stm32

STM32系列專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式套用設計的ARM Cortex®-M0，M0+，M3, M4和M7核心（ST's product portfolio contains a comprehensive range of microcontrollers, from robust, low-cost 8-bit MCUs up to 32-bit ARM-based Cortex®-M0 and M0+, Cortex®-M3, Cortex®-M4 Flash microcontrollers with a great choice of peripherals. ST has also extended this range to include an ultra-low-power MCU platform)。按核心架構分為不同產品：

主流產品（STM32F0、STM32F1、STM32F3）、超低功耗產品（STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4+）、高性能產品（STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7）

基本介紹

• 中文名：嵌入式單片機
• 外文名：STM32
• 產品說明：ARM Cortex-M核心單片機
• 產品特點：高性能、低成本、低功耗、可裁剪
• 開發公司：意法半導體 集團
• 套用領域：嵌入式開發

產品介紹

在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導體已經推出STM32基本型系列、增強型系列、USB基本型系列、互補型系列；新系列產品沿用增強型系列的72MHz處理頻率。記憶體包括64KB到256KB快閃記憶體和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列採用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結合STM32平台的設計理念，開發人員通過選擇產品可重新最佳化功能、存儲器、性能和引腳數量，以最小的硬體變化來滿足個性化的套用需求。

截至2010年7月1日，市面流通的型號有：

基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB

增強型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE

STM32型號的說明：以STM32F103RBT6這個型號的晶片為例，該型號的組成為7個部分，其命名規則如下：

1	STM32	STM32代表ARM Cortex-M核心的32位微控制器。
2	F	F代表晶片子系列。
3	103	103代表增強型系列。
4	R	R這一項代表引腳數，其中T代表36腳，C代表48腳，R代表64腳，V代表100腳，Z代表144腳，I代表176腳。
5	B	B這一項代表內嵌Flash容量，其中6代表32K位元組Flash，8代表64K位元組Flash，B代表128K位元組Flash，C代表256K位元組Flash，D代表384K位元組Flash，E代表512K位元組Flash，G代表1M位元組Flash。
6	T	T這一項代表封裝，其中H代表BGA封裝，T代表LQFP封裝，U代表VFQFPN封裝。
7	6	6這一項代表工作溫度範圍，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。

歷史

意法半導體 (STMicroelectronics) 集團於1987年6月成立，是由義大利的SGS 微電子公司和法國Thomson 半導體公司合併而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics 將公司名稱改為意法半導體有限公司,意法半導體是世界最大的半導體公司之一。從成立之初至今，ST 的增長速度超過了半導體工業的整體增長速度。自1999年起，ST 始終是世界十大半導體公司之一。據最新的工業統計數據，意法半導體 (STMicroelectronics) 是全球第五大半導體廠商，在很多市場居世界領先水平。例如，意法半導體是世界第一大專用模擬晶片和電源轉換晶片製造商，世界第一大工業半導體和機頂盒晶片供應商，而且在分立器件、手機相機模組和車用積體電路領域居世界前列。

意法半導體 (STMicroelectronics) 整個集團共有員工近 50000 名，擁有16 個先進的研發機構、39 個設計和套用中心、15 主要製造廠，並在 36 個國家設有 78 個銷售辦事處。公司總部設在瑞士日內瓦，同時也是歐洲區以及新興市場的總部；公司的美國總部設在德克薩斯州達拉斯市的卡羅頓；亞太區總部設在新加坡；日本的業務則以東京為總部；中國區總部設在上海，負責香港、大陸和台灣三個地區的業務。

ST 超低功耗 ARM Cortex™-M3 微控制器
STM32L 系列產品基於超低功耗的 ARM Cortex-M4處理器核心，採用意法半導體獨有的兩大節能技術：130nm 專用低泄漏電流製造工藝和最佳化的節能架構，提供業界領先的節能性能。該系列屬於意法半導體陣容強大的 32 位 STM32 微控制器產品家族，該產品家族共有 200餘款產品，全系列產品共用大部分引腳、軟體和外設，優異的兼容性為開發人員帶來最大的設計靈活性。

ST 超低功耗 ARM Cortex™-M0 微控制器
STM32F0 系列產品基於超低功耗的 ARM Cortex-M0 處理器核心，整合增強的技術和功能，瞄準超低成本預算的套用。該系列微控制器縮短了採用 8 位和 16 位微控制器的設備與採用 32 位微控制器的設備之間的性能差距，能夠在經濟型用戶終端產品上實現先進且複雜的功能。

STM32F1

簡介

ARM公司的高性能”Cortex-M3”核心

1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz

一流的外設

1μs的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻轉速度

低功耗

在72MHz時消耗36mA(所有外設處於工作狀態)，待機時下降到2μA

最大的集成度

復位電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC振盪器等

簡單的結構和易用的工具

參數

2.0V-3.6V供電

兼容5V的I/O管腳

優異的安全時鐘模式

帶喚醒功能的低功耗模式

內部RC振盪器

內嵌復位電路

工作溫度範圍：

-40°C至+85°C或105°C

101性能

36MHz CPU　多達16K位元組SRAM 1x12位ADC溫度感測器

103性能

特點

核心：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬體除法。

存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。

時鐘、復位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅動電壓。上電復位（POR）、掉電復位（PDR）和可程式的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振盪電路。內部40 kHz的RC振盪電路。用於CPU時鐘的PLL。帶校準用於RTC的32kHz的晶振。

低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機模式。為RTC和備份暫存器供電的VBAT。

調試模式：串列調試（SWD）和JTAG接口。

DMA：12通道DMA控制器。支持的外設：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

3個12位的us級的A/D轉換器（16通道）：A/D測量範圍：0-3.6V。雙採樣和保持能力。片上集成一個溫度感測器。

2通道12位D/A轉換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨有。

最多高達112個的快速I/O連線埠：根據型號的不同，有26，37，51，80，和112的I/O連線埠，所有的連線埠都可以映射到16個外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內的輸入。

最多多達11個定時器：4個16位定時器，每個定時器有4個IC/OC/PWM或者脈衝計數器。2個16位的6通道高級控制定時器：最多6個通道可用於PWM輸出。2個看門狗定時器（獨立看門狗和視窗看門狗）。Systick定時器：24位倒計數器。2個16位基本定時器用於驅動DAC。

最多多達13個通信接口：2個IIC接口（SMBus/PMBus）。5個USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調試控制）。3個SPI接口（18 Mbit/s），兩個和IIS復用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器採用ECOPACK封裝形式。

系統作用

1、集成嵌入式Flash和SRAM存儲器的ARM Cortex-M3核心。和8/16位設備相比，ARM Cortex-M3 32位RISC處理器提供了更高的代碼效率。STM32F103xx微控制器帶有一個嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和軟體。

2、嵌入式Flash存儲器和RAM存儲器：內置多達512KB的嵌入式Flash，可用於存儲程式和數據。多達64KB的嵌入式SRAM可以以CPU的時鐘速度進行讀寫（不待等待狀態）。

3、可變靜態存儲器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE中，帶有4個片選，支持四種模式：Flash,RAM,PSRAM,NOR和NAND。3個FSMC中斷線經過OR後連線到NVIC。沒有讀/寫FIFO，除PCCARD之外，代碼都是從外部存儲器執行，不支持Boot，目標頻率等於SYSCLK/2，所以當系統時鐘是72MHz時，外部訪問按照36MHz進行。

4、嵌套矢量中斷控制器（NVIC）：可以處理43個可禁止中斷通道（不包括Cortex-M3的16根中斷線），提供16箇中斷優先權。緊密耦合的NVIC實現了更低的中斷處理延遲，直接向核心傳遞中斷入口向量表地址，緊密耦合的NVIC核心接口，允許中斷提前處理，對後到的更高優先權的中斷進行處理，支持尾鏈，自動保存處理器狀態，中斷入口在中斷退出時自動恢復，不需要指令干預。

5、外部中斷/事件控制器（EXTI）：外部中斷/事件控制器由用於19條產生中斷/事件請求的邊沿探測器線組成。每條線可以被單獨配置用於選擇觸發事件（上升沿，下降沿，或者兩者都可以），也可以被單獨禁止。有一個掛起暫存器來維護中斷請求的狀態。當外部線上出現長度超過內部APB2時鐘周期的脈衝時，EXTI能夠探測到。多達112個GPIO連線到16個外部中斷線。

6、時鐘和啟動：在啟動的時候還是要進行系統時鐘選擇，但復位的時候內部8MHz的晶振被選用作CPU時鐘。可以選擇一個外部的4-16MHz的時鐘，並且會被監視來判定是否成功。在這期間，控制器被禁止並且軟體中斷管理也隨後被禁止。同時，如果有需要（例如碰到一個間接使用的晶振失敗），PLL時鐘的中斷管理完全可用。多個預比較器可以用於配置AHB頻率，包括高速APB(PB2)和低速APB（APB1），高速APB最高的頻率為72MHz，低速APB最高的頻率為36MHz。

7、Boot模式：在啟動的時候，Boot引腳被用來在3種Boot選項種選擇一種：從用戶Flash導入，從系統存儲器導入，從SRAM導入。Boot導入程式位於系統存儲器，用於通過USART1重新對Flash存儲器編程。

8、電源供電方案：VDD ，電壓範圍為2.0V-3.6V，外部電源通過VDD引腳提供，用於I/O和內部調壓器。VSSA和VDDA，電壓範圍為2.0-3.6V，外部模擬電壓輸入，用於ADC，復位模組，RC和PLL，在VDD範圍之內（ADC被限制在2.4V），VSSA和VDDA必須相應連線到VSS和VDD。VBAT，電壓範圍為1.8-3.6V，當VDD無效時為RTC，外部32KHz晶振和備份暫存器供電（通過電源切換實現）。

9、電源管理：設備有一個完整的上電復位（POR）和掉電復位（PDR）電路。這條電路一直有效，用於確保從2V啟動或者掉到2V的時候進行一些必要的操作。當VDD低於一個特定的下限VPOR/PDR時，不需要外部復位電路，設備也可以保持在復位模式。設備特有一個嵌入的可程式電壓探測器（PVD），PVD用於檢測VDD，並且和VPVD限值比較，當VDD低於VPVD或者VDD大於VPVD時會產生一個中斷。中斷服務程式可以產生一個警告信息或者將MCU置為一個安全狀態。PVD由軟體使能。

10、電壓調節：調壓器有3種運行模式：主（MR），低功耗（LPR）和掉電。MR用在傳統意義上的調節模式（運行模式），LPR用在停止模式，掉電用在待機模式：調壓器輸出為高阻，核心電路掉電，包括零消耗（暫存器和SRAM的內容不會丟失）。

11、低功耗模式：STM32F103xx支持3種低功耗模式，從而在低功耗，短啟動時間和可用喚醒源之間達到一個最好的平衡點。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外設繼續運行，在中斷/事件發生時喚醒CPU；停止模式：允許以最小的功耗來保持SRAM和暫存器的內容。1.8V區域的時鐘都停止，PLL，HSI和HSE RC振盪器被禁能，調壓器也被置為正常或者低功耗模式。設備可以通過外部中斷線從停止模式喚醒。外部中斷源可以使16個外部中斷線之一，PVD輸出或者TRC警告。待機模式：追求最少的功耗，內部調壓器被關閉，這樣1.8V區域斷電。PLL,HSI和HSE RC振盪器也被關閉。在進入待機模式之後，除了備份暫存器和待機電路，SRAM和暫存器的內容也會丟失。當外部復位（NRST引腳），IWDG復位，WKUP引腳出現上升沿或者TRC警告發生時，設備退出待機模式。進入停止模式或者待機模式時，TRC,IWDG和相關的時鐘源不會停止。

互聯型

全新STM32互聯型（Connectivity）系列微控制器增加一個全速USB（OTG）接口，使終端產品在連線另一個USB設備時既可以充當USB主機又可充當USB從機；還增加一個硬體支持IEEE1588精確時間協定(PTP)的乙太網接口，用硬體實現這個協定可降低CPU開銷，提高實時套用和聯網設備同步通信的回響速度。

全新互聯型系列還是STM32家族中首款集成兩個CAN2.0B控制器的產品，讓開發人員能夠研製可連線兩條工業標準CAN（控制器區域網）匯流排的網關設備。此外，新系列微控制器還支持乙太網、USB OTG和CAN2.0B外設接口同時工作，因此，開發人員只需一顆晶片就能設計整合所有這些外設接口的網關設備。

STM32互聯型系列產品強化了音頻性能，採用一個先進的鎖相環機制，實現音頻級別的I2S通信。結合USB主機或從機功能，STM32可以從外部存儲器（隨身碟或MP3播放器）讀取、解碼和輸出音頻信號。設計人員還可以在新系列微控制器上開發人機界面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器界面。這個功能使其可用於各種家庭音響設備，如音響底座系統、鬧鐘/音樂播放器和家庭影院。

新系列產品整合先進的面向連線的外設，標準的STM32外設（包括一個PWM定時器），高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU，這些特性使開發人員可以在設備上（如家電、樓宇或工業自動化）整合多種功能，如馬達控制、用戶界面控制和設備互連功能。其它目標套用包括需要聯網、數據記錄或USB外設擴展功能的系統，如病患監視、銷售終端機、自動售貨機和保全系統。

包括新的互聯型系列在內的STM32系列微控制器具有多種配套軟體和開發工具，其中包括意法半導體免費提供的軟體庫以及第三方工具廠商的廣泛支持。意法半導體還將推出一個新的評估板，目前正在向大客戶提供STM32F105和STM32F107互聯型系列的樣片。

新系列

STM32互連型系列產品分為兩個型號： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基礎上增加了乙太網10/100 MAC模組 。片上集成的乙太網MAC支持MII和RMII，因此，實現一個完整的乙太網收發器只需一個外部PHY晶片。只使用一個25MHz晶振即可給整個微控制器提供時鐘頻率，包括乙太網和USB OTG外設接口。微控制器還能產生一個25MHz或50MHz的時鐘輸出，驅動外部乙太網PHY層晶片，從而為客戶節省了一個附加晶振。

音頻功能方面，新系列微控制器提供兩個I2S音頻接口，支持主機和從機兩種模式，既用作輸入又可用作輸出，解析度為16位或32位。音頻採樣頻率從8kHz到96kHz。利用新系列微控制器強大的處理性能，開發人員可以用軟體實現音頻編解碼器，從而消除了對外部組件的需求。

把隨身碟插入微控制器的USB OTG接口，可以現場升級軟體；也可以通過乙太網下載代碼進行軟體升級。這個功能可簡化大型系統網路（如遠程控制器或銷售終端設備）的管理和維護工作。

架構優勢

除新增的功能強化型外設接口外，STM32互連繫列還提供與其它STM32微控制器相同的標準接口，這種外設共用性提升了整個產品家族的套用靈活性，使開發人員可以在多個設計中重複使用同一個軟體。新STM32的標準外設包括10個定時器、兩個12位1-Msample/s 模數轉換器 (交錯模式下2-Msample/s)、兩個12位數模轉換器、兩個I2C接口、五個USART接口和三個SPI連線埠。新產品外設共有12條DMA通道，還有一個CRC計算單元，像其它STM32微控制器一樣，支持96位唯一標識碼。

新系列微控制器還沿續了STM32產品家族的低電壓和節能兩大優點。2.0V到3.6V的工作電壓範圍兼容主流的電池技術，如鋰電池和鎳氫電池，封裝還設有一個電池工作模式專用引腳Vbat。以72MHz頻率從快閃記憶體執行代碼，僅消耗 27mA電流。低功耗模式共有四種，可將電流消耗降至兩微安。從低功耗模式快速啟動也同樣節省電能；啟動電路使用STM32內部生成的8MHz信號，將微控制器從停止模式喚醒用時小於6微秒。

低功耗性能

意法半導體的EnergyLite™超低功耗技術平台是STM32L取得業內領先的能效性能的關鍵。這個技術平台也被廣泛用於意法半導體的8位微控制器STM8L系列產品。EnergyLite™超低功耗技術平台基於意法半導體獨有的130nm製造工藝，為實現超低的泄漏電流特性，意法半導體對該平台進行了深度最佳化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite™超低功耗技術平台可以最大限度提升能效。此外，該平台的內嵌快閃記憶體採用意法半導體獨有的低功耗快閃記憶體技術。這個平台還集成了直接訪存(DMA)支持功能，在套用系統運行過程中關閉快閃記憶體和CPU，外設仍然保持工作狀態，從而可為開發人員節省大量的時間。

除最為突出的與製程有關的節能特色外，STM32L系列還提供更多其它的功能，開發人員能夠最佳化套用設計的功耗特性。通過六個超低功耗模式，STM32L系列產品能夠在任何設定時間以最低的功耗完成任務。這些可用模式包括：(在1.8V/25°C環境的初步數據)

· 10.4μA低功耗運行模式，32kHz運行頻率

· 6.1 μA低功耗睡眠模式，一個計時器工作

· 1.3 μA 停機模式：實時時鐘(RTC)運行，保存上下文，保留RAM內容

· 0.5 μA 停機模式：無實時時鐘運行，保存上下文，保留RAM內容

· 1.0μA待機模式：實時時鐘運行，保存後備暫存器

· 270nA待機模式：無實時時鐘運行，保存後備暫存器

STM32L系列新增低功耗運行和低功耗睡眠兩個低功耗模式，通過利用超低功耗的穩壓器和振盪器，微控制器可大幅度降低在低頻下的工作功耗。穩壓器不依賴電源電壓即可滿足電流要求。STM32L還提供動態電壓升降功能，這是一項成功套用多年的節能技術，可進一步降低晶片在中低頻下運行時的內部工作電壓。在正常運行模式下，快閃記憶體的電流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。

此外，STM32L電路的設計目的是以低電壓實現高性能，有效延長電池供電設備的充電間隔。片上模擬功能的最低工作電源電壓為1.8V。數字功能的最低工作電源電壓為1.65V，在電池電壓降低時，可以延長電池供電設備的工作時間。