以通过USART1对闪存重新编程。更详细的信息,请参考应用笔记AN2606。
7 H. s# J$ `. I+ a8 F- H$ V: D
+ K! X6 d; O* l* ]
2.3.9 供电方案
" r7 }2 F- B+ l" ~" Y9 ?7 d$ u● VDD = 2.0~3.6V:VDD引脚为I/O引脚和内部调压器供电。5 f. s) D2 \- V% c5 `2 S) S5 p5 K! d
● VSSA,VDDA = 2.0~3.6V:为ADC、复位模块、RC振荡器和PLL的模拟部分提供供电。使用ADC时,VDDA不得小于2.4V。VDDA和VSSA必须分别连接到VDD和VSS。
1 ?0 }$ E2 K8 b0 p1 l  _● VBAT = 1.8~3.6V:当关闭VDD时,(通过内部电源切换器)为RTC、外部32kHz振荡器和后备寄存器供电。
5 |" z# H- W5 Y0 l. E! m8 W关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图12供电方案。
0 U9 O; N5 Y- @% C9 Z
0 B5 e" ~! F. V7 U$ F+ v; M+ w+ N, Z. S2.3.10 供电监控器, J! ?3 X! I1 y5 G/ H; c
本产品内部集成了上电复位(POR)/掉电复位(PDR)电路,该电路始终处于工作状态,保证系统在供电超过2V时工作;当VDD低于设定的阀值(VPOR/PDR)时,置器件于复位状态,而不必使用外部复位电路。
2 Q5 C% Y2 T1 N+ h( q6 L器件中还有一个可编程电压监测器(PVD),它监视VDD/VDDA供电并与阀值VPVD比较,当VDD低于或高于阀值VPVD时产生中断,中断处理程序可以发出警告信息或将微控制器转入安全模式。PVD功能需4 }; r) Q/ r1 M9 {2 H
要通过程序开启。关于VPOR/PDR和VPVD的值参考表11。
# m$ Q  m9 R, {1 {
; P  ]: E' Q8 `) v) q2 W' e8 ~0 e; S
2.3.11 电压调压器
* {/ {  y8 L4 N% Q; F4 S9 p4 K调压器有三个操作模式:主模式(MR)、低功耗模式(LPR)和关断模式  B: _3 A7 o; W( Y( ?
● 主模式(MR)用于正常的运行操作
: @& m! q9 L. G+ J- [5 P● 低功耗模式(LPR)用于CPU的停机模式" a% Z9 d8 P  ^" k, K, b' q
● 关断模式用于CPU的待机模式:调压器的输出为高阻状态,内核电路的供电切断,调压器处于零消耗状态(但寄存器和SRAM的内容将丢失) 6 x! f( O& g0 L# _
该调压器在复位后始终处于工作状态,在待机模式下关闭处于高阻输出。3 b. Q1 W$ P5 S- j# x* |2 U! M4 a

+ E) n3 r1 z- Y) h
2.3.12 低功耗模式
  _+ A& n2 ~% b# V1 USTM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE增强型产品支持三种低功耗模式,可以在要求低/ g7 S$ q( B2 d" p5 `% C# a$ t4 H5 M
功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡。
$ W' r; u' k7 j* x睡眠模式" S, U: d0 E5 B
在睡眠模式,只有CPU停止,所有外设处于工作状态并可在发生中断/事件时唤醒CPU。5 w! K' t6 _0 c* ^
停机模式. V. c8 t( E! d
在保持SRAM和寄存器内容不丢失的情况下,停机模式可以达到最低的电能消耗。在停机模式下,停止所有内部1.8V部分的供电,PLL、HSI的RC振荡器和HSE晶体振荡器被关闭,调压器可以被置于普通模式或低功耗模式。
, C; G! G5 r' ]7 H. h# L可以通过任一配置成EXTI的信号把微控制器从停机模式中唤醒,EXTI信号可以是16个外部I/O口之一、PVD的输出、RTC闹钟或USB的唤醒信号。
- v5 i- S1 Q9 V4 u: P# [4 n' e5 }待机模式) M! j1 z* O1 z# u' c9 w2 Y
在待机模式下可以达到最低的电能消耗。内部的电压调压器被关闭,因此所有内部1.8V部分的供电被切断;PLL、HSI的RC振荡器和HSE晶体振荡器也被关闭;进入待机模式后,SRAM和寄存器的内容将消失,但后备寄存器的内容仍然保留,待机电路仍工作。/ K+ U* T! {; W$ U, N7 g; L  ~
从待机模式退出的条件是:NRST上的外部复位信号、IWDG复位、WKUP引脚上的一个上升边沿或RTC的闹钟到时。* z  n/ x: f9 D6 v
  u6 {& Q9 C' O9 A
注: 在进入停机或待机模式时,RTCIWDG和对应的时钟不会被停止。- w: c1 y4 ~" e$ c) Y
2.3.13 DMA
# j* U3 s+ P4 U( ?: ]灵活的7路通用DMA可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输;DMA控制器支持环形缓冲区的管理,避免了控制器传输到达缓冲区结尾时所产生的中断。7 Y1 B/ g6 {5 J7 i" a$ g/ z
每个通道都有专门的硬件DMA请求逻辑,同时可以由软件触发每个通道;传输的长度、传输的源地址和目标地址都可以通过软件单独设置。$ [% K/ V# _+ f+ |( l3 M
DMA可以用于主要的外设:SPI、I2C、USART,通用、基本和高级控制定时器TIMx和ADC。

  O) v4 K" B9 R/ D0 t  Z: P3 z8 V# W4 @. j6 ?6 ]
$ @' V. k- V# g% @0 a$ v/ s1 I

CD00161566_ZHV10.pdf

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