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增强型,32位基于ARM核心的带512K字节闪存的微控制器USB、CAN、11个定时器、3个ADC 、13个通信接口

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-15 20:00
功能" e$ j: u9 ?- V+ _6 l" B' x0 X* l* L
内核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
7 k1 T. J9 P$ {8 o; ?) f" ]2 {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)
- A2 G+ z( E# _: _+ D" W% q" N3 k& b单周期乘法和硬件除法
% q: d0 A* {2 g) o5 M5 ~3 G存储器
& b' G9 K# |0 J5 `3 H+ y$ Y/ Q256K512K字节的闪存程序存储器" Q5 X8 N# n& Z2 k9 C6 k: \
高达64K字节的SRAM 4 P0 [: F! \) x/ s
4个片选的静态存储器控制器。支持CF卡、SRAMPSRAMNORNAND存储器+ X" S( ~: j) i- P
并行LCD接口,兼容8080/6800模式! _% R% u% ^0 g7 l# i
时钟、复位和电源管理
* ]# y& `# D8 d/ R) ~. z* @ 2.03.6伏供电和I/O引脚. [' O/ w' S, k# b
上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测(PVD)
! b; M8 s7 B/ n  ]% i0 l  h 416MHz晶体振荡器& Q8 y+ @& j3 c9 \( t$ b8 N6 M
内嵌经出厂调校的8MHzRC振荡器
0 y4 D% R" M3 J内嵌带校准的40kHzRC振荡器
" n1 ]8 d" H! |0 j; k带校准功能的32kHz RTC振荡器1 g+ @/ k& c! Q
低功耗- L" k. e+ z0 n2 Q( l2 o" o
睡眠、停机和待机模式
) ~4 k) j; u* |7 }' o$ J" c VBATRTC和后备寄存器供电6 I2 c2 I7 `# k9 o! E4 H7 o2 r
312位模数转换器,1μs转换时间(多达21输入通道)
' Z& E7 s# [/ a* x+ @) w转换范围:03.6V
; }' o6 e" T, }) q  v! d9 n三倍采样和保持功能1 C4 ~7 n; @# H# Q% ~$ B2 B
温度传感器1 Z+ Y: u3 G+ g  G. y
2 通道 12 D/A 转换器
7 `2 p6 D# _$ gDMA12 通道 DMA 控制器
: I3 n# B8 q' b' \  ]0 [: K支持的外设:定时器、ADCDACSDIOI2SSPII2CUSART 调试模式
- t8 B3 s( G: ~; @8 R  U- b' W串行单线调试(SWD)JTAG接口
; {. w& W- ?3 [' T+ b+ D% _, C Cortex-M3内嵌跟踪模块(ETM) 4 H- U$ E; Z% J: _
多达112个快速I/O端口
' J3 i+ }1 a( d 51/80/112个多功能双向的I/O口,所有I/O可以映像到16个外部中断;几乎所有端口均可容忍5V信号& ?: |" v  w8 S. t0 l/ M3 p5 U& c' I

& \' W; m, I: O$ F5 }) G
5 J( S' z' l7 c) [2 z/ M
S1G{L~~K$(M@VC}YMSW$MRU.png
6 V- o4 B0 u7 L6 Z: t+ G
, h0 m% O4 Y3 h, [5 P
多达11个定时器' X" p+ {" f8 E8 V- Z, @
− 多达4个16位定时器,每个定时器有多达4个! h& S% q2 |. I1 b9 ]2 x" b7 f
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# e3 P* R5 D9 L
− 2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7 g& r5 s5 i" B, ^6 d! F
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)
5 J3 V* p6 a, n7 b3 d* @− 系统时间定时器:24位自减型计数器
0 Y) R% Z. U- a) l− 2个16位基本定时器用于驱动DAC
. x* N6 W& e) W9 J( n! l) |4 L多达13个通信接口2 i" C8 \9 @2 S1 g  J$ r
− 多达2个I2C接口(支持SMBus/PMBus) 0 b& f. v  E% S2 o% z  K
− 多达5个USART接口(支持ISO7816,LIN,IrDA接口和调制解调控制)2 ~9 \  m6 W5 w+ Y8 _8 t! g4 h
− 多达3个SPI接口(18M位/秒),2个可复用为I2S接口
9 y4 K# F# C) S− CAN接口(2.0B 主动)
6 z& V+ j& i0 J8 T4 [5 j− USB 2.0全速接口
- f2 _) P7 A! {' F/ W8 r; |  P- C: A− SDIO接口! ]1 @( Z  c" d! K  s1 a( t5 }
CRC计算单元,96位的芯片唯一代码
0 ]' \3 m0 H$ O( y9 c. n5 S8 {* D1 `' ?% c6 L/ w
LM0XTMG542ZE$NP6MAP{)JK.png
) h6 b1 I5 w6 G2 T2 l1 ?2 }, J* G. s

( f$ N1 i3 g' F3 b1 介绍
# B# [3 b; ]- S) H5 f/ x本文给出了STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE大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。, d* v' T; s7 ~: }" S2 f% X# q9 `6 j
大容量STM32F103xx数据手册,必须结合STM32F10xxx参考手册一起阅读。
4 P/ x1 S! v) [: a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》。
- ^5 d  I1 k/ I4 c- m! [7 v7 s2 c* m$ K

6 H6 D) v2 ~! m* N# ]2 规格说明2 [! d1 C. {5 v/ `9 X2 S
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE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512K字节的闪存和64K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3个12位的ADC、4个通用16位定时器和2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、3个SPI接口、2 个I2S接口、1个SDIO接口、5个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。
. z- G$ j2 V* B8 p) y5 H( QSTM32F103xx大容量增强型系列工作于-40°C至+105°C的温度范围,供电电压2.0V至3.6V,一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。
' e/ y: O* g# }2 ?8 Q2 ?; m8 RSTM32F103xx大容量增强型系列产品提供包括从64脚至144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。
0 p! s/ B5 A& N! `  u这些丰富的外设配置,使得STM32F103xx大容量增强型系列微控制器适合于多种应用场合:
# V! l' O( l5 O电机驱动和应用控制  u  o# `7 z0 v, C
医疗和手持设备9 ]7 p5 T4 r( J8 i9 N
● PC游戏外设和GPS平台* @4 s8 W  j* O" F, f
● 工业应用:可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪
+ V, a( o  u( m# Q/ B● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系统等
- f( X8 O- S4 q* `图1给出了该产品系列的框图。

9 |# w' b2 q7 R1 B, |& W# [5 g, v" \5 I- v0 j4 O3 a
2.1 器件一览
. F) S8 @1 T- W, j6 D, N6 Z
! |( P0 T8 S( y. C% B) Y
8 {" ?5 V0 i% Y6 M
5 O1 Q3 J, n" ]; ~
WH]C2_)[X)G%JQ)JCYV{NHV.png
& [+ y8 H  `' \( c. g6 Q% b/ v( p

  v$ O' B' `9 r  A/ L$ q. P1.对于LQFP100和BGA100封装,只有FSMC的Bank1和Bank2可以使用。Bank1只能使用NE1片选支持多路复用NOR/PSRAM存储器,Bank2只能使用NCE2片选支持一个16位或8位的NAND闪存存储器。因为没有端口G,不能使用FSMC的中断功能。
9 F: v0 h+ @/ d2.SPI2和SPI3接口能够灵活地在SPI模式和I2S音频模式间切换。2 c* t2 Z/ o# _4 `
参照2009年3月 STM32F103xCDE数据手册 英文第5版 (本译文仅供参考,如有翻译错误,请以英文原稿为准) 5/87 STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE数据手册4 w( k& r) g' d6 ?
+ ]% d3 o) @$ e
6 X( b) K1 I8 ], [. R. H& l) j
2.2 系列之间的全兼容性) N% R% {4 y- I1 c) y+ [
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: `, J0 y: |6 M/ ^# A9 W1 i. Z
为中等容量产品,STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE被归为大容量产品。0 o3 }( c* Q' r# L7 B0 y- ^* |
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
0 Z. S' R- _$ Z0 G6 T. q$ {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。
$ C& g% Y3 m( Y  I" F$ ASTM32F103x4、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。
2 n( y+ C8 F9 z- R$ V2 i( b0 h, b) [1 i% v2 j

8 q0 x  N* P, b6 \4 H6 r+ ~7 m% x4 n
! t  I0 n- q+ P! z" T( B
07R}]NVG[P[JXJ5%G]](UFH.png
- b. K! S8 _, C3 B" U8 b
4 [1 |& C0 f4 a+ x! M

5 Q" ~; A6 f& P6 V) j$ v2.3 概述
3 `! m. ?$ ~" V2.3.1 ARM®Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM
7 z/ B* ~3 S- N( {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 b8 ~  J2 d% v: B: a2 t5 F
ARM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。
) `2 N9 f& p1 [( C- _STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE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。
# p6 b; t2 j* O0 h! ]7 T5 y' r图1是该系列产品的功能框图。

1 b6 n6 A4 i; \& ?7 z. r4 e6 w: A' I* J' ?  e2 ?( b
2.3.2 内置闪存存储器
$ ]; w) m6 s, T. i) U! S5 m高达512K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。( [/ ^6 M# ?- C/ L0 ]" F$ s
  s, A$ x9 x9 T
2.3.3 CRC(循环冗余校验)计算单元# Y, Z; L3 w& |6 ]  y; y- O) g: i
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位的数据字产生一个CRC码。
" X8 J/ \2 k2 Z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。

0 n4 [, J7 P. ^1 c4 H, e/ U2 g& L% y( f: K) \( w8 z
2.3.4 内置SRAM
; P- _) Q0 w0 r' `) C) Z多达64K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。
( y* U6 |' b' z& E5 {; p

- K- ^/ U- v  }2 f3 _( h
2.3.5 FSMC(可配置的静态存储器控制器)
+ k3 m6 }! P9 U% tSTM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE增强型系列集成了FSMC模块。它具有4个片选输出,支持PC卡/CF卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND。2 O8 w0 z7 f8 C$ L2 t- I4 d  z
功能介绍:" V7 i/ g/ _9 w* C: ]; U
● 三个FSMC中断源,经过逻辑或连到NVIC单元;
$ [' Q3 Z+ O* S  V8 [: V● 写入FIFO;$ M) m' h1 i0 i
● 代码可以在除NAND闪存和PC卡外的片外存储器运行;0 M, ]) i" d+ S
目标频率fCLK为HCLK/2,即当系统时钟为72MHz时,外部访问是基于36MHz时钟;系统时钟为48MHz时,外部访问是基于24MHz时钟。
4 A/ d8 n6 S) Z  ?# |8 b5 v
; `& O/ B+ X  @. N  i, H
2.3.6 LCD并行接口
4 @5 j0 r# S- h- v0 \, YFSMC可以配置成与多数图形LCD控制器的无缝连接,它支持Intel 8080和Motorola 6800的模式,并能够灵活地与特定的LCD接口。使用这个LCD并行接口可以很方便地构建简易的图形应用环境,或使用专用加速控制器的高性能方案。

+ U) b7 v3 B0 ?% n! R, V2 d9 e6 T
7 Y6 P, @( P* R  B. e
2.3.7 嵌套的向量式中断控制器(NVIC) : T3 R2 J- p# L" w
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE增强型产品内置嵌套的向量式中断控制器,能够
8 [/ D% Y* n5 R8 ?7 Z7 `. Y5 G处理多达60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。* V1 ~3 m, c3 c8 G' v( [
● 紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理! I1 N6 \$ X8 d9 C
中断向量入口地址直接进入内核2 C0 u& O/ |0 C1 B
● 紧耦合的NVIC接口
* r/ k6 ]8 w3 D) e5 O● 允许中断的早期处理
/ Y) C; b( j& ^2 }● 处理晚到的较高优先级中断! l. a2 g8 Z* |6 r* p+ ~) n
● 支持中断尾部链接功能
, z: L( j1 S1 g自动保存处理器状态- L6 `1 E9 f7 u5 @' |* D
中断返回时自动恢复,无需额外指令开销/ q* @( z* j2 I7 L- ]0 t( P
该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能。

  `( i* s+ V. V' n7 O) p7 s" u9 M3 y. E
2.3.8 外部中断/事件控制器(EXTI) + A$ p3 [. y0 U& d& [
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112个通用I/O口连接到16个外部中断线。

. Z* `7 \; P0 x" v9 u( z0 C+ W* A, P( W1 y+ {/ o$ I
2.3.9 时钟和启动+ q+ n2 @! h4 F; \# g% f. f* Z
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)。& A) u9 e7 c! N! D' O. Z
4 n2 z4 h% N8 }/ y! s- q: R' }
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。

: m2 S7 i3 P8 O2 p! C3 o% H$ G$ T: C' l7 e
2.3.10 自举模式, Q& |7 [4 B& W2 Y4 }  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:
; A" N$ G. i# ^$ X* B$ t( s0 N# X  p% Q● 从程序闪存存储器自举9 s! W- |9 c+ n# E9 b; F  ?0 M0 k
● 从系统存储器自举
; x: Q- }( f2 }9 L& a( N0 l● 从内部SRAM自举$ y* k# h- J5 D$ C7 @
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。

1 ~' _* L* q' U6 q
- r: z$ [; P% V9 j9 T5 n+ J
2.3.11 供电方案7 ?! D7 D* O: @$ `* g
● VDD = 2.0~3.6V:VDD引脚为I/O引脚和内部调压器供电。7 r4 ~1 _8 W  \" v/ @9 c# L" F
● 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。
0 U& l1 o( H% i3 O& |1 D& G● 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。; [- _- d8 ]( ]% ^7 {2 q& V
关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图12供电方案。

: y7 [- e! O$ o
: V, @2 ~: N5 r2 u; I: p1 x
2.3.12 供电监控器
. g: n% Z, {8 v" B1 A5 }, m9 r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。
+ X+ N3 m# U: J0 f! [/ d& m5 h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功能需要通过程序开启。关于VPOR/PDR和VPVD的值参考表12。

$ k) }, a4 A3 S- i4 k: s/ |& ~# M) l& E' l3 q) ^
2.3.13 电压调压器  }( e% p  J) P  R
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! ^: _$ \. e- f3 m2 R
● 主模式(MR)用于正常的运行操作
; j3 f; H( u' Q$ Y● 低功耗模式(LPR)用于CPU的停机模式
) V5 H) ^4 x% w8 L- m" c2 |● 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)
# G: {! r+ {9 y2 O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。
* x1 K+ [" y9 ~# j- {% F3 {3 n( L+ ]8 X: Q+ y. U4 N" _' Y$ }( x
1 m; N$ Q0 l' c' q5 {. v
+ n5 U# x  R" x5 ~
完整版请查看:附件
. ^" U5 K+ c1 Y9 O8 B7 p

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