Low-, Medium- And High-density STM32F101xx, STM32F102xx .

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RM0008Reference manualLow-, medium- and high-density STM32F101xx, STM32F102xxand STM32F103xx advanced ARM-based 32-bit MCUsIntroductionThis reference manual targets application developers. It provides complete information onhow to use the low-, medium- and high-density STM32F101xx, STM32F102xx andSTM32F103xx microcontroller memory and peripherals. The low-, medium- and highdensity STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx will be referred to asSTM32F10xxx throughout the document, unless otherwise specified.The STM32F10xxx is a family of microcontrollers with different memory sizes, packages andperipherals.For ordering information, mechanical and electrical device characteristics please refer to thelow-, medium- and high-density STM32F101xx and STM32F103xx datasheets and to thelow- and medium-density STM32F102xx datasheets.For information on programming, erasing and protection of the internal Flash memoryplease refer to the STM32F10xxx Flash programming manual.For information on the ARM Cortex -M3 core, please refer to the Cortex -M3 TechnicalReference Manual.Related documentsAvailable from www.arm.com: Cortex -M3 Technical Reference Manual, available doc.ddi0337e/DDI0337E cortex m3 r1p1 trm.pdfAvailable from www.st.com: STM32F101xx STM32F103xx datasheets STM32F10xxx Flash programming manualFebruary 2009Rev 81/682www.st.com

ContentsRM0008Contents12Documentation conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.1List of abbreviations for registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.2Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.3Peripheral availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Memory and bus architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.1System architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.3Memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.434Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.3.2Bit banding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.3.3Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Boot configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41CRC calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.1CRC introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.2CRC main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.3CRC functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.4CRC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.4.1Data register (CRC DR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.4.2Independent data register (CRC IDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.4.3Control register (CRC CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.4.4CRC register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Power control (PWR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.14.24.32/6822.3.1Power supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.1.1Independent A/D converter supply and reference voltage . . . . . . . . . . . 464.1.2Battery backup domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.1.3Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474.2.1Power on reset (POR)/power down reset (PDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474.2.2Programmable voltage detector (PVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

RM0008Contents4.45Slowing down system clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.3.2Peripheral clock gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.3Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.4Stop mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.3.5Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.3.6Auto-wakeup (AWU) from low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Power control registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.4.1Power control register (PWR CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.4.2Power control/status register (PWR CSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.4.3PWR register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Backup registers (BKP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.1BKP introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.2BKP main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.3BKP functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.464.3.15.3.1Tamper detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.3.2RTC calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59BKP registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.4.1Backup data register x (BKP DRx) (x 1 .42) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.4.2RTC clock calibration register (BKP RTCCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.4.3Backup control register (BKP CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.4.4Backup control/status register (BKP CSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.4.5BKP register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Reset and clock control (RCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666.16.2Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666.1.1System reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666.1.2Power reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.1.3Backup domain reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.2.1HSE clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696.2.2HSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706.2.3PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706.2.4LSE clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716.2.5LSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716.2.6System clock (SYSCLK) selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723/682

ContentsRM00086.37Clock security system (CSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726.2.8RTC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726.2.9Watchdog clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2.10Clock-out capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73RCC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746.3.1Clock control register (RCC CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746.3.2Clock configuration register (RCC CFGR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756.3.3Clock interrupt register (RCC CIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786.3.4APB2 peripheral reset register (RCC APB2RSTR) . . . . . . . . . . . . . . . 806.3.5APB1 peripheral reset register (RCC APB1RSTR) . . . . . . . . . . . . . . . 826.3.6AHB peripheral clock enable register (RCC AHBENR) . . . . . . . . . . . . 846.3.7APB2 peripheral clock enable register (RCC APB2ENR) . . . . . . . . . . . 866.3.8APB1 peripheral clock enable register (RCC APB1ENR) . . . . . . . . . . . 886.3.9Backup domain control register (RCC BDCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906.3.10Control/status register (RCC CSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926.3.11RCC register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93General-purpose and alternate-function I/Os (GPIOs and AFIOs) . . . 957.17.24/6826.2.7GPIO functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957.1.1General-purpose I/O (GPIO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977.1.2Atomic bit set or reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977.1.3External interrupt/wakeup lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987.1.4Alternate functions (AF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987.1.5Software remapping of I/O alternate functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987.1.6GPIO locking mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987.1.7Input configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997.1.8Output configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997.1.9Alternate function configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007.1.10Analog input configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101GPIO registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027.2.1Port configuration register low (GPIOx CRL) (x A.G) . . . . . . . . . . . . 1027.2.2Port configuration register high (GPIOx CRH) (x A.G) . . . . . . . . . . . 1037.2.3Port input data register (GPIOx IDR) (x A.G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037.2.4Port output data register (GPIOx ODR) (x A.G) . . . . . . . . . . . . . . . . 1047.2.5Port bit set/reset register (GPIOx BSRR) (x A.G) . . . . . . . . . . . . . . . 1047.2.6Port bit reset register (GPIOx BRR) (x A.G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.2.7Port configuration lock register (GPIOx LCKR) (x A.G) . . . . . . . . . . 105

RM0008Contents7.37.47.58Alternate function I/O and debug configuration (AFIO) . . . . . . . . . . . . . 1077.3.1Using OSC32 IN/OSC32 OUT pins as GPIO ports PC14/PC15 . . . . 1077.3.2Using OSC IN/OSC OUT pins as GPIO ports PD0/PD1 . . . . . . . . . . 1077.3.3CAN alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077.3.4JTAG/SWD alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077.3.5ADC alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097.3.6Timer alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097.3.7USART Alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1117.3.8I2C 1 alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127.3.9SPI 1 alternate function remapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112AFIO registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127.4.1Event control register (AFIO EVCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127.4.2AF remap and debug I/O configuration register (AFIO MAPR) . . . . . . 1137.4.3External interrupt configuration register 1 (AFIO EXTICR1) . . . . . . . . 1167.4.4External interrupt configuration register 2 (AFIO EXTICR2) . . . . . . . . 1167.4.5External interrupt configuration register 3 (AFIO EXTICR3) . . . . . . . . 1177.4.6External interrupt configuration register 4 (AFIO EXTICR4) . . . . . . . . 117GPIO and AFIO register maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Interrupts and events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198.18.28.3Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198.1.1SysTick calibration value register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198.1.2Interrupt and exception vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228.2.1Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228.2.2Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228.2.3Wakeup event management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238.2.4Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238.2.5External interrupt/event line mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124EXTI registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1268.3.1Interrupt mask register (EXTI IMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1268.3.2Event mask register (EXTI EMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1268.3.3Rising trigger selection register (EXTI RTSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1278.3.4Falling trigger selection register (EXTI FTSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1278.3.5Software interrupt event register (EXTI SWIER) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288.3.6Pending register (EXTI PR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1285/682

ContentsRM00088.3.79DMA controller (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1309.1DMA introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1309.2DMA main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1309.3DMA functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1319.410EXTI register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1299.3.1DMA transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1319.3.2Arbiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1329.3.3DMA channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1329.3.4Programmable data width, data alignment and endians . . . . . . . . . . . 1339.3.5Error management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1359.3.6Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1359.3.7DMA request mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135DMA registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1399.4.1DMA interrupt status register (DMA ISR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1399.4.2DMA interrupt flag clear register (DMA IFCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1409.4.3DMA channel x configuration register (DMA CCRx) (x 1 .7) . . . . . . 1419.4.4DMA channel x number of data register (DMA CNDTRx) (x 1 .7) . 1429.4.5DMA channel x peripheral address register (DMA CPARx) (x 1 .7) 1439.4.6DMA channel x memory address register (DMA CMARx) (x 1 .7) . 1439.4.7DMA register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Analog-to-digital converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14610.1ADC introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14610.2ADC main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14610.3ADC functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14710.3.1ADC on-off control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14810.3.2ADC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14810.3.3Channel selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14810.3.4Single conversion mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14910.3.5Continuous conversion mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14910.3.6Timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14910.3.7Analog watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15010.3.8Scan mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15110.3.9Injected channel management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15110.3.10 Discontinuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1526/682

RM0008Contents10.4Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15310.5Data alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15310.6Channel-by-channel programmable sample time . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15410.7Conversion on external trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15410.8DMA request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15610.9Dual ADC mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15710.9.1Injected simultaneous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15910.9.2Regular simultaneous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15910.9.3Fast interleaved mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16010.9.4Slow interleaved mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16010.9.5Alternate trigger mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16110.9.6Independent mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16210.9.7Combined regular/injected simultaneous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16210.9.8Combined regular simultaneous alternate trigger mode . . . . . . . . . . 16210.9.9Combined injected simultaneous interleaved . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16310.10 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16410.11 ADC interrup

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