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2014 年 7 月 DocID025743 Rev 2 1/103
STM32F031x4 STM32F031x6
基于 ARM
®
的 32 位 MCU,配有高达 32 K 字节 Flash,定时器
ADC 和通信接口, 2.0-3.6 V
数据手册 - 生产数据
特性
• 内核:ARM
®
32 位 Cortex
®
-M0 CPU,频率高
达 48 MHz
• 存储器
– 16 到 32 KB Flash
–4 K字节 SRAM,带 HW 奇偶校验
• CRC 计算单元
• 复位和电源管理
– 数字和 I/O 供电:2.0 至 3.6 V
– 模拟供电:V
DDA
= V
DD
至 3.6 V
– 开机 / 关机复位 (POR/PDR)
– 可编程电压检测器 (PVD)
– 低功耗模式:睡眠、停止、待机
–V
BAT
为 RTC 和备份寄存器供电
• 时钟管理
–4 至 32 MHz 晶振
– 带校准功能的 32 kHz RTC 振荡器
– 具有 x6 PLL 选项的内部 8 MHz RC
– 内部 40 kHz RC 振荡器
• 多达 39 个快速 I/O
– 所有都可映射至外部中断向量
– 高达 25 个 I/O 能耐 5 V 电压
• 5 通道 DMA 控制器
• 1 个 12 位 1.0 μs ADC (多达 10 个通道)
– 转换范围:0 到 3.6V
–2.4至 3.6 V 的单独模拟供电
• 多达 9 个定时器
–1 x 16位 7 通道高级控制定时器,有 6 通道
PWM 输出,以及死区生成和紧急停止功能
–1 x 32位和 1 x 16 位定时器,有高达 4 个
IC/OC,可用于 IR 控制解码
–1 x 16位定时器,有 2 个 IC/OC,1 个 OCN,
以及死区生成和紧急停止功能
–1 x 16位定时器,有 IC/OC 和 OCN
,死区
生成,紧急停止,调制器门电路用于 IR 控制
–1 x 16位定时器,有 1 个 IC/OC
– 独立和系统看门狗定时器
– SysTick 定时器:24 位递减计数器
• 日历 RTC,具有闹钟,可从停止 / 待机状态周期
唤醒
• 通信接口
– 1 x I
2
C 接口;支持极速模式 (1 Mbit/s),
有 20 mA 灌电流,SMBus/PMBus,可从停
止模式唤醒
– 1 x USART 支持主同步 SPI 和调制解调器控
制;具有 ISO7816 接口、LIN、IrDA 能力自
动波特率检测和唤醒特性
– 1 x SPI (18 Mbit/s)有 4 至 16 个可编程比
特帧,有复用的 I
2
S 接口
• 串行线调试 (SWD)
• 96 位唯一 ID
• 扩展的温度范围:-40 至 +105°C
• 所有封装 ECOPACK
®
2
表 1. 器件总览
缩写 型号
STM32F031x4
STM32F031C4, STM32F031F4,
STM32F031G4, STM32F031K4
STM32F031x6
STM32F031C6, STM32F031F6,
STM32F031G6, STM32F031K6
UFQFPN32 5x5
TSSOP20
UFQFPN28 4x4
LQFP32 7x7
LQFP48 7x7
www.st.com
目录 STM32F031x4 STM32F031x6
2/103 DocID025743 Rev 2
目录
1 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 功能概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1 带嵌入式 Flash 和 SRAM 的 ARM
®
-Cortex
®
-M0 内核 . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2 存储器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3 自举模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 循环冗余校验计算单元 (CRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5 电源管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5.1 电源方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5.2 电源监控器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5.3 调压器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5.4 低功耗模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.6 时钟和启动 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.7 通用输入 / 输出 (GPIO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.8 直接存储器访问控制器 (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.9 中断和事件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.9.1 嵌套向量中断控制器 (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.9.2 扩展中断 / 事件控制器 (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.10 模数转换器 (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.10.1 温度传感器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.10.2 内部参考电压 (V
REFINT
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.10.3 V
BAT
电池电压监控 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.11 定时器和看门狗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.11.1 高级控制定时器 (TIM1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.11.2 通用定时器 (TIM2..3、 TIM14、 16、 17) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.11.3 独立看门狗 (IWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.11.4 系统窗口看门狗 (WWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.11.5 SysTick 定时器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.12 RTC (实时时钟)和备份寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.13 内部集成电路接口 (I
2
C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.14 通用同步 / 异步收发器 (USART) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DocID025743 Rev 2 3/103
STM32F031x4 STM32F031x6 目录
4
3.15 串行外设接口 (SPI) / 内部集成音频接口 (I
2
S) . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.16 串行线调试端口 (SW-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4 引脚排列和引脚说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5 存储器映射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6 电气特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1 参数条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.1 最小值和最大值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.2 典型值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.3 典型曲线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.4 负载电容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.5 引脚输入电压 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.6 电源方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.1.7 电流消耗测量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.2 绝对最大额定值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3 工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.3.1 通用工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.3.2 上电 / 掉电时的工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.3.3 内置复位和电源控制模块特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.3.4 内置参考电压 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3.5 供电电流特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3.6 低功耗模式唤醒时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.3.7 外部时钟源特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.3.8 内部时钟源特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.3.9 PLL 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.3.10 存储器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.3.11 EMC 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.3.12 电气敏感性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.3.13 I/O 电流注入特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.3.14 I/O 端口特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.3.15 NRST 引脚特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.3.16 12 位 ADC 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.3.17 温度传感器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.18 V
BAT
监控特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.19 定时器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
目录 STM32F031x4 STM32F031x6
4/103 DocID025743 Rev 2
6.3.20 通信接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7 封装特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.1 封装机械数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2 热特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7.2.1 参考文档 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7.2.2 选择产品温度范围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8 部件编号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
9 修订历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
DocID025743 Rev 2 5/103
STM32F031x4 STM32F031x6 表格索引
6
表格索引
表 1. 器件总览 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
表 2. STM32F031x4/x6 产品系列器件特性和外设数量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
表 3. 温度传感器校准值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
表 4. 内部电压参考校准值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
表 5. 定时器的特性比较 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
表 6. I2C 模拟和数字滤波器的比较 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
表 7. STM32F031x4/x6 I
2
C 实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
表 8. STM32F031x4/x6USART 实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
表 9. STM32F031x4/x6 SPI/I2S 实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
表 10. 引脚排列表中使用的图例 / 缩略语. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
表 11. 引脚定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
表 12. 端口 A 通过 GPIOA_AFR 寄存器选择的复用功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
表 13. 端口 B 通过 GPIOB_AFR 寄存器选择的复用功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
表 14. STM32F031x4/x6 外设寄存器边界地址 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 15. 电压特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
表 16. 电流特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
表 17. 热特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
表 18. 通用工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
表 19. 上电 / 掉电时的工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 20. 内置复位和电源控制模块特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 21. 可编程电压检测器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 22. 内置内部参考电压 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
表 23. V
DD
= 3.6 V 时, V
DD
的典型和最大电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
表 24. V
DDA
电源的典型和最大电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
表 25. 停机和待机模式下的典型和最大电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
表 26. V
BAT
电源的典型和最大电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
表 27. 典型电流消耗,从 Flash 执行代码, 从 HSE 8 MHz 晶振运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
表 28. 切换输出 I/O 电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
表 29. 外设电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
表 30. 低功耗模式唤醒时间 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
表 31. 高速外部用户时钟特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
表 32. 低速外部用户时钟特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
表 33. HSE 振荡器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
表 34. LSE 振荡器特性 (f
LSE
= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
表 35. HSI 振荡器特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
表 36. HSI14 振荡器特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
表 37. LSI 振荡器特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
表 38. PLL 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
表 39. Flash 特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
表 40. Flash 可擦写次数和数据保存期限. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
表 41. EMS 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
表 42. EMI 特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
表 43. ESD 绝对最大额定值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
表 44. 电气敏感性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
表 45. I/O 电流注入敏感性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
表 46. I/O 静态特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
表 47. 输出电压特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
表 48. I/O 交流特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
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