1.介绍
本文给出了 CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型 MCU 产品的器件特性。 CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 数据手册,必须结合其相关参考手册一起阅读。
有关 Cortex?-M3 核心的相关信息,请参考《Cortex-M3 技术参考手册》,可在 ARM 公司的网站下载:
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2. 规格说明
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型 MCU 系列使用高性能的 ARM? Cortex?-M3 32 位的 RISC 内 核,工作频率为 72MHz,内置高速存储器(高达 128K 字节的闪存和 20K 字节的 SRAM),丰富的增强 I/O 端 口和联接到两条 APB 总线的外设。其中包含 2 个 12 位 ADC、3 个通用 16 位定时器和 1 个 PWM 定时器, 此外,还包含标准和先进的通信接口:多达 2 个 I2C 接口和 SPI 接口、3 个 USART 接口、1 个 USB 接口和 1 个 CAN 接口。
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型 MCU 系列产品供电电压为 2.0V 至 3.6V,-40°C 至+85°C 的工 作温度范围以及-40°C 至+105°C 的扩展温度范围,一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型系列产品提供包括从 36 脚至 100 脚的 4 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 CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型系列微控制器可使用于多种应用场 合:
? 电机驱动和应用控制 ? 医疗和手持设备 ? PC 游戏外设和 GPS 平台
? 工业应用:可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪 ? 警报系统、视频对讲和暖气通风空调系统等
2.1 概述
2.1.1 ARM?的 Cortex?-M3 核心并内嵌闪存和 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、缩减的引脚数目以及降低的系统功耗,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 间上发挥了 ARM 内核的高性能。
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型系列拥有内置的 ARM 核心,因此它与所有的 ARM 工具和软件 兼容。错误!不能识别的开关参数。是该系列产品的功能框图。
2.1.2 内置闪存存储器
64K 或 128K 字节的内置闪存存储器,用于存放程序和数据。
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2.1.3 CRC(循环冗余校验)计算单元
CRC(循环冗余校验)计算单元使用一个固定的多项式发生器,从一个 32 位的数据字产生一个 CRC 码。 在众多的应用中,基于 CRC 的技术被用于验证数据传输或存储的一致性。在 EN/IEC 60335-1 标准的范围 内,它提供了一种检测闪存存储器错误的手段,CRC 计算单元可以用于实时地计算软件的签名,并与在链 接和生成该软件时产生的签名对比。
2.1.4 内置 SRAM
20K 字节的内置 SRAM,CPU 能以 0 等待周期访问(读/写)。
2.1.5 嵌套的向量式中断控制器(NVIC)
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型产品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 ? 中断向量入口地址直接进入内核 ? 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。
2.1.6 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),并能够单独地被屏蔽;由一个挂起的寄存器维持所有中断请求的 状态。EXTI 可以检测到宽度小于内部 APB2 的时钟周期的脉冲。多达 80 个通用 I/O 口连接到 16 个外部中 断线。
2.1.7 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 选择外部且具失效监控的 4~16MHz 时钟;当检测到外部时钟失效时,它将被隔离,系统将自动地切换到内 部的 RC 振荡器,如果使能中断,软件可以接收到相应的中断。同样,在需要时可以采取对 PLL 时钟完全
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的中断管理(如当一个期间使用的外部振荡器失效时)。
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 和高速 APB 的 最高频率是 72MHz,低速 APB 的最高频率为 36MHz。参考如图 2 所示的时钟驱动框图。
2.1.8 自举模式
在启动时,通过自举引脚可以选择三种自举模式中的一种: ? 从程序闪存存储器自举 ? 从系统存储器自举 ? 从内部 SRAM 自举
自举加载程序(Bootloader)存放于系统存储器中,可以通过 USART1 对闪存重新编程。
2.1.9 供电方案
? VDD = 2.0~3.6V:VDD 引脚为 I/O 引脚和内部调压器供电。
? VSSA,VDDA= 2.0~3.6V: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,VDDA 不得小于 2.4V。VDDA 和 VSSA 必须分别连接到 VDD 和 VSS。
? VBAT = 1.8~3.6V:当关闭 VDD 时,(通过内部电源切换器)为 RTC、外部 32kHz 振荡器和后备寄存
器供电。
关于如何连接电源引脚的详细信息,参见图 10 供电方案。
2.1.10 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 /VDDA 供电并与阀值 VPVD 比较,当 VDD 低于或高于阀值 VPVD 时产生中断,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。PVD 功能需要通过程序开启。 关于 VPOR/PDR 和 VPVD 的值参考表 8。
2.1.11 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。
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2.1.12 低功耗模式
CKS32F103x8 和 CKS32F103xB 标准型产品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。
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睡眠模式 停机模式
在睡眠模式,只有 MCU 停止,所有外设处于工作状态并可在发生中断/事件时唤醒 MCU。
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 1.5V 部分的供电,PLL、HSI 的 RC 振荡器和 HSE 晶体振荡器被关闭,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。
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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 1.5V 部分的供电被 切断;PLL、HSI 的 RC 振荡器和 HSE 晶体振荡器也被关闭;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 引脚上的一个上升边沿或 RTC 的闹钟发生时。
注:在进入停机或待机模式时,RTC、IWDG 及其相应的时钟不会被停止。
2.1.13 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 以及通用、基本和高级控制定时器 TIMx 和 ADC。
2.1.14 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,否则由 VBAT 引脚供电。后备寄 存器(10 个 16 位的寄存器)可以用于在关闭 VDD 时,保存 20 个字节的用户应用数据。RTC 和后备寄存器不 会被系统或电源复位源复位;当从待机模式唤醒时,也不会被复位。
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,可以通过 输出一个 512Hz 的信号对 RTC 的时钟进行校准。RTC 具有一个 32 位的可编程计数器,使用比较寄存器可
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