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STM32F103-数据手册 (中文).docx

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.84M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    数据手册 STM32F103xC STM32F103xD STM32F103xE 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 功能 初步信息 ■ 内核：ARM 32 位的 Cortex™-M3 CPU − 最高 72MHz 工作频率， 1.25DMips/MHz(Dhrystone 2.1)， 在存储器的 0 等待周期访问时 − 单周期乘法和硬件除法 ■ 存储器 − 从 256K 至 512K 字节的闪存程序存储器 − 高达 64K 字节的 SRAM − 带 4 个片选的灵活的静态存储器控制器。 支 持 CF 卡 、SRAM 、PSRAM 、NOR 和 NAND 存储器 − 并行 LCD 接口，兼容 8080/6800 模式 ■ 时钟、复位和电源管理 − 2.0～3.6 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 4～16MHz 晶体振荡器 − 内嵌经出厂调校的 8MHz 的 RC 振荡器 − 内嵌带校准的 40kHz 的 RC 振荡器 − 带校准功能的 32kHz RTC 振荡器 ■ 低功耗 − 睡眠、停机和待机模式 − VBAT 为 RTC 和后备寄存器供电 ■ 3 个 12 位模数转换器，1μs 转换时间(多达 21 个输入通道) − 转换范围：0 至 3.6V − 三倍采样和保持功能 − 温度传感器 ■ 2 通道 12 位 D/A 转换器 ■ DMA − 12 通道 DMA 控制器 − 支持的外设：定时器、ADC、DAC、SDIO、I2S、 STM32F103xC STM32F103xD STM32F103xE SPI、I2C 和 USART ■ 多达 112 个快速 I/O 口 − 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 − 除了模拟输入口以外的 IO 口可容忍 5V 信 号输入 ■ 调试模式 − 串行单线调试(SWD)和 JTAG 接口 − Cortex-M3 内嵌跟踪模块(ETM) ■ 多达 11 个定时器 − 多达 4 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 − 2 个 16 位 6 通道高级控制定时器，多达 6 路 PWM 输出，带死区控制 − 2 个看门狗定时器(独立的和窗口型的) − 系统时间定时器：24 位自减型计数 − 2 个 16 位基本定时器用于驱动 DAC ■ 多达 13 个通信接口 − 多达 2 个 I2C 接口(支持 SMBus/PMBus) − 多达 5 个 USART 接口(支持 ISO7816，LIN， IrDA 接口和调制解调控制) − 多达 3 个 SPI 接口(18M 位/秒)，2 个可复用 为 I2S 接口 − CAN 接口(2.0B 默认) − USB 2.0 全速接口 − SDIO 接口 ■ CRC 计算单元 ■ ECOPACK®封 装表 1 器件列表 参 考基本型号 STM32F103RC、STM32F103VC、 STM32F103ZC STM32F103RD、STM32F103VD、 STM32F103ZD STM32F103RE、STM32F103ZE、 STM32F103VE 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 1/30
    1 2 STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手册 介绍 本文给出了 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 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《STM32F10xxx 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》 规格说明 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、3 个 SPI、2 个 I2S、1 个 SDIO、5 个 USART、一个 USB 和一个 CAN。 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 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 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 增强型系列产品包括从 64 脚至 144 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 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 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等 图一给出了该产品系列的框图。 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 2/30
    2.1 器件一览 STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手册 表 2 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 器件功能和配置 外设 STM32F103Rx STM32F103Vx STM32F103Zx 384 512 64 无 闪存(K 字节) RAM(K 字节) 256 48 定时器 通信 FSMC 通用 高级 基本 SPI(I (1) 2 S) 2 I C USART USB CAN SDIO 通用 I/O 端口 12 位同步 ADC 51 3 16 通道 12 位 DAC CPU 频率 工作电压 工作温度 256 48 384 512 64 256 48 有 4 2 2 3(2) 2 5 1 1 1 80 3 16 通道 1 2 通道 72MHz 2.0～3.6V +85°C / -40 至+105℃ 结温：-40 至+125℃ 384 512 64 有 112 3 21 通道 封装 LQFP64 LQFP100,BGA100 LQFP144,BGA144 1．SPI2 和 SPI3 接口能够灵活地在 SPI 模式和 I2S 音频模式间切换。 2.2 系列之间的全兼容性 STM32F103xx 是一个完整的系列，其成员之间是脚对脚兼容，软件和功能上也兼容。 STM32F103xC 、 STM32F103xD 和 STM32F103xE 是 STM32F103xx 数据手册中描述的 STM32F103x6/8/B/C 产品的延伸，他们具有更大的闪存存储器和 RAM 容量，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。 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 可直接替换 STM32F103x6/8/B/C 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。 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 3/30
    表 3 STM32F103xx 系列 STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手 册 存储器容量 64K 闪存 128K 闪存 256K 闪存 384K 闪存 512K 闪存 64K RAM 48K RAM 64K RAM 5 个 USART 4 个 16 位定时器、2 个基本定时器 3 个 SPI、2 个 I2S、2 个 I2C USB、CAN、2 个 PWM 定时器 3 个 ADC、1 个 DAC、1 个 SDIO FSMC(100 和 144 脚) 32K 闪存 10K RAM 20K RAM 20K RAM 3 个 USART 3 个 16 位定时器 2 个 SPI、2 个 I2C USB、CAN 2 个 USART 2 个 16 位定时器 1 个 SPI、1 个 I2C 1 个 PWM 定时器 USB、CAN 1 个 PWM 定时器 1 个 ADC 1 个 ADC 管 脚 数 144 100 64 48 36 2.3 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 空间上发挥了 ARM 内核的高性能。 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。 图一是该系列产品的功能框图。 内置闪存存储器 高达 512K 字节的内置闪存存储器，用于存放程序和数据。 CRC(循环冗余校验)计算单元 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。 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。 内置 SRAM 多达 64K 字节的内置 SRAM，CPU 能以 0 等待周期访问(读/写)。 FSMC(可配置的静态存储器控制器) 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 CF、RAM、PSRAM、NOR 和 NAND。 功能介绍： ● 三个 FSMC 中断源，经过逻辑或连到 NVIC 单元；
    ● 写入 FIFO； 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 4/30
    STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手册 ● 代码可以在除 PC 卡外的片外存储器运行； ● 目 标 频 率 为 SYSCLK/2 ， 即 当 系 统 时 钟 为 72MHz 时 ， 外 部 访 问 的 速 度 可 达 36MHz；系统时钟为 48MHz 时，外部访问的速度可达 24MHz。 LCD 并行接口 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。 嵌套的向量式中断控制器(NVIC) STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 增强型内置嵌套的向量式中断控制器，能够处 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。 ● 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内核 ● 紧耦合的 NVIC 接口 ● 允许中断的早期处理 ● 处理晚到的较高优先级中断 ● 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。 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)，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。 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。参考图二的时钟驱动框图。 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： ● 从用户闪存自举 ● 从系统存储器自举 ● 从内部 SRAM 自举 自举加载程序存放于系统存储器中，可以通过 USART1 对闪存重新编程。 供电方案 ● VDD = 2.0～3.6V：VDD 管脚为 I/O 管脚和内部调压器的供电。 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 5/30
    STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手册 ● 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，VDD 不得小于 2.4V。VDDA 和 VSSA 必须分别连接到 VDD 和 VSS。 ● 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。 关于如何连接电源管脚的详细信息，参见图十.供电方案。 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 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。 器件中还有一个可编程电压监测器(PVD)，它监视 VDD 供电并与阀值 VPVD 比较，当 VDD 低于或高 于阀值 VPVD 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。PVD 功 能需要通过程序开启。关于 VPOR/PDR 和 VPVD 的值参考第 5 章的图表：内嵌复位和电源控制模块 图表。 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 STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 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。 ● 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。 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。 注： 在进入停机或待机模式时，RTC、IWDG 和对应的时钟不会被停止。 DMA 灵活的 12 路通用 DMA(DMA1 上有 7 个通道，DMA2 上有 5 个通道)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；2 个 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。 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 6/30
    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，DAC、 I2S、SDIO 和 ADC。 STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE 数据手册 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 VBAT 管脚供 电。后备寄存器(42 个 16 位的寄存器)可以用于保存 84 个字节的用户应用数据。该寄存器不会被系 统或电源复位源复位；当从待机模式唤醒时，也不会被复位。 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 40kHz。为补偿天然 晶体的偏差，可以通过输出一个 512Hz 的信号对 RTC 的时钟进行校准。RTC 具有一个 32 位的可编 程计数器，使用比较寄存器可以进行长时间的测量。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 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，它由一个内部独立的 40kHz 的 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或硬件启动看门狗。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) STM32F103xC、STM32F103xD 和 STM32F103xE 增强型系列产品中内置了多达 4 个可同步运 行的标准定时器(TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)。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 16 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。 基本定时器-TIM6 和 TIM7 这 2 个定时器主要是用于产生 DAC 触发信号，也可当成通用的 16 位时基计数器。 高级控制定时器(TIM1 和 TIM8) 高级控制定时器(TIM1 和 TIM8)可以被看成是分配到 6 个通道的三相 PWM 发生器，还可以被当成 完整的通用定时器。四个独立的通道可以用于： ● 输入捕获 参照 2008 年 4 月 STM32F103xCDE 数据手册 英文第 1.0 版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 7/30
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