该单片机是一款基于 Arm^® Cortex^®-M0+ 处理器内核的32-bit 高性能低功耗单片机。 Cortex^®-M0+ 是把嵌套向量中断控制器(NVIC)、系统节拍定时器(SysTick Timer) 和先进的调试 支持紧紧结合在一起的新一代处理器内核。

该单片机可借助Flash 加速器工作在高达48 MHz 的频率下，以获得较大的效率。它提供128 KB 的嵌入式Flash 存储器用于程序/ 数据存储，16 KB 的嵌入式SRAM 存储器供系统操作和应用 程序使用。此单片机具有多种外设，如ADC、2-channel DAC、I²C、I²S、USART、UART、SPI、 QSPI、GPTM、SCTM、CRC-16/32、RTC、WDT、USB2.0 FS、32-channel 音乐合成器、SW-DP ( 串 行线调试端口) 等。提供了几种省电模式，在唤醒延迟和功耗方面具有较优化的灵活性，这是低 功耗应用方面的考虑要点。

该单片机内置波表合成功能。它可以同时操作32 通道的波表合成，通过专用的寄存器来控制 MIDI 引擎产生旋律。波表合成波形存储在外部的 SPI 闪存中，提高了应用的灵活性。这些特性使 该产品的功能和性能更为强大。

以上这些特性使该单片机可以广泛地适用于各种应用，尤其适合于如电子琴、数字钢琴、电子鼓、 电吉它、电子手风琴等产品领域。

内核

• 32-bit Arm^® Cortex^®-M0+ 处理器内核
• 高达 48 MHz 的工作频率
• 0.93 DMIPS / MHz (Dhrystone v2.1)
• 单周期乘法
• 集成嵌套向量中断控制器 (NVIC)
• 24-bit SysTick定时器
  Cortex^®-M0+ 处理器是一款低门数、高效能的32-bit 处理器内核，专为要求面积优化、低功耗处 理器的单片机及深度嵌入式应用而设计。Cortex^®-M0+ 处理器基于ARMv6-M 架构，同时支持 Thumb^® 指令集。该处理器还提供了许多功能，如单周期输入/ 输出端口，硬件乘法器和低延迟中 断响应时间。

片上存储器

• 高达 128 KB片上 Flash存储器用于指令 / 数据和选项的存储
• 16 KB片上 SRAM
• 支持多种启动模式
  Arm^® Cortex^®-M0+ 处理器与调试通过同一条外部接口访问外部AHB 外设。处理器访问优先于 调试访问。Cortex^®-M0+ 的最大地址范围是4 GB，因为它具有32-bit 总线地址宽度。此外，预先 定义的内存映射由Cortex^®-M0+ 处理器提供，以减少软件被不同的单片机供应商重复实施的复 杂性。但有一些区域为Arm^® Cortex^®-M0+ 系统外设所使用。更多信息请参考Arm^® Cortex^®-M0+ 技术参考手册。

Flash 存储器控制器 – FMC

• Flash加速器用以获得较大效率
• 具有在线系统编程 (ISP) 和在线应用编程 (IAP) 的 32-bit 字编程功能
• Flash保护功能，防止非法访问
  Flash 存储器控制器FMC 为嵌入式片上Flash 存储器提供所有必要的功能和预抓取缓存器。由 于Flash 存储器访问速度比CPU 慢，故提供一个带有预抓取缓存器的宽访问接口以减少CUP 等 待时间，从而避免CPU 指令执行延迟。Flash 存储器还提供字编程/ 页擦除功能来实现指令与数 据的存储。

复位控制单元 – RSTCU

• 电源监控：
  --上电复位 / 掉电复位 – POR/PDR
  --欠压检测器 – BOD
  --可编程低压检测器 – LVD
• 复位控制单元RSTCU 有三种复位方式，分别是上电复位、系统复位和APB 单元复位。上电复位， 被称为冷复位，在上电时复位了整个系统。系统复位复位了处理器内核和除SW-DP 控制器以外的 外设IP 元件。这些复位可以通过外部信号、内部事件和复位发生器触发。

时钟控制单元 – CKCU

• 外部 4 ~ 16
• 外部 32,768 Hz 晶振
• 在工作电压为 3.3 V，工作温度为 25 ˚C 下，内部 8 MHz RC振荡器精度可调整为 ±2%
• 内部 32 kHz RC振荡器
• 集成系统时钟 PLL
• 用作外设时钟源的独立的时钟分频器与门控位
  时钟控制单元CKCU 提供了一系列振荡器和时钟功能，包括内部高速RC 振荡器(HSI)、外部高 速晶振(HSE)、内部低速RC 振荡器(LSI)、外部低速晶振(LSE)、锁相环(PLL)、HSE 时钟监控、 时钟预分频器、时钟倍频器和APB 时钟分频器与门电路。AHB、APB 和Cortex^®-M0+ 的时钟来 源于系统时钟(CK_SYS)，而系统时钟可以来自HSI、HSE 或者PLL。看门狗定时器和实时时钟 (RTC) 使用LSI 或者LSE 作为它们的时钟源。

电源管理控制单元 – PWRCU

• 采用 VDD 单电源：2.0 V ~ 3.6 V
• 集成 1.5 V LDO 稳压器用作 CPU 内核、外设和存储器电源
• VDD 电源供电给 RTC
• 两个电源域：VDD、1.5 V
• 四种省电模式：休眠模式、深度休眠模式 1、深度休眠模式 2、暂停模式 功耗被视为许多嵌入式系统应用中很重要的问题之一。因此，在这些单片机中，电源控制单元 PWRCU 提供多种省电模式如休眠模式、深度休眠模式1、深度休眠模式2、暂停模式。这些工作 模式可以降低功耗，使得应用可在对CPU 运行时间、速度和功耗这些相互冲突的需求中达到较佳平衡。

外部中断/ 事件控制器 – EXTI

• 多达 16 个 EXTI 线，可配置触发源和触发类型
• 所有 GPIO 引脚都可选作 EXTI 触发源
• 触发源类型包括：高电平、低电平、下降沿、上升沿或者双沿
• 每条 EXTI 线都具有独立的中断使能、唤醒使能和状态标志位
• 每条 EXTI 线都具有软件中断触发模式
• 内置去干扰滤波器，用于封锁短脉冲
  外部中断/ 事件控制器EXTI 由16 个可独立产生唤醒事件和中断请求的边沿检测器组成。每个 EXTI 端口也可被单独屏蔽。

模数转换器 – ADC

• 12-bit SAR A/D 转换器内核
• 高达 1 Msps转换速率
• 多达 16 个外部模拟输入通道
  此单片机包含一个多通道12-bit A/D 转换器，其具有多路复用通道，包括16 个外部模拟信号通道 和2 个可测量的内部通道。如果输入电压必须保持在一个特定的阈值窗口，模拟看门狗功能将监 控和检测信号。当输入电压超出设定的阈值范围，将产生中断。有三种转换模式用来把模拟信号 转换成数字数据。A/D 转换器可工作在单次转换、连续和非连续转换模式。

输入/ 输出端口 – GPIO

• 多达 52 个通用输入 / 输出口 (GPIO)
• 端口 A、B、C、D映射为 16 个外部中断 – EXTI
• 几乎所有 I/O 引脚都具有可配置输出驱动电流 单片机有多达52 个通用I/O 引脚GPIO 可以实现逻辑输入/ 输出功能。每个GPIO 端口都有相关 的控制和配置寄存器，提高了灵活性并满足特定的应用需求。 在封装上GPIO 引脚与其它复用功能引脚共用，以获得较大的灵活性。通过配置相应的寄存器， GPIO 口可以被用作复用功能的引脚。对单片机GPIO 引脚的外部中断在外部中断控制单元EXTI 有相关的控制和配置寄存器。

PWM 产生和捕捉定时器 – GPTM

• 16-bit 可编程预分频器，可以对计数器时钟进行1 ~ 65536 之间的任何数值的分频
• 输入捕捉功能
• 比较匹配输出
• PWM波形产生功能，具有边沿对齐和中心对齐两种计数模式
• 单脉冲输出模式
• 内建可处理编码器接口信号的带两个输入口的正交解码器 通用定时器包括一个16-bit 向上/ 向下计数器，4 个16-bit 捕捉/ 比较寄存器(CCR)，一个16-bit 计数器重装载寄存器(CRR) 和多个控制/ 状态寄存器。它们可用于多种用途，包括通用计时、输 入信号脉冲宽度测量、输出波形产生，如单脉冲波形产生或PWM 输出。GPTM 还内建可处理编 码器接口信号的带两个输入口的正交解码器。

单通道产生与捕捉定时器 – SCTM

• 1 个 16-bit 向上自动重载计数器
• 每个定时器具有 1 个独立通道
• 16-bit 可编程预分频器，可以对计数器时钟进行1 ~ 65536 之间的任何数值的分频
• 输入捕捉功能
• 比较匹配输出
• PWM波形产生功能，具有边沿对齐计数模式
• 单脉冲输出模式
  单通道定时器包括一个16-bit 向上计数器、一个16-bit 捕捉/ 比较寄存器(CCR)、一个16-bit 计 数器重装载寄存器(CRR) 和多个控制/ 状态寄存器。它们可用于多种用途，包括通用计时、输入 信号脉冲宽度测量、输出波形产生，如单脉冲波形产生或PWM 输出。

基本功能定时器 – BFTM

• 1 个 32-bit 比较 / 匹配向上计数器 – 无输入 / 输出控制能力
• 单次模式 – 匹配后停止计数
• 重复模式 – 匹配后重新开始计数 基本功能定时器是一个简单的32-bit 向上计数器，可用于测量时间间隔并产生一个单次或者重复 中断。BFTM 工作在两种功能模式下，即重复模式或单次模式。在重复模式下，当一个比较匹配事 件发生时，BFTM 重启计数器，重新开始计数。在单次模式下，当一个比较匹配事件发生时，计数 器停止计数。

数模转换器 – DAC

• 2 个 16-bit 高精度 D/A 转换器，具有良好的频率响应特性以及立体声输出功率。

音乐合成引擎 ( MIDI 引擎) – MSE

• 可同时处理 32 个声音
• 10-bit 音量控制
• 高达 50 kHz 输出采样频率
• 8, 12, 16 位波形数据长度
• 立体声输出
• 支持重复循环播放
• 支持 PDMA 接口

看门狗定时器 – WDT

• 带 3-bit 预分频器的 12-bit 向下计数器
• 可产生系统复位
• 可编程看门狗定时器窗口功能
• 寄存器写保护功能
  看门狗定时器是一个硬件定时电路，可用于检测因软件陷入死锁导致的系统故障。它包括一个12-bit
  向下计数器、预分频器、一个WDT 增量值寄存器、WDT 操作控制电路和WDT 保护机制。如果
  软件在看门狗定时器溢出前没有重载计数器的值，计数器向下计数到零时将产生复位。此外，当计
  数器值大于WDT 增量值时，软件重新加载计数器，也会产生复位。这意味着计数器必须在有限的
  时间窗口内通过特定方法重新加载。当处理器处于调试模式，看门狗定时器计数器可停止计数。可
  以通过开启寄存器写保护功能来防止看门狗定时器配置被无意改变。

实时时钟 – RTC

• 带可编程预分频器的 32-bit 向上计数器
• 闹钟功能
• 中断和唤醒事件
  实时时钟RTC 电路包括APB 接口、一个32-bit 向上计数器、一个控制寄存器、一个预分频器、一
  个比较寄存器和一个状态寄存器。除了APB 接口位于V_DD15 电源域外，RTC电路大多位于VDD 域。
  因此，当V_DD15 电源域掉电即单片机进入暂停模式时隔离来自电源控制单元的ISO 信号，是很有必
  要的。RTC 计数器被用作唤醒定时器使系统从暂停模式中恢复。

内部集成电路 – I²C

• 支持高达 1 MHz频率的主从模式
• 提供仲裁功能和时钟同步功能
• 支持 7-bit 和 10-bit 寻址模式和广播呼叫寻址
• 可屏蔽地址功能支持多种从机寻址模式
  I²C 模块是一个允许与外部I²C 接口通信的内部电路，此外部I²C 接口是一个符合工业标准的用
  于连接外部硬件的两线串行接口。这两条串行线被称为串行数据线SDA 和串行时钟线SCL。I²C
  模块提供三种数据传输速率：即100 kHz 的标准模式、400 kHz 的快速模式和1 MHz 的高速模式。
  SCL 周期产生寄存器用于设置不同的占空比得到不同的SCL 脉冲。
  SDA 线是一条双向数据线，它连接整个I²C 总线，在主机和从机之间用于数据的发送和接收。I²C
  模块还具有仲裁检测功能和时钟同步，可防止多个主机试图同时传送数据到I²C 总线的情况。

内置音频接口 – I²S

• 主机模式或从机模式
• 单声道和立体声
• I²S 对齐模式，左对齐和右对齐模式
• 带 32-bit扩展通道的 8/16/24/32-bit采样值
• 8×32 位 TX & RX FIFO，支持PDMA
• 带速率控制的 8-bit小数时钟分频器
• I²S 是一个同步通信接口，用于主机或从机与其它音频外设，如ADC 或DAC，之间交换数据。I²S 支持多种数据格式。除了立体声I²S 对齐、左对齐和右对齐模式，还有带8/16/24/32-bit 采样值的 单声道PCM 模式。当I²S 工作在主机模式下并使用小数分频器，它可以提供一个准确的采样频 率输出，且支持速率控制功能和输出频率微调，以避免由于不同单片机之间的累积频率误差造成 的系统问题。

硬件除法器 – DIV

• 32-bit 有符号 / 无符号除法器
• 运算需 8 个时钟周期，加载需 1 个时钟周期
• 除数为零错误标志
  该内置除法器可提高单片机性能。舍尾除法的除法函数和取模函数都是通过下面的公式进行运算： A / B = Q…R 其中“A”为被除数，“B”为除数，“Q”为商，“R”为余数。置高除法器控制寄存器中的START 位 将触发除法器开始计算。8 个时钟周期后除法器计算结束，完成标志位将被置高，若除数寄存器 内数据为零，那么除数为零错误标志将被置位。

串行外设接口 – SPI

• 支持主机和从机模式
• 主机模式频率高达 (f_PCLK/2) MHz，从机模式频率高达 (f_PCLK/3) MHz
• FIFO 深度：8 级
• 多个主机和多个从机工作模式
  串行外设接口SPI 提供了一个SPI 协议：主从模式下数据发送和接收功能。SPI 接口使用4 个引脚， 其中有串行数据输入和输出线，MISO 和MOSI，时钟线SCK 和从机选择线SEL。SPI 作为主机 使用，用SEL 和SCK 信号控制数据流来说明数据通信启动和数据采样率。要接收数据字节，数 据流在特定的时钟边沿时被锁存且存储在数据寄存器或RX FIFO。数据发送也是通过类似的方 式，但以相反的顺序。模式故障检测功能使其适用于多主机应用。

四线串行外设接口 – QSPI

• 支持主机和从机模式
• 主机模式速度高达 f_HCLK/2
• 从机模式速度高达 f_HCLK /3
• 16-bit 可编程数据帧长度
• FIFO 深度：8 级
• 数据传输方式：MSB 或 LSB 优先传输
• 可编程从机选择有效极性：高或低
• 多个主机和多个从机工作模式
• 主机模式支持 QSPI NOR Flash 两线 /四线输出读取模式
• 四个错误标志带有各自的中断
  --读溢出
  --写冲突
  --模式故障
  --从机中止
• 支持 PDMA 接口 四线串行外设接口 QSPI 在主从模式下均提供了一个符合 QSPI 通信协议的数据发送与接收功 能。QSPI 接口用于双线/ 四线 SPI，使用 6 个引脚，其中有串行数据输入/ 输出线(SIO3、SIO2、 MISO/SIO1、MOSI/SIO0)、时钟线 SCK 和从机选择线 SEL。

通用同步异步收发器 – USART

• 支持异步和时钟同步串行通信模式
• 异步工作频率高达 (f_PCLK/16) MHz，同步工作频率高达 (f_PCLK/8) MHz
• 全双工通信能力
• 完全可编程串行接口通信特性包括：
  --字长：7、8 或 9-bit 字符
  --校验位：奇校验、偶校验或无奇偶校验位的产生和检测
  --停止位：1 或 2 个停止位产生
  --位顺序：最低位优先或最高位优先传输
• 错误侦测：奇偶校验、溢出和帧错误
• 自动硬件流控模式 – RTS、CTS
• IrDA SIR编码器和解码器
• 具有输出使能控制的 RS485模式
• FIFO 深度：接收器和发送器均为 8 × 9 位 通用同步异步收发器USART 提供了一个灵活的采用同步或异步传输的全双工数据交换。USART 用来转换并行和串行接口之间的数据，通常也被用作RS232 标准通信。USART 外设功能支持四 种类型的中断，包括线路状态中断、发送FIFO 空中断、接收器阈值级别到达中断和超时中断。 USART 模块包括一个发送FIFO (TX_FIFO) 和一个接收FIFO (RX_FIFO)。通过读取线路状态 寄存器LSR，软件可以检测USART 的错误状态。这些状态包括传输运行类型和状况以及因奇偶 校验、溢出、帧错误和线中止事件造成的错误状况。

通用异步收发器 – UART

• 异步串行通信工作频率高达 (f_PCLK/16) MHz
• 全双工通信能力
• 完全可编程串行接口通信特性包括：
  --字长：7、8 或 9-bit字符
  --校验位：奇校验、偶校验或无奇偶校验位的产生和检测
  --停止位：1 或 2 个停止位产生
  --位顺序：最低位优先或最高位优先传输
• 错误侦测：奇偶校验、溢出和帧错误 通用异步收发器UART 提供了一个灵活的采用异步传输的全双工数据交换。UART 用来转换并 行和串行接口之间的数据，通常也被用作RS232 标准通信。UART 外设功能支持线路状态中断。 通过读取线路状态寄存器LSR，软件可以检测UART 的错误状态。状态包括传输运行类型和状 况以及因奇偶校验、溢出，帧错误和线中止事件造成的错误状况。

循环冗余校验 – CRC

• 支持 CRC16多项式：0x8005，X¹⁶+X¹⁵+X²+1
• 支持 CCITT CRC16多项式：0x1021，X¹⁶+X¹²+X⁵+1
• 支持 IEEE-802.3 CRC32多项式：0x04C11DB7， X³²+X²⁶+X²³+X²²+X¹⁶+X¹²+X¹¹+X¹⁰+X⁸+X⁷+X⁵+X⁴+X²+X+1
• 支持对数据和校验和进行反码、字节取反和位取反操作
• 支持字节、半字和字数据大小
• 可编程 CRC初始种子值
• 对 8-bit数据执行 CRC计算需要1 个 AHB 时钟周期，32-bit数据需要 4 个 AHB 时钟周期
• 支持 PDMA 对一个存储器区块进行CRC计算 CRC 计算单元是用于验证数据传输或存储的数据正确性的错误检测技术测试算法。CRC 计算将 数据流或数据块作为输入，并生成一个16-bit 或32-bit 输出余数。通常情况下，一个数据流附带 有CRC 后缀码，当被发送或存储时CRC 后缀码可用作数据流的校验和。因此，被接收或重新存 储的数据流的CRC 码都是通过上述相同的生成多项式计算得到的。若新的CRC 码结果与先前 计算的不匹配，这意味着数据流出错。

通用串行总线设备控制器 – USB

• 符合 USB 2.0全速 (12Mbps) 规范
• 片上 USB全速收发器
• 1 个控制端点 (EP0) 可用于控制转移
• 3 个单缓冲端点可用于批量和中断传输
• 4 个双缓冲端点可用于批量、中断和同步传输
• 1,024 字节 EP_SRAM用于端点数据缓冲器
• USB 设备控制器符合USB 2.0 全速规范。有一个被称为端点0 的控制端点和七个可配置端点。一 个1024 字节的SRAM被用作端点缓冲器。每个端点缓冲器大小可通过相应的寄存器编程来设置， 这将为不同的应用提供了较大的灵活性。内置USB全速收发器可降低整个系统复杂度，节约成本。 USB 功能块也包含恢复和暂停特性以满足低功耗的需求。

调试支持

• 串行线调试端口 – SW-DP
• 4 个用于硬件断点或代码 / 文字补丁的比较器
• 2 个用于硬件数据观察点的比较器

封装和工作温度

• 48/64-pin LQFP (7 mm×7mm) 封装
• 工作温度：-40 ˚C ~ +85 ˚C

 

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