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STM32F102中等容量型概述

1     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、缩减的引脚数目、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。

STM32F102xxUSB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。

2     内置闪存存储器

64K或128K字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。

3     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。在EN/IEC 60335-1标准的范围内,它提供了一种检测闪存存储器错误的手段,CRC计算单元可以用于实时地计算软件的签名,并与在链接和生成该软件时产生的签名对比。

4     内置SRAM

10或16K字节的内置SRAM,CPU能以0等待周期访问(读/写)。

5     嵌套的向量式中断控制器(NVIC)

STM32F102xxUSB基本型产品内置嵌套的向量式中断控制器,能够处理多达36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。

6     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51个通用I/O口连接到16个外部中断线。

7     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;当检测到外部时钟失效时,它将被隔离,系统将自动地切换到内部的RC振荡器,如果使能了中断,软件可以接收到相应的中断。同样,在需要时可以采取对PLL时钟完全的中断管理(如当一个间接使用的外部振荡器失效时)。

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48MHz。参考图2的时钟驱动框图。

8     自举模式

在启动时,通过自举引脚可以选择三种自举模式中的一种:

  • 从程序闪存存储器自举
  • 从系统存储器自举
  • 从内部SRAM自举

自举加载程序(Bootloader)存放于系统存储器中,可以通过USART1对闪存重新编程。更详细的信息,请参考应用笔记AN2606。

9     供电方案

  • VDD = 2.0~3.6V:VDD引脚为I/O引脚和内部调压器供电。
  • 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,VDDA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。

关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图8供电方案。

10  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/VDDA供电并与阀值VPVD比较,当VDD低于或高于阀值VPVD时产生中断,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的值参考表10。

11  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。

12  低功耗模式

STM32F102xx中等容量USB基本型产品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的RC振荡器和HSE晶体振荡器被关闭,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的RC振荡器和HSE晶体振荡器也被关闭;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引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。

13  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。

14  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引脚供电。后备寄存器(10个16位的寄存器)可以用于在关闭VDD时,保存20个字节的用户应用数据。RTC和后备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。

15  独立看门狗

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。通过选项字节可以配置成是软件或硬件启动看门狗。在调试模式下,计数器可以被冻结。

16  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;在调试模式下,计数器可以被冻结。

17  系统时基定时器

这个定时器是专用于实时操作系统,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
  • 自动重加载功能
  • 当计数器为0时能产生一个可屏蔽系统中断
  • 可编程时钟源

18  通用定时器(TIMx)

STM32F102xx中等容量USB基本型产品中,内置了多达3个可同步运行的标准定时器(TIM2、TIM3和TIM4)。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LQFP48和LQFP64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。

这些定时器还能够处理增量编码器的信号,也能处理1至3个霍尔传感器的数字输出。

19  I2C总线

多达2个I2C总线接口,能够工作于多主模式或从模式,支持标准和快速模式。

I2C接口支持7位或10位寻址,7位从模式时支持双从地址寻址。内置了硬件CRC发生器/校验器。

它们可以使用DMA操作并支持SMBus总线2.0版/PMBus总线。

20  通用同步/异步收发器(USART)

USART1接口通信速率可达2.25兆位/秒。USART接口具有硬件的CTS和RTS信号管理、支持IrDA SIR ENDEC传输编解码、兼容ISO7816的智能卡并提供LIN主/从功能。

所有USART接口都可以使用DMA操作。

21  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12兆位/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。

所有的SPI接口都可以使用DMA操作。

22  通用串行总线(USB)

STM32F102xxUSB基本型系列产品,内嵌一个兼容全速USB的设备控制器,遵循全速USB设备(12兆位/秒)标准,端点可由软件配置,具有待机/唤醒功能。USB专用的48MHz时钟由内部主PLL直接产生(时钟源必须是一个HSE晶体振荡器)。

23  通用输入输出接口(GPIO)

每个GPIO引脚都可以由软件配置成输出(推挽或开漏)、输入(带或不带上拉或下拉)或复用的外设功能端口。多数GPIO引脚都与数字或模拟的复用外设共用。除了具有模拟输入功能的端口,所有的GPIO引脚都有大电流通过能力。

在需要的情况下,I/O引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。

24  ADC(模拟/数字转换器)

12位的模拟/数字转换器(ADC),共用多达16个外部通道,可以实现单次或扫描转换。在扫描模式下,自动进行在选定的一组模拟输入上的转换。

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、多路或所有选中的通道,当被监视的信号超出预置的阀值时,将产生中断。

25  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 < VDDA < 3.6V之间。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。

26  串行单线JTAG调试口(SWJ-DP)

内嵌ARM的SWJ-DP接口,这是一个结合了JTAG和串行单线调试的接口,可以实现串行单线调试接口或JTAG接口的连接。JTAG的TMS和TCK信号分别与SWDIO和SWCLK共用引脚,TMS脚上的一个特殊的信号序列用于在JTAG-DP和SW-DP间切换。

点击次数: 4,532 次   更新时间:2012-12-29  【打印此页】  【关闭
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