1. AF = I/O引脚的备用功能。
2. TA = –40 °C 到+85 °C (结温高达125 °C)。
图2.1 STM32F101xx总体结构框图

（一） 系统功能
1. 集成嵌入式Flash和SRAM存储器的ARM® CortexTM-M3内核

　　ARM Cortex™-M3处理器是用于嵌入式系统的最新的一代的ARM处理器。用于提供一个满足MCU实现需要的低开销平台，具有更少的引脚数和更低的功耗，并且提供了更好的计算表现和更快的中断系统应答。和8位/16位设备相比，ARM Cortex™-M3 32位RISC处理器提供了更高的代码效率。STM32F101xx微控制器带有一个嵌入的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和软件。

2. 嵌入式Flash存储器和RAM存储器

　　内置了多达512K的嵌入式Flash，可用于存储程序和数据。多达48K的嵌入式SRAM可以以CPU时钟速度进行读写（不带等待状态）。

3. 可变静态存储控制器（FSMC）
　　FSMC嵌入在STM32F101xC，STM32F101xD和STM32F101xE中，带有四个片选，支持下面四种模式：Flash，RAM，PSRAM，NOR和NAND。功能描述如下：

　　三个FSMC中断线经过OR操作之后连接到NVIC。
　　没有读写FIFO。
　　除PCCARD之外，代码都是从外部存储器执行。
　　不支持boot。
　　目标频率等于SYSCLK/2，所以当系统时钟是36MHz的时候，外部访问按照18MHz进行。

4. 嵌套矢量中断控制器（NVIC）

　　STM32F101xx系列微控制器嵌入了一个嵌套矢量中断控制器，可以处理43个可屏蔽中断通道（不包括CortexTM-M3的16根中断线），提供16个中断优先级。

　　紧密耦合的NVIC实现了更低的中断处理延迟。
　　直接向内核传递中断入口向量表地址。
　　紧密耦合的NVIC内核接口
　　允许中断提前处理。
　　对后到得更高优先级的中断进行处理。
　　支持尾链。
　　自动保存处理器状态。
　　中断入口在中断退出的时候自动恢复，不需要指令干预。
　　这一硬件模块提供了更加灵活的中断管理，并且有最小的中断延迟。

5. 外部中断/事件控制器（EXTI）

　　外部中断/事件控制器由用于19条产生中断/事件请求的边沿探测器线组成。每条线可以被单独配置用于选择触发事件（上升沿，下降沿或者两者都可以），也可以被单独屏蔽。有一个挂起寄存器来维护中断请求的状态。当外部线上出现长度超过内部APB2时钟周期的脉冲，EXTI能够探测到。多达112个GPIO连接到16个外部中断线。

6. 时钟和启动

　　在启动的时候还是要进行系统时钟选择，但复位的时候内部8MHz的晶振被选作CPU时钟。可以选择一个外部的4-16MHz的时钟，并且会被监视来判定是否成功。在这期间，控制器被禁能并且软件中断管理也随后被禁能。同时，如果有需要（例如碰到一个间接使用的晶振失败），PLL时钟的中断管理完全可用。

　　多个预比较器可用于配置AHB频率，包括高速APB(PB2)和低速APB(APB1)。AHB和APB最高的频率为36MHz。
7. Boot模式

　　在启动的时候，boot引脚被用来在三种boot选项中的选择一种：

　　从用户Flash导入
　　从系统存储器导入
　　从SRAM导入
　　boot导入程序位于系统存储器，用于通过USART1重新对Flash存储器进行编程。

8. 电源供电方案

　　VDD，电压范围为2.0到3.6V：外部电源通过VDD引脚提供，用于I/O和内部调压器。
　　VSSA，VDDA，电压范围为2.0到3.6V：外部模拟电压输入，用于ADC，复位模块，RC和PLL，在VDD范围之内(ADC被限制在2.4V)，VSSA和VDDA必须相应连接到Vss和VDD。
　　VBAT，电压范围为1.8到3.6V：当VDD无效的时候，为RTC、外部32kHz晶振和备份寄存器供电（通过电源切换实现）。

9. 电源管理

　　设备有一个完整的上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路。这条电路一直有效，用于确保从2V启动或者掉到2V的时候进行一些必要的操作。当VDD低于一个特定的下限VPOR/PDR的时候，不需要外部复位电路，设备也可以保持在复位模式。

　　设备特有一个嵌入的可编程电压探测器(PVD)，PVD用于检测VDD，并且和VPVD限值比较。当VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD的时候会产生一个中断。中断服务程序可以产生一个警告信息或者将MCU置为一个安全状态。PVD由软件使能。

　　10. 电压调节

　　调压器有三种运行模式：主（MR）,低功耗（LPR）和掉电。

• MR用在传统意义上的调节模式(运行模式)。
• LPR用在停止模式。
• 掉电用在待机模式：调压器输出为高阻，核心电路掉电，包括零消耗（寄存器和SRAM的内容不会丢失）。

11. 低功耗模式

　　STM32F101xx支持三种低功耗模式，从而在低功耗、短启动时间和可用唤醒源之间达到一个最好的平衡点。

• 休眠模式。在休眠模式中，只有CPU停止工作，所有的外设继续运行，在中断/事件发生的时候唤醒CPU。
• 停止模式。停止模式允许以最小的功耗来保持SRAM和寄存器的内容。1.8V区域的时钟都停止，PLL，HSI和HSE RC振荡器被禁能，调压器也被置为正常或者低功耗模式。设备可以通过外部中断线从停止模式唤醒。外部中断源可以使16个外部中断线之一、PVD输出或者TRC警告。
• 待机模式。待机模式追求最少的功耗。内部调压器被关闭，这样1.8V区域被断电。PLL、HSI和HSE RC振荡器也被关闭。在进入待机模式之后，除了备份寄存器和待机电路，SRAM和寄存器的内容也会丢失。当外部复位（NRST引脚）、IWDG复位、WKUP引脚出现上升沿或者TRC警告发生的时候，设备退出待机模式。

注：进入停止或者待机模式的时候，TRC、IWDG和相关的时钟源不会停止。

（二） 片上外设

STM32F101xx有以下几种片内外设：

1. DMA

　　12通道的通用DMA（DMA1有7个通道，DMA2有五个通道）可用于存储器到存储器、外设到存储器和存储器到外设的传输。DMA控制器支持循环缓冲器管理，从而避免了在到达缓冲区末端的时候产生中断。

　　每个通道都连接到专用的硬件DMA请求，同时支持软件触发。由软件进行配置，源到目标的传输大小是独立的。

　　DMA可以和一些主要外设一起使用，包括SPI、I2C、USART、通用定时器TIMx、基本定时器、DAC和ADC。

2. RTC（实时时钟）和备份寄存器

　　RTC和备份寄存器通过一个开关来控制供电，当VDD有效的时候通过VDD供电，否则通过VBAT供电。备份寄存器（10个16位寄存器）可以用来在VDD无效的保存数据。

　　RTC提供了一系列持续运行的计数器，可以结合软件用作日历功能，并且能够提供警告中断和周期性中断。由32.768kHz外部晶振，内部低功耗RC振荡器或者高速外部时钟经过128比例分割来提供时钟。内部低功耗RC通常有40kHz频率。RTC可以通过一个外部512Hz输出来校准从而来补偿外不自然晶振的偏离。RTC特有一个用于长期测量的32位的可编程计数器，结合比较寄存器可用于产生一个警告。一个20位的预比较器用作时基时钟，默认配置成从一个32.768kHz的时钟产生一个1秒的时基。

3. 独立看门狗

　　独立看门狗基于12位的倒计数器和8位的预比较器。由一个独立的40kHz的内部RC提供时钟。由于和主时钟独立工作，所以它可以工作在停止和待机模式。可以用作在系统出问题的时候来复位设备，也可以作为一个空转的定时器来用于应用程序的定时器管理。硬件或者软件都可以通过选项字节来配置，计数器在调试模式下可以冻结。

4. 窗口看门狗

　　窗口看门狗基于一个在空转时可设置的7位的倒计数器。可以用作在系统出问题的时候来复位设备。由主时钟提供时钟源。能够实现提早警告中断并且计数器在调试模式的时候可以冻结。

　　5. SysTick定时器

　　该定时器是OS专用，但也可以用作标准的倒计数器。它的特征是：

• 一个24位的倒计数器
• 自动重载能力
• 当计数器为0时产生的系统中断是可屏蔽的。
• 可编程的时钟源

6. 通用定时器（TIMx）

　　STM32F101xx设备最多自带4个同步标准定时器。这些定时器基于一个16位自动重载顺序/倒序计数器和一个16位的预比较器。每个定时器特有分别用于输入捕获、输出比较、PWM或者单脉冲模式输出的4个独立通道。在最大的封装下可以提供多达12输入捕获/输出比较/PWM。通过同步连接特性或者事件链，定时器可以一起工作。

　　定时器在调试模式下可以冻结。任何一个标准的定时器都可以用于产生PWM输出。每一个定时器可以产生独立的DMA请求。

7. 基本定时器TIM6和TIM7

　　这些定时器用于产生DAC触发，也可以用作通用的16位定时器。

8. I2C总线

　　最多可有两个可以工作在多主机模式和从模式下的I2C总线接口，支持标准和快速模式。都支持双从机寻址（只能是7位）和7/10位主机模式下寻址.内置硬件CRC产生和验证模块。都支持DMA，支持SMBus2.0/PM Bus。

9. 通用同步/异步收发器（USART）

　　USART接口最多可以2.25Mbit/s的速度通信。对CTS和RTS信号使用硬件管理，支持IrDA SIR ENDEC，兼容ISO7816并且具有LIN主/从性能。USART接口支持DMA。

10. 串行外设接口（SPI）

　　设备最多可有3个SPI接口，最多可以18 Mbits/s的速度在全双工和单工的主机和从机模式下通信。3位预比较器提供了8种主机模式频率，桢长可以配置为8位或者16位。硬件CRC产生/验证模块支持基本的SD Card/MMC模式。SPI接口都支持DMA。

11. GPIO（通用输入/输出）

　　每一个GPIO引脚都可以由软件配置出输出（上拉或者开漏），输入（带上拉或下拉或者不带上拉或下拉）或者外设备用功能。大部分的GPIO引脚和数字或者模拟备用功能共享。所有的GPIO都支持高电流。

　　I/O备用功能配置可以锁定，必须通过一定特定的序列才可以开锁，从而避免对I/O寄存器的虚假写操作。

12. ADC（模数转换器）

　　12位的模数转换器有多达16个外部通道，可以以单次或扫描模式进行转换。在扫描模式下，自动转换在一组选定的模拟输入上进行。

　　ADC支持DMA。特有的模拟看门狗可以对每个通道的转换电压进行精准监控。如果转换电压在设置的限制之外会产生一个中断。

13. DAC（数模转换器）

　　DAC带有两个可缓冲通道，可以将两路数字信号转化为两路模拟信号输出。具有以下的特性：

• 2个转换器：每个输出通道一个
• 8位或者12位的单一输出
• 12位模式下支持左对齐或者右对齐
• 支持同步更新
• 可产生噪声波
• 可产生三角波
• 双DAC通道可以独立转换或者同时转换
• 每个通道都支持DMA
• 外部触发转换
• 输入参考电压为VREF+

　　STM32F101xC，STM32F101xD，STM32F101xE使用了7个DAC触发输入。DAC通道通过定时器更新输出来触发，DAC每个通道可以连接到不同的DMA通道。每个通道可以独立被DMA控制器处理。

14. 温度传感器

　　温度传感器用于根据温度的变化来产生一个线性的电压。转换的范围在2V到3.6V。温度传感器内部连接到ADC_IN16输入通道，从而把传感器输出电压转换为数字值。

15. 串行线JTAG调试端口（SWJ-DP）

　　芯片嵌入了ARM SWJ-DP接口，并且组合了JTAG和串行线调试端口。JTAG TMS和TCK引脚分别和SWDIO和SWCLK复用。如果要在JTAG-DP和SW-DP之间切换，只需要在TMS输入一个特定的序列