STM32F103xF STM32F103xG
XL-density performance line ARM®-based 32-bit MCU with 768 KB
to 1 MB Flash, USB, CAN, 17 timers, 3 ADCs, 13 com. interfaces
Datasheet
−
production data
Features
•
Core: ARM
®
32-bit Cortex
®
-M3 CPU with MPU
– 72 MHz maximum frequency,
1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1)
performance at 0 wait state memory
access
– Single-cycle multiplication and hardware
division
•
Memories
– 768 Kbytes to 1 Mbyte of Flash memory
– 96 Kbytes of SRAM
– Flexible static memory controller with 4
Chip Select. Supports Compact Flash,
SRAM, PSRAM, NOR and NAND memories
– LCD parallel interface, 8080/6800 modes
•
Clock, reset and supply management
– 2.0 to 3.6 V application supply and I/Os
– POR, PDR, and programmable voltage
detector (PVD)
– 4-to-16 MHz crystal oscillator
– Internal 8 MHz factory-trimmed RC
– Internal 40 kHz RC with calibration
– 32 kHz oscillator for RTC with calibration
•
Low power
– Sleep, Stop and Standby modes
– V
BAT
supply for RTC and backup registers
•
3 × 12-bit, 1 µs A/D converters (up to 21
channels)
– Conversion range: 0 to 3.6 V
– Triple-sample and hold capability
– Temperature sensor
•
2 × 12-bit D/A converters
•
DMA: 12-channel DMA controller
– Supported peripherals: timers, ADCs, DAC,
SDIO, I
2
Ss, SPIs, I
2
Cs and USARTs
•
Debug mode
LQFP64 10 × 10 mm,
LQFP100 14 × 14 mm,
LQFP144 20 × 20 mm
LFBGA144 10 × 10
mm
– Serial wire debug (SWD) & JTAG
interfaces
– Cortex
®
-M3 Embedded Trace Macrocell™
•
Up to 112 fast I/O ports
– 51/80/112 I/Os, all mappable on 16
external interrupt vectors and almost all
5 V-tolerant
•
Up to 17 timers
– Up to ten 16-bit timers, each with up to 4
IC/OC/PWM or pulse counter and
quadrature (incremental) encoder input
– 2 × 16-bit motor control PWM timers with
dead-time generation and emergency stop
– 2 × watchdog timers (Independent and
Window)
– SysTick timer: a 24-bit downcounter
– 2 × 16-bit basic timers to drive the DAC
•
Up to 13 communication interfaces
– Up to 2 × I
2
C interfaces (SMBus/PMBus)
– Up to 5 USARTs (ISO 7816 interface, LIN,
IrDA capability, modem control)
– Up to 3 SPIs (18 Mbit/s), 2 with I
2
S
interface multiplexed
– CAN interface (2.0B Active)
– USB 2.0 full speed interface
– SDIO interface
•
CRC calculation unit, 96-bit unique ID
•
ECOPACK
®
packages
Table 1. Device summary
Reference
STM32F103xF
STM32F103xG
Part number
STM32F103RF STM32F103VF STM32F103ZF
STM32F103RG STM32F103VG STM32F103ZG
May 2015
This is information on a product in full production.
DocID16554 Rev 4
1/136
www.st.com
Contents
STM32F103xF, STM32F103xG
Contents
1
2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1
2.2
2.3
Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Full compatibility throughout the family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
2.3.7
2.3.8
2.3.9
2.3.10
2.3.11
2.3.12
2.3.13
2.3.14
2.3.15
2.3.16
2.3.17
2.3.18
2.3.19
2.3.20
2.3.21
2.3.22
2.3.23
2.3.24
2.3.25
2.3.26
2.3.27
2.3.28
ARM
®
Cortex
®
-M3 core with embedded Flash and SRAM . . . . . . . . . . 15
Memory protection unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
FSMC (flexible static memory controller) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
LCD parallel interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
RTC (real-time clock) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Universal synchronous/asynchronous receiver transmitters (USARTs) . 21
Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Inter-integrated sound (I
2
S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
SDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Controller area network (CAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
ADC (analog to digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
DAC (digital-to-analog converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2/136
DocID16554 Rev 4
STM32F103xF, STM32F103xG
2.3.29
2.3.30
2.3.31
Contents
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Embedded Trace Macrocell™ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3
4
5
Pinouts and pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.1
Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.2
5.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.3.6
5.3.7
5.3.8
5.3.9
5.3.10
5.3.11
5.3.12
5.3.13
5.3.14
5.3.15
5.3.16
5.3.17
5.3.18
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 45
Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
FSMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
CAN (controller area network) interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
DocID16554 Rev 4
3/136
4
Contents
5.3.19
5.3.20
5.3.21
STM32F103xF, STM32F103xG
12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
DAC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
LFBGA144 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
LQFP144 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
LQFP100 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
LQFP64 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.5.1
6.5.2
Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Selecting the product temperature range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7
8
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4/136
DocID16554 Rev 4
STM32F103xF, STM32F103xG
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
STM32F103xF and STM32F103xG features and peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
STM32F103xx family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
STM32F103xF and STM32F103xG timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
STM32F103xF and STM32F103xG pin definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
FSMC pin definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Maximum current consumption in Run mode, code with data processing
running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Maximum current consumption in Run mode, code with data processing
running from RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Maximum current consumption in Sleep mode, code running from Flash or RAM. . . . . . . 49
Typical and maximum current consumptions in Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . 50
Typical current consumption in Run mode, code with data processing
running from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Typical current consumption in Sleep mode, code running from Flash or
RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
HSE 4-16 MHz oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
LSE oscillator characteristics (f
LSE
= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Asynchronous non-multiplexed SRAM/PSRAM/NOR read timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Asynchronous non-multiplexed SRAM/PSRAM/NOR write timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Asynchronous multiplexed read timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Asynchronous multiplexed PSRAM/NOR read timings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Asynchronous multiplexed PSRAM/NOR write timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Synchronous multiplexed NOR/PSRAM read timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Synchronous multiplexed PSRAM write timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Synchronous non-multiplexed NOR/PSRAM read timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Synchronous non-multiplexed PSRAM write timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Switching characteristics for PC Card/CF read and write cycles in
attribute/common space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Switching characteristics for PC Card/CF read and write cycles in I/O space . . . . . . . . . . 84
Switching characteristics for NAND Flash read cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Switching characteristics for NAND Flash write cycles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
DocID16554 Rev 4
5/136
6