第6章STM32F10x最小系统课件.ppt
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1、Embedded System Development嵌入式系统与应用嵌入式系统与应用 第6章 STM32F10 x最小系统F6.1 STM32F10 x6.1 STM32F10 x系列微控制器简介系列微控制器简介F6.2 6.2 基于基于Cortex-M3Cortex-M3的最小系统的最小系统F6.3 6.3 存储器与总线架构存储器与总线架构F6.4 6.4 电源控制电源控制F6.5 6.5 复位复位F6.6 STM326.6 STM32的时钟系统的时钟系统 F6.7 6.7 仿真器与开发板仿真器与开发板6.1 STM32系列微控制器简介FSTM32STM32系列是基于系列是基于ARM Co
2、rtexARM Cortex M M核的核的3232位闪存微控制器位闪存微控制器,集成度高、性能高、实时性、数字信号处理、低功耗,集成度高、性能高、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压操作的易开发的芯片,适合不同用户的需求。、低电压操作的易开发的芯片,适合不同用户的需求。F片上存储器容片上存储器容量、集成外设量、集成外设、功能模块、功能模块、封装形式等有封装形式等有所区别。所区别。例:STM32F10X系列FS ST TM M3 32 2F F1 10 0 x x系系列列产产品品编编号号STM32F103系列芯片CORTEXM3 CPU72 MHz6kB-64kB SRAMARM Periph
3、eral Bus(max 72MHz)2x 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 bxCAN 2.0B6x 16-bit PWM Synchronized AC Timer2x Watchdog2/3/5x 16-bit TimerExternal Memory Interface*JTAG/
4、SW DebugXTAL oscillators32KHz+416MHzPower SupplyReg 1.8VPOR/PDR/PVDDMA 3 to 11*ChannelsNested vect IT Ctrl2x SPI/I2S*2x DAC*1x SDIO*Image Sensor*1x USART/LINSmartcard/IrDaModem-Ctrl1x SPIBridgeBridge1x Systic TimerARM Lite Hi-Speed BusMatrix/Arbiter(max 72MHz)Int.RC oscillators32KHz+8MHzPLLClock Con
5、trolRTC/AWUARM Peripheral Bus(max 36MHz)20B Backup RegsSTM32F103 功能框图第6章 STM32F10 x最小系统F6.1 STM32F10 x6.1 STM32F10 x系列微控制器简介系列微控制器简介F6.2 6.2 基于基于Cortex-M3Cortex-M3的最小系统的最小系统F6.3 6.3 存储器与总线架构存储器与总线架构F6.4 6.4 电源控制电源控制F6.5 6.5 复位复位F6.6 STM326.6 STM32的时钟系统的时钟系统F6.7 6.7 仿真器与开发板仿真器与开发板F 6.2 基于Cortex-M3的最小
6、系统F什么是最小系统什么是最小系统?在在尽可能减少上层应用的情况下,能够使系统运行的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最小化模块配置。F“最小系统最小系统”称称“嵌入式嵌入式核心控制模块核心控制模块”更更贴切贴切一些一些。F最小系统的组成:最小系统的组成:电源、时钟、复位电路、电源、时钟、复位电路、存储系统、调试系统。存储系统、调试系统。Cortex-M3Cortex-M3MPUFlashSRAMTimerResetJTAGUARTPower基于Cortex-M3的最小系统F时钟模块时钟模块通常经通常经ARMARM内部锁相环进行相应的倍频,内部锁相环进行相应的倍频,以提
7、供系统各模块运行所需的时钟频率输入以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入F复位模块复位模块实现对系统的复位实现对系统的复位F电源系统:电源系统:F调试系统:调试系统:JTAG/SWJTAG/SW模块模块实现对程序代码的下载和调试实现对程序代码的下载和调试UARTUART模块模块实现对调试信息的终端显示实现对调试信息的终端显示F存储系统:存储系统:FlashFlash存储模块存储模块存放启动代码、操作系统和用户存放启动代码、操作系统和用户应用程序代码应用程序代码SDRAMSDRAM模块模块为系统运行提供动态存储空间,是系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统代码运行的主要区域基于
8、Cortex-M3的STM32F10 x最小系统第6章 STM32F10 x最小系统F6.1 STM32F10 x6.1 STM32F10 x系列微控制器简介系列微控制器简介F6.2 6.2 基于基于Cortex-M3Cortex-M3的最小系统的最小系统F6.3 6.3 存储器与总线架构存储器与总线架构F6.4 6.4 电源控制电源控制F6.5 6.5 复位复位F6.6 STM326.6 STM32的时钟系统的时钟系统 F6.7 6.7 仿真器与开发板仿真器与开发板6.3存储器与总线架构F1 1、总线架构、总线架构 STM32 STM32的各外围模块与的各外围模块与Cortex-M3Cort
9、ex-M3内核,通过各类总线内核,通过各类总线连接在一起,形成一个有机的整体。连接在一起,形成一个有机的整体。FCortex-M3Cortex-M3的的ICodeICode 、DCodeDCode、SystemSystem总线和总线和DMADMA总线总线四四个驱动单元,个驱动单元,F与闪存存储器接口、与闪存存储器接口、SRAMSRAM和和AHB2APBAHB2APB桥三个被动单元,桥三个被动单元,F通过总线矩阵联接在一起通过总线矩阵联接在一起。F总线矩阵采取轮换算法仲裁、协调内核总线矩阵采取轮换算法仲裁、协调内核SystemSystem总线和总线和DMADMA主控总线之间的访问。主控总线之间的
10、访问。AHBAHB外设通过总线矩阵与系统总线外设通过总线矩阵与系统总线相连,允许相连,允许DMADMA访问。访问。F两个两个AHB/APBAHB/APB桥在桥在AHBAHB和和2 2个个APBAPB总线间提供同步连接。总线间提供同步连接。APB1APB1操作速度限于操作速度限于36MHz36MHz,APB2APB2操作于全速操作于全速72MHz72MHz。2、存储器映像 STM32F1xx FCortex-M3Cortex-M3有有3232根根地址线,所以它地址线,所以它的寻址空间大小的寻址空间大小为为232 bit=4GB232 bit=4GBF程序存储器、数程序存储器、数据存储器、外设据存
11、储器、外设寄存器、输入输寄存器、输入输出端口被组织在出端口被组织在同一同一4GB4GB线性地址线性地址空间内。空间内。F把地址从把地址从0 x4000 0 x4000 00000000至至0 x5FFF 0 x5FFF FFFF(512MB)FFFF(512MB)的的地址分配给片上地址分配给片上外设。外设。外设存储器映像 STM32F103外设寄存器组起始地址起始地址起始地址外设外设总线总线0 x4002 2400-0 x4002 3FFF保留AHB0 x4002 2000-0 x4002 23FF闪存接口0 x4002 1400-0 x4002 1FFF保留0 x4002 1000-0 x4
12、002 13FF复位和时钟0 x4002 0400-0 x4002 0FFF保留0 x4002 0000-0 x4002 03FFDMA0 x4001 3C00-0 x4001 3FFF保留APB20 x4001 3800-0 x4001 3BFFUSART10 x4001 3000-0 x4001 33FFSPI10 x4001 2C00-0 x4001 2FFFTIM1时钟0 x4001 2800-0 x4001 2BFFADC20 x4001 2400-0 x4001 27FFADC10 x4001 1800-0 x4001 1BFFGPIO端口E0 x4001 1400-0 x4001
13、 17FFGPIO端口D0 x4001 1000-0 x4001 13FFGPIO端口C0 x4001 0C00-0 x4001 0FFFGPIO端口B0 x4001 0800-0 x4001 0BFFGPIO端口A0 x4001 0400-0 x4001 07FFEXTI0 x4001 0000-0 x4001 03FFAFIO外设存储器映像 STM32F103寄存器组起始地址起始地址起始地址外设外设总线总线0 x4000 7000-0 x4000 73FF电源控制APB10 x4000 6C00-0 x4000 6FFF后备寄存器(BKP)0 x4000 6800-0 x4000 6BFF
14、保留0 x4000 6400-0 x4000 67FFbxCAN0 x4000 6000-0 x4000 63FFUSB的SRAM 256x16位0 x4000 5C00-0 x4000 5FFFUSB寄存器0 x4000 5800-0 x4000 5BFFI2C20 x4000 5400-0 x4000 57FFI2C10 x4000 5000-0 x4000 4FFF保留0 x4000 4800-0 x4000 4BFFUSART30 x4000 4400-0 x4000 47FFUSART20 x4000 3800-0 x4000 3BFFSPI20 x4000 3400-0 x4000
15、 37FF保留0 x4000 3000-0 x4000 33FF独立看门狗(IWDG)0 x4000 2C00-0 x4000 2FFF窗口看门狗(WWDG)0 x4000 2800-0 x4000 2BFFRTC0 x4000 0800-0 x4000 0BFFTIM4定时器0 x4000 0400-0 x4000 07FFTIM3定时器0 x4000 0000-0 x4000 03FFTIM2定时器嵌入式闪存嵌入式闪存Flash 存储器映像存储器映像*FSTM32F10 xxx Flash STM32F10 xxx Flash 高密度高密度闪存模块的组织闪存模块的组织模块模块名称名称地址地
16、址大小大小(字节字节)主存储块主存储块页页00 x0800 0000-0 x0800 03FF2K页页10 x0800 0400-0 x0800 07FF2K页页2550 x0807 F800-0 x0807 FFFF2K信息块信息块系统存储器系统存储器0 x1FFF F000-0 x1FFF F7FF2K用户选择字节用户选择字节0 x1FFF F800-0 x1FFF F80F16闪存接口寄存器闪存接口寄存器FLASH_ACR0 x4002 2000-0 x4002 20034FALSH_KEYR0 x4002 2004-0 x4002 20074FLASH_OPTKEYR0 x4002 2
17、008-0 x4002 200B4FLASH_SR0 x4002 200C-0 x4002 200F4FLASH_CR0 x4002 2010-0 x4002 20134FLASH_AR0 x4002 2014-0 x4002 20174保留保留0 x4002 2018-0 x4002 201B4FLASH_OBR0 x4002 201C-0 x4002 201F4FLASH_WRPR0 x4002 2020-0 x4002 20234擦写次数:1000 次4、STM32F10X的三种启动模式F通过通过BOOT1:0引脚选择引脚选择不同不同启动模式,实现实例:启动模式,实现实例:启动模式选择管
18、脚启动模式选择管脚启动模式启动模式说明说明BOOT1BOOT0X0从从用户闪存用户闪存(片内片内FlashFlash)启启动动这是正常的工作模式这是正常的工作模式(编好的程序编好的程序已下载到已下载到Flash)Flash)01从从系统存储器系统存储器启动启动芯片出厂时在这个区域预置了一段芯片出厂时在这个区域预置了一段BootloaderBootloader11从片内从片内SRAMSRAM启动启动这种模式可以用于调试这种模式可以用于调试STM32F10X的三种启动模式F通过选择管脚通过选择管脚设置设置BOOTBOOT配置,内置配置,内置FlashFlash、系统存储、系统存储区区、内置、内置S
19、RAMSRAM会分别被会分别被映射到地址映射到地址0 x000 x00(启动存储区启动存储区);CPUCPU从的从的0 x0000_00040 x0000_0004地址的值给地址的值给PCPC,开始,开始执行代码执行代码。F从从系统存储器系统存储器启动:厂家启动:厂家在在如如EPROMEPROM内置内置了了BootloaderBootloader代码代码,用户,用户可以从可以从USART1 USART1 或或USART2USART2接口接收数据和命接口接收数据和命令,对内置的令,对内置的FLASH FLASH 进行重新编程进行重新编程。ISPISP模式,在线编模式,在线编程。程。F从从SRAM
20、SRAM启动:在应用程序的初始化部分,通过启动:在应用程序的初始化部分,通过NVICNVIC异常异常表和偏移寄存器,重新定位表和偏移寄存器,重新定位Vector TableVector Table。第6章 STM32F10 x最小系统F6.1 STM32F10 x6.1 STM32F10 x系列微控制器简介系列微控制器简介F6.2 6.2 基于基于Cortex-M3Cortex-M3的最小系统的最小系统F6.3 6.3 存储器与总线架构存储器与总线架构F6.4 6.4 电源控制电源控制F6.5 6.5 复位复位F6.6 STM326.6 STM32的时钟系统的时钟系统 F6.7 6.7 仿真器
21、与开发板仿真器与开发板6.4 电源控制FCortex-M3Cortex-M3主要指标:主要指标:0.19W/MHz0.19W/MHz,1.25DMIPS/MHz1.25DMIPS/MHz;F若达到若达到5DMIPS(Million Instructions executed Per 5DMIPS(Million Instructions executed Per Second,Second,每秒百万条指令每秒百万条指令)的性能:的性能:Cortex-M3 Cortex-M3工作频率只需工作频率只需4MHz4MHz,功耗,功耗0.76W0.76W;51 51单片机,单片机,工作频率需工作频率需6
22、0MHz60MHz,功耗,功耗30W30W;FSTM32F103STM32F103处理器系统频率为处理器系统频率为72MHz72MHz,处理器性能可达到,处理器性能可达到90DMIPS90DMIPS,此时,此时Cortex-M3Cortex-M3功耗约功耗约14W14W左右左右。F在性能和功耗上达到了很高的水平在性能和功耗上达到了很高的水平!1、电源供电方案V VDDADDA/V VSSASSA独立电源独立电源/地地F2.0-3.6V,为为ADC、复、复位、位、RC振荡器和振荡器和PLL供供电电。F若若用用ADC,VDDA2.4V;VREF+电压电压:2.4VVDDA,VREF-引脚连到引脚连
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