STM32与Cortex-M3简介.ppt

武汉力源2007年七月1 编辑ppt什么是什么是STM32?STM32?新的基于ARM内核的32位MCU系列内核为ARM公司为要求高性能、低成本、低功 耗的嵌入式应用专门设计的Cortex-M3内核标准的ARM架构超前的体系结构高性能低电压低功耗创新的内核以及外设简单易用/自由/低风险2 编辑ppt管脚,软件和外设全线兼容FLASH32KB,64KB,128KBRAM6KB,10KB,20KB封装LQFP-48/LQFP-64/LQFP-100/BGA-100电压范围2.0到3.6VI/O电压容限为5VSTM32STM32系列介绍系列介绍3 编辑pptSTM32STM32系列介绍系列介绍72 MHz CORTEX-M3 CPUWide offer 32KB-512KB Flash 6Kb-64KB RAMFlash Size(bytes)256 K512K100 pins LQFP(14x14)/BGA32 K64 K64 pins LQFP(10 x10)48 pins LQFP(7x7)144 pins LQFP(20 x20)/BGA0 K未来发展方向CORTEX M3STM32Samples NOWProd Oct 07STM32 prod Q2/08Samples Dec 07Prod Q2/084 编辑pptSTM32F10 xSTM32F10 x的两条产品线的两条产品线STM32F101“基本型”系列STM32F103“增强型”系列在32位的FLASH MCU中性能最强整体信号处理方面胜过DSP解决方案出众的控制和连通性 非常适合低电压/低功耗的应用场合16位处理器的价格却拥有32位的性能STM32系列中的入门级产品非常适合低电压/低功耗的应用场合5 编辑pptSTM32F10 xSTM32F10 x的两条产品线的两条产品线Both lines have up to:5 x USART2 x SPI2 x I2CRTC11+DMA2xWDG5 x 16-bit TIMERS 80%GPIO ratio 12b ADC(1s)Temp sensor 36MHz CPUUp to 48KB SRAMUp to 512KB FLASH Up to 64KB SRAM CAN USB ACtimer EMI*2x12b ADC(1s)Tempsensor DAC*72MHz CPUInt 8 MHz RCInt 32 kHz RCPOR/PDR/PVD brown out“基本型”系列“增强型”系列 EMI*DAC*I2S*只有在只有在Flash大于大于256KB（包含）的芯片上才包括（包含）的芯片上才包括DAC,EMI(144 pins),I2S,SDIOSDIO*6 编辑pptSTM32F103“STM32F103“增强型增强型”系列系列2V-3.6V 供电电压5V I/Os 电压容限出色的时钟安全模式带有唤醒功能的低功耗模式内部RC嵌入的RESET-40/+85C（工业级）*仅限144脚的封装*只有在Flash大于256KB（包含）的芯片上才包括DAC,EMI(144 pins),I2S,SDIO,图象传感器CORTEXM3 CPU72 MHz72 MHz6kB-64kB64kB SRAMARM Peripheral Bus(max 72MHz)(max 72MHz)2x2x 12-bit ADC16 channels/1Msps1/2x I2C0/1x SPI1/2/4x USART/LINSmartcard/IrDaModem Control32/49/80*I/OsUp to 16 Ext.ITsFlash I/F32kB-512kBFlash MemoryTemp Sensor1x USB 2.0FS1x USB 2.0FS1x bxCAN 2.0B1x bxCAN 2.0B6x 16-bit PWM6x 16-bit PWM Synchronized AC TimerSynchronized AC Timer2x Watchdog(independent&window)2/3/5x 16-bit TimerExternal Memory External Memory Interface*Interface*JTAG/SW DebugXTAL oscillators32KHz+416MHzPower SupplyReg 1.8VPOR/PDR/PVDDMA 3 to 11*ChannelsNested vect IT Ctrl2x SPI/I2S*2x SPI/I2S*2x DAC*2x DAC*1x SDIO*1x SDIO*Image Sensor*Image Sensor*1x USART/LINSmartcard/IrDaModem-Ctrl1x SPIBridgeBridge1x Systic TimerARM Lite Hi-Speed BusMatrix/Arbiter(max 72MHz)(max 72MHz)Int.RC oscillators32KHz+8MHzPLLClock ControlRTC/AWUARM Peripheral Bus(max 36MHz)20B Backup Regs7 编辑pptSTM32F101“STM32F101“基本型基本型”系列系列2V-3.6V 供电电压5V I/Os 电压容限出色的时钟安全模式带有唤醒功能的低功耗模式内部RC嵌入的RESET-40/+85C（工业级）*只有在Flash大于256KB（包含）的芯片上才包括DAC,EMI(144 pins),I2S,SDIO,图象传感器CORTEXM3 CPU36 MHz36 MHz6kB-48kB48kB SRAMARM Peripheral Bus(max 36MHz)(max 36MHz)1x1x 12-bit ADC16 channels/1Msps1/2x I2C0/1x SPI1/2/4x USART/LINSmartcard/IrDaModem Control32/49/80*I/OsUp to 16 Ext.ITsFlash I/F32kB-512kBFlash MemoryTemp Sensor2x Watchdog(independent&window)2/3/5x 16-bit TimerExternal Memory External Memory Interface*Interface*JTAG/SW DebugXTAL oscillators32KHz+416MHzPower SupplyReg 1.8VPOR/PDR/PVDDMA 3 to 11*ChannelsNested vect IT Ctrl2x DAC*2x DAC*1x USART/LINSmartcard/IrDaModem-Ctrl1x SPIBridgeBridge1x Systic TimerARM Lite Hi-Speed BusMatrix/Arbiter(max 36MHz)(max 36MHz)Int.RC oscillators32KHz+8MHzPLLClock ControlRTC/AWUARM Peripheral Bus(max 36MHz)20B Backup Regs8 编辑ppt6 KB RAM*6 KB RAM*STM32F103“STM32F103“增强型增强型”系列系列Flash Size(bytes)128 K256 K512 K100 pins LQFP/BGASTM32F103Rx20 KB RAMSTM32F103Rx20 KB RAMSTM32F103Cx20 KB RAM32 K64 KSTM32F103Rx64 KB RAMSTM32F103Vx20 KB RAMSTM32F103Vx64 KB RAMSTM32F103Vx20 KB RAMSTM32F103Vx64 KB RAM3xUSART3x16-bit timer2xSPI,2XI2CUSB,CAN,PWM2xADC64 pins LQFP48 pinsLQFP2xUSART2x16-bit timer1xSPI,1xI2CUSB,CAN,PWM2xADC5xUSART5x16-bit timer2xSPI,2XI2CUSB,CAN,PWM2xADC,2xDAC,I2SEMI(144 pins only)STM32F103Rx64 KB RAM144 pins LQFP/BGASTM32F103Zx64 KB RAMSTM32F103Zx64 KB RAMSTM32R103Zx64 KB RAMSTM32F103Cx10 KB RAMSTM32F103Rx10 KB RAM*32kB devices exist w/o the CAN and USB,with 6kB of RAM0 KSamples April 07Production Oct 07Samples Dec 07Production Q2 089 编辑pptSTM32F101“STM32F101“基本型基本型”系列系列Flash Size(bytes)128 K256 K512 K100 pins LQFPSTM32F101Rx10 KB RAMSTM32F101Rx16 KB RAMSTM32F101Cx10 KB RAM32 K64 KSTM32F101Rx32 KB RAMSTM32F101Vx16 KB RAMSTM32F101Vx32 KB RAMSTM32F101Vx10 KB RAMSTM32F101Vx48 KB RAM3xUSART3x16-bit timer2xSPI,2XI2C,64 pins LQFP48 pins LQFP2xUSART2x16-bit timer1xSPI,1xI2C5xUSART5x16-bit timer2xSPI,2XI2C,2xDAC,EMI(144 pins only)144 pins LQFPSTM32F101Zx32 KB RAMSTM32F101Zx48 KB RAMSTM32F101Cx6 KB RAMSTM32F101Rx6 KB RAMSamples April 07Production Oct 07Samples Dec 07Production Q2 0810 编辑pptSTM32 STM32 通用平台通用平台STM32 概念概念标准的 ARMTM Cortex-M3 内核高性能外设提供两个完整的产品系列开发工具以及软件支持各系列产品全面兼容FamilyToolsPeriphsCore优点 可升级的体系结构 适用你所有的应用 给用户相同的“外观和感受”统一的软件和开发投入11 编辑pptCortex-M3 Cortex-M3 处理器处理器集成了内核和高级系统外设的分级处理器 Cortex-M3 内核哈佛体系结构拥有分支预测功能的三级流水线 Thumb-2 指令集和传统的 Thumb指令集带有 硬件除法和 单信号周期乘法的ALUCortex-M3 处理器Cortex-M3 内核可配置的中断控制器 总线矩阵先进的调试组件 可选择的 MPU&ETM12 编辑pptCortex-M3 Cortex-M3 处理器概述处理器概述 哈佛结构指令总线和数据总线分离，允许并行地取指和数据存储1.25DMIPS/MHz，0.19mW/MHzThumb-2指令集拥有32位的性能和16位的代码密度单周期乘法和硬件除法Cortex-M3核内部集成了嵌入式高速中断控制器：低中断响应时间，最低可达6个CPU周期（内部中断）从低功耗模式被唤醒也只需6个CPU 周期相比于ARM7TDMI，Cortex-M3内核要快35%且减少了45%的代码13 编辑pptCortex-M3 Cortex-M3 处理器概述处理器概述 14 编辑ppt三级流水线 -取指，解码和执行单信号周期乘法硬件除法 -UDIV&SDIV -指令执行需要2到12周期，取决与被除数与除数 -两者越相近指令完成越快 -指令可以被中断（丢弃/重启）Cortex-M3 Cortex-M3 处理器概述处理器概述132b32b x 16b3-7*64b32b x 32b132b32b x 32b132b16b x 16bCyclesDestinationSource15 编辑pptCortex-M3 VS ARM7:Cortex-M3 VS ARM7:主要参数比较主要参数比较1.25 Thumb-20.74 Thumb/0.93 ARMDMIPS/MHzxPSR.2 modes.Stacked regs(1 bank)PSR.6 modes.20 Banked regs系统状态系统状态Architecture DefinedUndefined存储器印射存储器印射Three No睡眠模式睡眠模式12 Cycles (6 when Tail Chaining)24-42 Cycles(Depending on LSM)中断响应时间中断响应时间NMI,SysTick and up to 240 interrupts.Integrated NVIC Interrupt Controller up to 1-255 PrioritiesFIQ/IRQ中断中断3-Stage+Branch Speculation3-Stage流水线流水线Thumb-2(Merged 32/16-bit)ARM(32-bit)&Thumb(16-bit)指令集指令集v7Mv4T体系结构体系结构Cortex-M3ARM7TDMI-SCortex-M3 附加的特性附加的特性简化了跟踪调试接口的管脚简化了跟踪调试接口的管脚 ，从，从9 9脚减少到脚减少到 2 2 或或 3 3脚脚硬件中断处理不需要汇编代码硬件中断处理不需要汇编代码综合的原子位操作改进了数据存储综合的原子位操作改进了数据存储 扩展的数据观测点扩展的数据观测点&Flash Flash 保护技术保护技术嵌入式的睡眠控制和掉电模式嵌入式的睡眠控制和掉电模式可选择的小型的存储器保护单元可选择的小型的存储器保护单元 (MPU)(MPU)和和 嵌入式跟踪宏单元嵌入式跟踪宏单元(ETM)ETM)16 编辑ppt出色的功耗表现出色的功耗表现高性能并不等于高功耗，STM32提出3种主要的能耗方案：Run模式：高动态功效Standby模式：极低的功耗能够工作在由电池直接供电的低电压状态下在Run模式下，以最高的72MHz速度全速在FLASH中运行,STM32的功耗也只有36mA(0.5mA/MHz)。在Standby模式典型功耗值更是低到2uA。Battery能够提供2.0到3.6V的电源电压17 编辑ppt出色的功耗表现出色的功耗表现STM32拥有三种不同的低功耗模式和一个通用的超频方案使用户可以相对于性能优化功耗。STM32内部嵌入了一个实时时钟（RTC），它可以由一个32KHz的石英晶振或内部RC提供。实时时钟拥有自己独立的供电部分，可以由一个专门的纽扣电池或主电源相互交替供电。它的典型功耗值在3.3V时为1.5uA。且带有20B的数据备份区。从低功耗模式启动的启动时间典型值比从Stop模式启动的启动时间短10us，而从Standby模式重启时间典型值为40us。18 编辑ppt可以在2.0-3.6V的低电压运行Run模式运行在FLASH中功效为0.5mA/MHz从Stop启动10us从Standby启动为40us复位电路始终有效出色的功耗表现出色的功耗表现STM32F10 x:Low power 19 编辑ppt内置式的管理单元减少了对外部器件的需求：上电复位，低电压检测，掉电检测，带有独立时钟的看门狗计时器一个主晶振驱动整个系统高集成度高集成度廉价的4-6MHz晶振驱动CPU，USB和所有外设嵌入式PLL生成各种频率可选择的为RTC提供的32KHz晶振嵌入式的8MHz RC可以被用作主时钟出厂前校正附加的可以为RTC或看门狗提供时钟的低频RC 在LQFP100封装芯片的基础系统上只需要7个外部无源器件20 编辑ppt先进、创新的外设先进、创新的外设STM32采用双APB（先进外设总线）结构，每条总线都是高速APB总线（最高可到CPU的频率）。外设通过连接到这种总线结构提高了外设的速度。速率项目USB12Mbit/sSPIUp to 4.5Mbit/sI2C18MHz(主和从)GPIO400kHzPWM timer18MHz72MHz时钟输入USART21 编辑ppt标准的 ARMTM 体系结构 -成熟的体系，便于开发世界范围内有广泛的第三方支持 -大量的开发工具以供选择（Keil,IAR,Raisonance,Hitex）许多工程师培训项目使用从ST获得的免费的固件库广泛的工具和固件库支持广泛的工具和固件库支持最大减少你的设计时间22 编辑pptUSBUSB接口开发包接口开发包完整的有文档的源文件,全部经过测试的C源代码,与大多数ARM的IDE工具兼容支持所有USB传输模式:控制传输（通用器件管理任务），HID Mouse/操纵杆适用的中断转传输，大容量存储器适用的批量转输，Voice Speaker/micro适用的同步传输。DFU（通过USB固件升级），虚拟串行通信端口（CDC类，仿真的 RS232）Free from ST web23 编辑ppt订货信息订货信息LQFP100128K Flash,16K Ram,1xAD 12bit,3xUSART2xSPI,2xI2C,3x16-bit timerLQFP64128K Flash,16K Ram,1xAD 12bit,3xUSART 2xSPI,2xI2C,3x16-bit timerLQFP48128K Flash,16K Ram,1xAD 12bit,3xUSART 2xSPI,2xI2C,3x16-bit timerBGA/LQFP100128K Flash,20K Ram,2xAD 12bit,3xUSART,2xSPI,2xI2C,PWM timer,3x16-bit timer,USB/CANLQFP64128K Flash,20K Ram,2xAD 12bit,3xUSART,2xSPI,2xI2C,PWM timer,3x16-bit timer,USB/CANLQFP4864K Flash,20K Ram,2xAD 12bit,3xUSART,2xSPI,2xI2C,PWM timer,3x16-bit timer,USB/CANSTM32F101VBT6STM32F101RBT6STM32F101C8T6STM32F103VBH/T6STM32F103RBT6STM32F103C8T6封装描述器件编号24 编辑ppt开发工具开发工具STM3210B-EVALSTM32 评估板STM3210B-SK/KEILKeil 启动套件STM3210B-PREMIERSTM32 演示板编号说明25 编辑ppt支持支持SRM32SRM32的开发环境的开发环境IDEIDE提供商提供商IDE描述描述支持编译器支持编译器在线调试仿真器在线调试仿真器IAREWARMARM的嵌入式开发平台,包括C/C+编译器,汇编,连接定位,编辑项目管理,C-SPY调试器.用户可在一个连续的流程中创建项目,编辑 文件,编译,汇编,链接,调试应用。IARs ISO C/C+and Extended Embedded C+AnbyICE，ARM RealView ICE，J-Link，Macraigor Wiggler and other RDI-based JTAG interfacesKeiluVision3包括项目管理,源码编辑,凋试,器件仿真以及Flash下载的功能强大的环境.带 RealView微控制器开发套件(RVMDK)。Keil，GNU C/C+，ARM(ADS and RVDS)Keil ULink，Hitex Tanto，iSYSTEM iC3000，Nohau EMUL-ARMRaisonanceRIDE免费的IDE,RLINK在线调试/编程器提供无缝控制所有软件开发工具(编译,调试等),图形视化接口。GNU C/C+RLinkRowleyCrossWorksCrossStudio集成开发环境带JTAG的Flash下载和调试。GNU C/C+CrossConnect，Macraigor Wiggler，IAR，J-Link26 编辑pptSTM32F10XXX STM32F10XXX 编程仿真器编程仿真器提供商提供商名称名称描述描述支持支持IDE其他其他STRLINK-STX在线编程/调试器,支持STM32,STR7,STR9,ST7及uPSD,USB接口RIDE力源可提供新版的RLINK-STX,仅售RMB590PSPSST-Wiggler极低成本，并口Crosswork，ADS力源仅售RMB59IARJ-LINK高性能通用，USB接口EWARMKeilULINK高性能，USB接口uVision327 编辑ppt使用说明：STM3210B-EVAL 评估板在出厂时已经在内部的FLASH中装载了范例和DFU，范例需要的所有文件都装载在SPI FLASH中。每次复位（上电，外部复位等）范例都将运行。要运行DFU，KEY按键在复位是必须保持按下。如果STM3210B-EVAL评估板在出厂时没有编程，示例程序被擦除或SPI FLASH内容被修改，DFU可以用来载入那些文件。这些范例文件，USB库和别的固件可以从ST的网站上下载：.STM3210B-EVALSTM3210B-EVAL简介简介28 编辑pptSTM3210B-EVALSTM3210B-EVAL功能框图功能框图29 编辑ppt电源管理：评估板可以用外部的+5V电源或USB连接器供电，所有别的电压都可以通过板上的电压转换器提供。时钟：STM3210B-EVAL评估板上有两个时钟源为嵌入式RTC提供时钟的32KHz晶振为STM32F10 xxx芯片提供时钟的8MHz晶振复位控制：复位可以通过硬件和软件生成复位键：按下时RESET有效JTAG复位STM3210B-EVALSTM3210B-EVAL特性（一）特性（一）30 编辑pptSTM3210B-EVALSTM3210B-EVAL特性（二）特性（二）JTAG调试接口 软件调试可以通过标准的ARM JTAG连接器进行：连接到标准的ARM主接口的20-pin IDC接口串行线调试接口串行线调试口（SWD-DP）提供一个两脚（时钟+数据）的接口与AHP-AP口相连。显示设备LCD：STM3210B-EVAL评估板上有一个彩色LCD模块，它连接到SPI2外设接口。LED：板上有4个通用LED。31 编辑pptSTM3210B-EVALSTM3210B-EVAL特性（三）特性（三）接口RS232：STM3210B-EVAL评估板提供两个板上RS-232串口。CAN：STM3210B-EVAL评估板支持CAN2.0A/CAN2.0B-适应基于一个3.3V的CAN收发器的CAN总线通讯。支持高速模式和倾斜控制模式，而且能通过设定一个特定的跳线被选定。USB：STM3210B-EVAL评估板由于嵌入了USB外设，可以支持全速USB2.0通讯。电机控制STM3210B-EVAL评估板支持电机控制感应器，它经由一个34脚的接口发送所有必须的控制信号到电机驱动板，并接收从电机驱动板的反馈信号。IrDASTM3210B-EVAL评估板支持IrDA通信。接口通过USART3。32 编辑ppt其他外设操纵杆：带有选择按键的四向操纵杆。按键：板上提供下列按键KEY：用户按键TAMPER：用户按键 WAKEUP：用来将处理器从低功耗模式唤醒的按键10位模数转换器（ADC）可变电阻：ADC通道3连接到一个板上的可变电阻，可变电阻提供0-3.3V的电压范围。音频STM3210B-EVAL评估板支持录音（WAV格式）和回放功能。存储器STM3210B-EVAL评估板有两个不同的存储器：一个64Mbit的SPI FLASH存储器和一个64Mbytes的MSD，它们都连接到SPI1上。温度感应器STM3210B-EVAL评估板包括一个I2C温感，它连接到I2C外设接口。STM3210B-EVALSTM3210B-EVAL特性（四）特性（四）33 编辑ppt5 reasonsto chooseCortex-M3PerformanceOptimizedMemoryPowerfulDebuggingReal timePowerManagement34 编辑pptTHANK YOU35 编辑ppt