STM32學(xué)習之路（一）——ST是神馬，STM32又是神馬

最多多達11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計數器。2個(gè)16位的6通道高級控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（獨立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計數器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅動(dòng)DAC。

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

ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用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內核。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(gè)嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和軟件。

2、嵌入式Flash存儲器和RAM存儲器：內置多達512KB的嵌入式Flash，可用于存儲程序和數據。多達64KB的嵌入式SRAM可以以CPU的時(shí)鐘速度進(jìn)行讀寫(xiě)（不待等待狀態(tài)）。

3、可變靜態(tài)存儲器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE中，帶有4個(gè)片選，支持四種模式：Flash,RAM,PSRAM,NOR和NAND。3個(gè)FSMC中斷線(xiàn)經(jīng)過(guò)OR后連接到NVIC。沒(méi)有讀/寫(xiě)FIFO，除PCCARD之外，代碼都是從外部存儲器執行，不支持Boot，目標頻率等于SYSCLK/2，所以當系統時(shí)鐘是72MHz時(shí)，外部訪(fǎng)問(wèn)按照36MHz進(jìn)行。

4、嵌套矢量中斷控制器（NVIC）：可以處理43個(gè)可屏蔽中斷通道（不包括Cortex-M3的16根中斷線(xiàn)），提供16個(gè)中斷優(yōu)先級。緊密耦合的NVIC實(shí)現了更低的中斷處理延遲，直接向內核傳遞中斷入口向量表地址，緊密耦合的NVIC內核接口，允許中斷提前處理，對后到的更高優(yōu)先級的中斷進(jìn)行處理，支持尾鏈，自動(dòng)保存處理器狀態(tài)，中斷入口在中斷退出時(shí)自動(dòng)恢復，不需要指令干預。

5、外部中斷/事件控制器（EXTI）：外部中斷/事件控制器由用于19條產(chǎn)生中斷/事件請求的邊沿探測器線(xiàn)組成。每條線(xiàn)可以被單獨配置用于選擇觸發(fā)事件（上升沿，下降沿，或者兩者都可以），也可以被單獨屏蔽。有一個(gè)掛起寄存器來(lái)維護中斷請求的狀態(tài)。當外部線(xiàn)上出現長(cháng)度超過(guò)內部APB2時(shí)鐘周期的脈沖時(shí)，EXTI能夠探測到。多達112個(gè)GPIO連接到16個(gè)外部中斷線(xiàn)。

6、時(shí)鐘和啟動(dòng)：在啟動(dòng)的時(shí)候還是要進(jìn)行系統時(shí)鐘選擇，但復位的時(shí)候內部8MHz的晶振被選用作CPU時(shí)鐘?？梢赃x擇一個(gè)外部的4-16MHz的時(shí)鐘，并且會(huì )被監視來(lái)判定是否成功。在這期間，控制器被禁止并且軟件中斷管理也隨后被禁止。同時(shí)，如果有需要（例如碰到一個(gè)間接使用的晶振失?。?，PLL時(shí)鐘的中斷管理完全可用。多個(gè)預比較器可以用于配置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(dòng)的時(shí)候，Boot引腳被用來(lái)在3種Boot選項種選擇一種：從用戶(hù)Flash導入，從系統存儲器導入，從SRAM導入。Boot導入程序位于系統存儲器，用于通過(guò)USART1重新對Flash存儲器編程。

8、電源供電方案：VDD ，電壓范圍為2.0V-3.6V，外部電源通過(guò)VDD引腳提供，用于I/O和內部調壓器。VSSA和VDDA，電壓范圍為2.0-3.6V，外部模擬電壓輸入，用于A(yíng)DC，復位模塊，RC和PLL，在VDD范圍之內（ADC被限制在2.4V），VSSA和VDDA必須相應連接到VSS和VDD。VBAT，電壓范圍為1.8-3.6V，當VDD無(wú)效時(shí)為RTC，外部32KHz晶振和備份寄存器供電（通過(guò)電源切換實(shí)現）。

9、電源管理：設備有一個(gè)完整的上電復位（POR）和掉電復位（PDR）電路。這條電路一直有效，用于確保從2V啟動(dòng)或者掉到2V的時(shí)候進(jìn)行一些必要的操作。當VDD低于一個(gè)特定的下限VPOR/PDR時(shí)，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(gè)嵌入的可編程電壓探測器（PVD），PVD用于檢測VDD，并且和VPVD限值比較，當VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD時(shí)會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷。中斷服務(wù)程序可以產(chǎn)生一個(gè)警告信息或者將MCU置為一個(gè)安全狀態(tài)。PVD由軟件使能。

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（寄存器和SRAM的內容不會(huì )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(dòng)時(shí)間和可用喚醒源之間達到一個(gè)最好的平衡點(diǎn)。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(fā)生時(shí)喚醒CPU；停止模式：允許以最小的功耗來(lái)保持SRAM和寄存器的內容。1.8V區域的時(shí)鐘都停止，PLL，HSI和HSE RC振蕩器被禁能，調壓器也被置為正?；蛘叩凸哪Ｊ?。設備可以通過(guò)外部中斷線(xiàn)從停止模式喚醒。外部中斷源可以使16個(gè)外部中斷線(xiàn)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(guān)閉，這樣1.8V區域斷電。PLL,HSI和HSE RC振蕩器也被關(guān)閉。在進(jìn)入待機模式之后，除了備份寄存器和待機電路，SRAM和寄存器的內容也會(huì )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(fā)生時(shí)，設備退出待機模式。進(jìn)入停止模式或者待機模式時(shí)，TRC,IWDG和相關(guān)的時(shí)鐘源不會(huì )停止。

互聯(lián)型

全新STM32互連型（Connectivity）系列微控制器增加一個(gè)全速USB（OTG）接口，使終端產(chǎn)品在連接另一個(gè)USB設備時(shí)既可以充當USB主機又可充當USB從機；還增加一個(gè)硬件支持IEEE1588精確時(shí)間協(xié)議(PTP)的以太網(wǎng)接口，用硬件實(shí)現這個(gè)協(xié)議可降低CPU開(kāi)銷(xiāo)，提高實(shí)時(shí)應用和聯(lián)網(wǎng)設備同步通信的響應速度。

全新互連型系列還是STM32家族中首款集成兩個(gè)CAN2.0B控制器的產(chǎn)品，讓開(kāi)發(fā)人員能夠研制可連接兩條工業(yè)標準CAN（控制器區域網(wǎng)）總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)設備。此外，新系列微控制器還支持以太網(wǎng)、USB OTG和CAN2.0B外設接口同時(shí)工作，因此，開(kāi)發(fā)人員只需一顆芯片就能設計整合所有這些外設接口的網(wǎng)關(guān)設備。

STM32互連型系列產(chǎn)品強化了音頻性能，采用一個(gè)先進(jìn)的鎖相環(huán)機制，實(shí)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（U盤(pán)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(kāi)發(fā)人機界面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器界面。這個(gè)功能使其可用于各種家庭音響設備，如音響底座系統、鬧鐘/音樂(lè )播放器和家庭影院。

新系列產(chǎn)品整合先進(jìn)的面向連接的外設，標準的STM32外設（包括一個(gè)PWM定時(shí)器），高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU，這些特性使開(kāi)發(fā)人員可以在設備上（如家電、樓宇或工業(yè)自動(dòng)化）整合多種功能，如馬達控制、用戶(hù)界面控制和設備互連功能。其它目標應用包括需要聯(lián)網(wǎng)、數據記錄或USB外設擴展功能的系統，如病患監視、銷(xiāo)售終端機、自動(dòng)售貨機和保安系統。

包括新的互連型系列在內的STM32系列微控制器具有多種配套軟件和開(kāi)發(fā)工具，其中包括意法半導體免費提供的軟件庫以及第三方工具廠(chǎng)商的廣泛支持。意法半導體還將推出一個(gè)新的評估板，目前正在向大客戶(hù)提供STM32F105和STM32F107互連型系列的樣片。

新系列

STM32互連型系列產(chǎn)品分為兩個(gè)型號： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基礎上增加了以太網(wǎng)10/100 MAC模塊 。片上集成的以太網(wǎng)MAC支持MII和RMII，因此，實(shí)現一個(gè)完整的以太網(wǎng)收發(fā)器只需一個(gè)外部PHY芯片。只使用一個(gè)25MHz晶振即可給整個(gè)微控制器提供時(shí)鐘頻率，包括以太網(wǎng)和USB OTG外設接口。微控制器還能產(chǎn)生一個(gè)25MHz或50MHz的時(shí)鐘輸出，驅動(dòng)外部以太網(wǎng)PHY層芯片，從而為客戶(hù)節省了一個(gè)附加晶振。

音頻功能方面，新系列微控制器提供兩個(gè)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，分辨率為16位或32位。音頻采樣頻率從8kHz到96kHz。利用新系列微控制器強大的處理性能，開(kāi)發(fā)人員可以用軟件實(shí)現音頻編解碼器，從而消除了對外部組件的需求。

把U盤(pán)插入微控制器的USB OTG接口，可以現場(chǎng)升級軟件；也可以通過(guò)以太網(wǎng)下載代碼進(jìn)行軟件升級。這個(gè)功能可簡(jiǎn)化大型系統網(wǎng)絡(luò )（如遠程控制器或銷(xiāo)售終端設備）的管理和維護工作。

架構優(yōu)勢

除新增的功能強化型外設接口外，STM32互連系列還提供與其它STM32微控制器相同的標準接口，這種外設共用性提升了整個(gè)產(chǎn)品家族的應用靈活性，使開(kāi)發(fā)人員可以在多個(gè)設計中重復使用同一個(gè)軟件。新STM32的標準外設包括10個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)12位1-Msample/s 模數轉換器 (交錯模式下2-Msample/s)、兩個(gè)12位數模轉換器、兩個(gè)I2C接口、五個(gè)USART接口和三個(gè)SPI端口。新產(chǎn)品外設共有12條DMA通道，還有一個(gè)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(chǎn)品家族的低電壓和節能兩大優(yōu)點(diǎn)。2.0V到3.6V的工作電壓范圍兼容主流的電池技術(shù)，如鋰電池和鎳氫電池，封裝還設有一個(gè)電池工作模式專(zhuān)用引腳Vbat。以72MHz頻率從閃存執行代碼，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(dòng)也同樣節省電能；啟動(dòng)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(shí)小于6微秒。

低功耗性能：

意法半導體的EnergyLite?超低功耗技術(shù)平臺是STM32L取得業(yè)內領(lǐng)先的能效性能的關(guān)鍵。這個(gè)技術(shù)平臺也被廣泛用于意法半導體的8位微控制器STM8L系列產(chǎn)品。EnergyLite?超低功耗技術(shù)平臺基于意法半導體獨有的130nm制造工藝，為實(shí)現超低的泄漏電流特性，意法半導體對該平臺進(jìn)行了深度優(yōu)化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite?超低功耗技術(shù)平臺可以最大限度提升能效。此外，該平臺的內嵌閃存采用意法半導體獨有的低功耗閃存技術(shù)。這個(gè)平臺還集成了直接訪(fǎng)存(DMA)支持功能，在應用系統運行過(guò)程中關(guān)閉閃存和CPU，外設仍然保持工作狀態(tài)，從而可為開(kāi)發(fā)人員節省大量的時(shí)間。

除最為突出的與制程有關(guān)的節能特色外，STM32L系列還提供更多其它的功能，開(kāi)發(fā)人員能夠優(yōu)化應用設計的功耗特性。通過(guò)六個(gè)超低功耗模式，STM32L系列產(chǎn)品能夠在任何設定時(shí)間以最低的功耗完成任務(wù)。這些可用模式包括：(在1.8V/25°C環(huán)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(gè)計時(shí)器工作

· 1.3 μA 停機模式：實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)運行，保存上下文，保留RAM內容

· 0.5 μA 停機模式：無(wú)實(shí)時(shí)時(shí)鐘運行，保存上下文，保留RAM內容

· 1.0μA待機模式：實(shí)時(shí)時(shí)鐘運行，保存后備寄存器

· 270nA待機模式：無(wú)實(shí)時(shí)時(shí)鐘運行，保存后備寄存器

STM32L系列新增低功耗運行和低功耗睡眠兩個(gè)低功耗模式，通過(guò)利用超低功耗的穩壓器和振蕩器，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(lài)電源電壓即可滿(mǎn)足電流要求。STM32L還提供動(dòng)態(tài)電壓升降功能，這是一項成功應用多年的節能技術(shù)，可進(jìn)一步降低芯片在中低頻下運行時(shí)的內部工作電壓。在正常運行模式下，閃存的電流消耗最低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(shí)現高性能，有效延長(cháng)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(shí)，可以延長(cháng)電池供電設備的工作時(shí)間。