STM32F2: микроконтроллеры на Cortex-M3 до 120 МГц

STM32F2 — семейство STM32 на ядре Cortex-M3 с частотой до 120 МГц: предшественник STM32F4 с тем же расположением выводов, мультиплексором альтернативных функций и большей частью периферии, но без FPU. Здесь — сравнение линеек, главное из reference manual и страницы с распиновкой каждого микроконтроллера в каждом корпусе.

STM32F2 — семейство микроконтроллеров STMicroelectronics на ядре Arm Cortex-M3 с частотой до 120 МГц (RM0033). По набору периферии и выводам оно стоит между STM32F1 и STM32F4: мультиплексор альтернативных функций на каждой линии, USB OTG Full Speed и High Speed, два CAN, SDIO, контроллер внешней памяти FSMC, у старших линеек — Ethernet. В разделе 16 страниц для 47 исполнений в 7 корпусах, 4 линейки: у каждого сочетания микроконтроллера и корпуса — своя страница со схемой выводов и номерами альтернативных функций.

Линейки STM32F2

Значения в таблице собраны из записей базы ST: частота — максимальная для линейки, память — от наименьшего до наибольшего исполнения.

Линейка	Ядро, частота	Флеш-память	ОЗУ	Корпуса	Чем выделяется
STM32F205	Cortex-M3, до 120 МГц	128 КБ – 1 МБ	64 КБ – 128 КБ	EWLCSP66, LQFP64, LQFP100, LQFP144, WLCSP66	USB OTG FS, USB OTG HS, CAN, SDIO, FSMC, DAC, I²S, RNG
STM32F207	Cortex-M3, до 120 МГц	256 КБ – 1 МБ	128 КБ	LQFP100, LQFP144, LQFP176, UFBGA176	USB OTG FS, USB OTG HS, CAN, Ethernet, SDIO, FSMC, DAC, I²S, DCMI, RNG
STM32F215	Cortex-M3, до 120 МГц	512 КБ – 1 МБ	128 КБ	LQFP64, LQFP100, LQFP144	USB OTG FS, USB OTG HS, CAN, SDIO, FSMC, DAC, I²S, CRYP, HASH, RNG
STM32F217	Cortex-M3, до 120 МГц	512 КБ – 1 МБ	128 КБ	LQFP100, LQFP144, LQFP176, UFBGA176	USB OTG FS, USB OTG HS, CAN, Ethernet, SDIO, FSMC, DAC, I²S, DCMI, CRYP, HASH, RNG

Все четыре линейки описывает один reference manual RM0033. По данным ST у STM32F2x7 — STM32F207 и F217 — есть MAC Ethernet и интерфейс камеры DCMI, у STM32F2x5 — F205 и F215 — их нет. Линейки с цифрой 1 во втором разряде (F215, F217) добавляют аппаратную криптографию: раздел RM0033 о блоке хеширования HASH относится только к STM32F21x.

Тактирование и питание

После сброса ядро работает от внутреннего RC-генератора HSI на 16 МГц; для максимальной частоты 120 МГц включают PLL от HSE или HSI. Шина APB2 работает не быстрее 60 МГц, APB1 — не быстрее 30 МГц (RM0033, 2.2). USB OTG FS, SDIO и генератор случайных чисел тактируются от второго выхода PLL на 48 МГц, а для интерфейса I²S есть отдельный PLLI2S.

Число тактов ожидания флеш-памяти зависит не только от частоты, но и от напряжения питания (RM0033, табл. 3):

Частота HCLK	2,7–3,6 В	2,4–2,7 В	2,1–2,4 В	1,8–2,1 В
0 тактов ожидания	до 30 МГц	до 24 МГц	до 18 МГц	до 16 МГц
1	до 60 МГц	до 48 МГц	до 36 МГц	до 32 МГц
2	до 90 МГц	до 72 МГц	до 54 МГц	до 48 МГц
3	до 120 МГц	до 96 МГц	до 72 МГц	до 64 МГц
4	—	до 120 МГц	до 90 МГц	до 80 МГц
5	—	—	до 108 МГц	до 96 МГц
6	—	—	до 120 МГц	до 112 МГц
7	—	—	—	до 120 МГц

Ускоритель ART — очередь предвыборки и кеш переходов перед флеш-памятью — даёт исполнение кода на 120 МГц практически без ожидания (RM0033, 2.3.5). Питание — от 1,8 до 3,6 В, ядро получает 1,2 В от встроенного стабилизатора. ОЗУ — 128 КБ (у младших исполнений меньше) и 4 КБ резервной SRAM, которая вместе с часами RTC сохраняется от батарейки на выводе VBAT (RM0033, 2.3.1 и 4.1). Делители таймеров и скорость UART от выбранных частот считают калькулятор таймера и калькулятор UART.

Выводы STM32F2: альтернативные функции и загрузка

Как у STM32F4, у каждой линии порта мультиплексор на шестнадцать функций: режим задаёт GPIOx_MODER, номер функции AF0–AF15 — регистры GPIOx_AFRL (линии 0–7) и GPIOx_AFRH (линии 8–15); AF15 — выход EVENTOUT ядра (RM0033, раздел GPIO). Аналоговые входы АЦП и выводы генераторов номера AF не имеют.

Режим загрузки выбирают выводы BOOT0 и BOOT1 (RM0033, табл. 4):

BOOT1	BOOT0	Откуда старт
любой	0	флеш-память
0	1	системная память — встроенный загрузчик
1	1	встроенная SRAM

BOOT1 совмещён с выводом порта и после чтения при сбросе свободен для других задач. Загрузчик программирует флеш-память через USART1, USART3, CAN2 и USB OTG FS в режиме DFU (RM0033, 2.4; AN2606, табл. 51 и 53).

Все STM32F2 по корпусам

Найти среди 16 страниц

STM32F205 — Cortex-M3, до 120 МГц

Микроконтроллер	Корпус	Флеш-память	ОЗУ	Линий ввода-вывода
STM32F205RB, STM32F205RC, STM32F205RE, STM32F205RF, STM32F205RG	LQFP64	128 КБ / 256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	64 КБ / 96 КБ / 128 КБ	51
STM32F205RE, STM32F205RG	WLCSP66	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	51
STM32F205RG	EWLCSP66	1 МБ	128 КБ	51
STM32F205VB, STM32F205VC, STM32F205VE, STM32F205VF, STM32F205VG	LQFP100	128 КБ / 256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	64 КБ / 96 КБ / 128 КБ	82
STM32F205ZC, STM32F205ZE, STM32F205ZF, STM32F205ZG	LQFP144	256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	96 КБ / 128 КБ	114

STM32F207 — Cortex-M3, до 120 МГц

Микроконтроллер	Корпус	Флеш-память	ОЗУ	Линий ввода-вывода
STM32F207IC, STM32F207IE, STM32F207IF, STM32F207IG	UFBGA176	256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	128 КБ	140
STM32F207IC, STM32F207IE, STM32F207IF, STM32F207IG	LQFP176	256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	128 КБ	140
STM32F207VC, STM32F207VE, STM32F207VF, STM32F207VG	LQFP100	256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	128 КБ	82
STM32F207ZC, STM32F207ZE, STM32F207ZF, STM32F207ZG	LQFP144	256 КБ / 512 КБ / 768 КБ / 1 МБ	128 КБ	114

STM32F215 — Cortex-M3, до 120 МГц

Микроконтроллер	Корпус	Флеш-память	ОЗУ	Линий ввода-вывода
STM32F215RE, STM32F215RG	LQFP64	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	51
STM32F215VE, STM32F215VG	LQFP100	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	82
STM32F215ZE, STM32F215ZG	LQFP144	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	114

STM32F217 — Cortex-M3, до 120 МГц

Микроконтроллер	Корпус	Флеш-память	ОЗУ	Линий ввода-вывода
STM32F217IE, STM32F217IG	UFBGA176	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	140
STM32F217IE, STM32F217IG	LQFP176	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	140
STM32F217VE, STM32F217VG	LQFP100	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	82
STM32F217ZE, STM32F217ZG	LQFP144	512 КБ / 1 МБ	128 КБ	114

Перед разводкой платы сверяйте выводы с даташитом своего исполнения: в нём указаны допустимые напряжения на выводах (толерантные к 5 В помечены FT), токи и номиналы внешних компонентов.

Частые вопросы

Чем STM32F2 отличается от STM32F4?

Ядром: у STM32F2 Cortex-M3 без блока вычислений с плавающей точкой и частота до 120 МГц, у STM32F4 — Cortex-M4 с FPU и командами DSP. Расположение выводов, мультиплексор альтернативных функций AF0–AF15 и многие периферийные блоки у STM32F205/F207 и STM32F405/F407 похожи, поэтому на страницах микроконтроллеров в списке похожих по выводам встречаются STM32F4.

Чем STM32F207 отличается от STM32F205?

По данным ST у линейки STM32F2x7 (F207 и F217) есть MAC Ethernet и интерфейс камеры DCMI, у STM32F2x5 (F205 и F215) их нет. Остальная периферия — USB OTG FS и HS, два CAN, SDIO, FSMC, АЦП и ЦАП — у обеих линеек общая; наличие сигналов зависит ещё и от корпуса.

Сколько тактов ожидания флеш-памяти нужно STM32F2 на 120 МГц?

Зависит от напряжения питания. По табл. 3 RM0033 при 2,7–3,6 В на 120 МГц нужно 3 такта ожидания, при 2,4–2,7 В — 4, при 2,1–2,4 В — 6, при 1,8–2,1 В — 7. Ускоритель ART с очередью предвыборки и кешем переходов позволяет при этом исполнять код из флеш-памяти почти без задержек (RM0033, 2.3.5).

Как запустить встроенный загрузчик STM32F2?

При сбросе подают BOOT0 = 1 и BOOT1 = 0 — стартует системная память (RM0033, табл. 4). Загрузчик принимает прошивку через USART1, USART3, CAN2 или USB OTG FS в режиме DFU; для CAN и USB нужен кварц HSE с частотой, кратной 1 МГц, от 4 до 26 МГц (RM0033, 2.4).