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### STM32F103x8 和 STM32F103xB 系列微控制器（MCU）概述 #### 一、产品背景及特点介绍 STM32F103x8 和 STM32F103xB 系列微控制器是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于高性能 Arm Cortex-M3 处理器核心的 32 位微控制器，主要面向中等密度应用需求。这些芯片具备强大的处理能力和丰富的外设接口，非常适合于工业自动化、汽车电子、消费电子以及各种嵌入式应用。该系列微控制器的主要特性包括： 1. **高性能处理器：**采用最新的 Arm Cortex-M3 处理器，最高工作频率可达 72MHz，提供高达 1.25 DMIPS/MHz 的处理性能，支持单周期乘法和硬件除法操作。 2. **大容量内存：**拥有 64KB 或 128KB 的闪存存储空间，20KB 的 SRAM 内存，为程序存储和数据处理提供了充足的空间。 3. **灵活的时钟与电源管理：** - 支持 2.0 至 3.6V 的电源电压范围，并具备上电复位(POR)、掉电复位(PDR)以及可编程电压检测(PVD)功能。 - 可通过外部 4 至 16MHz 晶振或内部 8MHz 工厂校准 RC 振荡器作为时钟源。 - 内置 PLL 用于 CPU 时钟倍频。 - 集成 32kHz 振荡器，支持 RTC 功能并具有校准机制。 4. **低功耗模式：**提供多种低功耗模式，如睡眠(Sleep)、停止(Stop)和待机(Standby)模式，以及独立的 VBAT 供电电路，支持 RTC 和备份寄存器的功能。 5. **高精度模拟输入：**配备双路 12 位 ADC 转换器，每个转换器支持 16 个通道，转换时间低至 1μs，并且具备温度传感器功能。 6. **高效的 DMA 控制器：**包含 7 个 DMA 通道，支持包括定时器、ADC、SPI、I2C 和 USART 在内的多个外围设备的数据传输。 7. **丰富的 I/O 端口：**最多支持 80 个快速 I/O 端口，其中大部分端口具有 5V 耐压能力，可映射到 16 个外部中断向量上。 8. **调试接口：**提供 SWD 和 JTAG 接口，便于进行代码调试和系统开发。 9. **多样的通信接口：** - 最多两个 I2C 接口，支持 SMBus/PMBus 协议。 - 最多三个 USART 接口，支持 ISO 7816 接口、LIN、IrDA 以及调制解调控制等功能。 - 最多两个 SPI 接口，最大传输速率可达 18Mbps。 - 一个 CAN 2.0B Active 接口。 - 一个 USB 2.0 全速接口。 10. **定时器资源丰富：** - 三个 16 位通用定时器，每个定时器支持多达 4 个捕获/比较通道。 - 一个 16 位高级定时器，专用于电机控制，支持死区时间生成和紧急停止功能。 - 两个看门狗定时器（独立和窗口型）。 - SysTick 定时器，24 位倒计数器。 11. **其他功能：** - CRC 计算单元。 - 96 位唯一标识符。 - 采用环保包装 ECOPACK®。 #### 二、应用场景与开发资源由于其强大的处理能力和丰富的外设接口，STM32F103x8 和 STM32F103xB 系列 MCU 广泛应用于各种场景中： - **工业自动化：**如电机控制、传感器网络、现场总线系统等。 - **汽车电子：**包括车身电子、安全系统、娱乐系统等。 - **消费电子：**如家用电器控制、健康监测设备、智能家居系统等。 - **物联网(IoT)应用：**支持多种无线模块接入，实现远程监控与数据采集。此外，STM32 生态系统非常完善，开发者可以利用 STM32CubeMX 工具轻松配置初始化参数，并借助 STM32CubeIDE 开发环境进行项目开发。意法半导体还提供了丰富的开发板和评估套件，如 STM32F103C8T6 Nucleo 开发板等，帮助用户快速搭建原型系统并进行调试。 #### 三、封装选项 STM32F103x8 和 STM32F103xB 系列 MCU 提供多种封装选项，以适应不同设计需求： - STM32F103C8：LQFP-48 封装。 - STM32F103R8：LQFP-64 封装。 - STM32F103V8：LQFP-100 封装。 - STM32F103T8：TSSOP-64 封装。 STM32F103x8 和 STM32F103xB 系列 MCU 凭借其出色的性能和全面的功能集，在众多嵌入式应用领域都有着广泛的应用前景。对于开发者而言，这些 MCU 不仅提供了强大的处理能力，而且还具备高度灵活性和可扩展性，使得它们成为许多项目的理想选择。

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This is information on a product in full production.

September 2023 DS5319 Rev 19 1/114

STM32F103x8

STM32F103xB

Medium-density performance line Arm

-based 32-bit MCU with

64 or 128 KB Flash, USB, CAN, 7 timers, 2 ADCs, 9 com. interfaces

Datasheet - production data

Features

Includes ST state-of-the-art patented

technology

• Arm

32-bit Cortex

-M3 CPU core

– 72 MHz maximum frequency, 1.25

DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1) performance

at 0 wait state memory access

– Single-cycle multiplication and hardware

division

• Memories

– 64 or 128 Kbytes of Flash memory

– 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 crystal oscillator

– Internal 8 MHz factory-trimmed RC

– Internal 40 kHz RC

– PLL for CPU clock

– 32 kHz oscillator for RTC with calibration

• Low-power

– Sleep, Stop and Standby modes

–V

BAT

supply for RTC and backup registers

• 2x 12-bit, 1 µs A/D converters (up to 16

channels)

– Conversion range: 0 to 3.6 V

– Dual-sample and hold capability

– Temperature sensor

• DMA

– 7-channel DMA controller

– Peripherals supported: timers, ADC, SPIs,

Cs and USARTs

• Up to 80 fast I/O ports

– 26/37/51/80 I/Os, all mappable on 16

external interrupt vectors and almost all

5 V-tolerant

• Debug mode:

– Serial wire debug (SWD) and JTAG

interfaces

• Seven timers

– Three 16-bit timers, each with up to

4 IC/OC/PWM or pulse counter and

quadrature (incremental) encoder input

– 16-bit, motor control PWM timer with

dead-time generation and emergency stop

– Two watchdog timers (independent and

window)

– SysTick timer 24-bit downcounter

• Up to nine communication interfaces

– Up to two I

C interfaces (SMBus/PMBus

)

– Up to three USARTs (ISO 7816 interface,

LIN, IrDA capability, modem control)

– Up to two SPIs (18 Mbit/s)

– CAN interface (2.0B Active)

– USB 2.0 full-speed interface

• CRC calculation unit, 96-bit unique ID

• Packages are ECOPACK

Table 1. Device summary

Reference Part number

STM32F103x8

STM32F103C8, STM32F103R8

STM32F103V8, STM32F103T8

STM32F103xB

STM32F103RB STM32F103VB,

STM32F103CB, STM32F103TB

BGA100 10 × 10 mm

UFBGA100 7 x 7 mm

BGA64 5 × 5 mm

VFQFPN36 6 × 6 mm

LQFP100 14 × 14 mm

LQFP64 10 × 10 mm

LQFP48 7 × 7 mm

UFQFPN48 7 × 7 mm

www.st.com

STM32F103x8, STM32F103xB

2/114 DS5319 Rev 19

1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1 Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2 Full compatibility throughout the family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.1 Arm

Cortex

-M3 core with embedded flash and SRAM . . . . . . . . . . . 14

2.3.2 Embedded flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.3 CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.4 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.5 Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.6 External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.7 Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.8 Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.9 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.10 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.11 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.12 Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.13 DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.14 RTC (real-time clock) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.15 Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.16 I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.17 Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 19

2.3.18 Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.19 Controller area network (CAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.20 Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.21 GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.22 ADC (analog-to-digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.23 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.24 Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3 Pinouts and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4 Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1 Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

DS5319 Rev 19 3/114

STM32F103x8, STM32F103xB

5.1.1 Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.2 Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.3 Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.4 Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.5 Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.6 Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.1.7 Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.3 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.1 General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.2 Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.3.3 Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 39

5.3.4 Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.3.5 Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.3.6 External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.3.7 Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.3.8 PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.3.9 Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.3.10 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.3.11 Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

5.3.12 I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

5.3.13 I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

5.3.14 NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5.3.15 TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

5.3.16 Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

5.3.17 CAN (controller area network) interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.3.18 12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.3.19 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

6 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

6.1 Device marking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

6.2 VFQFPN36 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

6.3 UFQFPN48 package information (A0B9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.4 LFBGA100 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6.5 LQFP100 package information (1L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

6.6 UFBGA100 package information (A0C2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

DS5319 Rev 19 5/114

STM32F103x8, STM32F103xB List of tables

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Table 2. STM32F103xx medium-density device features and peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . 10

Table 3. STM32F103xx family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Table 4. Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Table 5. Medium-density STM32F103xx pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 6. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Table 7. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Table 8. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Table 9. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Table 10. Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Table 11. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Table 12. Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Table 13. Maximum current consumption in Run mode, code with data processing

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Table 14. Maximum current consumption in Run mode, code with data processing

running from RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Table 15. Maximum current consumption in Sleep mode, code running

from Flash or RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Table 16. Typical and maximum current consumptions in Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . 44

Table 17. Typical current consumption in Run mode, code with data processing

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Table 18. Typical current consumption in Sleep mode, code running

from Flash or RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Table 19. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Table 20. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Table 21. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 22. HSE 4-16 MHz oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 23. LSE oscillator characteristics (f

LSE

= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Table 24. HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table 25. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Table 26. Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 27. PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 28. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 29. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Table 30. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Table 31. EMI characteristics for fHSE = 8 MHz and fHCLK = 48 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Table 32. EMI characteristics for fHSE = 8 MHz and fHCLK = 72 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Table 33. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Table 34. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Table 35. I/O current injection susceptibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Table 36. I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Table 37. Output voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Table 38. I/O AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Table 39. NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Table 40. TIMx characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Table 41. I

C characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Table 42. SCL frequency (f

PCLK1

= 36 MHz, V

DD_I2C

= 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Table 43. SPI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

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