stm32f3系列配置空前模拟外设32位数字信号控制器

内容STM32F3？如何定位(什么情形下选择)特色外设应用案例2STM32F3

series

27/09/2012STM32

F3系列–产品概述STM32F3

是意法半导体基于

ARM®

Cortex™-M4

高性能微控制器的产品阵容的重要一

员。其完美的配置形成高性价比的解决方案：无与伦比的模拟外设组合中低容量片上

器具有竞争力的价格3STM32

F3

产品线STM32F30x4产品线共性Cortex-M4

+

FPUFmax=72MHz多达256KB

flashMPUPLLETM复位电路+电源低速和高速

振荡器双看门狗+实时时钟硬件CRC多通道DMA众多通

口(USART,SPI,I²C)多通道16位定时器1个32位定时器内置温度传感器后备寄存器多达40KBSRAM3x

12位DAC2x比较器3x16位∑∆50K

SPS1x12位ADC1MSPSSARCAN2.0BUSB2.0FSCEC多达40KBSRAM8KBCCMSRAM2x

12位DAC7x比较器4x12位ADC

5MSPSSAR4xPGACAN2.0BUSB2.0FS2x16位电机控制定时器+STM32F37x空前模拟外设STM32

F3产品阵容5$

2,54$3,86STM32

F3

portfolioNotes:1.8

V

power

supply

available

in

Q4/2102WLCSP66

package

available

in

Q3/2102标号:基于1K数量的价格STM32F302/303/313STM32F372/373/383所有型号在第四季度初量产STM32产品目前STM32

Cortex-M4产品阵容共有70余款产品，既有经济型的入门级微控制器F0系列，又有堪称全球最高性能微控制器的F4系列。6现在，STM32产品家族共有350余款产品F3系列–最高集成度7Cortex-M4内核与先进模拟外设的完美组合，使得STM32

F3系列在嵌入式数字信号控制创新方面取得突破。丰富的模拟外设与数字信号控制功能使电路设计变得更加简单，外部组件数量更少。Op

ampsComparatorsRTCTemp

sensorDACsMCUAdvancedADCs项目成本$$$项目成本$F3STM32F–实时性能无缝以72

MHz频率在CCM-SRAM内执行代码时，性能达到94DMIPS在72

MHz时，性能61

DMIPS以72

MHz在闪存中执行代码时，性能达到63

DMIPS在48MHz时，性能38DMIPS在120MHz时，性能150DMIPS在168MHz时，性能210DMIPS性能提升-CCM-SRAM闪存数据SRAM零等待状态CCM-SRAM零等待状态Cortex-M4处采用哈佛架构I-bus指令总线D-bus数据总线I-bus上的CCM*-SRAM零等待状态最快指令执行速度可用于执行关键程序(例如：电机控制)8KB

容量兼容纯数据

器SRAM（对性能没有任何影响）*

CCM:

内核器9仅限于STM32F30x丰富的创新外设10参数STM32F303STM32F302STM32F373STM32F372内核频率ARM

Cortex-M4,72

MHz闪存容量(最大)256

KBRAM(最大)40

KB32

KBCCM-SRAM

器8KB-12位SAR型ADC4个12位5

MSPS

模数转换器2个12位5

MSPS模数转换器1个12位1

MSPS模数转换器内置7级前置增益值的16位∑∆ADC-3个16位ADC1个16位ADC50

ns比较器7421内置4个增益级的1%精度运算放大器42--12位DAC21电极控制高级定时器2个(144

MHz)1个(144

MHz)-其它数字外设(除SPI、USART、I²C外)1个USB

全速接口、1个CAN接口、电荷转移触感控制器电源2.0-3.6

V1.8

V+/-8%(

电源)STM32

F3产品定位27/09/2012何时选用STM32F3？适合于需要DSP、FPU和高级

模拟外设但是主频无需太高的场合STM32

F3系列定位介于：已经取得巨大成功的STM32F1系列与业界性能最高的STM32

F4系列Cortex-M4

微控制器。STM32

F3与F1引脚相互兼容，共用应用程序接口（API）。12F3在STM32产品的定位13器容量(字节)STM32F101STM32F103STM32F373STM32F372STM32F303STM32F3021

M512

K256

K128

K64

K32

K16

K72

MHz/61

DMIPS36

MHz/37

DMIPSNote:

*

From

CCM-SRAMSTM32F4x168

MHz/210

DMIPSCortex-M3Cortex-M4(72

MHz/63

DMIPS)(72

MHz/94

DMIPS*)DSP带来的好处2034Cortex-M3Cortex-M4F复数64点(CFFT-64)CFFT-64

(Q15

data)

code

size

in

bytes3738(A)Cortex-M3Cortex-M4F复数64点(CFFT-64)CFFT-64

Q15

execution

time(#

cycles)7374(B)2.23ximprovement1.8ximprovementCortex-M4F

DSP

Vs.

Cortex-M3提高代码密度(A)改善性能(B)14浮点单元(FPU)带来的好处对32位浮点数据做166阶FIR滤波,在有和无FPU的情况下比较：提高代码密度(A)改善性能(B)1.5ximprovement6961074Cortex-M3Cortex-M4FFIR

float

code

size

in

bytes(A)159360417.8ximprovement最佳的性能和代码密度的结8合9136Cortex-M3Cortex-M4FFIR

float

execution

time

(#cycles)(B)15STM32

F3

特色外设27/09/2012性能提升-CCM-SRAM闪存数据SRAM零等待状态CCM-SRAM零等待状态Cortex-M4处采用哈佛架构I-bus指令总线D-bus数据总线I-bus上的CCM*-SRAM零等待状态最快指令执行速度可用于执行关键程序(例如：电机控制)8KB

容量兼容纯数据

器SRAM（对性能没有任何影响）*

CCM:

内核器17仅限于STM32F30x5MSPS

ADC多达4

ADC转换器:ADC1

&

ADC2

紧密耦合，可以组成双ADC模式(ADC1

是主ADC)ADC3

&

ADC4

紧密耦合，可以组成双ADC模式(ADC3

是主ADC)精度可选：12,10,8

or6位每个ADC可连接的外部模拟输入：5

个高速通道(5.1MSPS)多达11

正常速度通道(4.8MSPS).ADC

转换时间=TSampling

+TConversion18精度总共转换时间=

T采样

+

T转换

(FADC

=

72MHz)12

bits12,5 +

1,5 =

14cycles19.4

us

→ 5,1

Msps10

bits10,5

+

1,5 =

12

cycles16,6

us

→

6

Msps8

bits8,5

+

1,5 =

10

cycles13,8

us

→

7,2

Msps6

bits6,5

+

1,5 =

8

cycles11,1

us

→

9

Msps∑∆

ADC)OpAmp+

ADC

-19)∑∆ADC优势:高精度(针对新应用:医疗，表计，出色的线性度(归功于简化校准）无需采样保持主要特性:所有STM32F37x

都有3

Σ-Δ

ADCs最多19单端和10个差分输入16位分辨率,(SNR=89dB)3种低功耗模式，可接 或者外部参考电压主要特性:独立电源供电转换速度:单通道模式下，快至50ksps多通道模式下：快至16.6ksps7级可编程增益:½,1,2,4,8,16*,32*

(*

=数字增益)STM32F30x/37x

电源比较20VSSVDDVBAT......VDDASAR

A/DD/ACOMP

SDADCsLSE

32K

oscBKP

registersRTCBackupCoreFlashRAMPher.VDDVRI/O

RingsStandy,Wake-upLow

VoltageDetectorSDADC1_2_VDDSDADC3_VDDSDADC1_2_3_VSSVDDAVSSAVSSVDDVBATVDDAVSSA......VDDASAR

A/DD/ACOMPLSE

32K

oscBKP

registersRTCBackupCoreFlashRAMPher.VDDVRI/O

RingsStandy,

Wake-upLow

VoltageDetector供∑∆ADCSTM32F30xSTM32F37x比较器主要特性21多达7

个比较器对轨至轨输入4级可编程迟滞输入和输出全部外接时，可作为一个独立的比较器使用。1对可组一个窗口比较器比较器可以在STOP模式下工作比较器的配置位可以在写入并被锁定STM32F3

vs.

STM32F1外设和固件库兼容性比较(1/3)外设STM32F1xSTM32F37xSTM32F30x外设比较固件库兼容性ADCYESYESYES++全新设计完全兼容F37x不兼容F30xCANYESYESYES外设相同完全兼容CECYESYES+NA外设增强不兼容COMPNAYESYESNANACRCYESYES+YES+外设增强部分兼容DACYESYESYES外设相同完全兼容F30x不兼容F37xDBGMCUYESYESYES外设相同完全兼容DMAYESYESYES外设相同完全兼容EXTIYESYESYES外设相同完全兼容Yes++=全新的外设或者全新的架构

Yes+=相同的外设，但是性能增强了STM32F3

vs.

STM32F1外设和固件库兼容性比较(2/3)外设STM32F1xSTM32F37xSTM32F30x外设比较固件库兼容性GPIOYESYES++YES++全新设计不兼容I2CYESYES++YES++全新设计不兼容I2SYESYES+YES+外设增强部分兼容IWDGYESYES+YES+外设增强部分兼容OPAMPNANAYESNANAPWRYESYES+YES+外设增强PartialRCCYESYES+YES+外设增强PartialRTCYESYES++YES++全新外设不兼容SDADCNAYES++NA全新外设NASDIOYESNANANANAYes++=全新的外设或者全新的架构

Yes+=相同的外设，但是性能增强了STM32F3

vs.

STM32F1外设和固件库兼容性比较(3/3)外设STM32F1xSTM32F37xSTM32F30x外设比较固件库兼容性SPIYESYES+YES+外设增强部分兼容SYSCFGNAYESYESNANATIMYESYESYES++共有的定时器固件库兼容USARTYESYES+YES+外设增强部分兼容WWDGYESYESYES外设相同完全兼容FSMCYESNANANANAFLASHYESYESYES不兼容Yes++=全新的外设或者全新的架构

Yes+=相同的外设，但是性能增强了最适合的目标应用变频家电首选微控制器双电机控制和功率因数校正(PFC)片上集成完整的模拟功能,有助于降低系统材料成本简化电路板布局先进模拟IP提高

效率快速比较器(50

ns)内置4档增益值、1%精度运算放大器(PGA)12位DAC200

ns

39通道12位ADC(在交替模式下采样率高达18

MSPS

)预集成安全特性:针对EN/IEC

60335-1

Class

B标准优化的自检程序器实时硬件RAM寄偶校验和闪存完整性校验用16位CRC码具有写保护功能的CCM-SRAM

内核双看门狗系统器保护单元(MPU)26外设接口USB

2.0全速接口双时钟域CEC提高唤醒和同步的灵活性I²S接口针对入门级音频应用内置时钟预分频器消费电子的首选微控制器

27先进模拟IP提高信号测量精度16位ΣΔ

ADC，具有10对差分输入或21个单通道，内置生物传感器用放大器连接1.8

V

（例如，应用处理器）的简单接口通过STM32F3上的双电压域，可使ADC、DAC和CMP等先进3.6

V模拟外电容触控触控器IP采用电荷转移方法，不给CPU增加任何负荷支持最多24个按键，包括滑块/转

能设运行1.8

V

3.6

VWLCSP664.3x4.3

mmAPPLICATION

PROCESSORCEC数字电源和

的首选微控制器

28数字电源144