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### STM32F103x8 中文数据手册核心知识点解析 #### 一、概述本手册提供了关于 STM32F103x8 的详细介绍，这是一款基于 ARM Cortex-M3 内核的高性能 32 位微控制器 (MCU)，具有 64KB 或 128KB 的 Flash 存储空间。该 MCU 集成了丰富的外设接口，包括 USB、CAN 总线、多个定时器和 ADC 等，非常适合用于各种嵌入式系统设计项目。 #### 二、特性详述 1. **内核与性能** - **ARM Cortex-M3 内核**：这款 MCU 采用 ARM Cortex-M3 微处理器内核，最大工作频率为 72MHz，提供 1.25 DMIPS/MHz 的计算性能（Dhrystone 2.1 测试结果），在没有等待状态的情况下访问内存。 - **单周期乘法和硬件除法**：支持高效的数学运算处理能力，提高系统的整体性能。 2. **存储器管理** - **闪存和 SRAM**：提供 64KB 或 128KB 的 Flash 存储空间以及 20KB 的 SRAM，满足不同应用需求。 3. **时钟、复位和电源管理** - **宽电压范围**：支持 2.0V 至 3.6V 供电电压，适用于多种应用环境。 - **上电复位 (POR) 和掉电复位 (PDR)**：内置电源管理功能，确保系统稳定运行。 - **可编程电压检测器 (PVD)**：允许用户设置电压阈值，以监控电源电压变化。 - **振荡器配置**：支持 4 至 16MHz 的外部晶振，内部集成 8MHz 精调 RC 振荡器和 40kHz RC 振荡器，以及用于 RTC 的 32kHz 振荡器。 - **PLL**：提供 CPU 时钟源，支持更高的工作频率。 4. **低功耗模式** - **睡眠、停止和待机模式**：支持多种节能模式，降低功耗，延长电池寿命。 - **VBAT 电源**：在低功耗模式下为 RTC 及备份寄存器供电。 5. **模拟外设** - **双 12 位 ADC**：每个转换时间不超过 1μs，最多支持 16 个通道，并且具有温度传感器。 - **双采样保持功能**：提高了模拟信号的采集精度。 6. **DMA 控制器** - **7 通道 DMA 控制器**：支持多个外设之间的数据传输，如定时器、ADC、SPI、I2C 和 USART。 7. **I/O 接口** - **多达 80 个快速 I/O 端口**：提供丰富的输入输出资源，几乎所有的端口都支持 5V 输入电压。 - **中断向量**：支持高达 16 个外部中断向量，便于实现复杂的中断控制逻辑。 8. **调试接口** - **SWD 和 JTAG 接口**：提供标准的调试接口，方便开发者进行程序下载和调试。 9. **定时器** - **三个 16 位通用定时器**：每个定时器可支持多种工作模式，如捕获/比较、PWM 输出或脉冲计数等。 - **16 位电机控制 PWM 定时器**：支持死区时间插入和紧急停止功能。 - **两个看门狗定时器**：独立看门狗和窗口看门狗，用于系统故障检测和恢复。 - **SysTick 定时器**：一个 24 位倒计数定时器，用于提供精确的时间基准。 10. **通信接口** - **两个 I2C 接口**：支持 SMBus/PMBus 协议。 - **三个 USART 接口**：支持 ISO7816、LIN 和 IrDA 协议，具备调制解调器控制功能。 - **两个 SPI 接口**：最高支持 18Mbps 数据传输速率。 - **CAN 接口**：符合 CAN 2.0B Active 规范。 - **USB 2.0 全速接口**：支持高速数据传输。 11. **其他特性** - **CRC 计算单元**：支持数据完整性检查。 - **96 位唯一 ID**：用于设备识别。 12. **封装形式** - 提供了多种封装选项，包括 BGA100、BGA64、VFQFPN36、LQFP48、LQFP100 和 LQFP64，以适应不同的应用场合。通过以上详细解析，我们可以看到 STM32F103x8 是一款功能强大、配置灵活的微控制器，适合应用于复杂度较高的嵌入式系统中。其丰富的外设接口和强大的处理能力使得它成为众多开发者首选的开发平台之一。

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April 2009 Doc ID 13587 Rev 10 1/91

STM32F103x8

STM32F103xB

Medium-density performance line ARM-based 32-bit MCU with 64 or

128 KB Flash, USB, CAN, 7 timers, 2 ADCs, 9 communication interfaces

Features

■ Core: ARM 32-bit Cortex™-M3 CPU

– 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

■ 2 x 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) & JTAG interfaces

■ 7 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

– 2 watchdog timers (Independent and

Window)

– SysTick timer: a 24-bit downcounter

■ Up to 9 communication interfaces

– Up to 2 x I

C 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

■ 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

BGA100 10 × 10 mm

BGA64 5 × 5 mm

VFQFPN36

6 × 6 mm

LQFP48 7 × 7 m

LQFP100 14 × 14 m

LQFP64 10 × 10 m

www.st.com

Contents STM32F103x8, STM32F103xB

2/91 Doc ID 13587 Rev 10

Contents

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

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

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

2.2 Full compatibility throughout the family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.1 ARM® CortexTM-M3 core with embedded Flash and SRAM . . . . . . . . 12

2.3.2 Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.3 CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.4 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.5 Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.6 External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.7 Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.8 Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.9 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.10 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.11 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.12 Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.13 DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.14 RTC (real-time clock) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.15 Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.16 I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.17 Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 17

2.3.18 Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.19 Controller area network (CAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.20 Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.21 GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.22 ADC (analog-to-digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.23 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.24 Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

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

4 Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

STM32F103x8, STM32F103xB Contents

Doc ID 13587 Rev 10 3/91

5 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1 Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.1 Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.2 Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.3 Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.4 Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.5 Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.1.6 Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.1.7 Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5.3 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.3.1 General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.3.2 Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.3.3 Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 36

5.3.4 Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.5 Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.6 External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.3.7 Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.3.8 PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.3.9 Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.3.10 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.3.11 Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.3.12 I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.3.13 NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

5.3.14 TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

5.3.15 Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

5.3.16 CAN (controller area network) interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5.3.17 12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

5.3.18 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6 Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

6.1 Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

6.2 Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.2.1 Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.2.2 Selecting the product temperature range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

7 Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

STM32F103x8, STM32F103xB List of tables

Doc ID 13587 Rev 10 5/91

List of tables

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

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

Table 3. STM32F103xx family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Table 4. Timer feature comparison. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Table 5. Medium-density STM32F103xx pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Table 6. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Table 7. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Table 8. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Table 9. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Table 10. Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Table 11. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Table 12. Embedded internal reference voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

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

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

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

running from RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Table 15. Maximum current consumption in Sleep mode, code running from Flash or RAM. . . . . . . 41

Table 16. Typical and maximum current consumptions in Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . 42

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

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

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

RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Table 19. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Table 20. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Table 21. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Table 22. HSE 4-16 MHz oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Table 23. LSE oscillator characteristics (f

LSE

= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Table 24. HSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 25. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 26. Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 27. PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 28. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 29. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Table 30. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table 31. EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table 32. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Table 33. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Table 34. I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 35. Output voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Table 36. I/O AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Table 37. NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Table 38. TIMx characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Table 39. I

C characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Table 40. SCL frequency (f

PCLK1

= 36 MHz.,V

= 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Table 41. SPI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Table 42. USB startup time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Table 43. USB DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Table 44. USB: Full-speed electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

剩余90页未读，继续阅读

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