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2.7 STM32F103xx总体结构框图

2.3.2.1 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。STM32F103xx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64K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STM32F103xC，STM32F103xD和STM32F103xE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72MHz的时候，外部访问按照36MHz进行。
4. 嵌套矢量中断控制器（NVIC）
STM32F103xx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)。高速和APB最高的频率为72MHz，低速APB最高可为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。

2.3.2.2 片上外设
STM32F103xx有以下几种片内外设：
1. DMA
12通道的通用DMA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、I2S、USART、通用定时器、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）
STM32F103xx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. 高级控制定时器（TIM1和TIM8）
高级控制定时器(TIM1)可以被看作是一个在6通道上复用的三相PWM，也可以被看作是通用定时器，4个独立的通道可以用作：
? 输入捕获。
? 输出捕获。
? PWM产生。
? 单脉冲模式输出。
? 可设置空转时间的PWM输出。
如果被配置成一个标准的16位定时器，和TIMx定时器有相同的特性。如果配置成16位PWM产生器，它具有全调制性能（0-100%）。
在调试模式下，定时器可以冻结。TIM1和具有相同结构的TIMx有相同的特性，所以TIM1通过同步连接特性或者事件链，可以和TIMx一起工作。。
9. 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。
10. 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。
11. 串行外设接口（SPI）
设备最多可有2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。
12. I2S
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE有两个和SPI2、SPI3复用的I2S接口，可用于主模式或者从模式。可以配置成16位或者32位精度的输入或者输出。音频采样频率可以在8KHz到48KHz。当有一个以上I2S被配置成主模式的时候，时钟可以输出到外部DAC/CODEC，输出值是采样频率的256倍。
13. SDIO
STM32F103xC、STM32F103xD和STM32F103xE有一个SD/SDIO/MMC主机接口，支持MMC 4.2。有三种数据总线模式：1位（默认），4位和8位。在8位模式下最高可达48MHz。此外还兼容SD 2.0。1位和4位总线模式下支持SDIO 2.0。
当前版本下只支持一张SD/SDIO/MMC 4.2和一个MMC4.1以下的栈。除SD、SDIO和MMC之外，该接口还完全兼容CE_ATA数字协议1.1。
14. 控制器局域网（CAN）
CAN兼容2.0A和2.0B标准，比特率高达1Mbit/s。可以发送和接收11位标示符的标准桢，也可以发送和接收29位标示符的扩展桢。有三个发送邮箱，两个3阶接收FIFO队列和14个可升级过滤器阵列。
15. 通用串行总线（USB）
STM32F103xx嵌入了一个支持USB全速12Mbit/s的USB外设。USB接口实现了全速（12Mbit/s）功能接口。可通过软件配置端点，也可以通过软件控制挂起/恢复。时钟来自内部PLL产生的48MHz专用时钟源。
16. 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。
17. ADC（模数转换器）
STM32F103xx设备自带两个12位的模数转换器。每个ADC有多达16个外部通道,能够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接口潜入的附加逻辑功能支持：
? 同时采样并且保持。
? 交叉采样并且保持。
? 单并联。
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。
标准定时器TIMx和高级控制定时器TIM1产生的事件可以内部连接到ADC开始触发器，插入触发器和DMA触发器，从而应用可以同步A/D转换和定时器。
18. 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+
STM32F103xC，STM32F103xD，STM32F103xE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。
19. 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。
20. 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。