STM32F101数据手册.docx
《STM32F101数据手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《STM32F101数据手册.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
STM32F101数据手册
数据手册
STM32F101x6
STM32F101x8STM32F101xB
基本型，32位基于ARM核心的带闪存微控制器
6个16位定时器、ADC、7个通信接口
功能
■核心
−ARM32位的Cortex-M3™CPU
−36MHz，1.25DMIPS/MHz（Dhrystone2.1）
0等待的存储器访问
−单周期乘法和硬件除法
■存储器
−从32K字节至128K字节闪存程序存储器
−从6K字节至16K字节SRAM
■时钟、复位和供电管理
−2.0至3.6伏供电和I/O管脚
−上电/断电复位（POR/PDR）、可编程电压
监测器（PVD）
−内嵌4至16MHz高速晶体振荡器
−内嵌经出厂调校的8MHzRC振荡器
−内部40kHz的RC振荡器
−PLL供应CPU时钟
−带校准的32kHzRTC振荡器
■低功耗
−睡眠、停机和待机模式
−VBAT为RTC和后备寄存器供电
■调试模式
■多达80个快速I/O口
−26/37/51/80个多功能双向5V兼容的I/O
口
−所有I/O口可以映像到16个外部中断
■多达6个定时器
−多达3个16位定时器，每个定时器有多达
4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉
冲计数的通道
−2个16位看门狗定时器（独立的和窗口型的）
−系统时间定时器：
24位自减型
■多达7个通信接口
−多达2个I2C接口（SMBus/PMBus）
−多达3个USART接口，支持ISO7816，
LIN，IrDA接口和调制解调控制
−多达2个SPI同步串行接口（18兆位/秒）
■ECOPACK®封装
−串行线调试（SWD）和JTAG调试接口
■DMA
−7通道DMA控制器
−支持的外设：
定时器、ADC、SPI、I2C和
USART
■1个12位模数转换器，1us转换时间（16通道）
−转换范围是0至3.6V
−温度传感器
表一
器件列表
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
1/20
参考
基本型号
STM32F101x6
STM32F101C6,STM32F101R6,
STM32F101T6
STM32F101x8
STM32F101C8,STM32F101R8,
STM32F101V8,STM32F101T6,
STM32F101xB
STM32F101RB,
STM32F101VB,STM32F101CB
数据手册
1
2
介绍.....................................................................................................................................................3
规格说明.............................................................................................................................................3
2.1
2.2
器件一览................................................................................................................................4
概述........................................................................................................................................4
3
4
5
6
7
管脚定义...........................................................................................................................................10
存储器映像.......................................................................................................................................17
电器特性...........................................................................................................................................18
封装参数...........................................................................................................................................18
订货代码...........................................................................................................................................18
7.1
后续的产品系列..................................................................................................................19
8
版本历史...........................................................................................................................................19
附录A重要提示.....................................................................................................................................20
A.1
A.2
A.3
A.4
PD0和PD1在输出模式下................................................................................................20
ADC自动注入通道..............................................................................................................20
ADC的混合同步注入+交替模式........................................................................................20
ADC通道0............................................................................................................................20
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
2/20
STM32F101基本型
1
介绍
本文给出了STM32F101xx基本型的订购信息和器件的机械特性。
有关闪存存储器的编程、擦除和保护等信息，请参考《STM32F10x闪存编程手册》。
有关Cortex-M3的信息，请参考《Cortex-M3技术参考手册》
2
规格说明
STM32F101xx基本型系列使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为36MHz，
内置高速存储器（高达128K字节的闪存和16K字节的SRAM），丰富的增强型外设和I/O端口联接到两
条APB总线。
所有型号的器件都包含1个12位的ADC和3个通用16位定时器，还包含标准的通信接
口：
2个I2C、2个SPI和3个USART。
STM32F101xx基本型系列工作于-40°C至+85°C的温度范围，2.0V至3.6V的工作电压，一系列的省
电模式满足低功耗应用的需求。
完整的STM32F101xx基本型系列产品包括从36脚至100脚的三种不同封装形式；根据不同的封装形
式，器件中的外设配置不尽相同。
下面给出了该系列产品中所有外设的基本介绍。
这些丰富的外设配置，使得STM32F101xx基本型系列微控制器适用于多种应用场合：
应用控制和用户界面
医疗和手持设备
PC外设，游戏和GPS平台
工业应用：
可编程逻辑控制器、变频器、打印机和扫描仪
报警系统，视频对讲，和暖气通风空调系统
0给出了该产品系列的框图。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
3/20
STM32F101基本型
2.1
表二
2.2
器件一览
器件功能和配置（STM32F101xx基本型）
概述
使用ARM®的Cortex™-M3内核并内嵌闪存和SRAM
ARM的Cortex-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器，它为实现MCU的需要提供了低成本的平
台、缩减的管脚数目、降低的系统功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。
ARM的Cortex-M3是32位的RISC处理器，提供额外的代码效率，在通常8和16位系统的存储空间上
得到了ARM内核的高性能。
STM32F101xx基本型系列拥有内置的ARM核心，因此它与所有的ARM工具和软件兼容。
内置闪存存储器
高达128K字节的内置闪存存储器，用于存放程序和数据。
内置SRAM
多达16K字节的内置SRAM，CPU能以0等待周期访问（读/写）。
嵌套的向量式中断控制器（NVIC）
STM32F101xx基本型内置嵌套的向量式中断控制器，能够处理多达43个可屏蔽中断通道（不包括16
个Cortex-M3的中断线）和16个优先级。
紧耦合的NVIC能够达到低延迟的中断响应处理
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
4/20
外设
STM32F101Tx
STM32F101Cx
STM32F101Rx
STM32F101Vx
闪存（K字节）
32
64
32
64
128
32
64
128
64
128
RAM（K字节）
6
10
6
10
16
6
10
16
10
16
定时
器
通用
2
3
2
3
3
2
3
3
通信
SPI
1
1
1
2
2
1
2
2
I2C
1
1
1
2
2
1
2
2
USART
2
2
2
3
3
2
3
3
12位同步ADC
通道数
1
10通道
1
10通道
1
16通道
1
16通道
GPIO
26
37
51
80
CPU频率
36MHz
工作电压
2.0至3.6V
工作温度
-40至+85°C
封装
VFQFPN36
LQFP48
LQFP64
LQFP100
STM32F101基本型
中断向量入口地址直接进入核心
紧耦合的NVIC接口
允许中断的早期处理
处理晚到的较高优先级中断
支持中断尾部链接功能
自动保存处理器状态
中断返回时自动恢复，无需额外指令开销
该模块以最小的中断延迟提供灵活的中断管理功能。
外部中断/事件控制器（EXTI）
外部中断/事件控制器包含19个边沿检测器，用于产生中断/事件请求。
每个中断线都可以独立地配置它的触发事件（上升沿或下降沿或双边沿），能够单独地被屏蔽；有一
个挂起寄存器维持所有中断请求的状态。
EXTI可以检测到脉冲宽度小于内部APB2时钟周期的外部
信号。
多达80个通用I/O口连接到16个外部中断线。
时钟和启动
系统时钟的选择是在启动时进行，复位时内部8MHz的RC振荡器被选为默认的CPU时钟，随后可以
选择外部的、具失效监控的4~16MHz时钟；当外部时钟失效时，它将被隔离，同时会产生相应的中
断。
同样，在需要时可以采取对PLL时钟完全的中断管理（如当一个外接的振荡器失效时）。
具有多个预分频器用于配置AHB的频率、高速APB（APB2）和低速APB（APB1）区域。
AHB和APB的
最高频率是36MHz。
自举模式
在启动时，自举管脚被用于选择三种自举模式中的一种：
从用户闪存自举
从系统存储器自举
从SRAM自举
自举加载器存放于系统存储器中，可以通过USART对闪存重新编程。
详细信息请参考AN2606。
供电方案
VDD=2.0至3.6V：
VDD管脚提供I/O管脚和内部调压器的供电。
VSSA，VDDA=2.0至3.6V：
为ADC、复位模块、RC振荡器和PLL的模拟部分提供供电。
使用
ADC时，VDD不得小于2.4V。
VBAT=1.8至3.6V：
当（通过电源开关）关闭VDD时，为RTC、外部32kHz振荡器和后备寄存器供
电。
供电监控器
本产品内部集成了上电复位（POR）/掉电复位（PDR）电路，该电路始终处于工作状态，保证系统在供
电超过2V时工作；当VDD低于设定的阀值（VPOR/PDR）时，置器件于复位状态，而不必使用外部复位电
路。
器件中还有一个可编程电压监测器（PVD），它监视VDD供电并与阀值VPVD比较，当VDD低于或高于阀
值VPVD时将产生中断，中断处理程序可以发出警告信息或将微控制器转入安全模式。
需要通过程序
开启PVD。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
5/20
STM32F101基本型
有关VPOR/PDR和VPVD数值，请参考表九“内置复位和电源控制模块特性”。
电压调压器
调压器有三个操作模式：
主模式（MR）、低功耗模式（LPR）和关断模式
主模式（MR）用于正常的运行操作
低功耗模式（LPR）用于CPU的停机模式
关断模式用于CPU的待机模式：
调压器的输出为高阻状态，内核电路的供电切断，调压器处于
零消耗状态（但寄存器和SRAM的内容将丢失）
该调压器在复位后始终处于工作状态，在待机模式下关闭处于高阻输出。
低功耗模式
STM32F101xx基本型支持三种低功耗模式，可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间
达到最佳的平衡。
●
●
●
睡眠模式
在睡眠模式，只有CPU停止，所有外设处于工作状态并可在发生中断/事件时唤醒CPU。
停机模式
在保持SRAM和寄存器内容不丢失的情况下，停机模式可以达到最低的电能消耗。
在停机模式
下，停止所有内部1.8V部分的供电，PLL、HSI和HSE的RC振荡器被关闭，调压器可以被置于
普通模式或低功耗模式。
可以通过任一配置成EXTI的信号把微控制器从停机模式中唤醒，EXTI信号可以是16个外部I/O
口之一、PVD的输出、RTC闹钟或USB的唤醒信号。
待机模式
在待机模式下可以达到最低的电能消耗。
内部的电压调压器被关闭，因此所有内部1.8V部分
的供电被切断；PLL、HSI和HSE的RC振荡器也被关闭；进入待机模式后，SRAM和寄存器的
内容将消失，但后备寄存器的内容仍然保留，待机电路仍工作。
从待机模式退出的条件是：
NRST上的外部复位信号、IWDG复位、WKUP管脚上的一个上升
边沿或RTC的闹钟到时。
注：
在进入停机或待机模式时，RTC、IWDG和对应的时钟不会被停止。
DMA
灵活的7路通用DMA可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输；DMA控
制器支持环形缓冲区的管理，避免了控制器传输到达缓冲区结尾时所产生的中断。
每个通道都有专门的硬件DMA请求逻辑，同时可以由软件触发每个通道；传输的长度、传输的源地
址和目标地址都可以通过软件单独设置。
DMA可以用于主要的外设：
SPI、I2C、USART、通用定时器TIMx和ADC。
RTC（实时时钟）和后备寄存器
RTC和后备寄存器通过一个开关供电，在VDD有效时该开关选择VDD供电，否则由VBAT管脚供电。
后备寄存器（10个16位的寄存器）可以用于在VDD消失时保存数据。
实时时钟具有一组连续运行的计数器，可以通过适当的软件提供日历时钟功能，还具有闹钟中断和
阶段性中断功能。
RTC的驱动时钟可以是一个使用外部晶体的32.768kHz的振荡器、内部低功耗RC
振荡器或高速的外部时钟经128分频。
内部低功耗RC振荡器的典型频率为40kHz。
为补偿天然
晶体的偏差，RTC的校准是通过输出一个512Hz的信号进行。
RTC具有一个32位的可编程计数器，
使用比较寄存器可以产生闹钟信号。
有一个20位的预分频器用于时基时钟，默认情况下时钟为
32.768kHz时它将产生一个1秒长的时间基准。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
6/20
STM32F101基本型
独立的看门狗
独立的看门狗是基于一个12位的递减计数器和一个8位的预分频器，它由一个独立的40kHz的内部
RC振荡器提供时钟，应为这个RC振荡器独立于主时钟，所以它可运行于停机和待机模式。
它可以
被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统，或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。
通过选择字节可以配置成是软件看门狗或硬件看门狗。
在调试模式，计数器可以被冻结。
窗口看门狗
窗口看门狗内有一个7位的递减计数器，并可以设置成自由运行。
它可以被当成看门狗用于在发生
问题时复位整个系统。
它由主时钟驱动，具有早期预警中断功能；在调试模式，计数器可以被冻
结。
系统时基定时器
这个定时器是专用于操作系统，也可当成一个标准的递减计数器。
它具有下述特性：
24位的递减计数器
重加载功能
当计数器为0时能产生一个可屏蔽中断
可编程时钟源
通用定时器（TIMx）
STM32F101xx基本型系列产品中内置了多达3个同步的标准定时器。
每个定时器都有一个16位的自
动加载递加/递减计数器、一个16位的预分频器和4个独立的通道，每个通道都可用于输入捕获、输
出比较、PWM和单脉冲模式输出，在最大的封装配置中可提供最多12个输入捕获、输出比较或
PWM通道。
它们还能通过定时器链接功能与高级控制定时器共同工作，提供同步或事件链接功能。
在调试模式下，计数器可以被冻结。
任一标准定时器都能用于产生PWM输出。
每个定时器都有独立的DMA请求机制。
I2C总线
多达2个I2C总线接口，能够工作于多主和从模式，支持标准和快速模式。
它们支持双从地址寻址（只有7位）和主模式下的7/10位寻址。
内置了硬件CRC发生器/校验器。
它们可以使用DMA操作并支持SM总线2.0版/PM总线
通用同步/异步接受发送器（USART）
USART接口通信速率可达2.25兆位/秒，并具有硬件的CTS和RTS信号管理、支持IrDA的SIR
ENDEC、与ISO7816兼容并具有LIN主/从功能。
USART接口可以使用DMA操作。
串行外设接口（SPI）
多达2个SPI接口，在从或主模式下，全双工和半双工的通信速率可达18兆位/秒。
3位的预分频器可
产生8种主模式频率，可配置成每帧8位或16位。
硬件的CRC产生/校验支持基本的SD卡和MMC模
式。
2个SPI接口都可以使用DMA操作。
通用输入输出接口（GPIO）
每个GPIO管脚都可以由软件配置成输出（推拉或开路）、输入（带或不带上拉或下拉）或其它的外设功
能；多数GPIO管脚都与数字或模拟的外设功能管脚共用。
所有的GPIO管脚都有大电流通过能力。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
7/20
STM32F101基本型
在需要的情况下，I/O管脚的外设功能可以通过一个特定的操作锁定，以避免意外的写入I/O寄存
器。
ADC（模拟/数字转换器）
12位的模拟/数字转换器（ADC）有多达16个外部通道，可以执行单次或扫描转换模式；在扫描模式
下，转换在一组选定的模拟输入上自动进行。
ADC可以使用DMA操作。
模拟看门狗功能允许非常精准地监视一路、多路或所有选中的被转换电压，当被监视的信号超出预
置的阀值时，将产生中断。
温度传感器
温度传感器产生一个随温度线性变化的电压，转换范围在2V温度传感器在内
部被连接到ADC_IN16的输入通道上，用于将传感器的输出转换到数字数值。
串行线JTAG调试口（SWJ-DP）
内嵌ARM的SWJ-DP接口和JTAG接口，JTAG的TMS和TCK信号分别与SWDIO和SWCLK共用管
脚，TMS脚上的一个特殊的信号序列用于在JTAG-DP和SWJ-DP间切换。
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
8/20
STM32F101基本型
图一
STM32F101基本型模块框图
1.
2.
AF：
可作为外设功能脚的I/O口
工作温度：
-40至+85°C（结温达125°C）
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
9/20
STM32F101基本型
3
图二
管脚定义
STM32F101xx基本型LQFP100管脚
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
10/20
STM32F101基本型
图三
STM32F101xx基本型VFQPFN64管脚
参照2007年11月STM32F101数据手册英文第四版
11/20
STM32F101基本型
图四
图五
STM32F101xx基本型LQFP48管脚
STM32F101xx基本型VFQ
升级会员 