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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' M* Y0 C9 N/ ?; b' l
■ 内核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
7 {9 e, y& W- W/ E* j. O. I2 U6 I− 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) 3 A5 I+ B/ F" A( ^7 `; ~
− 单周期乘法和硬件除法3 M* X! C: i8 o+ |; B7 M# a
■ 存储器$ H# R( U$ J1 l0 k
− 从256K至512K字节的闪存程序存储器
% I$ ~% p- Y) o) i  ~5 P− 高达64K字节的SRAM
% G$ ?9 L1 v/ ~& t− 带4个片选的静态存储器控制器。支持CF卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器# \4 G3 ~0 Q6 S. T' |$ C5 K
− 并行LCD接口,兼容8080/6800模式
4 B7 C( P  _7 C# T2 b; u■ 时钟、复位和电源管理  Y; D: L% E- j/ P% ?- B9 p& c
− 2.0~3.6伏供电和I/O引脚
" B  ^! p3 N- d4 p− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD)
, H+ G0 ?" n/ Z( }; y; L9 e& W− 4~16MHz晶体振荡器$ Q) X' U% E% c9 a+ h
− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器
  C4 {% J' l6 |& \! K2 F& [− 内嵌带校准的40kHz的RC振荡器  Q8 f" H, f3 o
− 带校准功能的32kHz RTC振荡器
* M) c2 t9 ?- P( U' Q9 @- ~/ w■ 低功耗
$ H0 g3 F- _8 A, h6 a( ?9 ?' j! y. p− 睡眠、停机和待机模式$ s2 }" s5 s. j2 j0 T: D! K+ t. z
− VBAT为RTC和后备寄存器供电1 t' F9 m* ^% E; O0 `
■ 3个12位模数转换器,1μs转换时间(多达21个输入通道)   a2 q8 d) i3 b- J9 R( d% [  Y
− 转换范围:0至3.6V
2 @& Y! x3 E% K5 b2 q' W− 三倍采样和保持功能4 `: J4 p# B( ]1 P
− 温度传感器
4 z( E+ k1 ^; @■ 2 通道 12 位 D/A 转换器
$ j7 p# V* X$ W6 E2 l■ DMA:12 通道 DMA 控制器/ }5 L7 d- o7 q
− 支持的外设:定时器、ADC、DAC、SDIO、 I2S、SPI、I2C和USART ■ 调试模式
3 Q- i$ \0 b" F- I5 j− 串行单线调试(SWD)和JTAG接口
7 S: b- R2 J: N5 Z% w- _! a− Cortex-M3内嵌跟踪模块(ETM) $ w, }0 B. w0 q
■ 多达112个快速I/O端口8 ?$ a1 o' {; A4 Z: N/ O. e. V9 S
− 51/80/112个多功能双向的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信号( J( F8 M% n# Z

8 d" O) a1 W& V8 ?2 C

# @6 T6 T% c$ D9 n. p S1G{L~~K$(M@VC}YMSW$MRU.png 0 e4 P2 M, _# x# c
7 Y% s* d# v: k- x( a) _- u# m5 z: ]
■ 多达11个定时器2 e/ W7 n6 m( l8 O0 c3 y3 S; M
− 多达4个16位定时器,每个定时器有多达4个+ N! X' V, U* R: g5 \4 p
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7 ?! A$ d( d/ Z- [1 b5 A  x
− 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8 C! {; g9 \! f" W* Q2 b) j$ z
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的) ' b2 F. T3 }* d1 n% N
− 系统时间定时器:24位自减型计数器7 ~& T/ E0 D0 u/ Q
− 2个16位基本定时器用于驱动DAC
) I. `3 ~5 t' x8 Q■ 多达13个通信接口
1 \. U& L: U+ {/ `$ \− 多达2个I2C接口(支持SMBus/PMBus) " V. N1 ?' j" F+ P$ ?) i# y
− 多达5个USART接口(支持ISO7816,LIN,IrDA接口和调制解调控制)
* ~% H& Q' E. O- s; c− 多达3个SPI接口(18M位/秒),2个可复用为I2S接口
+ `+ T8 G% S/ T$ k! H, C− CAN接口(2.0B 主动) 1 M8 d) [# }4 }6 Q  o/ x
− USB 2.0全速接口
3 z0 E, S. R8 p− SDIO接口
  k+ R0 f* E6 c2 f■ CRC计算单元,96位的芯片唯一代码; e8 w+ J( L0 D; w, G! A9 n

8 Y8 J! t0 n2 h! T, o# l' G
LM0XTMG542ZE$NP6MAP{)JK.png 5 Q* s: [( R( y2 V5 W: e4 a
. A7 C% _. u& V+ Z3 Q) {
1 介绍$ C8 x% t1 A6 f1 x; v; B  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。
" N+ w4 c6 [) I" n! d大容量STM32F103xx数据手册,必须结合STM32F10xxx参考手册一起阅读。9 h5 z0 r! z( ^# c0 p6 h
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》。
6 r# R! k+ x; ]* W
0 w+ l5 P0 h4 g( W
$ s/ `. f  e2 l7 B- O( r; U8 M
2 规格说明+ R5 L! @/ j+ G+ G4 |
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。/ Q  D& a# Y: p# S* K: C* O
STM32F103xx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。
+ ~" q" P8 W3 x/ N2 C6 L8 Z( d3 lSTM32F103xx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。
8 G: E: U. \0 z/ N4 q( s! d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:. s: y5 J5 i& G( T, |( ~- d
● 电机驱动和应用控制3 h) |  j  i% A  S+ `0 u( F
● 医疗和手持设备# o% _& ^7 O& _4 K6 D
● PC游戏外设和GPS平台
2 B( |* j' z; x: w6 F$ O+ v; W  y2 v● 工业应用:可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪
% v! @7 y8 G7 R  ~2 }( K● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系统等0 N7 [& a8 V- Y5 F  x3 b$ L' k7 ^0 D
图1给出了该产品系列的框图。
0 {5 T  N$ t9 x" T! L
2 y$ Q, J3 y( z9 P$ m9 h% R/ {
2.1 器件一览
2 C0 t. X" X  ]. ~
$ |5 \! y  K  T6 P7 O

% `$ X. r0 b( l" Q: ~& [

- ]/ j* t0 O/ Y9 n; M# ] WH]C2_)[X)G%JQ)JCYV{NHV.png 4 t& w  _% l5 X" z
; j. G6 b/ c2 ~
  v; i, n3 P% s8 a( l. r$ D/ q
1.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。
- w# M$ D" D6 j- l2.SPI2和SPI3接口能够灵活地在SPI模式和I2S音频模式间切换。% {8 w! C% m" ]: a( u" p6 |
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
: Z( k/ q6 a" y& Q; Z
8 k5 Z* L5 f4 I: `- A: R" d$ p
# A; j9 ~9 U5 l3 e5 X  z( N
2.2 系列之间的全兼容性5 Z" b' M5 A9 c5 k$ {
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
2 _& M  R  s/ @为中等容量产品,STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE被归为大容量产品。
# @: X3 A  X" N5 [  ]% 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、RAM5 D2 Z7 w" E2 B2 J& P8 E; {
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。" w3 A& [( }2 T  S
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。" q/ E/ L2 _) h" ~* c+ T

7 W+ E4 |" _! k' `2 y6 ?+ C3 X

7 V6 h. n! J) _; t6 Z
# B, G# Y! B' K! L0 O2 d# C
" r2 z! H3 Y1 s0 J. c4 V
07R}]NVG[P[JXJ5%G]](UFH.png 8 u5 `7 Q. `7 t

# H# P& H. F2 R) m
2 n6 z! b: f5 U4 [/ u
2.3 概述
0 N3 n& \( @: ~: ]2.3.1 ARM®的Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM ( E5 _& O# }( }' p( w( q
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。6 L0 h/ x' C4 J( ^3 ?: V5 M
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。
  h$ q, ^: H2 A, V2 r3 P/ P, F6 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。
3 t- ], X2 P5 g- G图1是该系列产品的功能框图。
0 F. d& T* L  |
8 w) [2 z# L9 q' F$ U0 ?% ]# [* _! {
2.3.2 内置闪存存储器
5 c0 q/ E. U4 K3 \高达512K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。
# b4 x3 R! B" G$ d/ |8 t; p

. o" G- X1 W6 W7 k! ^2.3.3 CRC(循环冗余校验)计算单元
$ u1 X4 @4 P# P! B( P1 l! }6 rCRC(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。
! J' I) |/ o, Y2 }! x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。

" }: `  {, {' Y3 g: v- e) `$ V7 V  x5 \) l4 K
2.3.4 内置SRAM
, N: `! n. f7 ?8 |  U7 x; l8 o多达64K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。

7 h. g8 ?: h. V1 M- \! t& c2 x
" m  o8 `* S# }5 X4 Q) B
2.3.5 FSMC(可配置的静态存储器控制器) 4 E: j/ A3 V1 p; z8 ^  e
STM32F103xC、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。! b6 J0 X3 g$ |, P( z8 [1 \( r
功能介绍:
# w8 `- w  Z0 X● 三个FSMC中断源,经过逻辑或连到NVIC单元;* }4 _' I- `+ V7 Y+ }: j
● 写入FIFO;* J4 v  t) y( W6 X. a
● 代码可以在除NAND闪存和PC卡外的片外存储器运行;
. j* J0 _1 H' Y. G! l! B0 S% g● 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。
0 b6 r+ B& _8 _( P1 t
2 f  }; r! z5 Z6 E" T+ D  c
2.3.6 LCD并行接口
- |- M: x- o/ q, P- `FSMC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。
. h0 a% m) T; C+ `, }/ g6 {  w

7 l2 u* N1 G; D- h
2.3.7 嵌套的向量式中断控制器(NVIC)   W3 s. N1 @2 w6 N4 h
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE增强型产品内置嵌套的向量式中断控制器,能够  x; @% z% q+ ~' {5 w- o; p. o
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。
8 k  ~) L. p4 d7 k! Y. n● 紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理
; H% y6 x$ O0 d. s' ~  u1 `$ M● 中断向量入口地址直接进入内核# x) {  Z% o0 Y+ n" q! m) L* M
● 紧耦合的NVIC接口( X4 U" f5 X2 W' {) X4 i3 l- I0 Q
● 允许中断的早期处理
6 e4 k% f6 O  o3 Y5 k: b● 处理晚到的较高优先级中断
7 B% ~7 @: Q& U, l' ~● 支持中断尾部链接功能
! M+ [. {, r: G● 自动保存处理器状态
' v5 G0 U8 x# y! i+ x- V● 中断返回时自动恢复,无需额外指令开销% u1 O5 d3 N# T* _) [
该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能。
; O9 f& ^3 ?5 @& F

) S3 h9 t& {( ]
2.3.8 外部中断/事件控制器(EXTI) . l+ [( R* z- i+ {% y  f
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。

# c9 }, `/ u* [4 e
% C6 r) C! A0 I! c2 f7 ~
2.3.9 时钟和启动
; ]0 j+ S3 d0 H/ M- W( v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)。! o& A5 G/ r. l) o& ?2 j

' L9 o% B. C0 Z6 k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。

) s8 E' K5 D. {+ H" L3 l1 U  a! {- S  Y* s; }$ ]9 p
2.3.10 自举模式
' [0 E  J( q* \# B9 R在启动时,通过自举引脚可以选择三种自举模式中的一种:3 \8 ~; E" [( U( }, ?- x$ |
● 从程序闪存存储器自举
9 B4 ]) h; F' Y) _) \● 从系统存储器自举
: N6 B0 [1 _! ^1 M5 V( m● 从内部SRAM自举
: H# c* v, i1 ?( c" ^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。

* @3 ]* w, l- L0 t5 K9 {3 ?$ ], k0 v; ^* I* |* v* _" K$ Z
2.3.11 供电方案. `" w0 S; E  m$ Z- B0 V, C
● VDD = 2.0~3.6V:VDD引脚为I/O引脚和内部调压器供电。
' m. ^4 I, [7 a" x● 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。* \- z% T5 R9 {
● 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。# ~* C* z8 z& @2 A: J# B# ^8 K0 |
关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图12供电方案。
1 A5 S& M; i2 d; w

8 H' _$ x1 q3 A; `
2.3.12 供电监控器  e5 L, D# K  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。
5 l1 d0 U& D8 n% U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。

/ }$ o0 @, A- v, O& ?
3 G+ C" i3 [6 T9 }
2.3.13 电压调压器( i" m  U% A4 t8 F, l  Q. V
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
* s% u" U1 \/ N% W6 K2 q. ]5 U● 主模式(MR)用于正常的运行操作, Y- U& F9 r3 a  ?0 V/ Z5 n+ S. U
● 低功耗模式(LPR)用于CPU的停机模式- H! k4 {: P- K! X0 [1 x
● 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)
! `) o0 I& s6 ~5 o* {! L9 F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。
) v( N4 b8 u5 \- ?! [6 O+ r- T( n. _5 B3 A: I
8 q! Z% _: R5 {
. r3 X& E. b7 ^# R- m" _* [% I
完整版请查看:附件
- u7 o* E% P% R1 H. z# @( v

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