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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
* C9 `, O5 x0 [  Q! ]- d内核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
' I2 C+ K0 }  o$ [* U" E− 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)
$ c6 i& m+ A; g+ i$ N5 z− 单周期乘法和硬件除法. m0 W5 f& X$ Z+ T) @
存储器
: G- S: i( z% b( |/ K− 从64K或128K字节的闪存程序存储器
  x) t2 a9 ]0 L7 k4 o− 高达20K字节的SRAM ! B$ x" T- x% O2 j8 L4 K% ^
时钟、复位和电源管理
  ^% g$ q8 R$ v4 G: P9 j  v4 n− 2.0~3.6伏供电和I/O引脚
6 \2 _8 Z  P" q6 B9 [$ a− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD) − 4~16MHz晶体振荡器
7 ~5 K6 e/ n7 B; {. [, U( p− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器
% [% _6 P  V3 B3 t4 y! K8 d− 内嵌带校准的40kHz的RC振荡器+ V  l; u2 u0 K# T7 f( d
− 产生CPU时钟的PLL
' D/ A" f1 f0 i0 a- ~− 带校准功能的32kHz RTC振荡器
( a( _5 h! B" ^+ e' c6 r低功耗
1 m0 H( G7 j" F& o' l& F% I− 睡眠、停机和待机模式; X; \" s% q8 o( H( N
− VBAT为RTC和后备寄存器供电+ m* F  q# \" n# C& {; [
212位模数转换器,1μs转换时间(多达16输入通道)
& d, y% {; a! r% P# v, _, d# l" K− 转换范围:0至3.6V . Q- D0 W" i0 g3 d2 Y# P! t6 f/ ~
− 双采样和保持功能
6 V9 x/ D2 G" ?6 e7 o− 温度传感器, C4 T6 [3 k- I
DMA
6 a! Q) S; J9 V* _- C4 m& x− 7通道DMA控制器
# g; l) U5 a+ ~& p& j− 支持的外设:定时器、ADC、SPI、I2C和USART
5 ?8 w6 @4 o0 Y$ r- K* B多达80个快速I/O端口# c3 C3 ~9 z( w. K
− 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6 }( H( x" _* Z
9 k7 D8 |: u. B# F3 V0 y

; i. ?# \* P5 R2 T. D* R0 ] 2[9_B4B7)(PF4AF{BD[48CP.png * C- o, `6 ~! @6 p+ w4 v+ ~" x) ~
- I2 t( _# K( \0 i+ b4 ?
调试模式$ d% o0 o/ @) Y
− 串行单线调试(SWD)和JTAG接口
  z. m  A( _9 K9 y多达7个定时器  d) J. [8 h9 v# U: d
− 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9 n: s4 e0 `6 s5 t$ i. p
− 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; t9 X! X; F  R" {
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的) " p. \4 C2 n4 L
− 系统时间定时器:24位自减型计数器
5 K! D2 W. w; s& D9 |0 d- y多达9个通信接口3 N& V% Z; X/ A* M- _1 _
− 多达2个I2C接口(支持SMBus/PMBus)
/ I% \/ A% g. q* S0 Z# J, P− 多达3个USART接口(支持ISO7816接口,LIN,IrDA接口和调制解调控制) * r) s' k" q( C% Z
− 多达2个SPI接口(18M位/秒) ! g; Y6 h! j9 V* t
− CAN接口(2.0B 主动)
" I. S1 ~/ l7 @+ t− USB 2.0全速接口
! V& i, ~& l- ]: K% N3 }7 G: kCRC计算单元,96位的芯片唯一代码
7 ?, g0 D; E& Z& E3 hECOPACK®封装/ r5 K2 d. N7 y  m  Y! b0 k

8 h5 p- J9 Z0 ~( J+ P  z7 C" e )6{XBXMUS_R(FPEZSA%IONN.png
. ]$ ~5 b: \  s7 _: T. X# p! s$ e" u& Y0 z8 @
1介绍  {. D- W7 d1 ^9 H. i% ?' Q* r
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。
- o. H, z9 W$ j7 v中等容量STM32F103xx数据手册,必须结合STM32F10xxx参考手册一起阅读。, N, c) w& n' {: q; E$ z
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》。1 C% ^1 [- g  q+ Y2 p
' z7 n. k/ o- |6 I9 `$ h  e
2 规格说明$ x! a! W4 t$ j9 r7 K9 Q9 ^& n
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。) x: Q, i* e* [  P2 O9 O8 }
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。: g* F, W! b% M& Z+ p9 ]: Q0 ?. H
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。& Q! }( u6 l+ p6 C& o: Q! D
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:
* V: y3 v# T( P: U6 j7 o) z1 ~● 电机驱动和应用控制
: l7 L* n; A/ l7 A. f) Y● 医疗和手持设备6 x: e  `0 Z8 y1 W
● PC游戏外设和GPS平台
9 r" w% {8 G; B- a+ w5 H● 工业应用:可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪
6 N* P* ^  g/ o3 c5 o6 h9 p/ W● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系统等
# y$ V/ P+ S* h2 A/ M0 L, U4 n5 s图1给出了该产品系列的框图。: Y. Q. c) Y+ d( l: ~% M) O0 l

  d" {8 _5 V0 @+ d

- _2 g" q5 d+ T- F2 g7 K2.1 器件一览& \; t- Z) I. _* ]5 w# c

, O7 A( q  L' ~7 p, T0 t7 y7 l1 T, ?6 x, h8 [

, j# C# ~: n2 v9 Q% b8 D5 [' m& Q WAZE57F8_(BL$Z1`2}H(6DI.png
9 k! y; \* L. X' ^' ?
4 V" K* X: S* e

, F' }' n+ K" \; ]) m& ~4 i2.2 系列之间的全兼容性/ ]* ~+ m8 d0 p0 {/ B" j' |2 M
STM32F103xx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。
. D- M, g! o3 f: F5 ?3 n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。! w2 U, o/ Y- I# E" C5 Q
STM32F103x4、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。
. Z0 j0 D* A0 _% `. L. [' R6 `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。
) E: M  ]( a( r
5 i, e) V8 J0 o; S  i6 W) S( o
9 g9 X+ k9 ?4 h% r# G: I3 ?0 h/ _
IDQ[07Y%)XZREGB$YB]TOKQ.png
7 T/ h' o( U# ?  v8 r6 }4 h
  M# R9 K. T6 I% f2.3 概述) f" m7 ~5 |/ F# O
2.3.1 ARM®Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM . F9 i$ p& o4 v" a* ]. E
ARM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。
5 g. P3 F4 i) S2 LARM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。! e/ `7 h7 e8 r* E$ f
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。
7 E( z" {8 b+ U# c图1是该系列产品的功能框图。- b' w9 k; Q6 t* Z. I" ]$ y( u
+ [- c6 P  q. L5 z1 E
2.3.2 内置闪存存储器
( R; W2 M; I# T64K或128K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。+ m- u5 ]* ]6 v; e! I/ @( T  q; |6 O
0 K; @& v; K/ _4 N
2.3.3 CRC(循环冗余校验)计算单元
* c* e5 L6 v/ G: BCRC(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。
  O! q( K4 W2 d4 d' \% y: c2 B4 S& O
" i' g- ?  ]; H% K1 e9 ]% t  z4 V7 u

. @& i/ q6 y/ p1 A2 b( KSTM32F103x8, STM32F103xB数据手册
2 m3 A: Z& _/ G* f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。! T: l; l* N1 v/ m  h4 }- T
9 V) r$ u3 n% |' f9 g: L
2.3.4 内置SRAM
) @( o# ~) A, F1 y1 d6 A% U20K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。  S! D  g( ]! a! ]" s$ O3 V1 G- n& C

( q& c- U1 D* P3 Q; H& k
2.3.5 嵌套的向量式中断控制器(NVIC)
0 T5 o* T% n8 USTM32F103xx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。1 a& O* X# G2 |; e( `2 Y
● 紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理# Q, A+ z* a3 B  q9 F  D
● 中断向量入口地址直接进入内核
# B% j& u; n* ~● 紧耦合的NVIC接口
7 A9 Z/ E; V- O● 允许中断的早期处理2 f- Q" z$ o" V/ O9 T, Q
● 处理晚到的较高优先级中断
! m9 E5 y6 y) n1 f, _( K● 支持中断尾部链接功能, q& n8 _) p) l% m
● 自动保存处理器状态
- O7 @* T' b4 B" x3 q7 E2 J● 中断返回时自动恢复,无需额外指令开销
0 l: U7 x) G! _- [7 V: R, g该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能
9 k3 K! L  m1 K  I+ z* e) S" ?# h& P. j" Y/ u* N2 I( j9 F
2.3.6 外部中断/事件控制器(EXTI) ( O6 ~! z, i: v$ J- ^
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。5 N* `' e, _8 h

' e9 Y! g; m0 D% s* i/ m1 [2 W
2.3.7 时钟和启动6 @. L8 \3 M7 ~; `2 Y" i
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)。. m0 ~7 |$ j. C# R* u: Y. }
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。
: \5 G. Z& E& |% e7 d; W# Q, ^/ T/ S
2.3.8 自举模式
! h  h( [  X3 d9 L, x4 j- X在启动时,通过自举引脚可以选择三种自举模式中的一种:
; K% p% T9 i4 M● 从程序闪存存储器自举& ]2 e' N& ?* Q
● 从系统存储器自举
) d8 N  i7 }: P( E6 `● 从内部SRAM自举
- A2 |3 @( B/ O) o1 t" Q: B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 U, {; `+ _3 C. \

5 K3 a/ k7 |! i* M
2.3.9 供电方案
2 l- Q! R& {' j- }( x- O5 g* o$ i) A● VDD = 2.0~3.6V:VDD引脚为I/O引脚和内部调压器供电。) o& i& d2 O; D$ O( D# _7 l, A
● 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。6 e. S. c$ w+ h+ A( I
● 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。- o: s( J, G& z
关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图12供电方案。+ p1 r: z) n/ O, U% j& Y5 o
' ~, q; M1 O9 E3 A1 t
2.3.10 供电监控器
/ O4 l9 O" l- }5 O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。
! {8 B1 i3 W2 H5 d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8 X) z: @, O7 [3 c" p1 C* p
要通过程序开启。关于VPOR/PDR和VPVD的值参考表11。6 X- w6 L5 P, N( E

. F3 n$ O5 ^4 u/ D! z, I  R
2.3.11 电压调压器; e: l: D& G; G+ M8 a6 O% l! t( I
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0 x1 Y7 v; R0 Y$ ^7 H
● 主模式(MR)用于正常的运行操作. i, D" @- H- E. v3 v0 b, Y
● 低功耗模式(LPR)用于CPU的停机模式: G+ ~5 ^! @1 H! Q) c
● 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)
7 F+ w3 X9 h2 L) h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。9 `7 k8 ]5 O) ~0 @' H( w) T( F: H

- z: ~" h4 ~! y' Q; j
2.3.12 低功耗模式9 \1 O( r# F$ @; a3 ~& I' w
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE增强型产品支持三种低功耗模式,可以在要求低
# X& ?% k. i7 \功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡。
% G# j1 A- o+ d# ~7 u睡眠模式
) N7 L# {4 x, z! T, I3 D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。, @& |  ^! [/ E% F2 F: @5 L+ M# m4 G. o
停机模式
% b8 r5 p9 p% P' L( ^1 U; O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。
( E: }* c$ f- O* G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。
0 @5 z; D5 N* [* Z3 Q待机模式$ q$ Q, ~. V, e2 c  T# I3 u
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。
1 o9 g/ |( x. }" X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。, Q8 L; ?7 c% Q8 F
, @  g& {1 `7 S) n
注: 在进入停机或待机模式时,RTCIWDG和对应的时钟不会被停止。; ^, @3 s6 @9 D( O- v
2.3.13 DMA
5 L) B8 l# L  @: f. B$ s3 ~: m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。
3 `* i& B6 c9 R& W0 O+ r! s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* u9 `$ y) e& o2 `4 `( r0 r
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。
- E5 ~' Q( V  h* E% P' n
3 B# V! R( Y: ?5 B  R2 e9 J3 z; ^

, A2 h& v- C+ g

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