STM32F103x6 STM32F103x8 STM32F103xB

Performance line, ARM-based 32-bit MCU with Flash, USB, CAN, seven 16-bit timers, two ADCs and nine communication interfaces

Features

■ Core: ARM 32-bit Cortextrade;-M3 CPU

– 72 MHz, 90 DMIPS with 1.25 DMIPS/MHz – Single-cycle multiplication and hardware division – Nested interrupt controller with 43 maskable interrupt channels – Interrupt processing (down to 6 CPU cycles) with tail chaining

■ Memories

– 32-to-128 Kbytes of Flash memory – 6-to-20 Kbytes of SRAM

■ Clock, reset and supply management

– 2.0 to 3.6 V application supply and I/Os – POR, PDR, and programmable voltage detector (PVD) – 4-to-16 MHz quartz oscillator – Internal 8 MHz factory-trimmed RC – Internal 32 kHz RC – PLL for CPU clock – Dedicated 32 kHz oscillator for RTC with calibration

■ Low power

– Sleep, Stop and Standby modes –V BAT supply for RTC and backup registers

■ 2 x 12-bit, 1 micro;s A/D converters (16-channel)

– Conversion range: 0 to 3.6 V – Dual-sample and hold capability – Synchronizable with advanced control timer – Temperature sensor

■ DMA

– 7-channel DMA controller – Peripherals supported: timers, ADC, SPIs, I2Cs and USARTs

■ Debug mode

– Serial wire debug (SWD) amp; JTAG interfaces

■ Up to 80 fast I/O ports

– 32/49/80 5 V-tolerant I/Os – All mappable on 16 external interrupt vectors – Atomic read/modify/write operations

■ Up to 7 timers

– Up to three 16-bit timers, each with up to 4 IC/OC/PWM or pulse counter – 16-bit, 6-channel advanced control timer: up to 6 channels for PWM output Dead time generation and emergency stop – 2 x 16-bit watchdog timers (Independent and Window) – SysTick timer: a 24-bit downcounter

■ Up to 9 communication interfaces – Up to 2 x I2C interfaces (SMBus/PMBus) – Up to 3 USARTs (ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control) – Up to 2 SPIs (18 Mbit/s) – CAN interface (2.0B Active) – USB 2.0 full speed interface

1 Introduction

This datasheet provides the STM32F103xx performance line ordering information and mechanical device characteristics.

For information on programming, erasing and protection of the internal Flash memory please refer to the STM32F10xxx Flash programming reference manual, pm0042, available from www.st.com.

For information on the Cortex-M3 core please refer to the Cortex-M3 Technical Reference Manual.

2 Description

The STM32F103xx performance line family incorporates the high-performance ARM Cortex-M3 32-bit RISC core operating at a 72 MHz frequency, high-speed embedded memories (Flash memory up to 128Kbytes and SRAM up to 20 Kbytes), and an extensive range of enhanced I/Os and peripherals connected to two APB buses. All devices offer two 12-bit ADCs, three general purpose 16-bit timers plus one PWM timer, as well as standard and advanced communication interfaces: up to two I2Cs and SPIs, three USARTs, an USB and a CAN. The STM32F103xx performance line family operates in the minus;40 to 105 °C temperature range, from a 2.0 to 3.6 V power supply. A comprehensive set of power-saving mode allows to design low-power applications.

The complete STM32F103xx performance line family includes devices in 4 different package types: from 48 pins to 100 pins. Depending on the device chosen, different sets of peripherals are included, the description below gives an overview of the complete range of peripherals proposed in this family.

These features make the STM32F103xx performance line microcontroller family suitable for a wide range of applications:

● Motor drive and application control

● Medical and handheld equipment

● PC peripherals gaming and GPS platforms

● Industrial applications: PLC, inverters, printers, and scanners

● Alarm systems, Video intercom, and HVAC

2.1 Overview

ARMreg; CortexTM-M3 core with embedded Flash and SRAM

The ARM Cortex-M3 processor is the latest generation of ARM processors for embedded systems. It has been developed to provide a low-cost platform that meets the needs of MCU implementation, with a reduced pin count and low-power consumption, while delivering outstanding computational performance and an advanced system response to interrupts.

The ARM Cortex-M3 32-bit RISC processor features exceptional code-efficiency, delivering the high-performance expected from an ARM core in the memory size usually associated with 8- and 16-bit devices.

The STM32F103xx performance line family having an embedded ARM core, is therefore compatible with all ARM tools and software.

Figure 1 shows the general block diagram of the device family.

Embedded Flash memory

● Up to 128 Kbytes of embedded Flash is available for storing programs and data.

Embedded SRAM

Up to 20 Kbytes of embedded SRAM accessed (read/write) at CPU clock speed with 0 wait states.

Nested vectored interrupt controller (NVIC)

The STM32F103xx performance line embeds a Nested Vectored Interrupt Controller able to handle up to 43 maskable interrupt channels (not including the 16 interrupt lines of CortexM3) and 16 priority levels.

● Closely coupled NVIC gives low latency interrupt processing

● Interrupt entry vector table address passed directly to the core

● Closely coupled NVIC core interface

● Allows early processing of interrupts

● Processing of late arriving higher priority interrupts

● Support for tail-chaining

● Processor state automatically saved

● Interrupt entry restored on interrupt exit with no instruction overhead

This hardware block provides flexible interrupt management features with minimal interrupt latency.

External interrupt/event controller (EXTI)

The external interrupt/event controller consists of 19 edge detectors lines used to generate interrupt/event requests. Each line can be independently

STM32F103x6 STM32F103x8 STM32F103xB

增强型，32位基于ARM核心的带闪存、USB、CAN的微控制器 7个定时器、2个ADC 、9个通信接口

功能

■ 核心

minus; ARM 32位的Cortextrade;-M3CPU

minus; 72MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz

minus; 单周期硬件乘法和除法——加快计算

■ 存储器

minus; 从32K字节至128K字节闪存程序存储器

minus; 从6K字节至20K字节SRAM

minus; 多重自举功能

■ 时钟、复位和供电管理

minus; 2.0至3.6伏供电和I/O管脚

minus; 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监 测器(PVD)、掉电监测器

minus; 内嵌4至16MHz高速晶体振荡器

minus; 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器

minus; 内嵌40kHz的RC振荡器

minus; 内嵌PLL供应CPU时钟

minus; 内嵌使用外部32kHz晶体的RTC振荡器

■ 低功耗

minus; 3种省电模式：睡眠、停机和待机模式

minus; VBAT为RTC和后备寄存器供电

■ 2个12位模数转换器，1us转换时间(16通道)

minus; 转换范围是0至3.6V

minus; 双采样和保持功能

minus; 温度传感器

■ 调试模式 minus; 串行线调试(SWD)和JTAG接口

■ DMA minus; 7通道DMA控制器

minus; 支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和 USART

■ 多达80个快速I/O口

minus; 26/36/51/80个多功能双向5V兼容的I/O口

minus; 所有I/O口可以映像到16个外部中断

■ 多达7个定时器

minus; 多达3个同步的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

minus; 16位6通道高级控制定时器

minus; 多达 6路 PWM输出

minus; 死区控制、边缘/中间对齐波形和紧急制动

minus; 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)

minus; 系统时间定时器：24位的、带自动加载功 能的

■ 多达9个通信接口

minus; 多达2个I2C接口(SMBus/PMBus)

minus; 多达3个USART接口，支持ISO7816， LIN，IrDA接口和调制解调控制

minus; 多达2个SPI同步串行接口(18兆位/秒)

minus; CAN接口(2.0B 主动)

minus; USB 2.0全速接口

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

2.2 概述

ARMreg;的Cortextrade;-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。

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)

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 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：

● 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。

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。

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

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。

● 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

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，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

● 可屏蔽的计数器为0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。

高级控制定时器(TIM1)

高级控制定时器(TIM1)可以被看成是一个分配到6个通道的三相PWM发生器，它还可以被当成一个 完整的通用定时器。四个独立的通道可以用于：

● 输入捕获

● 输出比较

● 产生PWM(边缘或中心对齐模式)

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资料编号：[4948]