STM32F101数据手册.docx
《STM32F101数据手册.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《STM32F101数据手册.docx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
STM32F101数据手册
数据手册
STM32F101x6
STM32F101x8STM32F101xB
基本型,32位基于ARM核心的带闪存微控制器
6个16位定时器、ADC、7个通信接口
功能
■核心
−ARM32位的Cortex-M3™CPU
−36MHz,1.25DMIPS/MHz(Dhrystone2.1)
0等待的存储器访问
−单周期乘法和硬件除法
■存储器
−从32K字节至128K字节闪存程序存储器
−从6K字节至16K字节SRAM
■时钟、复位和供电管理
−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8MHzRC振荡器
−内部40kHz的RC振荡器
−PLL供应CPU时钟
−带校准的32kHzRTC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
■调试模式
■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
■多达6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
−2个16位看门狗定时器(独立的和窗口型的)
−系统时间定时器:
24位自减型
■多达7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)
■ECOPACK®封装
−串行线调试(SWD)和JTAG调试接口
■DMA
−7通道DMA控制器
−支持的外设:
定时器、ADC、SPI、I2C和
USART
■1个12位模数转换器,1us转换时间(16通道)
−转换范围是0至3.6V
−温度传感器
表一
器件列表
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
1/20
参考
基本型号
STM32F101x6
STM32F101C6,STM32F101R6,
STM32F101T6
STM32F101x8
STM32F101C8,STM32F101R8,
STM32F101V8,STM32F101T6,
STM32F101xB
STM32F101RB,
STM32F101VB,STM32F101CB
数据手册
1
2
介绍.....................................................................................................................................................3
规格说明.............................................................................................................................................3
2.1
2.2
器件一览................................................................................................................................4
概述........................................................................................................................................4
3
4
5
6
7
管脚定义...........................................................................................................................................10
存储器映像.......................................................................................................................................17
电器特性...........................................................................................................................................18
封装参数...........................................................................................................................................18
订货代码...........................................................................................................................................18
7.1
后续的产品系列..................................................................................................................19
8
版本历史...........................................................................................................................................19
附录A重要提示.....................................................................................................................................20
A.1
A.2
A.3
A.4
PD0和PD1在输出模式下................................................................................................20
ADC自动注入通道..............................................................................................................20
ADC的混合同步注入+交替模式........................................................................................20
ADC通道0............................................................................................................................20
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
2/20
STM32F101基本型
1
介绍
本文给出了STM32F101xx基本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
STM32F101xx基本型系列使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核,工作频率为36MHz,
内置高速存储器(高达128K字节的闪存和16K字节的SRAM),丰富的增强型外设和I/O端口联接到两
条APB总线。
所有型号的器件都包含1个12位的ADC和3个通用16位定时器,还包含标准的通信接
口:
2个I2C、2个SPI和3个USART。
STM32F101xx基本型系列工作于-40°C至+85°C的温度范围,2.0V至3.6V的工作电压,一系列的省
电模式满足低功耗应用的需求。
完整的STM32F101xx基本型系列产品包括从36脚至100脚的三种不同封装形式;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STM32F101xx基本型系列微控制器适用于多种应用场合:
应用控制和用户界面
医疗和手持设备
PC外设,游戏和GPS平台
工业应用:
可编程逻辑控制器、变频器、打印机和扫描仪
报警系统,视频对讲,和暖气通风空调系统
0给出了该产品系列的框图。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
3/20
STM32F101基本型
2.1
表二
2.2
器件一览
器件功能和配置(STM32F101xx基本型)
概述
使用ARM®的Cortex™-M3内核并内嵌闪存和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内核的高性能。
STM32F101xx基本型系列拥有内置的ARM核心,因此它与所有的ARM工具和软件兼容。
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16K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)
STM32F101xx基本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
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
4/20
外设
STM32F101Tx
STM32F101Cx
STM32F101Rx
STM32F101Vx
闪存(K字节)
32
64
32
64
128
32
64
128
64
128
RAM(K字节)
6
10
6
10
16
6
10
16
10
16
定时
器
通用
2
3
2
3
3
2
3
3
通信
SPI
1
1
1
2
2
1
2
2
I2C
1
1
1
2
2
1
2
2
USART
2
2
2
3
3
2
3
3
12位同步ADC
通道数
1
10通道
1
10通道
1
16通道
1
16通道
GPIO
26
37
51
80
CPU频率
36MHz
工作电压
2.0至3.6V
工作温度
-40至+85°C
封装
VFQFPN36
LQFP48
LQFP64
LQFP100
STM32F101基本型
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),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时钟周期的外部
信号。
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APB的
最高频率是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:
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USART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。
VSSA,VDDA=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
ADC时,VDD不得小于2.4V。
VBAT=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
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。
需要通过程序
开启PVD。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
5/20
STM32F101基本型
有关VPOR/PDR和VPVD数值,请参考表九“内置复位和电源控制模块特性”。
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
STM32F101xx基本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VBAT管脚供电。
后备寄存器(10个16位的寄存器)可以用于在VDD消失时保存数据。
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,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。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
6/20
STM32F101基本型
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,它由一个独立的40kHz的内部
RC振荡器提供时钟,应为这个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)
STM32F101xx基本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。
I2C总线
多达2个I2C总线接口,能够工作于多主和从模式,支持标准和快速模式。
它们支持双从地址寻址(只有7位)和主模式下的7/10位寻址。
内置了硬件CRC发生器/校验器。
它们可以使用DMA操作并支持SM总线2.0版/PM总线
通用同步/异步接受发送器(USART)
USART接口通信速率可达2.25兆位/秒,并具有硬件的CTS和RTS信号管理、支持IrDA的SIR
ENDEC、与ISO7816兼容并具有LIN主/从功能。
USART接口可以使用DMA操作。
串行外设接口(SPI)
多达2个SPI接口,在从或主模式下,全双工和半双工的通信速率可达18兆位/秒。
3位的预分频器可
产生8种主模式频率,可配置成每帧8位或16位。
硬件的CRC产生/校验支持基本的SD卡和MMC模
式。
2个SPI接口都可以使用DMA操作。
通用输入输出接口(GPIO)
每个GPIO管脚都可以由软件配置成输出(推拉或开路)、输入(带或不带上拉或下拉)或其它的外设功
能;多数GPIO管脚都与数字或模拟的外设功能管脚共用。
所有的GPIO管脚都有大电流通过能力。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
7/20
STM32F101基本型
在需要的情况下,I/O管脚的外设功能可以通过一个特定的操作锁定,以避免意外的写入I/O寄存
器。
ADC(模拟/数字转换器)
12位的模拟/数字转换器(ADC)有多达16个外部通道,可以执行单次或扫描转换模式;在扫描模式
下,转换在一组选定的模拟输入上自动进行。
ADC可以使用DMA操作。
模拟看门狗功能允许非常精准地监视一路、多路或所有选中的被转换电压,当被监视的信号超出预
置的阀值时,将产生中断。
温度传感器
温度传感器产生一个随温度线性变化的电压,转换范围在2V温度传感器在内
部被连接到ADC_IN16的输入通道上,用于将传感器的输出转换到数字数值。
串行线JTAG调试口(SWJ-DP)
内嵌ARM的SWJ-DP接口和JTAG接口,JTAG的TMS和TCK信号分别与SWDIO和SWCLK共用管
脚,TMS脚上的一个特殊的信号序列用于在JTAG-DP和SWJ-DP间切换。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
8/20
STM32F101基本型
图一
STM32F101基本型模块框图
1.
2.
AF:
可作为外设功能脚的I/O口
工作温度:
-40至+85°C(结温达125°C)
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
9/20
STM32F101基本型
3
图二
管脚定义
STM32F101xx基本型LQFP100管脚
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
10/20
STM32F101基本型
图三
STM32F101xx基本型VFQPFN64管脚
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
11/20
STM32F101基本型
图四
图五
STM32F101xx基本型LQFP48管脚
STM32F101xx基本型VFQ