STM32

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动瑭贾
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1 应用笔记 STM32 微控制器应用的移植和兼容性指南前言对于 STM32 微控制器应用的设计人员而言, 将一种微控制器类型轻松替换成同一产品系列的另一种微控制器非常重要随着产品要求不断提高, 对存储器大小或 I/O 数量的需求也相应增加, 因此设计人员经常需要将应用程序移植到其它微控制器另一方面, 为了降低成本, 用户可能被迫转换为更小的元件并缩减 PCB 面积本应用笔记旨在帮助您分析从基于 STM32 的现有设计移植到快速增长的 STM32 系列中的任意一种其它微控制器类型所需的步骤为了节省时间, 本应用笔记将所有重要的信息归纳在了一起, 并列出了需要注意的重要事项此处包含的所有信息对您的首个 STM32 设计同样极为有价值, 虽然您不会立即关注移植项目现在研究这些问题将有助于您通过从一开始即针对兼容性进行设计来着手满足所有未来的需求要使用本应用笔记, 您需要具备 STM32 的一般性知识, 可通过 STM32 系列参考手册 STM32 数据表以及 STM32 Flash 程序存储器编程手册来了解这些知识本应用笔记简要介绍了整个 STM32 系列, 并显示了在规划新设计或执行移植时首先需要考虑的各个方面对微控制器模块和外设进行了分组, 它们要么或与增强功能兼容, 要么按系列类型加以呈现不过, 欲了解 STM32 系列之间移植指南的详细信息, 请参阅单独的文档请参阅以下其中一个文档 : AN3427 将应用程序从 STM32F1 系列移植到 STM32F2 系列 AN3422 将应用程序从 STM32F1 系列移植到 STM32L1 系列 AN4088 将应用程序从 STM32F1 系列移植到 STM32F0 系列表 1. 适用的产品类型微控制器料号 STM32F0 STM32F1 STM32F2 STM32F4 和 STM32L1 系列 2012 年 05 月文档 ID 第 3 版 1/15

2 目录 AN3364 目录 1 如何在 STM32 系列间移植 STM32 系列总览 STM32 产品系列特性比较 STM32 产品交叉兼容性软件移植版本历史 /15 文档 ID 第 3 版

3 表格索引表格索引表 1. 适用的产品表 1. STM32 系列概述表 2. STM32 F1 与 F0 系列外设兼容性分析对比表 3. STM32 F1 与 F2 系列外设兼容性分析对比表 4. STM32 F1 与 F4 系列外设兼容性分析对比表 5. STM32 F1 与 L1 系列外设兼容性分析对比表 6. 文档版本历史文档 ID 第 3 版 3/15 3

4 如何在 STM32 系列间移植 AN 如何在 STM32 系列间移植 1.1 STM32 系列总览 STM32 平台为获得广泛且不断增长的产品组合打下了坚实的基础随着适合各种新应用的新产品的推出, 整个 STM32 产品系列目前包含多个系列, 其中包括 STM32F0 STM32F1 STM32F2 STM32F4 和 STM32L1, 每个系列都专门针对一个特定的领域 : STM32F0:F0 系列为使用 8 位和 16 位微控制器的应用架设了一座桥梁, 使其可以在经济型终端产品中获得先进的高端特性 F0 系列可以为家庭娱乐产品电器和工业设备提供无与伦比的灵活性与可扩展性 STM32F1: 通用型 F1 系列所适用的应用范围很广, 无论是最低端的价格敏感型设计, 还是占用大量内存的计算密集型设计, 都能够适用 F1 系列是一个完整的系列, 其成员的引脚软件和功能都小容量器件包括 Flash 容量介于 16 KB 和 32 KB 之间的 STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器中等容量器件包括 Flash 容量介于 32 KB 和 128 KB 之间的 STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器大容量器件包括 Flash 容量介于 256 KB 和 512 KB 之间的 STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器超大容量器件包括 Flash 容量介于 768 KB 和 1024 KB 之间的 STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器互连型器件包括 Flash 容量介于 64 KB 和 256 KB 之间的 STM32F105xx 和 STM32F107xx 微控制器中等容量超值型器件包括 Flash 容量介于 64 KB 和 128 KB 之间的 STM32F100xx 微控制器大容量超值型器件包括 Flash 容量介于 128 KB 和 512 KB 之间的 STM32F100xx 微控制器 STM32F2:F2 系列可以为计算密集型应用提供最高的性能和先进的连接性 F2 系列与 F1 系列二者之间保持兼容 STM32F4: 基于 ARM Cortex -M4 的 F4 系列扩充了业界领先的 STM32 产品组合, 具有更高的性能与 STM32 F2 系列一样, 这些 MCU 利用 ST 的 90 nm NVM 技术和 ST 的 ART Accelerator, 从 Flash 中以大小为 168 MHz 的工作频率执行代码, 取得了基于 Cortex-M 的微控制器行业最高的 210 DMIPS/469 Coremark 基准评分 STM32L1: 适用于功耗敏感型力求实现绝对最低功耗的超低功耗应用 L1 系列与 F1 系列二者之间保持兼容中等容量器件包括 Flash 容量介于 64 KB 和 128 KB 之间的 STM32L151xx 和 STM32L152xx 微控制器中容量增强型器件包括 Flash 容量为 256 KB 的 STM32L151xx STM32L152xx 和 STM32L162xx 微控制器大容量器件包括 Flash 容量为 384 KB 的 STM32L151xx STM32L152xx 和 STM32L162xx 微控制器 4/15 文档 ID 第 3 版

5 如何在 STM32 系列间移植除非另行指定, 否则, 在本文档的其余部分中, 术语 F0 STM32F0 和 STM32F0xx 用于表示 STM32F0 系列术语 F1 STM32F1 和 STM32F10x 用于表示 STM32F1 系列术语 F2 STM32F2 和 STM32F2xx 用于表示 STM32F2 系列术语 F4 STM32F4 和 STM32F4xx 用于表示 STM32F4 系列术语 L1 STM32L1 和 STM32L1xx 用于表示 STM32L1 系列 STM32 产品系列特性比较表 1. STM32 系列概述外设 STM32 系列 F1 L1 F2 F0 F4 内核 Cortex-M3 r1p1 仅限超大容量器件中的 MPU 带 MPU 的 Cortex-M3 r2p0 带 MPU 的 Cortex-M3 r2p0 Cortex-M0 带 FPU 和 MPU 的 Cortex-M4 r0p1 FLASH 16 / 32 / 64 / 128 / 256 / 384 / 512 / 768KB - 1 MB 64/128 KB 128 / 256 / 512 / 786 / 1024 KB 64 KB 512 / 1024 KB SRAM 6 / 10 / 20 / 24 / 32 / 48 / 64 / 96 KB 10/16 KB 64/96/128 KB 8 KB KB FSMC 有无有无有最大 CPU 频率 24 / 36 / 48 / 72 MHz, 具体取决于所使用的产品线 32 MHz 120 MHz 48 MHz 168 MHz 工作电压 2.0 V 到 3.6 V 1.65 V 到 3.6 V 1.8 V 到 3.6 V 2.0 V 到 3.6 V 1.8 V 到 3.6 V 自举程序互连型 : USART1/2 CAN2 DFU (OTG FS 设备 ) 其它产品线 : USART1 中等容量 : USART1/2 中容量增强型和大容量 : USART1/2 + DFU(USB 设备 FS) USART1/3 CAN2 DFU (OTG FS 设备 ) USART1/2 USART1/3 CAN2 DFU (OTG FS 设备 ) 高级 4 通道 (3 路比较输出 ) 多达 2 个无定时器通用型多达 10 个 7 多达 10 个 5(16 位 ) 1(32 位 ) 10 4 通道多达 4 个 4 多达 4 个通道多达 2 个 1 多达 2 个 1( 带 1 路比较输出 ) 2 1 个通道多达 4 个 2 多达 4 个 1 + 2( 带 1 路比较输出 ) 4 基本型多达 2 个文档 ID 第 3 版 5/15 14

6 如何在 STM32 系列间移植 AN3364 表 1. STM32 系列概述 ( 续 ) 外设 STM32 系列 F1 L1 F2 F0 F4 RTC 计数器硬件日历硬件日历硬件日历 + 亚秒 SPI(I2S) 多达 3(2) 2 3(2) 2(1) 3(2) TI 模式无无有有有硬件日历 + 亚秒最大频率最高 18 Mb/s 最高 16 Mb/s 最高 15 或 30 Mb/s 最高 18 Mb/s 最高 37.5 Mb/s COM 音频频率 8 khz 到 96 khz 无 8 khz 到 192 khz 8 khz 到 192 khz I2C 多达 2 个最大频率 400 khz 400 khz 400 khz 1 Mb/s 400 khz USART 多达 3 个 UART 多达 2 个无 khz 到 192 khz 最大频率 2.25 或 4.5 Mb/s 最高 4 Mb/s 3.75 或 7.5 Mb/s 6 Mb/s 10.5 Mb/s USB USB 设备 FS OTG FS USB 设备 FS OTG FS OTG HS CAN 多达 2 个无 2 无 2 SDIO 1 无 1 无 1 无无 OTG FS OTG HS CEC 多达 1 个无无 1 无以太网 MAC 有, 带 HW IEEE 1588 v1 无有, 带 HW IEEE1588 v2 无有, 带 HW IEEE1588 v2 GPIO 26/37/51/80/112 37/51/83 51/82/114/140 27/39/55 多达 140 个 12 位 ADC 多达 3 个最大采样频率 1 MSPS 1 MSPS 2 MSPS 1 MSPS 2.4 MSPS 通道数 10/16/21 通道 16/20/24 通道 16/24 通道 16+3 通道多达 24 个通道 12 位 DAC 最大采样频率 1 MS/s 1 MS/s 1 MS/s 1 MS/s 1 MS/s 通道数比较器无 2 无 2 无 LCD (COM x SEG) 无 4x44/ 8x40 无无无 DCMI 无无有无有加密 / 散列处理器无无有 DES 3DES AES 256 位 SHA-1 MD5 HMAC 无有 DES 3DES AES 256 位 SHA-1 MD5 HMAC 6/15 文档 ID 第 3 版

7 如何在 STM32 系列间移植表 1. STM32 系列概述 ( 续 ) 外设 STM32 系列 F1 L1 F2 F0 F4 RNG 无无有无有 UFQFPN32 VFQFPN36 LQFP48 LQFP48 LQFP48 VFQFPN48 VFQFN48 LQFP64 LQFP64 LQFP64 LQFP64 LQFP64 BGA64 WLCSP64 WLCSP64 封装 TFBGA64 WLCSP90 LQFP100 LQFP100 LQFP100 LQFP100 BGA100 BGA100 LFBGA100 LQFP144 LQFP144 LQFP144 BGA144 UFBGA176 UFBGA176 LQFP STM32 产品交叉兼容性 STM32 系列内置一组外设, 这组外设可分为三类 : 第一类是根据定义适用于所有产品的外设这些外设都, 因此它们具有的结构寄存器和控制位移植后, 无需进行任何固件更改, 便可在应用程序级别上保持的功能所有特性和行为均保持不变第二类是指由所有产品共用的外设, 但其中存在微小差别 ( 通常是对新特性的支持 ), 因此它们可以非常容易地从一个产品移植到另一个产品, 不需要进行任何重大的全新开发第三类是指从一个产品移植到另一个产品后发生显著变化的外设 ( 新架构新特性...) 对于这类外设, 若要进行移植, 需要在应用程序级别进行全新开发文档 ID 第 3 版 7/15 14

8 如何在 STM32 系列间移植 AN3364 表 2 到表 5 给出了此分类的总览 : 表 2. 外设 STM32 F1 与 F0 系列外设兼容性分析对比系列兼容性 F1 F0 注释引脚排列 SW 兼容性 SPI 有有 + 提供两个 FIFO,4 位到 16 位数据大小可供选择部分兼容 WWDG 有有特性 NA IWDG / IWWDG 有有 ++ 增加了窗口模式 NA 部分兼容 DBGMCU 有有无 JTAG, 无跟踪对于 SWD 部分兼容 CRC 有有 + 增加了反转功能和初始 CRC 值 NA 部分兼容 EXTI 有有 + 某些外设能够在停止模式下生成事件 CEC 有有 ++ 内核时钟, 仲裁丢失标志和自动发送重试, 多地址配置, 从停止模式唤醒部分兼容 DMA 有有 1 个具有 5 个通道的 DMA 控制器 NA TIM 有有 + 增强 PWR 有有 + 无 Vref,Vdda 可以大于 Vdd, 内核采用 1.8 模式 RCC 有有 + 专用于 ADC 的新 HSI14 对于同一特性对于振荡器,PD0 & PD1 => PF0 & PF1 部分兼容部分兼容 USART 有有 + 独立时钟源选择, 超时特性, 从停止模式唤醒 I2C 有有 ++ 缺陷修正,FM+, 从停止模式中唤醒, 数字滤波器 DAC 有有 + DMA 下溢中断 ADC 有有 ++ 模拟部分, 但有新的数字接口部分兼容 RTC 有有 ++ 亚秒精度, 数字校准电路, 用于事件保存的时间戳功能, 可编程闹钟对于同一特性新驱动程序 FLASH 有有 + 选项字节已修改 NA 部分兼容 GPIO 有有 ++ 新外设 4 个新 GPIO 部分兼容 CAN 有 NA NA NA NA USB FS 设备有 NA NA NA NA 8/15 文档 ID 第 3 版

9 如何在 STM32 系列间移植表 2. STM32 F1 与 F0 系列外设兼容性分析对比 ( 续 ) 外设系列兼容性 F1 F0 注释引脚排列 SW 兼容性以太网有 NA NA NA NA SDIO 有 NA NA NA NA FSMC 有 NA NA NA NA 触摸感应 NA 有 NA NA NA COMP NA 有 NA NA NA SYSCFG NA 有 NA NA NA 颜色说明 : = 新特性或新架构 ( 有 ++) = 新特性, 但技术参数发生更改或得到增强 ( 有 +) = 特性不可用 (NA) 表 3. STM32 F1 与 F2 系列外设兼容性分析对比兼容性外设 F1 系列 F2 系列注释引脚排列 SW 兼容性 FSMC 有有特性 WWDG 有有特性 NA IWDG 有有特性 NA DBGMCU 有有特性 NA CRC 有有特性 NA EXTI 有有特性 CAN 有有特性 PWR 有有 + 增强 NA 对于的特性 RCC 有有 + 增强 NA 部分兼容 SPI 有有 + TI 模式 / 最大波特率 USART 有有 + 限制修正 / 最大波特率 / 一个采样位 / 8 倍过采样对于的特性对于的特性文档 ID 第 3 版 9/15 14

10 如何在 STM32 系列间移植 AN3364 表 3. STM32 F1 与 F2 系列外设兼容性分析对比 ( 续 ) 外设 F1 系列 F2 系列兼容性注释引脚排列 SW 兼容性 I2C 有有 + 限制修正 TIM 有有 + TIM2 和 TIM5 中有 32 位计数器 DAC 有有 + DMA 下溢中断以太网有有 + IEEE1588 v2 / 增强的 DMA 描述符 SDIO 有有 + 限制修正 USB OTG FS 有有 + - 主机模式下对 SOF 成帧期间进行动态调校的功能 - 内置 VBUS 感应控制对于的特性对于的特性对于的特性对于的特性对于的特性对于的特性 RTC 有有 ++ 新外设对于同一特性不兼容 ADC 有有 ++ 新外设对于同一特性部分兼容 FLASH 有有 ++ 新外设 NA 不兼容 DMA 有有 ++ 新外设 NA 不兼容 GPIO 有有 ++ 新外设不兼容 CEC 有 NA NA NA NA USB FS 设备有 NA NA NA NA 加密 / 散列处理器 NA 有 NA NA NA RNG NA 有 NA NA NA DCMI NA 有 NA NA NA USB OTG HS NA 有 NA NA NA SYSCFG NA 有 NA NA NA 颜色说明 : = 新特性或新架构 ( 有 ++) = 新特性, 但技术参数发生更改或得到增强 ( 有 +) = 特性不可用 (NA) 10/15 文档 ID 第 3 版

11 如何在 STM32 系列间移植表 4. STM32 F1 与 F4 系列外设兼容性分析对比外设 F1 系列 F4 系列兼容性注释引脚排列 SW 兼容性 FSMC 有有 + 增强 WWDG 有有特性 NA IWDG 有有特性 NA DBGMCU 有有特性 NA CRC 有有特性 NA EXTI 有有特性 CAN 有有特性 PWR 有有 + 增强 NA RCC 有有 + 增强 NA 部分兼容 SPI 有有 + TI 模式 / 最大波特率 / I2S 全双工 USART 有有 + 缺陷修正 / 最大波特率 / 一个采样位 / 8 倍过采样 I2C 有有 + 缺陷修正 TIM 有有 + TIM2 和 TIM5 中有 32 位计数器 DAC 有有 + DMA 下溢中断以太网有有 + IEEE1588 v2 / 增强的 DMA 描述符 SDIO 有有 + 缺陷修正 USB OTG FS 有有 + - 主机模式下对 SOF 成帧期间进行动态调校的功能 - 内置 VBUS 感应控制 RTC 有有 ++ 新外设对于同一特性新驱动程序 ADC 有有 ++ 新外设对于同一特性部分兼容 FLASH 有有 ++ 新外设 NA 部分兼容 DMA 有有 ++ 新外设 NA 部分兼容 GPIO 有有 ++ 新外设部分兼容 CEC 有 NA NA NA NA USB FS 设备有 NA NA NA NA 加密 / 散列处理器 NA 有 NA NA NA RNG NA 有 NA NA NA DCMI NA 有 NA NA NA 文档 ID 第 3 版 11/15 14

12 如何在 STM32 系列间移植 AN3364 表 4. STM32 F1 与 F4 系列外设兼容性分析对比 ( 续 ) 外设 F1 系列 F4 系列兼容性注释引脚排列 SW 兼容性 USB OTG HS NA 有 NA NA NA SYSCFG NA 有 NA NA NA 颜色说明 : = 新特性或新架构 ( 有 ++) = 新特性, 但技术参数发生更改或得到增强 ( 有 +) = 特性不可用 (NA) 表 5. STM32 F1 与 L1 系列外设兼容性分析对比兼容性外设 F1 系列 L1 系列注释引脚排列 SW 兼容性 SPI 有有 L1 中容量系列中无 I2S L1 与 F1: 限制修正 WWDG 有有特性 NA IWDG 有有特性 NA DBGMCU 有有特性 NA CRC 有有特性 NA EXTI 有有特性 USB FS 设备有有特性 DMA 有有特性 NA TIM 有有特性 SDIO 有有特性 FSMC 有有特性, 但仅支持 SRAM/NOR 存储器 PWR 有有 + 增强 NA 对于的特性 RCC 有有 + 增强 NA 部分兼容 USART 有有 + 限制修正 / 一个采样位方法 / 8 倍过采样 12/15 文档 ID 第 3 版

13 如何在 STM32 系列间移植表 5. STM32 F1 与 L1 系列外设兼容性分析对比 ( 续 ) 外设 F1 系列 L1 系列兼容性注释引脚排列 SW 兼容性 I2C 有有 + 限制修正 DAC 有有 + DMA 下溢中断 ADC 有有 ++ 新外设部分兼容 RTC 有有 ++ 新外设对于同一特性不兼容 FLASH 有有 ++ 新外设 NA 不兼容 GPIO 有有 ++ 新外设不兼容 CAN 有 NA NA NA NA CEC 有 NA NA NA NA 以太网有 NA NA NA NA LCD 驱动 NA 有 NA NA NA COMP NA 有 NA NA NA SYSCFG NA 有 NA NA NA AES NA 有 NA NA NA OPAMP NA 有 NA NA NA 颜色说明 : = 新特性或新架构 ( 有 ++) = 新特性, 但技术参数发生更改或得到增强 ( 有 +) = 特性不可用 (NA) 1.2 软件移植每个 STM32 系列都由一套种类齐全的高端低成本的评估软件调试和编程工具提供支持这一完整的产品线中包括第三方解决方案, 其中配有集成开发环境和带有 JTAG 和 / 或 SW 应用接口的在线调试软件 / 编程软件对此系列产品和 Cortex 内核不熟悉的开发人员同样可以从这一系列初学者套件中受益匪浅, 这些套件专门用于帮助开发人员评估器件特性并开始他们自己的应用由于具有 ST 固件库和一组完整的应用笔记,STM32 微控制器提供了一个完整的软件接口, 以缩短上市时间并使用户代码与硬件的具体情况无关不仅提供了最先进的高效软件驱动程序库, 而且还可获得所有主要工具提供商的全面支持, 使您能够以最快的速度执行最适合您的最佳开发流程文档 ID 第 3 版 13/15 14

14 版本历史 AN 版本历史表 6. 文档版本历史日期版本变更 2011 年 07 月 20 日 1 初始版本 2012 年 03 月 01 日 2 增加了中容量增强型和大容量 STM32L1 器件 2012 年 05 月 30 日 3 增加了 STM32F0 和 STM32F4 器件 14/15 文档 ID 第 3 版

15 请仔细阅读 : 中文翻译仅为方便阅读之目的该翻译也许不是对本文档最新版本的翻译, 如有任何不同, 以最新版本的英文原版文档为准本文档中信息的提供仅与 ST 产品有关意法半导体公司及其子公司 ( ST ) 保留随时对本文档及本文所述产品与服务进行变更更正修改或改进的权利, 恕不另行通知所有 ST 产品均根据 ST 的销售条款出售买方自行负责对本文所述 ST 产品和服务的选择和使用,ST 概不承担与选择或使用本文所述 ST 产品和服务相关的任何责任无论之前是否有过任何形式的表示, 本文档不以任何方式对任何知识产权进行任何明示或默示的授权或许可如果本文档任何部分涉及任何第三方产品或服务, 不应被视为 ST 授权使用此类第三方产品或服务, 或许可其中的任何知识产权, 或者被视为涉及以任何方式使用任何此类第三方产品或服务或其中任何知识产权的保证除非在 ST 的销售条款中另有说明, 否则,ST 对 ST 产品的使用和 / 或销售不做任何明示或默示的保证, 包括但不限于有关适销性适合特定用途 ( 及其依据任何司法管辖区的法律的对应情况 ), 或侵犯任何专利版权或其他知识产权的默示保证意法半导体的产品不得应用于武器此外, 意法半导体产品也不是为下列用途而设计并不得应用于下列用途 :(A) 对安全性有特别要求的应用, 例如, 生命支持主动植入设备或对产品功能安全有要求的系统 ;(B) 航空应用 ;(C) 汽车应用或汽车环境, 且 / 或 (D) 航天应用或航天环境如果意法半导体产品不是为前述应用设计的, 而采购商擅自将其用于前述应用, 即使采购商向意法半导体发出了书面通知, 采购商仍将独自承担因此而导致的任何风险, 意法半导体的产品设计规格明确指定的汽车汽车安全或医疗工业领域专用产品除外根据相关政府主管部门的规定,ESCC QML 或 JAN 正式认证产品适用于航天应用经销的 ST 产品如有不同于本文档中提出的声明和 / 或技术特点的规定, 将立即导致 ST 针对本文所述 ST 产品或服务授予的任何保证失效, 并且不应以任何形式造成或扩大 ST 的任何责任 ST 和 ST 徽标是 ST 在各个国家或地区的商标或注册商标本文档中的信息取代之前提供的所有信息 ST 徽标是意法半导体公司的注册商标其他所有名称是其各自所有者的财产 2014 STMicroelectronics 保留所有权利意法半导体集团公司澳大利亚 - 比利时 - 巴西 - 加拿大 - 中国 - 捷克共和国 - 芬兰 - 法国 - 德国 - 中国香港 - 印度 - 以色列 - 意大利 - 日本 - 马来西亚 - 马耳他 - 摩洛哥菲律宾新加坡 - 西班牙 - 瑞典 - 瑞士 - 英国 - 美国文档 ID 第 3 版 15/15 15

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