增强型,32位基于ARM核心的带闪存、USB、CAN的微控制器
功能
■ 内核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU
− 72MHz,1.25DMips/MHz
(Dhrystone2.1),0等待周期的存储器
− 单周期乘法和硬件除法
■ 存储器
− 从32K字节至128K字节的闪存程序存储器
− 从6K字节至20K字节的SRAM
■ 时钟、复位和电源管理
− 2.0至3.6伏供电和I/O管脚
− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监
测器(PVD)
− 内嵌4至16MHz高速晶体振荡器
− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器
− 内嵌40kHz的RC振荡器
− PLL供应CPU时钟
− 带校准功能的32kHz RTC振荡器
■ 低功耗
− 睡眠、停机和待机模式
BAT为RTC和后备寄存器供电
− V
■ 2个12位模数转换器,1us转换时间(16通道)
− 转换范围:0至3.6V
− 双采样和保持功能
− 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80个快速I/O口
− 26/37/51/80个多功能双向5V兼容的I/O口
− 所有I/O口可以映像到16个外部中断
数据手册
STM32F103x6
STM32F103x8 STM32F103xB
7个16位定时器、2个ADC 、9个通信接口
■ 调试模式
− 串行线调试(SWD)和JTAG接口
■ 多达7个定时器
− 多达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
− 16位6通道高级控制定时器
− 多达 6 路 PWM输出
− 死区控制、边缘/中间对齐波形和紧急制动
− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)
− 系统时间定时器:24位自减型
■ 多达9个通信接口
− 多达2个I2C接口(SMBus/PMBus)
− 多达3个USART接口,支持ISO7816,
LIN,IrDA接口和调制解调控制
− 多达2个SPI同步串行接口(18兆位/秒)
− CAN 接口(2.0B 主动)
− USB 2.0 全速接口
■ ECOPACK
表一 器件列表
参 考 基本型号
STM32F103x6 STM32F103C6, STM32F103R6,
STM32F103x8
STM32F103xB
®封装(兼容RoHS)
STM32F103T6
STM32F103C8, STM32F103R8,
STM32F103V8, STM32F103T8
STM32F103RB, STM32F103VB,
STM32F103C8
参照2007年11月 STM32F103数据手册 英文第四版 http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/13587.pdf 1/22
数据手册
1 介绍 .....................................................................................................................................................3
2 规格说明 .............................................................................................................................................3
2.1 器件一览 ................................................................................................................................4
2.2 概述 ........................................................................................................................................5
3 管脚定义 ...........................................................................................................................................11
4 存储器映像 .......................................................................................................................................19
5 电气特性 ...........................................................................................................................................20
6 封装参数 ...........................................................................................................................................20
7 订货代码 ...........................................................................................................................................20
7.1 后续的产品系列 ..................................................................................................................21
8 版本历史 ...........................................................................................................................................21
附录A 重要提示.....................................................................................................................................22
A.1 PD0和PD1在输出模式下 .......................................................................................................22
A.2 ADC自动注入通道 .................................................................................................................22
A.3 ADC的混合同步注入+交替模式...........................................................................................22
A.4 ADC通道0 ...............................................................................................................................22
参照2007年11月 STM32F103数据手册 英文第四版 http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/13587.pdf 2/22
STM32F103 增强型
1 介绍
本文给出了STM32F103xx增强型的订购信息和器件的机械特性。
有关闪存存储器的编程、擦除和保护等信息,请参考《STM32F10x闪存编程参考手册》。
有关Cortex-M3的信息,请参考《Cortex-M3技术参考手册》
2 规格说明
STM32F103xx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位定时器和一个PWM定时器,还包
含标准和先进的通信接口:多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。
STM32F103xx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。
完整的STM32F103xx增强型系列产品包括从36脚至100脚的五种不同封装形式;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。
这些丰富的外设配置,使得STM32F103xx增强型微控制器适合于多种应用场合:
● 电机驱动和应用控制
● 医疗和手持设备
● PC外设和GPS平台
● 工业应用:可编程控制器、变频器、打印机和扫描仪
● 警报系统,视频对讲,和暖气通风空调系统
图一给出了该产品系列的框图。
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2.1 器件一览
表二 器件功能和配置(STM32F103xx增强型)
STM32F103 增强型
外设
闪存(K字节)
RAM(K字节)
通用 2 3 2 3 3 2
定时器
高级
SPI 1 1 1 2 2 1
I
通信
通用I/O端口 37 51 8026
12位同步ADC
USART 2 2 2 3 3 2
USB 1 1 1 1 1 1
CAN 1 1 1 1 1 1
2
C
STM32F103Tx
32 64 32 64 128 32 64 128 64 128
10 20 10 20 20 10
1112 2 1
1
2
10通道
STM32F103Cx
111
2
10通道
STM32F103Rx STM32F103Vx
20 20
33
2
3
1
1
2
16通道
2
22
3
1
1
CPU频率
工作电压
工作温度
封装
VFQFPN36
72MHz
2.0至3.6V
-40至+85°C / -40至+105°C
LQFP48 LQFP64
LQFP100,
BGA100
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2.2 概述
ARM®的Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM
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、缩减的管脚数目、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。
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得
到了ARM核心的高性能。
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。
图一是该系列产品的功能框图。
内置闪存存储器
● 高达128K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。
内置SRAM
多达20K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。
嵌套的向量式中断控制器(NVIC)
STM32F103 增强型
STM32F103xx增强型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。
● 紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理
● 中断向量入口地址直接进入核心
● 紧耦合的NVIC接口
● 允许中断的早期处理
● 处理
● 支持中断尾部链接功能
● 自动保存处理器状态
● 中断返回时自动恢复,无需额外指令开销
该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能。
晚到的
较高优先级中断
外部中断/事件控制器(EXTI)
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),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。
时钟和启动
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;当外部时钟失效时,它将被隔离,同时会产生相应的中
断。同样,在需要时可以采取对PLL时钟完全的中断管理(如当一个外接的振荡器失效时)。
具有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。
自举模式
在启动时,自举管脚被用于选择三种自举模式中的一种:
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● 从用户闪存自举
● 从系统存储器自举
● 从SRAM自举
自举加载器存放于系统存储器中,可以通过USART1对闪存重新编程。详细信息请参考AN2606。
供电方案
● VDD = 2.0至3.6V:VDD管脚提供I/O管脚和内部调压器的供电。
● V
SSA,VDDA
ADC时,V
● V
= 1.8至3.6V:当(通过电源开关)关闭VDD时,为RTC、外部32kHz振荡器和后备寄存器供
BAT
电。
供电监控器
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V
路。
STM32F103 增强型
= 2.0至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
不得小于2.4V。
DD
低于设定的阀值(V
DD
)时,置器件于复位状态,而不必使用外部复位电
POR/PDR
器件中还有一个可编程电压监测器(PVD),它监视V
值V
时将产生中断,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。需要通过程序
PVD
开启PVD。
有关V
POR/PDR和VPVD
电压调压器
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
● 主模式(MR)用于正常的运行操作
● 低功耗模式(LPR)用于CPU的停机模式
● 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)
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。
低功耗模式
STM32F103xx增强型支持三种低功耗模式,可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达
到最佳的平衡。
● 睡眠模式
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。
● 停机模式
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和HSE的RC振荡器被关闭,调压器可以被置于
普通模式或低功耗模式。
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。
供电并与阀值V
DD
比较,当VDD低于或高于阀
PVD
数值,请参考表九“内置复位和电源控制模块特性”。
● 待机模式
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和HSE的RC振荡器也被关闭;进入待机模式
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。
从待机模式退出的条件是:NRST上的外部复位信号、IWDG复位、WKUP管脚上的一个上升
边沿或RTC的闹钟到时。
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后,SRAM和寄存器的
STM32F103 增强型
注:在进入停机或待机模式时,
RTC、IWDG
DMA
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。
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。
DMA可以用于主要的外设:SPI、I2C、USART、通用和高级定时器TIMx和ADC。
RTC(实时时钟)和后备寄存器
RTC和后备寄存器通过一个开关供电,在VDD有效时该开关选择VDD供电,否则由V
后备寄存器(10个16位的寄存器)可以用于在V
实时时钟具有一组连续运行的计数器,可以通过适当的软件提供日历时钟功能,还具有闹钟中断和
阶段性中断功能。RTC的驱动时钟可以是一个使用外部晶体的32.768kHz的振荡器、内部低功耗RC
振荡器或高速的外部时钟经128分频。内部低功耗RC振荡器的典型频率为32kHz。为补偿天然晶体
的偏差,RTC的校准是通过输出一个512Hz的信号进行。RTC具有一个32位的可编程计数器,使用
比较寄存器可以产生闹钟信号。有一个20位的预分频器用于时基时钟,默认情况下时钟为32.768kHz
时它将产生一个1秒长的时间基准。
独立的看门狗
和对应的时钟不会被停止。
消失时保存数据。
DD
管脚供电。
BAT
独立的看门狗是基于一个12位的递减计数器和一个8位的预分频器,它由一个独立的32kHz的内部
RC振荡器提供时钟,因为这个RC振荡器独立于主时钟,所以它可运行于停机和待机模式。它可以
被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统,或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。
通过选择字节可以配置成是软件看门狗或硬件看门狗。在调试模式,计数器可以被冻结。
窗口看门狗
窗口看门狗内有一个7位的递减计数器,并可以设置成自由运行。它可以被当成看门狗用于在发生
问题时复位整个系统。它由主时钟驱动,具有早期预警中断功能;在调试模式,计数器可以被冻
结。
系统时基定时器
这个定时器是专用于操作系统,也可当成一个标准的递减计数器。它具有下述特性:
● 24位的递减计数器
● 重加载功能
● 当计数器为0时能产生一个可屏蔽中断
● 可编程时钟源
通用定时器(TIMx)
STM32F103xx增强型系列产品中内置了多达3个同步的标准定时器。每个定时器都有一个16位的自
动加载递加/递减计数器、一个16位的预分频器和4个独立的通道,每个通道都可用于输入捕获、输
出比较、PWM和单脉冲模式输出,在最大的封装配置中可提供最多12个输入捕获、输出比较或
PWM通道。它们还能通过定时器链接功能与高级控制定时器共同工作,提供同步或事件链接功能。
在调试模式下,计数器可以被冻结。
任一标准定时器都能用于产生PWM输出。每个定时器都有独立的DMA请求机制。
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