第2章 STM32系列微控制器.doc

STM32系列微控制器意法半导体ST的STM32系列微控制器基于32位Cortex-PU,该系列种类齐全,用户可以根据不用的应用需求选择合适的芯片。根据片内Flash和RAM的容量,以及片上外设资源种类和数量的不同,STM32系列微控制其主要分为STM32F101xx系列和STM32F103xx系列。本章将对它们的硬件特性、结构和电气特征进行介绍。更详细的交、直流特性可以参考ST的相关数据手册。片内外设的详细描述可参考本书的第三章。STM32系列控制器简介STM32系列32位闪存微控制器使用来自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核,该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在系统结构上的增强,让STM32受益无穷;Thumb-2®指令集带来了更高的指令效率和更强的性能;通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器,对中断事件的响应比以往更迅速;所有这些又都融入了业界领先的功耗水准。在Cortex-M3内核开发期间,意法半导体是ARM公司的一个主要合作伙伴,现在也是第一个领先的MCU供应商宣布基于这个核的产品面世。STM32系列给MCU用户带来了前所未有的自由空间,提供了全新的32位产品选项,结合了高性能、实时、低功耗、低电压等特性,同时保持了高集成度和易于开发的优势。STM32控制器的现有的产品有STM32F10x系列,其中分为STM32F101xx和STM32F103xx。STM32F103xx是增强型系列,工作在72MHz,带有片内RAM和丰富的外设。STM32F101xx是基本型系列,工作在36MHz。两个系列的产品拥有相同的片内闪存选项,在软件和引脚封装方面兼容。增强型系列产品将32位微控制器世界的性能和功效引向一个新的级别。内含的Cortex-M3内核工作在72MHz,能实现高端的运算。基本型系列是STM32系列的入门产品,只有16位MCU的价格却拥有32位微控制器的性能。STM32微控制器的外设的配置带来出众的控制和联接能力。STM32控制器的主要优点使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核。哈佛结构。/MHz。Thumb-2指令集以16位的代码密度带来了32位的性能。单周期乘法指令和硬件除法指令。内置了快速的中断控制器,提供了优越的实时特性,中断间的延迟时间降到只需6个CPU周期,从低功耗模式唤醒的时间也只需6个CPU周期。与ARM7TDMI®相比运行速度最多可快35%且代码最多可节省45%。关于Cortex-M3内核更多内容,请参阅第一章。杰出的功耗控制。高性能并非意味着高耗电。STM32经过特殊处理,针对应用中三种主要的能耗需求进行了优化,这三种能耗需求分别是运行模式下高效率的动态耗电机制、待机状态时极低的电能消耗和电池供电时的低电压工作能力。为此,STM32提供了三种低功耗模式和灵活的时钟控制机制,用户可以根据自己所需的耗电/性能要求进行合理的优化。出众及创新的外设。STM32的优势来源于两路高级外设总线(APB)结构,其中一个高速APB(可达CPU的运行频率),连接到该总线上的外设能以更高的速度运行。最大程度的集成整合。STM32内嵌电源监控器,减少对外部期间的需求,包括上电复位、低电压检测、掉电检测和自带时钟的看门狗定时器。使用一个主晶振可以驱动整个系统。低成本的4~16MHz晶振即可驱动CPU、USB以及所有外设,使用内嵌PLL产生多种频率,可以为内部实时时钟选择32KHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHzRC振荡电路,可以作为主时钟源。额外的针对RTC或看门狗的低频率RC电路。LQPF100封装芯片的最小系统只需要7个外部无源器件。易于开发,可使产品快速进入市场。使用STM32,你可以很轻松地完成产品的开发,ST提供了完整、高效的开发工具和库函数,帮助开发者缩短系统开发时间。STM32固件库。STM32固件库提供易用的函数可以使用户方便地访问STM32的各个标准外设,并使用它们的所有特性。这个免费的软件包提供的驱动覆盖了从GPIO到定时器,再到CAN、I2C、SPI、UART和ADC等等的所有标准外设。对应的C源代码只是用了最基本的C编程的知识,经过严格测试,并且配有完整的文档。它兼容所有基于ARM内核的C编译器,并且和最新的MISRAC兼容。STM32固件库沿用了STR7和STR9的API(应用程序接口),和他们相同。USB开发工具集。在更广的应用领域中,USB功能的实现将变得越来越方便,因为USB开发工具集提供了完整的,经过验证的固件包,使得用户可以顺利地开发各个类的USB固件,其中包括:用于普通的设备管理任务的控制传输。中断传输,附带人机界面类(HID)鼠标/游戏杆例程。批量传输,附带