STM32F2系列技术培训-全集1

STM32F207/217
120MHz CPU
Up to 128KB SRAM
USB 2.0 OTG 全 速 / 高速
随机数产生器 + 加密 / 哈希 处理器*
USB 2.0 OTG 全 速
Ethernet 视频接口 IEEE1588 V2
STM32F205/215
120MHz CPU Up to 128KB SRAM 随机数产生器 1x USB 2.0 OTG + 加密 / 哈希 全速 / 高速 处理器*
WLCSP66封装和UFBGA176封装的特殊引脚
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旁路主电压调节器
旁路主电压调节器的实现
仅针对WLCSP66和UFBGA176两种封装 把REGOFF引脚接到VDD VCAP_1和VCAP_2引脚外接1.2V（本来外接电容的）
VDD最小值1.8V 该模式下的注意事项
输出1.2V，驱动能力降低
MCU在待机模式或VBAT模式
主电压调节器关闭，输出高阻
VCAP_1/VCAP_2引脚外接电容
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主电压调节器（2）
所有LQFP封装（64、100、144、176）
主电压调节器开启
WLCSP66和UFBAG176封装
通过把REGOFF引脚接地来开启主电压调节器 可以旁路掉主电压调节器以进一步节省功SRAM
片内闪存
F1
F2
>>供电范围VDD：1.8~3.6V >>供电电压下降会伴随某些外设性 能下降，详情参考数据手册
4
电源域
VDD域
片上闪存、GPIO 待机电路（唤醒逻辑、IWDG） 主电压调节器
1.2V域
内核、SRAM、数字外设
VDDA域
ADC、DAC、温度传感器 复位电路、PLL等
特殊封装上，可外接1.2V电源来旁路内部主电压调节器
7
电源引脚连接原理图实例
推荐滤除模拟噪声的措施
VDDA通过一个磁珠连到VDD。 VREF+通过典型值47欧的电阻连到VDDA
8
培训内容
供电方案和框图 电压调节器
主电压调节器
旁路主电压调节器
低功耗电压调节器（F2新增）
1.2V
旁路模式下直接提供1.2V 内核电压；否则只接电容
1.8V
* 在WLCSP封装上并且关闭了内部复位电路的情况下，可以低至1.65V
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电源引脚连接
VDD引脚外接去藕电容连到外部稳压源
一个最小值4.7uF、典型值10uF的钽电容或陶瓷电容 每个VDD引脚再接一个100nF的陶瓷电容
VBAT引脚外接电池。若没有电池，推荐通过100nF的陶瓷 电容连到VDD引脚 VDDA引脚外接两个去藕电容
一个100nF的陶瓷电容 一个1uF的钽电容或陶瓷电容
VREF+引脚连到VDDA
若有单独的参考稳压源连接 一个100nF和1uF的电容
VCAP1和VCAP2通常只各连接 一个2.2uF的电容
8
增 强 外 设
更高集成度
片上集成Flash和SRAM为用户数据和代码提供了 充足存储空间
1M 字节Flash 128K 字节SRAM
可被同时访问的双RAM区：112K+16K
4K字节电池供电备份SRAM
528字节一次性编程 (OTP)存储器可以存放用户 相关数据，比如以太网MAC地址或者加密密钥等 内置灵活的电源管理和监控电路，以及两个1%精 度的振荡器
备份域
低速外部晶振LSE、RTC RCC_BDCR（备份域控制寄存器） 备份寄存器和备份SRAM
5
供电架构比较
STM32 F-2 VDD供电范围 1.8V* ~ 3.6V STM32 F-1 2.0V ~ 3.6V
VBAT供电范围
VDDA 供电范围 ADC工作时 ADC不工作
1.65V ~ 3.6V
用于扩展片外存储器和外设
4
实时性能
实时闪存加速器（ART Accelerator™）
自适应实时闪存加速器使得STM32F2可以在片内闪存上 以120MHz的高速零等待地执行代码，从而最大化地发挥 了Cortex-M3内核的性能优势
128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit
VDD必须一直高于VCAP_1和VCAP_2 PA.0不能作为GPIO，它专用于复位1.2V逻辑电路 如果VCAP_1/VCAP_2到达1.08V的时间早于VDD到达1.8V， PA0必须连到NRST引脚 图6 如果VCAP_1/VCAP_2到达1.08V的时间晚于VDD到达1.8V， PA0一直拉低直到VCAP_1/VCAP_2到达1.08V 图7
Vcap1/2
PA.0的使用
两个引脚分别外接1.2V，并通过电容接地 VDD上升斜率快于 Vcap1/2
外部复位电路 PA.0连到nRST 注意事项
需要外部复位电路来保证 VDD域和1.2V域各自电压达 需要外部复位电路来保证 到复位电压之前，两个域 1.2V域达到复位电压之 处于复位状态 前PA.0被拉低
8个通道 DMA
通用 以太网MAC DMA2 10/100M
DMA_MEM 2 8个通道 DMA_P2
专用DMA
USB OTG 高速专用 DMA
480 Mb/s 60 MB/s
总线主设备 总线从设备
FSMC
AHB2上的外设
AHB1上的外设 16K字节SRAM 112字节SRAM
指令
数据
系统
100 Mb/s 12.5 MB/s
3DES、AES 256/SHA-1、MD5、HMAC
新 增 外 设
真随机数发生器 更高速的通信接口 3个12位ADC模块，采样率高达2M/秒； 翻转速率高达60MHz的GPIO， 更高效的快速DMA 更灵活的功能引脚重映射
带日历功能的多功能RTC32位定时器 2个32位定时器
STM32F2系列概览
STM32F2: STM32家族中的新成员
2
最先进90纳米微控制器生产工艺
2010年2月，意法半导体宣布采用最新的90纳米 工艺生产新一代的STM32产品。 90纳米工艺为您带来：
更高的效率，极致发挥Cortex-M3的性能
更低的动态功耗 更多灵活创新的高性能外设 更高的集成度
低功耗模式
2
培训内容
供电方案和框图 电压调节器
主电压调节器
旁路主电压调节器
低功耗电压调节器（F2新增）
系统监测和复位
POR、PDR、PVD BOR（F2新增）
备份域
RTC和备份寄存器 4K字节备份SRAM（F2新增）
低功耗模式
3
电源模块比较
供电架构框图
指令总线
128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit
片 内 闪 存
数据/调试总线
128-bit 128-bit 128-bit 128-bit
5
实时性能(2)
32位多AHB总线矩阵
-M3
带MPU模块 120 MHz
GP-
通用 DMA1 8c DMA1
1.8V* ~ 3.6V 1.8V* ~ VDDA
1.8V ~ 3.6V
2.4V ~ 3.6V 2.0V ~ 3.6V 2.4V ~ VDDA
VREF+供电范围
运行模式
主电压调节器 工作模式 低功耗模式 旁路模式
有
有 特殊封装下有 为电池备份域SRAM供电
有
有
低功耗电压调节器
内核电压
新增电源引脚 Vcap1/2
以下特性进一步降低了功耗：
高级低功耗模式，例如电池供电供电情况下
RTC工作时，电流小于1微安
4K字节备份SRAM工作时，电流小于1微安 以上两者都工作时，电流小于2微安
VDD低至1.65伏
7
更多灵活创新的高性能外设
支持高速模式的USB OTG 视频传感器接口 灵活的静态存储器接口，速率高达60MHz， 加密/哈希处理器：
9
STM32F2 功能模块框图
系统部分
互联功能模块
定时器
加密/哈希处理器
模拟功能
10
STM32F2系列产品一览
11
STM32F2系列产品线
每个产品都包含的模块：
多达1M字节片上闪存 6个USART, 3个SPI 双CAN，3个I2C 多个16位/32位定时器 2个高级定时器 双通道DAC 外部存储器接口 2个I2S 存储器保护单元 嵌入式跟踪管理模块 主晶振 4-26MHz 内部16MHz 和32KHz RC振荡器 带日历功能的实时时钟 双看门狗 复位电路 16通道的DMA模块 80% GPIO/引脚占有率 3个12位 ADC模块 温度传感器
* 加密/哈希处理器只存在于STM32F217x 和 STM32F215x
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电源管理 PWR
1
培训内容
供电方案和框图 电压调节器
主电压调节器
旁路主电压调节器
低功耗电压调节器（F2新增）
系统监测和复位
POR、PDR、PVD BOR（F2新增）
备份域
RTC和备份寄存器 4K字节备份SRAM（F2新增）
VDD必须一直高于VCAP_1和VCAP_2 PA.0可以作为GPIO 外部电路要保证VCAP_1/VCAP_2到达1.08V，并且VDD到达 1.65V之前，芯片保持复位。
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外部复位电路的要求
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两种电压调节器旁路方式比较
旁路主电压调节器 适用的封装 使能引脚控制 VDD最小值 WLCSP64+2,UFBGA176 REGOFF接VDD 1.8V 不能用作GPIO，控制1.2V域的复位 旁路主电压调节器， 关闭内部复位电路 WLCSP64+2 IRROFF接VDD 1.65V（PDR/BOR失效） 可以用作GPIO
仲裁及跳转
128-bit 128-bit … 128-bit
管理
CortexM3 内核
128-bit
128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit
128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit 128-bit
480 MB/s D 480 MB/s I
ART Accelerator TM
D I
1M字节 Flash
6
更低的动态功耗
188uA/MHz：从片上闪存以120MHz全速运行，功 耗仅为22.5毫安。如此低的动态功耗归功于：
ST的90纳米工艺使得CPU内核工作电压低至1.2伏
实时闪存加速器减少了访问片上闪存的次数
系统监测和复位
POR、PDR、PVD BOR（F2新增）
备份域
RTC和备份寄存器 4K字节备份SRAM（F2新增）
低功耗模式
9
主电压调节器
供电范围
内核和片上数字外设以及SRAM
三种模式下的工作状态：
MCU在运行或睡眠模式
输出1.2V，提供满驱动能力
MCU在停止模式
12
旁路主电压调节器时PA.0的控制
13
旁路主电压调节器并关闭内部复位
旁路主电压调节器以及关闭内部复位的实现
只针对WLCSP66封装 IRROFF引脚接VDD（REGOFF只能接地） VCAP_1和VCAP_2引脚外接1.2V（本来外接电容的）
VDD最小值1.65V 该模式下的注意事项
2010年11月30日，正式发布 基于90纳米工艺的STM32F2家族。
3
STM32F2性能更卓越
极致的运行速度
以120MHz高速运行时可达到150DMIPS的处理能力 自适应实时闪存加速器使得STM32F2可以在片内闪存 上以120MHz的高速零等待地执行代码
更多的存储空间
高达1M字节的片上闪存 高达128K字节的内嵌SRAM FSMC：灵活的高速外部存储器接口