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1 32 位 MCU ES32F0271 数据手册产品简介数据手册产品规格上海东软载波微电子有限公司 V1.0 1/42

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3 基于 ARM Cortex-M0 的 ES32F0271 系列 MCU 功能内核 ARM 32-bit Cortex -M0 从 32 khz 最大到 48 MHz 0.9 DMIPS/MHz 存储高达 64 KB Flash memory 8KB RAM 16 个字节备份寄存器电源复位芯片工作电压范围 : 1.85V VDD 5.5V POR/PDR,PVD( 支持 16 个阈值选择 ) 时钟外部高速晶体振荡器 : 4~32MHz 内部高速 RC 振荡器 : 4 MHz 外部低速晶体振荡器 : kHz 内部低速 RC 振荡器 : 32kHz 低功耗模式支持以下低功耗模式 Sleep Stop Standby0 Standby1 Shutdown 系统外设 DMA: 支持 6 个多路复用通道看门狗定时器 :IWDT 和 WWDT 系统节拍定时器接口资源高达 55 fast I/Os (5V tolerant) 外部中断及事件控制安全及运算加速单元 CRC AES128 加密模拟 12 位 ADC : 2.4MSPS, 支持 4 阶 PGA( 最大 8 倍 ), 支持 16 个外部模拟通道 2 个模拟比较器温度传感器 12 位 DAC 定时器 8 个通用定时器 : 其中 4 个定时器支持 4 个输入捕捉和输出比较通道 ; 另外 4 个定时器支持 2 个输入捕捉和输出比较通道, 支持 1 个死区可编程 PWM 互补输出通道, 支持刹车功能高级控制定时器 : 支持 4 个输入捕捉和输出比较通道基本定时器 RTC: 支持日历, 闹钟等功能通信接口 2 个 I2C 接口 : 支持多主模式和总线仲裁 2 个 SPI/I2S 接口 3 个 UART: 带 4 级深度 FIFO, 可支持自动波特率检测, 红外调制功能, 局域互连网络, 智能卡协议 2 个 SUART 1 个 USB 产品系列代码 ES32F0271 产品代码 ES32F0271LT ES32F0271LQ ES32F0271LK ES32F0271NK V1.0 3/42

4 目录内容目录基于 ARM Cortex-M0 的 ES32F0271 系列 MCU... 3 第 1 章简介... 8 第 2 章概述器件资源器件系列资源分布器件资源概述 ES32F0271 系列 MCU 内核 ARMCortex-M0 core NVIC 系统节拍定时器存储系统管理电源电源监视稳压器低功耗模式时钟管理直接存储访问 (DMA) 看门狗定时器外部接口通用 IO(GPIO) 安全管理及运算加速循环冗余校验 (CRC) 高级加密标准 (AES) 定时器高级控制定时器 (AD16C4T) 通用定时器 16 位元 4 通道 (GP16C4T) 通用定时器 32 位元 4 通道 (GP32C4T) 通用定时器 16 位元 2 通道 (GP16C2T) 基本定时器 (BS16T) 实时时钟 (RTC) 及备份域通信内部集成电路 (I2C) 串行外设接口 /I2S 音频 (SPI/I2S) 通用串行总线 (USB) 通用异步收发器和简易通用异步收发器 (UART and SUART) 模拟模数转换 (ADC) 模拟比较器 (CMP) 数模转换器 (DAC) 第 3 章管脚说明 V1.0 4/42

5 3. 1 管脚图管脚功能定义第 4 章存储器映射图第 5 章电气特性参数特性表芯片工作条件芯片特性参数测量方法芯片功耗特性芯片 IO 端口特性芯片系统时钟特性芯片功能模块特性第 6 章封装信息 LQFP64 封装尺寸图 LQFP48 封装尺寸图 LQFP32 封装尺寸图 QFN32 封装尺寸图第 7 章产品信息 V1.0 5/42

6 图目录图 2-1 ES32F0271 系列系统框图图 2-2 时钟树图 3-1 ES32F Pin LQFP 封装图图 3-2 ES32F Pin LQFP 封装图图 3-3 ES32F Pin LQFP 封装图图 3-4 ES32F Pin QFN 封装图图 4-1 存储器映射 V1.0 6/42

7 表目录表 2-1 器件资源列表表 2-2 定时器功能表 2-3 UART/SUART 具体功能配置表 3-1 ES32F0271 的管脚功能定义 V1.0 7/42

8 第 1 章简介低功耗 ES32F0271 提供 4 种不同封装类型 :64 引脚至 32 引脚该 ES32F0271 数据手册应与 ES32F0271 参考手册一起阅读有关 ARM Cortex -M0 内核的信息, 请参阅网站上提供的 Cortex -M0 技术参考手册 V1.0 8/42

9 第 2 章概述 ES32F0271 微控制器是一系列低功耗微控制器, 集成了高性能 ARM Cortex TM -M0 32 位 RISC 内核它的最高工作频率为 48 MHz, 具有高达 64 KB 的闪存和高达 8 KB 的 SRAM 一整套节能模式使其可用于低功耗应用提供广泛的增强型外设和 I / O, 允许该器件在不同的应用中采用一整套节能模式使其可用于低功耗应用 Flash 程序存储器可以通过 SWD 接口在系统内重新编程 ES32F0271 USB MCU 子系列使您可以轻松实现行业标准 USB 连接板载 USB 2.0 全速功能主机 / 设备控制器, 带有集成收发器,USB 无需外部晶振或振荡器去除外部时钟可降低开发 USB 设备应用的整体系统成本, 从而可以轻松地将 USB 功能添加到嵌入式系统中为了支持无晶体 USB 器件工作, 芯片出厂校准的内部 4 MHz 高速时钟源能够为 USB 模块生成 48MHz 时钟, 并且该微控制器包含 USB 时钟恢复电路 ES32F0271 微控制器外设集还包括外部总线接口,3 个 UART,2 个 SUART,2 个 I2C,2 个 SPI / I2S,7 个通用 16 位定时器,1 个通用 32 位定时器,1 个高级 16 位定时器,1 个 RTC,1 个 ADC, 1 个 12 位 DAC 和两个模拟比较器 V1.0 9/42

10 2. 1 器件资源器件资源列表 ES32F0271LT ES32F0271LQ ES32F0271LK ES32F0271NK 定时器通信 Flash 存储 (KBytes) SRAM(KBytes) GPIO bit ADC (16 channels) (10 channels) 12-bit DAC 模拟比较器 (CMP) 温度传感器 (TEMP) AES CRC 通用 GP32C4T 通用 GP16C4T 通用 GP16C2T 基本 BS16T 高级控制 AD16C4T CPU 运行频率工作电压范围 I2C SPI/I2S USB UART SUART MHz 1.85V~5.5V 封装 LQFP64 LQFP48 LQFP32 QFN32 表 2-1 器件资源列表 V1.0 10/42

11 Core DMA Memoey Clock Management Power Management Debug Interface NVIC DMAMUX Boot Loader SRAM 1 Memory LRC HRC LOSC HOSC POR PDR PVD LDO12 RTC LDO15 LDO33 ARM Cortex M0 Processor DMA Controller Flash Program Memory SRAM 2 Memory PLL0 PLL1 Band Gap BKPR Domain LDO VREF AHB/APB 32bits BUS Matrix Serial Interface I/O Ports Timers Analog Security & Accelerator SUART 1/2 UART 1/2/3 NRST EXTI AD16C4T BS16T1 ADC DAC AES128 CRC SPI/I2S 1/2 I2C 1/2 Pin Wakeup GPIO A/B/C/D GP16C4T 1/2/3 GP16C2T 1/2/3/4 TEMP CMP 1/2 USB 1 USB PHY GP32C4T WWDT IWDT Sleep/Stop Standby 0 Standby 1 Shutdown 图 2-1 ES32F0271 系列系统框图 HRC HRCCLK (~4MHz ) HOSCCLK SW HOSC_IN HOSC_O UT HOSC HOSC divider to 4MHz HOSCDIV 0 1 PLLSRC PLLMUL PLL0 LRCCLK LOSCCLK PLL0CLK SYSCLK LRC LRCCLK /128 RTC Clock Select PLL1 PLL1CLK To USB Unit Fixed 48MHz HPRE /1,2,4,8,16 HCLK To AHB Peripherals LOSC_IN LOSC_O UT LOSC LOSCCLK MSW To BKRTC PPRE /1,2,4,8,16 PCLK To APB Peripherals MCO MPRE OFF LRCCLK LOSCCLK HRCCLK HOSCCLK PLL0CLK PLL1CLK SYSCLK HCLK PCLK DIV8 STCLK Cortex-M0 System Tick 图 2-2 时钟树 V1.0 11/42

12 2. 2 器件系列资源分布针对不同应用, 提供不同系列的封装和资源可供选择请参考表 2-1 V1.0 12/42

13 2. 3 器件资源概述 ES32F0271 系列 MCU 内核 ARMCortex-M0 core ARM Cortex -M0 处理器是目前市场上体积最小, 能效最高的 ARM 处理器它通过增加连接性满足了对成本越来越低的应用的需求 M0 处理器是一个可配置的多级 32 位 RISC 处理器在 ES32F0271 中, 此处理器配置以下功能 : 内置向量中断控制器 (NVIC): 32 个外部中断小端模式集成系统定时器 - SysTick 支持暂停调试快速乘法器支持串行线调试 (SWD) 连接本章提供以下处理器外围设备的基本信息, CPU 系统定时器控制 (SysTick) CPU 嵌套向量中断控制器 (NVIC) CPU 系统控制欲了解更多信息, 请参阅 : ARMCortex -M0 技术参考手册 ARMv6-M 体系架构参考手册 NVIC 32 个可屏蔽中断信道 ( 不包括 16 个 Cortex -M0 中断线 ) 可编程优先级 ( 使用 2 位中断优先级 ) 低延迟异常和中断处理电源管理控制系统控制寄存器的实现 NVIC 和处理器核心接口紧密耦合, 可实现低延迟中断处理和后期到达中断的高效处理包括内核异常在内的所有中断都由 NVIC 管理系统节拍定时器 Cortex -M0 包括一个集成系统定时器 - SysTick, 提供一个简单的 24 位清零写入, 递减, 零包装计数器和灵活的控制机制该计数器可用作实时操作系统 (RTOS) 计时定时器或简单计数器 V1.0 13/42

14 存储 ES32F0271 内的嵌入式闪存分为 64KB 用来存取应用程序 (Application Code) 的主存储区块与 8KB 用来储存周边设定的的信息区块此內存允许使用者利用在线系统编程 (ISP) 对已焊接于 PCB 版上的芯片进行编程或擦除数据系统管理电源 VDD:1.85V~5.5V 电源, 通过管脚 VDD 为所有 IO 及内部稳压器供电电源监视 ES32F0271 中, 系统复位可以借由 IO 脚位复位或是电压复位来控制 IO 脚位复位主要借由 PD13_NRST 的下降沿来进行触发, 当成功触发系统复位时, 会重置 1.5 伏内存块内的逻辑, 但仍会保留 5 伏内存块内的备份数据上电复位 (POR) 发生在电源电压上升至一定水平时发出, 此时会释放系统复位, 并开始执行开机流程掉电复位 (PDR) 发生在 5 伏电压下降至一定水平时发出, 此时会重置包含 5 伏与 1.5 伏在内的所有逻辑稳压器 ES32F0271 的电压调节器用来提供稳定的 1.5 伏电压, 确保系统能够正常且稳定的运作当系统进入低功耗模式时, 使用者可以借由设定不同层级的低功耗等级来决定是否关闭电压调节器, 借此达到最佳的省电效果低功耗模式 ES32F0271 提供 4 种不同等级的低功耗模式供使用者配置, 分别如下所示 : Sleep: 睡眠模式, 在此模式下会暂时关闭 CPU 与周边 IP, 直到中断发生或是 Wakeup Pin 触发才会离开此模式, 在此期间使用者仍可借由配置 RCU 内的寄存器让特定 IP 在此模式下继续运行 Stop: 停止模式, 此模式暂时保留, 其行为模式目前与睡眠模式相同 Standby0: 待机模式 0, 此模式下会关闭 1.5 伏内存块的电路, 但仍会保留 SRAM 内的信息 ( 仅保留位置为 0x ~ 0x20001FFF 区间的信息 ), 因此在此模式下仅能借由 Wakeup Pin 唤醒 Standby1: 待机模式 1, 在此模式下仅保留 5 伏电压, 因此 SRAM 内所储存的信息也会消失, 若使用者有需要保留的信息, 需放置于备份寄存器内 Shutdown: 停止运转模式, 在此模式下会额外再关闭 BandGap, 故此模式能够大大降低不必要的电流消耗由于此模式关闭了 BandGap, 因此当要唤醒进入此低功耗模式下的 CPU 时, 也需要较多的等待时间, 以确保 BandGap 能回到稳定状态 V1.0 14/42

15 时钟管理 HRC : 内部高速 RC 震荡器, 频率约 4 MHz, 预设使用此时钟当作系统时钟 HOSC: 外部高速晶体震荡器, 支持 4 MHz 至 32 MHz LRC: 内部低速 RC 震荡器, 频率约 32 khz LOSC: 外部低速晶体震荡器, 频率约 khz PLL0: 内部 PLL 时钟, 支持 4 MHz 至 48 MHz PLL1: 內部 PLL 时钟, 固定 48 MHz, 仅供 USB 使用直接存储访问 (DMA) 直接存储访问控制器包括一个外设直接存储器存取 (DMA) 控制器 DMA 控制器可以通过它的六个信道来实现在存储器和外设之间的数据传输 ( 外设到存储器, 存储器到外设或者存储器到存储器 ) 这里为每一个 DMA 信道 -CH[5:0], 提供一个用作外围 APB 设备和内存之间通信的传输缓冲区 CPU 可以通过软件轮询或者当收到一个内部 DMA 中断时来识别 DMA 操作的完成 DMA 可与主外设一起使用 :SPI,I2S,I2C,UART,SUART, 通用定时器, 高級控制定时器, 基本定时器,DAC 和 ADC 看门狗定时器独立看门狗定时器独立看门狗 IWDT, 当硬件使能时, 时钟强制为独立的 32kHz LRC 时钟, 集成的看门狗外设是用来解决某些软件故障问题的, 当它的定时计数值达到了预设的门限的时候, 它会触发一个系统复位请求窗口看门狗定时器窗口看门狗 WWDT 通常被用来监测由外部干扰或不可预见的逻辑条件造成的应用程序背离正常的运行序列而产生的软件故障对于过早或过晚喂狗都将产生 WWDT 复位, 可用于检测软件没有喂狗或在禁止喂狗区内喂狗行为, 防止程序跑至不可控状态 V1.0 15/42

16 外部接口通用 IO(GPIO) 每个 GPIO 引脚都可以通过软件配置为输出 ( 推挽或漏极开路 ), 输入 ( 带或不带上拉或下拉 ) 或复用功能大多数 GPIO 引脚与数字或模拟功能复用, 可以使用专用的备用功能寄存器单独配置外部中断 / 事件控制器 (EXTI) 外部中断和事件控制器 (EXTI) 管理外部和内部异步事件 / 中断, 并生成对 CPU / 中断控制器的事件请求以及对电源控制器的唤醒请求 EXTI 允许管理多达 20 个事件线, 可以将设备从停止模式唤醒 V1.0 16/42

17 安全管理及运算加速循环冗余校验 (CRC) 循环冗余校验 (CRC) 发生器可以执行带可编程多项式设定的 CRC 计算主要用来检测或校验数据传输或者储存后可能出现的错误支持 CRC32 CRC16 以及 CRC8 支持 8 位 16 位以及 32 位的数据输入使用者可自行编辑生成多项式 (Generate Polynomial) 使用者可自行编辑 CRC 的初始数值支持 DMA 输入数据支持 CRC 校验结果检查支持 32 位数据可于 4 个 AHB CLK 内计算完成支持最高有效位 (MSB) 先计算或是最低有效位 (LSB) 先计算支持输入 / 输出数据反相支持输出与使用者设定的 remainder 进行异或高级加密标准 (AES) 芯片内部 AES 协处理器允许最少的 CPU 参与执行加密 / 解密, 该模块支持关键长度为 128 位支持 CBC CBF OFB CTR 以及 ECB 模式支持 128 位的数据加密 / 解密支持可编程的 128 位密钥支持可编程的 128 位初始向量支持 DMA 数据搬移支持密钥初始向量输入数据以及输出数据的反相 V1.0 17/42

18 定时器 ES32F0271 器件包括 8 个通用定时器, 一个高级控制定时器, 一个基本定时器, 两个看门狗定时器和 SysTick 定时器计时器类别计时器计数器分辨率计数器类型预分频器因子直接存储器存取需求版本 ADC 触发捕获 / 比较渠道互补输出数量高级控制 AD16C4T 16 位通用 A GP32C4T 32 位通用 B GP16C4T 16 位向上向下上下向上向下上下向上向下上下 1 to 支持支持 to 支持支持 4 不支持 1 1 to 支持支持 4 不支持 3 通用 C GP16C2T 16 位向上 1 to 支持支持基本 BS16T 16 位向上 1 to 支持支持 x 不支持 1 表 2-2 定时器功能 V1.0 18/42

19 高级控制定时器 (AD16C4T) 16 位递增, 递减, 递增 / 递减自动加载计数器 16 位可编程预分频器, 可在定时器运行中对计数器工作时钟进行 1 到间的任意分频带有四个独立信道, 每个信道支持以下功能输入捕获输出比较 PWM 产生 ( 边沿与中央对齐模式 ) 单脉冲输出通道 1~3 支持互补输出, 死区时间可配同步电路用于外部信号控制定时器及内部互联多个定时器在给定数目的计数周期之后更新重复计数寄存器支持刹车功能, 刹车后定时器输出状态可控支持中断 /DMA: 更新事件 : 计数器上溢 / 下溢, 计数器初始化 ( 通过软件或内 / 外部触发 ) 触发事件 ( 计数器起始停止初始化或内 / 外触发计数 ) 通信事件输入捕获输出比较刹车输入支持增量 ( 正交 ) 编码及霍尔电路进行定位触发输入可对外部时钟或周期性电流管理在调试模式下, 定时器可被冻结通用定时器 16 位 4 通道 (GP16C4T) 16 位递增, 递减, 递增 / 递减自动加载计数器 16 位可编程预分频器, 可在定时器运行中对计数器工作时钟进行 1 到间的任意分频带有四个独立信道, 每个信道支持以下功能输入捕获输出比较 PWM 产生 ( 边沿与中央对齐模式 ) 单脉冲输出同步电路用于外部信号控制定时器及内部互联多个定时器以下事件中产生中断 /DMA: 更新事件 : 计数器上溢 / 下溢, 计数器初始化 ( 通过软件或内 / 外部触发 ) V1.0 19/42

20 触发事件 ( 计数器起始, 停止, 初始化或由内部 / 外部触发计数 ) 输入捕获输出比较支持增量 ( 正交 ) 编码及霍尔电路进行定位触发输入可对外部时钟或周期性电流管理在调试模式下, 定时器可被冻结通用定时器 32 位 4 通道 (GP32C4T) 32 位递增, 递减, 递增 / 递减自动加载计数器 16 位可编程预分频器, 可在定时器运行中对计数器工作时钟进行 1 到间的任意分频带有四个独立信道, 每个信道支持以下功能输入捕获输出比较 PWM 产生 ( 边沿与中央对齐模式 ) 单脉冲输出同步电路用于外部信号控制定时器及内部互联多个定时器以下事件中产生中断 /DMA: 更新事件 : 计数器上溢 / 下溢, 计数器初始化 ( 通过软件或内 / 外部触发 ) 触发事件 ( 计数器起始, 停止, 初始化或由内部 / 外部触发计数 ) 输入捕获输出比较支持增量 ( 正交 ) 编码及霍尔电路进行定位触发输入可对外部时钟或周期性电流管理在调试模式下, 定时器可被冻结通用定时器 16 位 2 通道 (GP16C2T) 16 位递增自动加载计数器 16 位可编程预分频器, 可在定时器运行中对计数器工作时钟进行 1 到间的任意分频带有兩个独立信道, 每个信道支持以下功能输入捕获输出比较 PWM 输出单脉冲输出通道 1 支持互补输出, 死区时间可配同步电路用于外部信号控制定时器及内部互联多个定时器 V1.0 20/42

21 在给定数目的计数周期之后更新重复计数寄存器支持刹车功能, 刹车后定时器输出状态可控支持中断 /DMA: 更新 : 计数器上溢, 计数器初始化 ( 通过软件或内部 / 外部触发 ) 触发事件 ( 计数器起始, 停止, 初始化或由内部 / 外部触发计数 ) 通信事件输入捕获输出比较刹车输入在调试模式下, 定时器可被冻结基本定时器 (BS16T) 16 位自动加载递增计数器 16 位可编程预分频器, 可对计数器工作时钟进行 1 到的任意分频 ( 运行中也可以 ) 计数上溢更新事件产生中断 /DMA 请求在调试模式下, 定时器可被冻结实时时钟 (RTC) 及备份域 Real Time Clock (RTC) 可提供使用者准确的时间以及日期信息, 这些信息皆以 BCD 的格式储存在 RTC 控制寄存器内, 同时提供使用者自行设定闹铃功能 RTC 的 CLK 来源也分为 3 种供使用者选择, 这 3 种 CLK 分别为外部 kHz 的晶体震荡器内部约 32kHz 的 RC 震荡器以及 PLL 所使用的参考 CLK 当 MCU 处在低耗电模式时,RTC 仍可继续提供准确的时间信息当 MCU 进入睡眠模式, 并关闭 APB 区的电源时, 会让 RTC 控制寄存器内的时间信息被清除, 因此当 MCU 被唤醒时若要读取日期以及时间信息的话, 需要额外等待 1 秒的时间让 RTC 同步备份寄存器区的时间信息, 或是直接通过备份寄存器读取日期与时间 V1.0 21/42

22 通信内部集成电路 (I2C) I2C 是两线双向的串行传输总线, 提供了一种简单有效的方法来实现设备之间的数据交换 I2C 标准是一个多主机总线包括冲突检测与仲裁, 如果两个或两个以上的主机试图同时控制总线时, 其仲裁可以防止数据损坏在此提供了标准模式 (Sm) 快速模式 (Fm) 与极快速模式 (Fm+) 供使用者选择并且也提供 SMBus( 系统管理总线 ) 与 PMBus( 电源管理总线 ) 串行外设接口 /I2S 音频 (SPI/I2S) SPI /I2S 接口可用于使用 SPI 协议或 I2S 音频协议与外部设备通信 SPI 或 I2S 模式可通过软件选择器件复位后, 默认选择 SPI 模式串行外设接口 (SPI) 协议支持与外部设备的半双工, 全双工和单工同步串行通信接口可以配置为主设备, 在这种情况下, 它为外部从设备提供通信时钟 (SCK) 该接口还能够在多主机配置中运行 Inter-IC 音频 (I2S) 协议也是同步串行通信接口它可以通过半双工通信在从机或主机模式下运行通过组合两个 I2S 块可以实现全双工操作它可以满足四种不同的音频标准, 包括 Philips I2S 标准,MSB 和 LSB 对齐标准以及 PCM 标准通用串行总线 (USB) USB 模块是一个 USB 2.0 全速设备控制器它兼容 USB2.0 全速设备的规格并且支持控制 / 批量 / 中断 / 同步类型传输 USB 控制器可以用在各种不同的环境它可以用来作为一个全速或者低速 USB 外围设备连接到一个常规的 USB 主机在一个点对点的设置 / 应用中它可以被用作一个主机或者外围设备通过 DMA 访问 FIFO 可以使来自系统软件的干扰降到最小 USB 设备模式支持 6 个端点地址, 所有端点地址都有一个输入和一个输出端点另外还有 1 个控制端点 0 该设备控制器主要有两个接口:AHB 总线和来自 USB PHY 收发器的 USB 总线 CPU 可以通过 AHB 总线编程控制寄存器有一个内部 1 KB 的 SRAM FIFO 缓冲器作为本控制器的数据缓冲区 V1.0 22/42

23 通用异步收发器和简易通用异步收发器 (UART and SUART) 通用异步收发器 (UART) 提供了一个灵活的方式, 使 MCU 可以与外部设备通过工业标准 NRZ 的形式实现全双工异步串行数据通讯 UART 可以使用分数波特率发生器, 提供了超宽的波特率设置范围 UART 支持异步通讯模式和半双工单线通讯, 也支持 LIN( 局域互联网络 ), 智能卡协议和 IrDA( 红外数据协会 )SIR ENDEC 规范,modem 流控操作 (CTSn/RTSn), 同时还支持多机通讯方式可以使用 DMA 实现多缓冲区设置, 从而能够支持高速数据通讯 UART 模式 / 特性 UART SUART 调制解调器操作 (CTS/RTS) v v 利用 DMA 进行连续通信 v v 多处理器通信 v v 智能卡模式单线半双工通信 IrDA SIR ENDEC 功能模块本地互联网络模式接收超时中断 Modbus 通信 v v v v v v 自动波特率检测 v v 驱动使能 v v UART 数据长度 5, 6, 7, 8, 9bits 表 2-3 UART/SUART 具体功能配置 V1.0 23/42

24 模拟模数转换 (ADC) 模数转换器 (ADC) 是将连续模拟电压转换为离散数字电压的外设 ADC 包含一个 12 位逐次逼近型模数转换器 (SAR A / D 转换器 ), 支持 4 阶 PGA( 最大 8 倍 ), 带有 16 个外部输入信道每个 ADC 模块都支持四个可编程序列发生器, 无需控制器干预即可对多个模拟输入源进行采样 A / D 转换器支持三种工作模式 : 单模, 单周扫描模式和连续扫描模式每个采样序列都提供灵活的编程, 具有完全可配置的输入源, 触发事件和中断温度传感器 (TEMP) 温度传感器可生成与温度成线性变化的电压, 并将电压转换为数字量输出模拟比较器 (CMP) 模拟比较器是一个外围设备, 它可以比较两个模拟电压的值, 并以逻辑输出的形式显示比较结果模拟比较器支持两个单独的比较器 (CA0 和 CA1), 每个比较器可以向设备管脚提供输出并替换电路板上的模拟比较器 CA 可以用来通过中断触发 ADC, 或者通知应用程序开始捕获样本序列独立的外部参考电压两个单独的模拟比较器共享内部参考电压可编程去抖计数器数模转换器 (DAC) DAC 模块是一个 12 位电压输出数模转换器 DAC 可以与 DMA 控制器结合使用 DAC 有一个输出信道和自己的转换器 DAC 模块提供以下功能 : 12 位 DAC 变换器支持外部,RTC, 定时器, 比较器和软件触发转换支持高达 200 khz 的转换频率 DMA 功能提供锯齿波和三角波的产生提供数据输出反转功能 V1.0 24/42

25 第 3 章管脚说明 3. 1 管脚图 VDD VSS PB PB PB PB ES32F0271LT PB0 PC5 PC PA PA PA PA4 PD PD PA VREF PC13 PC14_LOSCI PC15_LOSCO PD14_HOSCI PD15_HOSCO PD13_NRST PC0 PC1 PC2 PC3 VSSA VDDA PA0 PA1 PA2 VDDUSB VSS5 PA13 PA12 PA11 PA10 PA9 PA8 PC9 PC8 PC7 PC6 PB15 PB14 PB13 PB12 PA14 PA15 PC10 PC11 PC12 PD2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PD3 PB8 PB9 LQFP64 VSS5 VDD5 图 3-1 ES32F Pin LQFP 封装图 V1.0 25/42

26 VDDUSB VSS5 PA13 PA12 PA11 PA10 PA9 PA8 PB15 PB14 PB13 PB PA14 PA15 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PD3 PB8 PB9 VSS5 VDD ES32F0271LQ LQFP VDD5 VSS5 PB11 PB10 PB2 PB1 PB0 PA7 PA6 PA5 PA4 PA VREF PC13 PC14_LOSCI PC15_LOSCO PD14_HOSCI PD15_HOSCO PD13_NRST VSSA VDDA PA0 PA1 PA2 图 3-2 ES32F Pin LQFP 封装图 VDDUSB PA13 PA12 PA11 PA10 PA9 PA8 VDD PA14 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PB8 VSS ES32F0271LK LQFP PB2 PB1 PB0 PA7 PA6 PA5 PA4 PA VDD5 PC14_LOSCI PC15_LOSCO PD13_NRST VDDA PA0 PA1 PA2 图 3-3 ES32F Pin LQFP 封装图 V1.0 26/42

27 PA PB PB PB5 PB PB7 PB PB VDD5 PC14_LOSCI PC15_LOSCO PD13_NRST VDDA PA0 PA1 PA2 VDDUSB PA13 PA12 PA11 PA10 PA9 PA8 VDD5 PB2 PB1 PB0 ES32F0271NK PA7 PA6 QFN32 PA5 PA4 PA3 图 3-4 ES32F Pin QFN 封装图 V1.0 27/42

28 3. 2 管脚功能定义脚位定义 : P: 电源管脚 G: 接地管脚 I/O: 输入 / 输出管脚引脚 LQFP64 LQFP48 LQFP32 QFN32 引脚名引脚类注型备替代函数模拟函数 VREF P PC13 I/O - I2S_CLK1, ADC_TSDA[0] PC14_LOSCI I/O - - LOSCI PC15_LOSCO I/O - - LOSCO PD14_HOSCI I/O - - HOSCI PD15_HOSCO I/O - - HOSCO PD13_NRST I/O - - NRST PC00 I/O - SPI2_SCK, SUART2_TX, ADIN10 GP16C4T3_CH PC01 I/O - SPI2_NSS, SUART2_RX, ADIN11 GP16C4T3_CH PC02 I/O - SPI2_MISO, SUART2_CTS, ADIN12 GP16C4T3_CH PC03 I/O - SPI2_MOSI, SUART2_RTS_DE, GP16C4T3_ETR, ADIN13 GP32C4T1_ETR VSSA G VDDA P SPI2_SCK, UART2_CTS, PA00 I/O - GP16C2T1_BKIN, CMP1_OUT GP32C4T1_CH1, ADIN0, GP32C4T1_ETR, CMPIP PA01 I/O PA02 I/O PA03 I/O - SPI2_NSS, I2C2_SMBA, UART2_RTS_DE, GP32C4T1_CH2, GP16C4T1_ETR, GP16C2T1_CH1N SPI2_MOSI, I2C2_SCL, UART2_TX, GP32C4T1_CH3, GP16C4T1_CH1, GP16C2T1_CH1, CMP2_OUT SPI2_MISO, I2C2_SDA, UART2_RX, GP32C4T1_CH4, GP16C4T1_CH2, GP16C2T1_CH2 ADIN1, CMPIN1 ADIN2, CMPIP2 ADIN3, CMPIN PD00 I/O - GP16C4T1_CH PD01 I/O - GP16C4T1_CH4 - SPI1_NSS, UART2_CK, PA04 I/O - GP16C2T4_CH1, TRIM_EXCLK GP16C4T2_ETR, ADIN4, GP16C4T1_CH1, DAC_OUT V1.0 28/42

29 LQFP64 LQFP48 引脚 LQFP32 QFN32 引脚名引脚类注型备替代函数模拟函数 PA05 I/O - SPI1_SCK, GP32C4T1_ETR, GP16C4T2_CH3, GP16C4T1_CH2, ADIN5 GP16C2T2_CH1N, GP32C4T1_CH PA06 I/O - SPI1_MISO, SUART1_CTS, GP16C4T2_CH1, GP16C4T1_CH3, ADIN6 GP16C2T2_CH1, AD16C4T1_BKIN, CMP1_OUT PA07 I/O - SPI1_MOSI, GP16C2T4_CH1, GP16C4T2_CH2, GP16C4T1_CH4, ADIN7 GP16C2T3_CH1, AD16C4T1_CH1N, CMP2_OUT PC04 I/O - SUART1_TX, GP16C4T1_ETR ADIN PC05 I/O - SUART1_RX ADIN PB00 I/O PB01 I/O PB02 I/O PB10 I/O PB11 I/O - UART1_TX, GP16C4T2_CH3, GP16C2T1_BKIN, AD16C4T1_CH2N UART1_RX, SUART1_RTS_DE, GP16C4T2_CH4, GP16C2T4_CH1, GP16C2T1_CH2, AD16C4T1_CH3N I2C2_SMBA, GP16C4T3_CH3, GP16C2T1_CH1 SPI2_SCK, I2C2_SCL, SUART1_TX, GP32C4T1_CH3, GP16C4T3_CH4, AD16C4T1_CH4 I2C2_SDA, SUART1_RX, GP32C4T1_CH4, GP16C4T3_CH3, AD16C4T1_CH VSS5 G VDD5 P PB12 I/O SPI2_NSS, I2C2_SMBA, SUART1_RTS_DE, GP16C2T3_CH1, - GP16C2T4_CH1, AD16C4T1_BKIN PB13 I/O SPI2_SCK, I2C2_SCL, SUART1_CTS, GP16C4T1_CH1, - GP16C2T2_CH1, GP16C2T4_CH1N, AD16C4T1_CH1N PB14 I/O - SPI2_MISO, I2C2_SDA, SUART1_RTS_DE, GP16C4T1_CH2, GP16C2T1_CH1, - ADIN8, WKUP0 ADIN9, WKUP1 WKUP2 - - V1.0 29/42

30 LQFP64 LQFP48 引脚 LQFP32 QFN32 引脚名引脚类注型备替代函数模拟函数 GP16C2T4_CH2, AD16C4T1_CH2N, RTC_OUT PB15 I/O - SPI2_MOSI, UART3_CK, GP16C2T1_CH2, GP16C2T1_CH1N, - GP16C2T4_BKIN, AD16C4T1_CH3N, USB_CID PC06 I/O - UART3_TX, GP16C4T2_CH PC07 I/O - UART3_RX, GP16C4T2_CH PC08 I/O - UART3_CTS, GP16C4T2_ETR, - GP16C4T2_CH PC09 I/O - UART3_RTS_DE, GP16C4T1_ETR, - GP16C4T2_CH PA08 I/O - I2S_CLK2, UART1_CK, GP16C2T3_CH1, AD16C4T1_CH1, - MUX_CLK_OUT, ADC_TSVALID PA09 I/O - UART1_TX, GP16C2T1_BKIN, GP16C2T3_CH1N, AD16C4T1_CH2, - MUX_CLK_OUT, ADC_TSDA[11] PA10 I/O - UART1_RX, GP16C2T3_BKIN, AD16C4T1_CH3, - USB_CID, ADC_TSDA[10] PA11 I/O - SPI1_MISO, UART1_CTS, AD16C4T1_CH4, USB_DM CMP1_OUT PA12 I/O - SPI1_MOSI, UART1_RTS_DE, AD16C4T1_ETR, USB_DP CMP2_OUT PA13 I/O - SWDIO, IR_OUT, GP16C2T3_CH2, AD16C4T1_CH1, - USB_CID, ADC_TSDA[9] VSS5 G VDDUSB P PA14 I/O - SWCLK, UART2_TX, GP16C4T2_CH4, AD16C4T1_BKIN, - CMP1_OUT, ADC_TSDA[8] PA15 I/O - SPI1_NSS, UART2_RX, GP32C4T1_ETR, GP32C4T1_CH1, - GP16C4T2_CH3, CMP2_OUT, ADC_TSDA[7] PC10 I/O - SUART1_TX - V1.0 30/42

31 LQFP64 LQFP48 引脚 LQFP32 QFN32 引脚名引脚类注型备替代函数模拟函数 PC11 I/O - SUART1_RX PC12 I/O - I2C1_SCL PD02 I/O - I2C1_SDA, SUART1_RTS_DE, - GP16C4T2_ETR PB03 I/O - SPI1_SCK, GP32C4T1_CH2, GP16C2T2_CH2, WKUP3 AD16C4T1_CH3N, ADC_TSDA[6] PB04 I/O - SPI1_MISO, GP16C4T2_CH1, AD16C4T1_CH2N, WKUP4 ADC_TSDA[5] PB05 I/O - SPI1_MOSI, I2C1_SMBA, GP16C4T2_CH2, GP16C4T3_CH1, WKUP5 GP16C2T2_BKIN, AD16C4T1_CH1N, ADC_TSDA[4] PB06 I/O - I2C1_SCL, UART1_TX, GP16C4T3_ETR, GP16C2T2_CH1N, WKUP6 AD16C4T1_CH3, ADC_TSDA[3] PB07 I/O - I2C1_SDA, UART1_RX, GP16C4T3_CH2, GP16C2T3_CH1N, WKUP7 AD16C4T1_CH2, ADC_TSDA[2] PD03 I/O - SPI1_MOSI, I2C1_SMBA, AD16C4T1_CH1, - ADC_TSDA[1] PB08 I/O - I2C1_SCL, IR_OUT, GP16C4T3_CH1, - GP16C2T2_CH1, AD16C4T1_BKIN PB09 I/O - SPI2_NSS, I2C1_SDA, IR_OUT, GP16C4T3_CH2, - GP16C2T3_CH1, AD16C4T1_ETR VSS5 G VDD5 P 表 3-1 ES32F0271 的管脚功能定义 V1.0 31/42

32 第 4 章存储器映射图 0x4800_0FFF 0x4800_0000 GPIO A/B/C/D AHB2 reserved 0x4002_4000 0xFFFF_FFFF 0xE00F_FFFF 0xE000_0000 reserved Cortex M0 Internal Peripherals reserved 0x4002_3C00 0x4002_3800 0x4002_3400 0x4002_3000 0x4002_2400 0x4002_2000 0x4002_1C00 0x4002_1800 0x4002_1400 0x4002_1000 HDIV USB AES CRC reserved Flash Interface reserved RTC SYSCFG RCU AHB1 0x4800_1000 0x4002_0000 0x4001_0000 0x4000_0000 0x2000_0000 0x1FFF_E000 0x1000_0000 0x0800_0000 0x0000_0000 AHB Peripherals APB Peripherals 2 APB Peripherals 1 SRAM Flash Information SROM Flash Main Main 0x4000_0000 0x2000_2000 0x2000_1000 0x2000_0000 0x1FFF_FFFF 0x1FFF_FC00 0x1FFF_F800 0x1FFF_E000 0x1FFF_DFFF 0x1000_1000 0x1000_0000 0x0FFF_FFFF 0x0801_0000 0x0800_0000 0x07FF_7FFF 0x0000_FFFF 0x0000_0000 reserved SRAM2 SRAM1 Option2 Bytes (programmable) Option1 Bytes Boot Loader Memory reserved SROM(Library) reserved Main Flash Memory reserved Main Flash Memory, System Memory or SRAM Depending on BOOT Configuration 0x4002_0400 0x4002_0000 0x4001_6000 0x4001_5C00 0x4001_5000 0x4001_4000 0x4001_3C00 0x4001_3800 0x4001_3400 0x4001_3000 0x4001_2C00 0x4001_2800 0x4001_2400 0x4001_0800 0x4001_0400 0x4000_6000 0x4000_5C00 0x4000_5400 0x4000_4C00 0x4000_4400 0x4000_3C00 0x4000_3800 0x4000_3400 0x4000_3000 0x4000_2C00 reserved DMA1 reserved Comparator reserved GP16C2T 1/2/3/4 reserved UART1 reserved SPI1 / I2S1 AD16C4T1 reserved ADC reserved EXTI reserved DAC I2C1/2 SUART1/2 UART2/3 reserved SPI2/I2S2 reserved IWDT WWDT APB2 APB1 0x4000_1400 reserved 0x4000_1000 BS16T1 0x4000_0400 GP16C4T1/2/3 0x4000_0000 GP32C4T1 图 4-1 存储器映射 V1.0 32/42

33 第 5 章电气特性 5. 1 参数特性表芯片工作条件最大标称值参数符号条件标称值单位电源电压 VDD5 VSS=0V -0.3 ~ 7.5 V 管脚输入电压 V IN VSS=0V -0.3 ~ VDD+0.3 V 管脚输出电压 V OUT VSS=0V -0.3 ~ VDD+0.3 V VDD5 管脚最大输入电流 I MAXVDD5 VDD5=5.0V, ma VSS5 管脚最大输出电流 I MAXVDD5 VDD5=5.0V, ma 芯片存储温度 T STG ~ 125 芯片工作条件表参数符号条件最小值最大值单位芯片工作温度 T OPR 芯片工作电压 VDD V AHB 总线频率 F HCLK MHz APB 总线频率 F PCLK MHz 芯片功能模块工作电压范围表参数符号工作温度 VDD5 电压备注 ADC(PGA) 工作电压 V ADC -40~ ~ 5.5V DAC 工作电压 V DAC -40~ ~ 5.5V VREFEN=0 VREFEN=1,VREF VDD5 VREFEN=0 VREFEN=1,VREF VDD5 CMP 工作电压 V CMP -40~ ~ 5.5V - USB 工作电压 V USB -40~ ~ 5.5V USBEN=1, 使用內部 LDO V1.0 33/42

34 芯片特性参数测量方法芯片功耗参数测量方法 A V + VDD5 VSS5 ES32F DC 电源芯片功耗测量连接示意图芯片 IO 端口参数测量方法 A + I IO 端口 ( 输出低电平 ) A + I IO 端口 ( 输出高电平 ) + DC 电源 + V ES32F DC 电源 + V ES32F0271 测量 V OL /I OL 测量 V OH /I OH 芯片 IO 端口输出特性参数测量连接示意图 V1.0 34/42

35 芯片功耗特性芯片功耗特性参数表参数符号条件最小值典型值最大值单位芯片供电电压 VDD5-40 ~ V 芯片静态电流 I DD 5V/25,I/O 端口输入低电平, NRST= ma Sleep 模式芯片电流 I PD0 5V/25,F HCLK=LRC μa Stop (DeepSleep) 模式芯片电流 I PD1 5V/25,F HCLK=LRC μa Standby0 模式芯片电流 I PD2 5V/25, 保持 SRAM2 电源 na Standby1 模式芯片电流 I PD3 5V/25, 关闭内部 LDO na Shutdown 模式芯片电流 I PD4 5V/25, 关闭内部 BGP na 5V/25, 外设模块均工作,I/O I OP1 端口输出固定电平, 无负载, 系 ma 正常运行模式芯片电流统时钟为 4MHz HRC 5V/25, 外设模块均工作,I/O I OP2 端口输出固定电平, 无负载, 系统时钟为 4MHz HOSC ma 芯片功能模块功耗特性参数表参数符号条件最小值典型值最大值单位 HOSC 模块电流 I HOSC 5V/25,8MHz μa HRC 模块电流 I HRC 5V/ μa LOSC 模块电流 I LOSC 5V/ μa LRC 模块电流 I LRC 5V/25, 包含 Power On Flow μa PLL0 模块电流 I PLL0 5V/25,F PLL0 = 48MHz μa PLL1 模块电流 I PLL1 5V/25,F PLL1 = 48MHz ma ADC 模块电流 I ADC 5V/ ma DAC 模块电流 I DAC 5V/ μa USB 模块电流 I USB 5V/25, 使用 LDO μa FLASH 编程电流 I PROG 5V/-40 ~ ma FLASH 擦除电流 I ERASE 5V/-40 ~ ma V1.0 35/42

36 芯片 IO 端口特性芯片输入端口特性表 ( 芯片工作温度范围 :-40 ~ 85 ) 参数符号条件最小值典型值最大值单位 PD11_NRST= NRST 功能 0.5*VDD5 - - V I/O 端口输入高电平 I/O 端口输入低电平 V IH V IL TTL I/Os,GPIOx_IST= V CMOS I/Os,GPIOx_IST=1 0.7*VDD5 - - V PD11_NRST= NRST 功能 *VDD5 V TTL I/Os,GPIOx_IST= V CMOS I/Os,GPIOx_IST= *VDD5 V I/O 端口施密特迟滞窗口 V HYS TTL I/Os,GPIOx_IST= V I/O 端口施密特迟滞窗口 V HYS CMOS I/Os,GPIOx_IST= V I/O 端口输入漏电流 I IL na I/O 端口弱上拉电阻 R PU kω I/O 端口弱下拉电阻 R PD kω 芯片输出端口特性表 ( 芯片工作温度范围 :-40 ~ 85 ) 参数符号条件最小值典型值最大值单位 I OH1 I/O 端口 ( 普通驱动 ) 输出高电平 ma I/O 端口 ( 大电流驱动 ) 输出高电平 I OH2 VDD5=5V, V OH=4V ma I OL1 I/O 端口 ( 普通驱动 ) 输出低电平 ma I/O 端口 ( 大电流驱动 ) 输出低电平 I OL2 VDD5=5V, V OL=0.4V ma V1.0 36/42

37 芯片系统时钟特性 HRC/LRC 内部时钟源特性表参数符号条件最小值典型值最大值单位 HRC 时钟频率 FHRC 2.0V VDD5 5.5V MHz HRC 起振时间 THRC 2.0V VDD5 5.5V μs LRC 时钟频率 FLRC 2.0V VDD5 5.5V KHz LRC 起振时间 TLRC 2.0V VDD5 5.5V μs HOSC/LOSC 外部时钟源特性表参数符号条件最小值典型值最大值单位 HOSC 时钟频率 FHOSC 2.0V VDD5 5.5V MHz HOSC 起振时间 THOSC 2.0V VDD5 5.5V ms LOSC 时钟频率 FLOSC 2.0V VDD5 5.5V KHz LOSC 起振时间 TLOSC 2.0V VDD5 5.5V μs PLL 0/1 锁相环特性表参数符号条件最小值典型值最大值单位 PLL0 输入时钟频率 FPLL0REF 2.0V VDD5 5.5V MHz PLL0 倍频输出时钟频率 FPLL0 2.0V VDD5 5.5V 4-48 MHz PLL0 锁频时间 TLOCK0 2.0V VDD5 5.5V μs PLL1 输入时钟频率 FPLL1REF 2.0V VDD5 5.5V MHz PLL1 倍频输出时钟频率 FPLL1 2.0V VDD5 5.5V MHz PLL1 锁频时间 TLOCK1 2.0V VDD5 5.5V μs 芯片功能模块特性 ADC 模块特性表 (PGA) 参数符号条件最小值典型值最大值单位分辨率 RES VDD5=5V Bit 参考电压范围 V REF 2.4V VDD5 5.5V VDD5 V 模拟电压输入范围 V IN1 VDD5=VREF VREF-0.15 V 模拟电压输入范围 V IN2 VDD5>VREF VREF V 输入电容 C IN nf 模拟通道推荐输入电阻 R IN MΩ AD 转换时钟周期 T AD ns AD 转换时间 ( 包括采样时间 ) T CONV T AD 差分线性度 DNL LSB 失调误差 V OFFSET mv V1.0 37/42

38 第 6 章封装信息 6. 1 LQFP64 封装尺寸图 D 64 D1 49 A3 A2 A 1 48 c E1 E θ A1 L L b e 标号公制 (mm) MIN NOM MAX A 1.60 A A A b c D D E E e 0.40BSC L L1 1.00REF θ 0 7 V1.0 38/42

39 6. 2 LQFP48 封装尺寸图 D A3 A2 A D1 c θ A1 E1 E L L b e 24 标号公制 (mm) MIN NOM MAX A 1.60 A A A b c D D E E e 0.50BSC L L1 1.00REF θ 0 7 V1.0 39/42

40 6. 3 LQFP32 封装尺寸图 24 D D E1 E A3 c1 A2 A 32 9 θ A1 1 8 b e L L1 标号公制 (mm) MIN NOM MAX A 1.60 A A A b c D D E E e 0.80BSC L L1 1.00REF θ 0 7 V1.0 40/42

41 6. 4 QFN32 封装尺寸图 D D1 A1 A3 E1 E k A e b L 标号公制 (mm) MIN MAX A A A REF D E D E k 0.300REF b e 0.500BSC L V1.0 41/42

42 第 7 章产品信息产品型号说明如下 : Example: ES32F x x Pin Number T 64pin Q 48pin K 32pin Package L LQFP N QFN Flash 1 64K Partnumber 27 partnumber Core 0 Cotex-M0 Device Family ES32F 32-Bit MCU based on ARM Core V1.0 42/42

基于 ARM Cortex-M0 的 ES32F065x 系列 MCU 内核 ARM 32 位 Cortex-M0 CPU 最高频率可达 48MHz 存储最大 256K Byte FLASH 存储器最大 32K Byte SRAM 数据存储电源复位芯片工作电压范围 : 2.2V 5.5V P

32 位 MCU ES32F0654 ES32F0653 产品简介产品简介数据手册参考手册上海东软载波微电子有限公司 2018-11-20 V1.0 1/22 基于 ARM Cortex-M0 的 ES32F065x 系列 MCU 内核 ARM 32 位 Cortex-M0 CPU 最高频率可达 48MHz 存储最大 256K Byte FLASH 存储器最大 32K Byte SRAM

修订历史 版本修改日期更改概要 V 初版 V1.0 2/42

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