一般說明:GD32F150R8T6
GD32F150R8T6 器件屬于 GD32 MCU 系列的價值線。它是 32 位的基于高性能 ARM® Cortex®-M3 RISC 的通用微控制器在處理能力、降低功耗和外圍集。 Cortex®-M3 是緊耦合的下一代處理器內核具有嵌套向量中斷控制器 (NVIC)、SysTick 定時器和高級調試支持。GD32F150R8T6 器件采用 ARM® Cortex®-M3 32 位處理器內核運行在 72 MHz 頻率下,閃存訪問零等待狀態以獲得最大效率。它提供高達 64 KB 的片上閃存和高達 8 KB 的 SRAM 存儲器。廣泛的連接到兩條 APB 總線的一系列增強型 I/O 和外圍設備。該設備提供一個
12 位 ADC、1 個 12 位 DAC 和 2 個比較器、多達 5 個通用 16 位定時器、一個通用 32 位定時器,一個基本定時器,一個 PWM 高級控制定時器,以及標準和高級通信接口:最多兩個 SPI、兩個 I2C、兩個 USART、一個I2S、HDMI-CEC、TSI 和 USBD。該器件采用 2.6 至 3.6 V 電源供電,工作溫度為 –40 至 +85 °C溫度范圍。幾種省電模式提供了最大的靈活性喚醒延遲和功耗之間的優化,一個特別重要的考慮在低功率應用。上述特性使 GD32F150R8T6 器件適用于廣泛的應用,尤其是在工業控制、電機驅動、用戶界面、電力監控等領域報警系統、消費類和手持設備、游戲和 GPS、電動自行車等。
功能說明:GD32F150R8T6
3.1。 ARM® Cortex®-M3 內核
Cortex®-M3 處理器是最新一代的嵌入式 ARM® 處理器
系統。它的開發旨在提供滿足 MCU 需求的低成本平臺
實施,具有減少的引腳數和低功耗,同時提供
出色的計算性能和先進的系統對中斷的響應。
32 位 ARM® Cortex®-M3 處理器內核
高達 72 MHz 的工作頻率
單周期乘法和硬件除法器
集成嵌套向量中斷控制器 (NVIC)
24 位 SysTick 定時器
Cortex®-M3 處理器基于 ARMv7 架構,同時支持 Thumb
和 Thumb-2 指令集。下面列出的一些系統外設也由
Cortex®-M3:GD32F150R8T6
內部總線矩陣連接 ICode 總線、DCode 總線、系統總線、私有
外設總線 (PPB) 和調試訪問 (AHB-AP)
嵌套向量中斷控制器 (NVIC)
閃存補丁和斷點 (FPB)
數據觀察點和跟蹤 (DWT)
儀器跟蹤宏單元 (ITM)
串行線 JTAG 調試端口 (SWJ-DP)
跟蹤端口接口單元 (TPIU)
3.2.片上存儲器GD32F150R8T6
高達 64 KB 的閃存
高達 8 KB 的 SRAM,帶硬件奇偶校驗
ARM® Cortex®-M3 處理器采用哈佛架構構建,可以使用
單獨的總線來獲取指令和加載/存儲數據。 64 KB 內部閃存和 8
最多 KB 的內部 SRAM 可用于存儲程序和數據,兩者都可以訪問
(R/W) 以 CPU 時鐘速度,零等待狀態。表 2-2。 GD32F150xx 內存
圖顯示了 GD32F150xx 系列器件的內存映射,包括代碼、SRAM、
外圍和其他預定義區域。
3.3.時鐘、復位和電源管理
內部 8 MHz 出廠調整 RC 和外部 4 至 32 MHz 晶體振蕩器
內部 40 KHz RC 校準振蕩器和外部 32.768 KHz 晶體振蕩器
集成系統時鐘 PLL
2.6 至 3.6 V 應用電源和 I/O
電源監控器:POR(上電復位)、PDR(斷電復位)和低電壓
檢測器(LVD)GD32F150R8T6
時鐘控制單元 (CCU) 提供一系列振蕩器和時鐘功能。這些
包括速度內部RC振蕩器和外部晶體振蕩器,高速和低速
兩種類型。幾個預分頻器允許 AHB 和兩個 APB 的頻率配置
域。 AHB 和兩個 APB 域的最大頻率為 72 MHz。見圖
2-6。有關時鐘樹的詳細信息,請參見 GD32F150xx 時鐘樹。
復位控制單元 (RCU) 控制三種復位:系統復位
處理器內核和外圍 IP 組件。上電復位 (POR) 和掉電復位
(PDR) 始終處于活動狀態,并確保從 2.6 V 到低至 1.8V 的正常工作。
當 VDD 低于指定閾值時,器件保持復位模式。嵌入式
低壓檢測器 (LVD) 監控電源,將其與電壓閾值進行比較
并產生一個中斷作為警告信息,引導 MCU 進入安全狀態。
電源方案:GD32F150R8T6
VDD 范圍:2.6 至 3.6 V,I/O 和內部穩壓器的外部電源。
通過 VDD 引腳從外部提供。
VSSA、VDDA 范圍:2.6 至 3.6 V,用于 ADC 的外部模擬電源、復位模塊、
RC 和 PLL。 VDDA 和 VSSA 必須分別連接到 VDD 和 VSS。
VBAT r
范圍:1.8 至 3.6 V,RTC 電源,外部時鐘 32 kHz 振蕩器和
當 VDD 不存在時備份寄存器(通過電源開關)。
3.4. 引導模式GD32F150R8T6
在啟動時,引導引腳用于選擇三個引導選項之一:
從主閃存啟動(默認)
從系統內存啟動
從片上 SRAM 啟動
默認情況下,選擇從主閃存啟動。 引導加載程序位于
內部引導 ROM 存儲器(系統存儲器)。 它用于重新編程閃存
通過在設備中使用 USART0(PA9 和 PA10)或 USART1(PA2 和 PA3、PA14 和 PA15)
模式。
3.5. 省電模式GD32F150R8T6
MCU支持三種省電模式,實現更低功耗
消耗。 它們是睡眠模式、深度睡眠模式和待機模式。 這些操作
模式降低功耗并讓應用程序達到最佳平衡
CPU運行時間、速度和功耗之間的關系
睡眠模式
在睡眠模式下,只有 CPU 內核的時鐘是關閉的。所有外圍設備繼續運行并
任何中斷/事件都可以喚醒系統。
深度睡眠模式
在深度睡眠模式下,1.2V 域中的所有時鐘都關閉,所有高速
晶體振蕩器(IRC8M,HXTAL)和 PLL 被禁用。只有SRAM的內容
并保留寄存器。來自 EXTI 線的任何中斷或喚醒事件都可以喚醒
系統從深度睡眠模式包括 16 條外部線路、RTC 警報、
LVD 輸出和 USB 喚醒。當退出深度睡眠模式時,IRC8M 是
選作系統時鐘。
待機模式GD32F150R8T6
在待機模式下,整個 1.2V 域斷電,LDO 關閉,所有
IRC8M、HXTAL 和 PLL 被禁用。 SRAM 和寄存器的內容(除了
備份寄存器)丟失。待機模式有四個喚醒源,
包括來自 NRST 引腳的外部復位、RTC 警報、FWDGT 復位和
WKUP 引腳的上升沿。
3.6.模數轉換器 (ADC)
12 位 SAR ADC 的轉換速率高達 1 MSPS。
轉換范圍:VSSA 至 VDDA(2.6 至 3.6 V)
溫度傳感器GD32F150R8T6
器件中集成了一個 12 位 1 MSPS 多通道 ADC。總共最多16個
多路復用外部通道,1 個用于內部溫度傳感器 (VSENSE) 的通道,1 個通道
用于內部參考電壓 (VREFINT) 和 1 個用于電池電壓 (VBAT) 的通道。輸入
電壓范圍在 VSSA 和 VDDA 之間。模擬看門狗模塊可用于檢測
需要保持在特定閾值窗口內的通道。一個可配置的
模擬輸入的通道管理塊也可用于執行轉換
單、連續、掃描或不連續模式以支持更高級的使用。
ADC 可以由通用定時器(TIMERx、
x=1,2,14) 和具有內部連接的高級定時器 (TIMER0)。溫度
傳感器可用于產生隨溫度線性變化的電壓。它在內部
連接到用于轉換傳感器輸出電壓的 ADC_IN16 輸入通道
轉化為數字值。每個設備都經過工廠校準,以提高準確性和
校準數據存儲在系統內存區域。
3.7.數模轉換器 (DAC)GD32F150R8T6
獨立輸出通道的12位DAC轉換器
8 位或 12 位模式與 DMA 控制器結合使用
12 位緩沖 DAC 通道用于生成可變模擬輸出。 DAC是
采用集成電阻串結構設計。 DAC通道可以通過觸發
定時器更新輸出或帶有 DMA 支持的 EXTI。 DAC的最大輸出值
是 VREF+。
3.8. DMAGD32F150R8T6
7 通道 DMA 控制器
支持的外設:定時器、ADC、SPI、I2C、USART、DAC 和 I
2S
靈活的通用 DMA 控制器提供了一種硬件傳輸方法
外設和/或內存之間的數據,無需 CPU 干預,從而釋放
為其他系統功能增加帶寬。支持三種訪問方式:
外設到內存,內存到外設,內存到內存
每個通道都連接到固定的硬件 DMA 請求。 DMA通道的優先級
請求由軟件配置和硬件通道號決定。轉移
源和目標的大小是獨立的和可配置的。
3.9.通用輸入/輸出 (GPIO)
多達 55 個快速 GPIO,全部可映射到 16 個外部中斷向量 (EXTI)
模擬輸入/輸出可配置
交替功能輸入/輸出可配置
GD32F150xx 有多達 55 個通用 I/O 引腳(GPIO),命名為 PA0 ~ PA15
和PB0~PB15、PC0~PC15、PD2、PF0、PF1、PF4-PF7實現邏輯輸入/輸出
職能。每個 GPIO 端口都有相關的控制和配置寄存器來滿足
特定應用的要求。 GPIO 引腳上的外部中斷
設備在外部中斷控制單元中有相關的控制和配置寄存器
(外部)。 GPIO 端口與其他替代功能 (AF) 共享引腳,以獲得
封裝引腳上的最大靈活性。每個 GPIO 引腳都可以通過以下方式配置
軟件作為輸出(推挽或開漏),作為輸入(帶或不帶上拉或下拉)或
作為外設復用功能。大多數 GPIO 引腳與數字或模擬共享
替代功能。除模擬輸入外,所有 GPIO 都具有高電流能力。
3.10。定時器和 PWM 生成
1個16位高級控制定時器(TIMER0),1個32位通用定時器
(TIMER1)、5 個 16 位通用定時器 (TIMER2、TIMER13 ~ TIMER16)、1 個
16 位基本定時器 (TIMER5)
多達 4 個獨立的 PWM、輸出比較或輸入捕捉通道
通用定時器 (GPTM) 和外部觸發輸入
16 位電機控制 PWM 高級控制定時器,具有可編程死區時間生成功能,用于輸出匹配
帶兩個輸入的編碼器接口控制器,使用正交解碼器
24 位 SysTick t
imer 遞減計數器GD32F150R8T6
2個看門狗定時器(自由看門狗定時器和窗口看門狗定時器)
高級控制定時器 (TIMER0) 可用作多路復用在 6 上的三相 PWM
渠道。它具有帶有可編程死區時間生成的互補 PWM 輸出。它
也可用作完整的通用定時器。 4個獨立通道可以
用于輸入捕捉、輸出比較、PWM 生成(邊沿對齊或中心對齊
模式)和單脈沖模式輸出。如果配置為通用 16 位定時器,它有
與 TIMERx 定時器功能相同。它可以與外部信號同步或
與其他具有相同架構和功能的 GPTM 互連。
通用定時器 (GPTM) 可用于多種用途,包括通用
時間,輸入信號脈沖寬度測量或輸出波形生成,如單
脈沖生成或 PWM 輸出,最多 4 個獨立通道用于輸入捕捉/輸出
比較。 TIMER1 基于一個 32 位自動重載遞增/遞減計數器和一個 16 位預分頻器。
TIMER2 基于一個 16 位自動重載遞增/遞減計數器和一個 16 位預分頻器。 TIMER13 ~
TIMER16 基于一個 16 位自動重載遞增計數器和一個 16 位預分頻器。 GPTM 也
使用正交解碼器支持具有兩個輸入的編碼器接口。
基本定時器,稱為 TIMER5,主要用于 DAC 觸發生成。他們還可以
用作簡單的 16 位時基。
GD32F150R8T6 有兩個看門狗外設,自由看門狗和窗口看門狗。
它們結合了高安全級別、使用靈活性和計時精度。
免費看門狗定時器包括一個 12 位遞減計數器和一個 8 位預分頻器,它是
時鐘來自一個獨立的 40 kHz 內部 RC,因為它獨立于
主時鐘,它可以工作在深度睡眠和待機模式。它既可以用作
看門狗在發生問題時重置設備,或作為一個自由運行的定時器
應用程序超時管理。
窗口看門狗基于可設置為自由運行的 7 位遞減計數器。它
可用作看門狗,在出現問題時重置設備。它是從時鐘
主時鐘。它具有提前喚醒中斷功能,并且計數器可以凍結在
調試模式。
SysTick 定時器專用于操作系統,但也可用作標準遞減計數器。它
特征:GD32F150R8T6
一個 24 位遞減計數器
自動重新加載功能
當計數器達到 0 時產生可屏蔽的系統中斷
可編程時鐘源
3.11。實時時鐘 (RTC)
獨立的二進制編碼十進制 (BCD) 格式定時器/計數器,具有 5 個 32 位備份
寄存器。GD32F150R8T6
帶有亞秒、秒、分鐘、小時、星期、日期、年和月的日歷
自動修正
具有從深度睡眠和待機模式喚醒功能的鬧鐘功能
與主時鐘同步的動態校正。 1 ppm 的數字校準
用于補償石英晶體誤差的分辨率。
實時時鐘是一個獨立的定時器,它提供一組連續運行
備份寄存器中的計數器提供真正的日歷功能,并提供警報
中斷或預期的中斷。它不會被系統或電源重置,或者當
設備從待機模式喚醒。在 RTC 單元中,有兩個預分頻器用于
實現日歷等功能。一個預分頻器是一個 7 位異步
預分頻器,另一個是 15 位同步預分頻器。
3.12。內部集成電路 (I2C)
最多2個I2C總線接口,可同時支持主從模式,同頻
高達 400 kHz
提供仲裁功能,可選的PEC(包錯誤檢查)生成和
檢查GD32F150R8T6
支持 7 位和 10 位尋址模式和廣播呼叫尋址模式
I2C 接口是一個內部電路,允許與外部 I2C 接口通信
這是一個工業標準的兩線串行接口,用于連接到外部
硬件。這兩條串行線稱為串行數據線 (SDA) 和串行時鐘線
(SCL)。 I2C 模塊在標準模式下提供高達 100 KHz 的傳輸速率,并且高達
快速模式下為 400 KHz。 I2C 模塊還具有仲裁檢測功能,以防止
多個主機同時嘗試向 I2C 總線傳輸數據的情況
時間。 I2C 接口中還提供了一個 CRC-8 計算器來執行數據包錯誤檢查
對于 I2C 數據。GD32F150R8T6
3.13。串行外設接口 (SPI)
最多兩個 SPI 接口,頻率高達 18 MHz
支持主從模式
硬件CRC計算和傳輸自動CRC錯誤檢查
SPI接口使用4個引腳,其中串行數據輸入和輸出線(MISO
& MOSI)、時鐘線(SCK)和從機選擇線(NSS)。兩個 SPI 都可以由
DMA控制器。 SPI 接口可用于多種用途,包括
兩條線上的單工同步傳輸,可能是雙向數據線或可靠的
使用 CRC 校驗進行通信。
3.14。通用同步異步接收器發送器
(USART)GD32F150R8T6
最多兩個 USART,工作頻率高達 9 MHz
支持異步和時鐘同步串行通信模式
IrDA SIR 編碼器和解碼器支持
LIN 中斷生成和檢測
符合 ISO 7816-3 標準的智能卡接口
USART(USART0、USART1)用于在并行和串行之間轉換數據
接口,使用同步或異步提供靈活的全雙工數據交換
轉移。它也常用于 RS-232 標準通信。 USART 包括
一個可編程的波特率發生器,它能夠將系統時鐘分頻到
為 USART 發送器和接收器生成專用時鐘。 USART 也
支持高速數據通信的DMA功能。
3.15。 IC 間聲音 (I2S)GD32F150R8T6
一個 I2S 總線接口,采樣頻率從 8 kHz 到 192 kHz,多路復用
SPI1
支持主從模式
Inter-IC 聲音 (I2S) 總線為數字音頻提供標準通信接口
通過 3 線串行線路應用。 GD32F150xx 包含一個 I2S 總線接口,可以
在主機或從機模式下以 16/32 位分辨率運行,引腳與 SPI1 復用。這
支持從 8 kHz 到 192 kHz 的音頻采樣頻率,精度低于 0.5%
錯誤。
3.16。 HDMI CEC
硬件支持消費電子控制 (CEC) 協議(HDMI 標準 rev1.4)
CEC 協議提供視聽產品之間的高級控制功能
與 HDMI 電纜連接。 GD32F150xx 包含一個 HDMI-CEC 控制器,該控制器具有一個
獨立時鐘域,可根據數據將 MCU 從深度睡眠模式喚醒
接待。GD32F150R8T6
3.17。通用串行總線全速 (USBD)
一個全速 USB 接口,頻率高達 12 Mbit/s
兼容 USB CLK 的內部主 PLL
通用串行總線 (USB) 是一種 4 線總線,支持一個或多個
更多設備。全速外圍設備符合 USB 2.0 規范。裝置
控制器啟用與 USB 主機控制器的 12 Mbit/s 數據交換。交易
格式化由硬件執行,包括 CRC 生成和檢查。狀態
狀態寄存器指示完成的 USB 傳輸或錯誤情況。中斷是
如果啟用,也會生成。專用 48 MHz 時鐘由內部主時鐘產生
PLL(時鐘源必須使用HXTAL晶振)和工作頻率
從 APB1 分頻應為 12 MHz 以上。
3.18。觸摸感應接口 (TSI)
通過分布在 6 個模擬上的感應通道支持多達 18 個外部電極
I/O 組GD32F150R8T6
可編程充電頻率和 I/O 引腳
能夠從省電模式喚醒 MCU
電容傳感技術可用于檢測手指(或任何導電
物體)存在于電極附近。引入的電極電容變化
可以通過充電和檢測采樣兩端的電壓來測量手指
電容器。 GD32F150xx 包含一個硬件觸摸感應接口 (TSI),只需要
很少的外部元件來操作。傳感通道分布在 6 個模擬 I/O 上
組包括:Group1 (PA0 ~ PA3), Group2 (PA4 ~ PA7), Group3 (PC5, PB0 ~ PB2),
Group4 (PA9 ~ PA12), Group5 (PB3, PB4, PB6, PA7) 和 Group6 (PB11 ~ PB14),
3.19。比較器 (CMP)
兩個可軟件配置的快速軌到軌低功耗比較器
可編程參考電壓(內部、外部 I/O 或 DAC 輸出引腳)
在器件中實現了兩個比較器 (CMP)。兩個比較器都可以喚醒
從深度睡眠模式開始為定時器產生中斷和中斷,也可以
組合為窗口比較器。內部參考電壓也連接到
ADC_IN17 ADC 的輸入通道。
3.20。調試模式GD32F150R8T6
串行線 JTAG 調試端口 (SWJ-DP)
ARM® SWJ-DP 接口是嵌入式的,是一個組合的 JTAG 和串行線調試
使串行線調試或 JTAG 探針連接到目標的端口。
3.21。 封裝和工作溫度
LQFP64 (GD32F150Rx)、LQFP48 (GD32F150Cx)、QFN32 (GD32F150Kx) 和 QFN28
(GD32F150Gx)GD32F150R8T6
工作溫度范圍:-40°C 至 +85°C(工業級)
以下物料均有現貨庫存:GD32F150R8T6
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