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January 2012 Doc ID 17659 Rev 6 1/109
1
STM32L151xx
STM32L152xx
Ultralow power ARM-based 32-bit MCU with up to 128 KB Flash,
RTC, LCD, USB, USART, I2C, SPI, timers, ADC, DAC, comparators
Features
■ Operating conditions
– Operating power supply range: 1.65 V to
3.6 V (without BOR) or 1.8 V to 3.6 V (with
BOR option)
– Temperature range: –40 to 85 °C
■ Low power features
– 4 modes: Sleep, Low-power run (9 µA at
32 kHz), Low-power sleep (4.4 µA),
Stop with RTC (1.45 µA), Stop (570 nA),
Standby (300 nA)
– Dynamic core voltage scaling down to
233 µA/MHz
– Ultralow leakage per I/O: 50 nA
– Fast wakeup from Stop: 8 µs
– Three wakeup pins
■ Core: ARM 32-bit Cortex
™
-M3 CPU
– 32 MHz maximum frequency,
33.3 DMIPS peak (Dhrystone 2.1)
– Memory protection unit
■ Reset and supply management
– Low power, ultrasafe BOR (brownout reset)
with 5 selectable thresholds
– Ultralow power POR/PDR
– Programmable voltage detector (PVD)
■ Clock management
– 1 to 24 MHz crystal oscillator
– 32 kHz oscillator for RTC with calibration
– Internal 16 MHz factory-trimmed RC
– Internal 37 kHz low consumption RC
– Internal multispeed low power RC, 65 kHz
to 4.2 MHz with consumption down to
1.5 µA
– PLL for CPU clock and USB (48 MHz)
■ Low power calendar RTC
– Alarm, periodic wakeup from Stop/Standby
■ Memories
– Up to 128 Kbyte of Flash memory with ECC
– 4 Kbyte of data EEPROM with ECC
– Up to 16 Kbyte of RAM
■ Up to 83 fast I/Os (73 of which are 5 V-tolerant)
all mappable on 16 external interrupt vectors
■ Development support
– Serial wire debug, JTAG and trace
■ DMA: 7-channel DMA controller, supporting
timers, ADC, SPIs, I
2
Cs and USARTs
■ LCD 8 × 40 or 4 × 44 with step-up converter
■ 12-bit ADC up to 1 Msps/24 channels
– Temperature sensor and internal voltage
reference
– Operates down to 1.8 V
■ 2 × 12-bit DACs with output buffers
■ 2 ultralow power comparators
– Window mode and wakeup capability
■ 10 timers:
– 6 × 16-bit general-purpose timers, each
with up to 4 IC/OC/PWM channels
– 2 × 16-bit basic timers
– 2 × watchdog timers (independent and
window)
■ Up to 8 communication interfaces
– Up to 2 × I
2
C interfaces (SMBus/PMBus)
– Up to 3 × USARTs (ISO 7816 interface,
LIN, IrDA capability, modem control)
– Up to 2 × SPIs (16 Mbit/s)
– USB 2.0 full speed interface
■ CRC calculation unit, 96-bit unique ID
Table 1. Device summary
Reference Part number
STM32L151xx
STM32L151CB, STM32L151C8, STM32L151C6,
STM32L151RB, STM32L151R8, STM32L151R6,
STM32L151VB, STM32L151V8
STM32L152xx
STM32L152CB, STM32L152C8, STM32L152C6,
STM32L152RB, STM32L152R8, STM32L152R6,
STM32L152VB, STM32L152V8
LQFP100 14 × 14 mm
LQFP64 10 × 10 mm
LQFP48 7 × 7 mm
BGA100 7 × 7 mm
BGA64 5 × 5 mm
UFQFPN48
7 × 7 mm
www.st.com
Contents STM32L151xx, STM32L152xx
2/109 Doc ID 17659 Rev 6
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 Ultralow power device continuum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.1 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.2 Shared peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.3 Common system strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.4 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3 Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1 Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 ARM® Cortex™-M3 core with MPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 Reset and supply management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.1 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.2 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.3 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.4 Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4 Clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5 Low power real-time clock and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6 GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.7 Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.8 DMA (direct memory access) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.9 LCD (liquid crystal display) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.10 ADC (analog-to-digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.11 DAC (digital-to-analog converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.12 Ultralow power comparators and reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.13 Routing interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.14 Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.14.1 General-purpose timers (TIM2, TIM3, TIM4, TIM9, TIM10 and TIM11) 22
3.14.2 Basic timers (TIM6 and TIM7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.14.3 SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.14.4 Independent watchdog (IWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
STM32L151xx, STM32L152xx Contents
Doc ID 17659 Rev 6 3/109
3.14.5 Window watchdog (WWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15 Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15.1 I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15.2 Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 23
3.15.3 Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15.4 Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.16 CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.17 Development support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4 Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1 Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.1 Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.2 Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.3 Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.4 Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.5 Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.6 Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.7 Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3.1 General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3.2 Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 46
6.3.3 Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.3.4 Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.3.5 External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6.3.6 Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.3.7 PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.3.8 Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6.3.9 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.3.10 Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3.11 I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3.12 I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.3.13 NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Contents STM32L151xx, STM32L152xx
4/109 Doc ID 17659 Rev 6
6.3.14 TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.3.15 Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.16 12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.3.17 DAC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.3.18 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.3.19 Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3.20 LCD controller (STM32L152xx only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7 Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
7.1 Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
7.2 Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
7.2.1 Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8 Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
9 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
STM32L151xx, STM32L152xx List of tables
Doc ID 17659 Rev 6 5/109
List of tables
Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Table 2. Ultralow power STM32L15xxx device features and peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 3. Timer feature comparison. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 4. STM32L15xxx pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Table 5. Alternate function input/output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 6. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Table 7. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Table 8. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Table 9. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Table 10. Functionalities depending on the operating power supply range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Table 11. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Table 12. Embedded internal reference voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Table 13. Current consumption in Run mode, code with data processing running from Flash. . . . . . 49
Table 14. Current consumption in Run mode, code with data processing running from RAM . . . . . . 50
Table 15. Current consumption in Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Table 16. Current consumption in Low power run mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Table 17. Current consumption in Low power sleep mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Table 18. Typical and maximum current consumptions in Stop mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Table 19. Typical and maximum current consumptions in Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Table 20. Typical and maximum timings in Low power modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Table 21. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Table 22. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Table 23. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Table 24. HSE 1-24 MHz oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Table 25. LSE oscillator characteristics (f
LSE
= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Table 26. HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Table 27. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Table 28. MSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Table 29. PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Table 30. RAM and hardware registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Table 31. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Table 32. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Table 33. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Table 34. EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Table 35. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Table 36. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Table 37. I/O current injection susceptibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Table 38. I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Table 39. Output voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Table 40. I/O AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Table 41. NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Table 42. TIMx characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Table 43. I
2
C characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Table 44. SCL frequency (f
PCLK1
= 32 MHz, V
DD
= 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Table 45. SPI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Table 46. USB startup time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Table 47. USB DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Table 48. USB: full speed electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
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