基于STM32F100VBT6的32位MCU开发板设计与实现

    RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器，起源于80 年代的MIPS主机（即RISC 机），RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来，它能够以更快的速度执行操作（每秒执行更多百万条指令，即MIPS）。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。STM32F100VBT6采用ARM Cortex-M3 32位RISC内核，工作频率24MHz，集成了高速嵌入式存储器（闪存高达128kB、SRAM高达8kB）以及各种增强外设和连接到两条APB总线的I/O。所有器件提供两个I2C、两个SPI、一个HDMI CEC和多达3个USART标致通信接口以及一个12位ADC、两个12位DAC和六个通用16位定时器和PWM定时器。

　　RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。

　　图1 STM32F100xx系列方框图

　　STM32F100xx简介

　　32位MCU，带有16 kB ~128kBFlash、12个定时器、ADC、DAC和8个通信接口STM32F100xx系列整合了工作频率为24MHz的高性能ARM Cortex?-M3 32位RISC内核、高速嵌入式存储器（闪存高达128kB，SRAM高达8kB）以及各种增强型外设和连接到两条APB总线的I/O。所有器件均提供标准通信接口、1个12位ADC、两个12位DAC、6个通用16位定时器和高级控制PWM定时器。

　　图2 STM32F100VBT6评估板硬件方框图

　　STM32F100xx低/中密度产品系列的工作温度范围为–40~+85℃和–40~+105℃，电源电压范围为2.0V~3.6V。[page]

　　STM32F100xx系列器件采用3种不同的封装，引脚为48~100个。

    这些特性让STM32F100xx系列微控制器适于大量应用。

　　图3 STM32F100VBT6评估板电路图

    STM32F100VBT6主要特性

　　内核：ARM 32位Cortex-M3 CPU

　　24MHz的最高频率和1.25DMIPS/ MHz（Dhrystone 2.1）的性能

　　单循环乘法和硬件除法

　　存储器

　　16 kB ~128kB Flash存储器

　　4kB ~8kB SRAM

　　时钟、复位和电源管理

　　2.0V~3.6V应用电源和I/O

　　POR、PDR和可编程电压检测器

　　4MHz~24MHz晶体振荡器

　　内部8MHz工厂预校RC

　　内部40kHz RC

　　CPU时钟的PLL

　　面向具有校准功能的RTC的32kHz振荡器

　　低功耗

　　休眠、停机和待机模式

　　RTC和备用寄存器的VBAT电源

　　调试模式

　　串行线路调试（SWD）和JTAG接口

　　DMA

　　7通道DMA控制器

　　支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C、USART和DAC

　　1×12位、1.2μs A/D转换器（通道达16条）

　　转换范围：0V~3.6V

　　温度传感器

　　2×12位D/A转换器

　　快速I/O端口多达80个

　　37/51/80个I/O，在16个外部中断矢量上均可映射，并且几乎全部能够经受5V电压

　　定时器多达12个

　　16位定时器多达3个，每个都带有4个IC/OC/PWM或脉冲计数器

　　16位、6通道高级控制定时器：通道多达6条，可以实现PWM输出、空载时间发生和紧急停止

　　1个16位定时器，具有2个IC/OC、1个OCN/PWM、空载时间发生和紧急停止功能

　　2个16位定时器，每一个都具有IC/OC/OCN/PWM、空载时间发生和紧急停止功能

　　2个看门狗定时器（独立和Window）

　　SysTick定时器：24位逐减计数器[page]

　　2个16位基础定时器，可以驱动DAC

　　通信接口多达8个

　　I2C接口多达2个

　　USART多达3个

　　SPI多达2个

　　消费类电子控制接口

　　CRC计算单元、96位独特ID

　　ECOPACK封装

　　STM32100B-EVAL评估板

　　ARM Cortex-M3处理器结合了多种突破性技术，令芯片供应商提供超低费用的芯片，仅33000门的内核性能可达1.2DMIPS/MHz。该处理器还集成了许多紧耦合系统外设，令系统能满足下一代产品的控制需求。ARM Cortex-M3处理器是ARM首次针对低成本应用提供技术

　　STM32100B-EVAL是面向STMicroelectronic基于ARMTM Cortex-M3的STM32F100VBT6微控制器的评估板。它设计用作一个全面的开发环境，具有HDMI CEC、2条I2C通道、2条SPI通道、3条USART通道、8kB内部SRAM、128kB内部Flash和JTAG与SWD调试支持。

　　利用全套硬件评估特性，STM32100B-EVAL评估板设计用于帮助开发人员评估所有器件外设和开发他们自己的应用。

　　评估板上整合了ST-LINK，它是ST意法半导体为初学者学习、评估、开发STM8系列和STM32系列MCU而设计的集在线仿真与下载为一体的开发工具。它可以充当STM32F100VBT6 MCU的嵌入式在线路调试器和编程器。

　　图4 STM32F100VBT6评估板电路图

　　STM32100B-EVAL评估板主要特性

　　3种5V电源选项：电源插孔、ST-LINK连接器或子板

　　从用户Flash、系统存储器或SRAM启动

　　扬声器

　　1GB MicroSD Card?

　　16MB串行Flash

　　I2C/SMBus兼容串行接口温度传感器

　　2个RS-232通信通道，其中1条通道上支持RTS/CTS握手信号

　　IrDA收发器

　　感应电机控制连接器

　　JTAG和SWD调试支持

　　240×320 TFT彩色LCD

　　操作杆，带有四向控制和选择器

　　复位、唤醒、篡改和用户按钮

　　4个LED

　　带备用电池的RTC

　　子板或绕接板的扩展连接器

　　嵌入式ST-LINK

　　IDD电流测量电路

　　HDMI CEC

　　GEC

参考文献:

[1]. RISC datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/RISC_1189725.html.
[2]. RS-232 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/RS-232_584855.html.