STM32.pdf

### STM32F101CXXX：基于ARM的32位微控制器深入解析 #### 概述 本文档详细介绍了STM32F101系列微控制器的主要特性、架构和功能模块。该系列微控制器属于STM32家族中的Access Line系列，专为需要高性能、低功耗以及灵活外设接口的应用而设计。STM32F101CXXX是其中一种型号，具有多种封装形式，如LQFP48、LQFP100、LQFP64和VFQFPN36。 #### 主要特性 - **核心**：采用ARM Cortex-M3 CPU，最高运行频率可达36MHz，提供高达1.25 DMIPS/MHz的Dhrystone 2.1性能。该处理器支持单周期乘法和硬件除法操作。 - **内存**： - **Flash存储器**：范围从32KB到128KB。 - **SRAM**：范围从6KB到16KB。 - **时钟、复位与电源管理**： - 支持2.0V至3.6V的工作电压范围。 - 内置POR（Power-On Reset）、PDR（Power-Down Reset）及可编程电压检测器（PVD）。 - 支持4至16MHz的晶体振荡器。 - 内置8MHz工厂校准RC振荡器。 - 内置40kHz RC振荡器。 - 配备PLL用于CPU时钟。 - 包含一个用于实时时钟（RTC）的32kHz振荡器，并带有校准功能。 - **低功耗模式**：提供Sleep、Stop和Standby三种低功耗模式，并且在Standby模式下可以继续使用RTC和备份寄存器。 - **调试接口**：支持Serial Wire Debug (SWD) 和 JTAG接口。 - **DMA控制器**：7通道DMA控制器，支持定时器、ADC、SPI、I2C和USART等外围设备。 - **模拟到数字转换器（ADC）**：12位ADC，转换时间仅需1μs，支持16个输入通道。 - **I/O端口**：最多提供80个快速I/O端口，所有端口都可映射到16个外部中断向量上，并且除了模拟输入之外都是5V容限。 - **定时器**： - 最多包含三个16位通用定时器，每个定时器都有四个独立的通道，支持捕获/比较、PWM或脉冲计数等功能。 - 两个看门狗定时器（独立式和窗口式）。 - SysTick定时器，24位向下计数器。 - **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ISO7816接口、LIN总线、红外数据传输（IrDA）和调制解调器控制。 - 最多两个SPI接口，最大速度可达18Mbit/s。 #### 详细说明 ##### 核心与内存 STM32F101CXXX的核心采用ARM Cortex-M3处理器，这是一种高效能、低功耗的32位微处理器内核。它集成了单周期乘法器和硬件除法器，提高了数学运算能力。此外，这款微控制器提供了不同大小的Flash存储器和SRAM，使得用户可以根据具体应用需求选择合适的型号。 ##### 时钟与电源管理 该微控制器具有丰富的电源管理特性，支持多种工作电压，包括一个内部RC振荡器作为备用时钟源。通过配置不同的电源模式（如Sleep、Stop和Standby），可以显著降低功耗。此外，实时时钟（RTC）可以独立于主电源工作，这为低功耗应用提供了极大的灵活性。 ##### DMA控制器 7通道的DMA控制器允许外围设备与内存之间进行高速数据传输，无需CPU干预，从而释放了CPU资源以执行其他任务。DMA支持多种外围设备，如定时器、ADC、SPI、I2C和USART，提高了整个系统的处理效率。 ##### ADC与模拟功能 内置的12位ADC可以在1μs内完成一次转换，适用于需要快速响应的应用场景。该ADC支持多达16个输入通道，并且具有温度传感器功能，可用于监控环境温度变化。 ##### I/O端口 STM32F101CXXX提供大量的I/O端口，这些端口不仅可以映射到多个外部中断向量上，而且大多数端口还具有5V容限，这意味着它们可以直接连接到其他5V逻辑电平的设备而无需额外的电平转换电路。 ##### 定时器 该微控制器提供了多种类型的定时器，包括通用定时器、看门狗定时器和SysTick定时器。这些定时器广泛应用于各种定时控制和事件监测场景中。 ##### 通信接口 STM32F101CXXX支持多种通信接口，包括I2C、USART和SPI。这些接口不仅提供了与外部设备进行数据交换的能力，还支持多种通信协议，如SMBus、PMBus、ISO7816、LIN总线、IrDA和调制解调器控制等，大大扩展了微控制器的应用范围。 STM32F101CXXX是一款高度集成、功能强大的32位微控制器，非常适合那些对性能有较高要求、同时又希望保持较低功耗的应用场合。