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September 2009 Doc ID 15060 Rev 3 1/80

STM32F103x4

STM32F103x6

Low-density performance line, ARM-based 32-bit MCU with 16 or

32 KB Flash, USB, CAN, 6 timers, 2 ADCs, 6 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

– 16 or 32 Kbytes of Flash memory

– 6 or 10 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 51 fast I/O ports

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

interrupt vectors and almost all 5 V-tolerant

■ Debug mode

– Serial wire debug (SWD) & JTAG interfaces

■ 6 timers

– Two 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

■ 6 communication interfaces

– 1 x I

C interface (SMBus/PMBus)

– 2 × USARTs (ISO 7816 interface, LIN, IrDA

capability, modem control)

– 1 × SPI (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

STM32F103x4

STM32F103C4, STM32F103R4,

STM32F103T4

STM32F103x6

STM32F103C6, STM32F103R6,

STM32F103T6

LQFP64 (10 × 10 mm)

LQFP48 (7 × 7 mm)

TFBGA64 (5 × 5 mm

VFQFPN36 (6 × 6 mm)

www.st.com

Contents STM32F103x4, STM32F103x6

2/80 Doc ID 15060 Rev 3

Contents

1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1 Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Full compatibility throughout the family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.1 ARM

Cortex™-M3 core with embedded Flash and SRAM . . . . . . . . . 13

2.3.2 Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.3 CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.4 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.5 Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.6 External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.7 Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.8 Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.9 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.10 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.11 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.12 Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.13 DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.14 RTC (real-time clock) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.15 Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.16 I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.17 Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 18

2.3.18 Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.19 Controller area network (CAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.20 Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.21 GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.22 ADC (analog-to-digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.23 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.24 Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3 Pinouts and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4 Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

STM32F103x4, STM32F103x6 Contents

Doc ID 15060 Rev 3 3/80

5 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1 Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.1 Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.2 Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.3 Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.4 Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.5 Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.1.6 Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.1.7 Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.3 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3.1 General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3.2 Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.3.3 Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 31

5.3.4 Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.3.5 Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.3.6 External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.3.7 Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.3.8 PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.3.9 Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.3.10 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.3.11 Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

5.3.12 I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.3.13 NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.3.14 TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.3.15 Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.3.16 CAN (controller area network) interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

5.3.17 12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.3.18 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

6 Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

6.1 Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

6.2 Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

6.2.1 Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

6.2.2 Selecting the product temperature range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

7 Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

STM32F103x4, STM32F103x6 List of tables

Doc ID 15060 Rev 3 5/80

List of tables

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

Table 2. STM32F103xx low-density device features and peripheral counts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Table 3. STM32F103xx family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Table 4. Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Table 5. Low-density STM32F103xx pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Table 6. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Table 7. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 8. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 9. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 10. Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Table 11. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Table 12. Embedded internal reference voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

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

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

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

running from RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Table 15. Maximum current consumption in Sleep mode, code running from Flash or RAM. . . . . . . 36

Table 16. Typical and maximum current consumptions in Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . 37

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

running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

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

RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Table 19. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Table 20. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Table 21. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Table 22. HSE 4-16 MHz oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Table 23. LSE oscillator characteristics (f

LSE

= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Table 24. HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Table 25. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Table 26. Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Table 27. PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Table 28. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Table 29. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Table 30. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Table 31. EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Table 32. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 33. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 34. I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 35. Output voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Table 36. I/O AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table 37. NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Table 38. TIMx characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 39. I

C characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Table 40. SCL frequency (f

PCLK1

= 36 MHz.,V

= 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Table 41. SPI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Table 42. USB startup time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Table 43. USB DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Table 44. USB: Full-speed electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

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