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1、Embedded System Development聊城大学 理工学院 曹银杰 嵌入式系统与应用 第6章 STM32F10x最小系统F6.1 STM32F10x系列产品简介F6.2 基于Cortex-M3的最小系统F6.3 电源及控制、复位电路F6.4 存储器与总线架构F6.5 STM32的时钟系统 6.1 STM32F10x系列产品简介F片上存储器容 量、集成外设 、功能模块、 封装形式等有 所区别。FS T M 3 2 F 1 0 x 系 列 产 品 编 号STM32F103系列芯片CORTEXM3 CPU 72 MHz6kB-64kB SRAMARM Peripheral Bus(m
2、ax 72MHz)2x 12-bit ADC 16 channels / 1Msps1/2x I2C0/1x SPI1/2/4x USART/LIN Smartcard / IrDa Modem Control32/49/80* I/OsUp to 16 Ext. ITsFlash I/F32kB-512kB Flash MemoryTemp Sensor1x USB 2.0FS1x bxCAN 2.0B6x 16-bit PWM Synchronized AC Timer2x Watchdog2/3/5x 16-bit TimerExternal Memory Interface*JTAG/
3、SW DebugXTAL oscillators 32KHz + 416MHzPower Supply Reg 1.8V POR/PDR/PVDDMA3 to 11* ChannelsNested vect IT Ctrl2x SPI/I2S*2x DAC*1x SDIO*Image Sensor*1x USART/LIN Smartcard/IrDa Modem-Ctrl1x SPIBridgeBridge1x Systic TimerARM Lite Hi-Speed Bus Matrix / Arbiter (max 72MHz)Int. RC oscillators 32KHz + 8
4、MHz PLLClock ControlRTC / AWUARM Peripheral Bus(max 36MHz)20B Backup RegsSTM32F103 功能框图6.2 基于Cortex-M3的最小系统F什么是最小系统？在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的 最小化模块配置。F“最小系统”称“嵌入式核心控制模块”更贴切一些。F最小系统的组成： 电源、时钟、复位电路、 存储系统、调试系统。Cortex-M3MPUFlashSRAMTimerResetJTAGUARTPower基于Cortex-M3的最小系统F时钟模块通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频， 以提供系统各模块运行
5、所需的时钟频率输入F复位模块实现对系统的复位F电源系统：F调试系统： JTAG模块实现对程序代码的下载和调试 UART模块实现对调试信息的终端显示F存储系统： Flash存储模块存放启动代码、操作系统和用户 应用程序代码 SDRAM模块为系统运行提供动态存储空间，是系 统代码运行的主要区域基于Cortex-M3的STM32F10x最小系统6.3 电源及控制、复位电路FCortex-M3主要指标：0.19W/MHz，1.25DMIPS/MHz；F若达到5DMIPS的性能：Cortex-M3工作频率只需4MHz， 功耗0.76W；51单片机，工作频率需60MHz，功耗30W；FSTM32F103处
6、理器系统频率为72MHz，处理器性能可达到 90DMIPS，此时Cortex-M3功耗约14W左右。F在性能和功耗上达到了很高的水平！VDDA/VSSA独立电源/地 2.0至3.6V：为ADC、复 位、RC振荡器和PLL的 模拟部分供电。使用 ADC时，VDD不得小于 2.4V。VREF+的电压范围 2.4V-VDDA， VREF-引脚若 有必须连接到VSSA。VDD：主电源/工作电压 VSS：地 2.0至3.6V：通过内置调 压器提供1.8V的电源， 供内核使用、3.3V供I/O 管脚。 VBAT：后备电池供电电源及控制、复位电路FSTM32内部集成了上电复位POR(Power On Res
7、et)/掉电 复位PDR (Power Down Reset)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；F当VDD低于设定的阀值(VPOR/VPDR)时，置器件于复位状态 ，而不必使用外部复位电路。约2.5ms电源及控制、复位电路F在VDD电压由低向高上升越过规定的阀值VPOR之前，保持 芯片复位，当越过这个阀值后tRSTTEMPO秒（待电源可靠供 电），才开始取复位向量，并执行指令。F在VDD电压由高向低下降越过规定的阀值VPDR后，将在芯 片内部产生复位可编程电压监测器PVDF可编程电压监测器PVD (Programmable Voltage Detector)，监视V
8、DD供电并与阀值VPVD比较，当VDD低于 或高于阀值VPVD时将根据外部中断第16线的上升/下降边 沿触发设置，产生PVD中断。 F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，但需要通过程序开启PVD。 F电源控制/状态寄存器（PWR_CSR）中的PVOD标志位用来 表明VDD是否低于或高于阀值VPVD 。 系统复位F系统复位将清除时钟控制器CSR中的复位标志和备用域 寄存器之外的所有寄存器。下列事件都将引起复位：FNRST: 外部异步复位引脚F看门狗计时器计时终止（WWDG复位） F独立看门狗计数终止（IWDG复位） F软件复位（SW复位） F低功耗管理复位。 三种低功耗模式F
9、休（睡）眠模式： 只有CPU停止工作，所有外设继续运行，在中断/事 件发生时唤醒CPU。 调压器1.8V区供电工作。F停止（机）模式： 允许以最小的功耗来保持SRAM和寄存器的内容。 1.8V区域的时钟都停止其他部分工作，PLL，HSI和 HSE的 RC振荡器被禁能。 当外部中断源（16个外部中断线之一）、PVD输出、 RTC闹钟、或者USB唤醒信号，退出停止模式。 三种低功耗模式F待机模式： 追求最少的功耗，内部调压器被关闭，这样1.8V区 域断电。 除了备份寄存器和待机电路，SRAM和寄存器的内容 也会丢失。 RTC,IWDG和相关的时钟源不会停止。 当外部复位（NRST引脚）、IWDG复
10、位、WKUP引脚出 现上升沿或者RTC闹钟时间到时，退出待机模式。 6.4 存储器与总线架构FSTM32的各外围模块与Cortex-M3内核，通过各类总线连 接在一起，形成一个有机的整体。FCortex-M3的ICode 、DCode、System总线和DMA总线四 个驱动单元，F与闪存存储器接口、SRAM和AHB2APB桥三个被动单元，F通过总线矩阵联接在一起。F总线矩阵采取轮换算法仲裁、协调内核System总线和DMA 主控总线之间的访问。AHB外设通过总线矩阵与系统总线 相连，允许DMA访问。F两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。 APB1操作速度限于36MHz，
11、APB2操作于全速72MHz。STM32F1xx存储器映像FCortex-M3有32根 地址线，所以它 的寻址空间大小 为232 bit=4GBF程序存储器、数 据存储器、寄存 器和输入输出端 口（外设）被组 织在同一4GB线性 地址空间内。F把地址从0x4000 0000至0x5FFF FFFF(512MB )的 地址分配给片上 外设。FSTM32F103片内各外设的寄存器组起始地址起始地址外设总 线 0x4002 2400 - 0x4002 3FFF保留A H B0x4002 2000 - 0x4002 23FF闪存接口 0x4002 1400 - 0x4002 1FFF保留 0x4002
12、 1000 - 0x4002 13FF复位和时钟 0x4002 0400 - 0x4002 0FFF保留 0x4002 0000 - 0x4002 03FFDMA 0x4001 3C00 - 0x4001 3FFF保留A P B 1A P B 20x4001 3800 - 0x4001 3BFFUSART1 0x4001 3400 - 0x4001 37FF保留 0x4001 3000 - 0x4001 33FFSPI1 0x4001 2C00 - 0x4001 2FFFTIM1时钟 0x4001 2800 - 0x4001 2BFFADC2 0x4001 2400 - 0x4001 27FF
13、ADC1 0x4001 2000 - 0x4001 1FFF保留 0x4001 1800 - 0x4001 1BFFGPIO端口E 0x4001 1400 - 0x4001 17FFGPIO端口D 0x4001 1000 - 0x4001 13FFGPIO端口C 0x4001 0C00 - 0x4001 0FFFGPIO端口B 0x4001 0800 - 0x4001 0BFFGPIO端口A 0x4001 0400 - 0x4001 07FFEXTI 0x4001 0000 - 0x4001 03FFAFIO起始地址外设总线 0x4000 7000 - 0x4000 73FF电源控制APB1
14、APB20x4000 6C00 - 0x4000 6FFF后备寄存器(BKP) 0x4000 6800 - 0x4000 6BFF保留 0x4000 6400 - 0x4000 67FFbxCAN 0x4000 6000 - 0x4000 63FFUSB的SRAM 256x16位 0x4000 5C00 - 0x4000 5FFFUSB寄存器 0x4000 5800 - 0x4000 5BFFI2C2 0x4000 5400 - 0x4000 57FFI2C1 0x4000 5000 - 0x4000 4FFF保留 0x4000 4800 - 0x4000 4BFFUSART3 0x4000
15、4400 - 0x4000 47FFUSART2 0x4000 4000 - 0x4000 3FFF保留 0x4000 3800 - 0x4000 3BFFSPI2 0x4000 3400 - 0x4000 37FF保留 0x4000 3000 - 0x4000 33FF独立看门狗 (IWDG) 0x4000 2C00 - 0x4000 2FFF窗口看门狗 (WWDG) 0x4000 2800 - 0x4000 2BFFRTC 0x4000 2400 - 0x4000 0FFF保留 0x4000 0800 - 0x4000 0BFFTIM4定时器 0x4000 0400 - 0x4000 07
16、FFTIM3定时器 0x4000 0000 - 0x4000 03FFTIM2定时器STM32F1xx存储器映像F低密度闪闪存模块块的组织组织模块名称地址大小(字节) 主存储块页00x0800 0000 - 0x0800 03FF1K 页10x0800 0400 - 0x0800 07FF1K 页310x0800 7000 - 0x0800 73FF1K 信息块系统存储器0x1FFF F000 - 0x1FFF F7FF2K 用户选择字节0x1FFF F800 - 0x1FFF F80F16 闪存接口寄存器 FLASH_ACR0x4002 2000 - 0x4002 20034 FALSH_KEYR0x4002 2004 - 0x4002 20074 FLASH_OPTKEYR0x4002 2008 - 0x4002 200B4 FLASH_SR0x4002 200C - 0x4002 200F4 FLASH_CR0x4002
