STM32F051x4 STM32F051x6
STM32F051x8
ARM
®
-based 32-bit MCU, 16 to 64 KB Flash, 11 timers, ADC,
DAC and communication interfaces, 2.0-3.6 V
Datasheet
-
production data
Features
•
Core: ARM
®
32-bit Cortex
®
-M0 CPU,
frequency up to 48 MHz
•
Memories
– 16 to 64 Kbytes of Flash memory
– 8 Kbytes of SRAM with HW parity checking
•
CRC calculation unit
•
Reset and power management
– Digital and I/O supply: V
DD
= 2.0 V to 3.6 V
– Analog supply: V
DDA
= from V
DD
to 3.6 V
– Power-on/Power down reset (POR/PDR)
– Programmable voltage detector (PVD)
– Low power modes: Sleep, Stop, Standby
– V
BAT
supply for RTC and backup registers
•
Clock management
– 4 to 32 MHz crystal oscillator
– 32 kHz oscillator for RTC with calibration
– Internal 8 MHz RC with x6 PLL option
– Internal 40 kHz RC oscillator
•
Up to 55 fast I/Os
– All mappable on external interrupt vectors
– Up to 36 I/Os with 5 V tolerant capability
•
5-channel DMA controller
•
One 12-bit, 1.0 µs ADC (up to 16 channels)
– Conversion range: 0 to 3.6 V
– Separate analog supply from 2.4 up to 3.6
•
One 12-bit DAC channel
•
Two fast low-power analog comparators with
programmable input and output
•
Up to 18 capacitive sensing channels
supporting touchkey, linear and rotary touch
sensors
•
Up to 11 timers
– One 16-bit 7-channel advanced-control
timer for 6 channels PWM output, with
deadtime generation and emergency stop
– One 32-bit and one 16-bit timer, with up to
4 IC/OC, usable for IR control decoding
January 2017
This is information on a product in full production.
LQFP64 10x10 mm UFQFPN48 7x7 mm UFBGA64
UFQFPN32 5x5 mm 5x5 mm
LQFP48 7x7 mm
LQFP32 7x7 mm
WLCSP36
2.6x2.7 mm
– One 16-bit timer, with 2 IC/OC, 1 OCN,
deadtime generation and emergency stop
– Two 16-bit timers, each with IC/OC and
OCN, deadtime generation, emergency
stop and modulator gate for IR control
– One 16-bit timer with 1 IC/OC
– Independent and system watchdog timers
– SysTick timer: 24-bit downcounter
– One 16-bit basic timer to drive the DAC
•
Calendar RTC with alarm and periodic wakeup
from Stop/Standby
•
Communication interfaces
– Up to two I
2
C interfaces, one supporting
Fast Mode Plus (1 Mbit/s) with 20 mA
current sink, SMBus/PMBus and wakeup
from Stop mode
– Up to two USARTs supporting master
synchronous SPI and modem control, one
with ISO7816 interface, LIN, IrDA
capability, auto baud rate detection and
wakeup feature
– Up to two SPIs (18 Mbit/s) with 4 to 16
programmable bit frame, one with I
2
S
interface multiplexed
•
HDMI CEC interface, wakeup on header
reception
•
Serial wire debug (SWD)
•
96-bit unique ID
•
All packages ECOPACK
®
2
Table 1. Device summary
Reference
Part number
STM32F051C4, STM32F051K4, STM32F051R4
STM32F051C6, STM32F051K6, STM32F051R6
STM32F051C8, STM32F051K8, STM32F051R8,
STM32F051T8
STM32F051xx
DocID022265 Rev 7
1/122
www.st.com
Contents
STM32F051x4 STM32F051x6 STM32F051x8
Contents
1
2
3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
ARM
®
-Cortex
®
-M0 core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Cyclic redundancy check calculation unit (CRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Power supply supervisors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6
3.7
3.8
3.9
Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
General-purpose inputs/outputs (GPIOs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Direct memory access controller (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Interrupts and events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.9.1
3.9.2
Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Extended interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Internal voltage reference (V
REFINT
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
V
BAT
battery voltage monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.10
Analog-to-digital converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.10.1
3.10.2
3.10.3
3.11
3.12
3.13
3.14
Digital-to-analog converter (DAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Comparators (COMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Touch sensing controller (TSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.14.1
3.14.2
3.14.3
3.14.4
3.14.5
Advanced-control timer (TIM1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
General-purpose timers (TIM2, 3, 14, 15, 16, 17) . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Basic timer TIM6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Independent watchdog (IWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
System window watchdog (WWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2/122
DocID022265 Rev 7
STM32F051x4 STM32F051x6 STM32F051x8
3.14.6
Contents
SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
Real-time clock (RTC) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Inter-integrated circuit interface (I
2
C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Universal synchronous/asynchronous receiver/transmitter (USART) . . . 25
Serial peripheral interface (SPI) / Inter-integrated sound interface (I
2
S) . 26
High-definition multimedia interface (HDMI) - consumer
electronics control (CEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Serial wire debug port (SW-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4
5
6
Pinouts and pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1
Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.1.7
Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.2
6.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.3.7
6.3.8
6.3.9
6.3.10
6.3.11
6.3.12
6.3.13
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 48
Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Wakeup time from low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Electrical sensitivity characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
DocID022265 Rev 7
3/122
4
Contents
6.3.14
6.3.15
6.3.16
6.3.17
6.3.18
6.3.19
6.3.20
6.3.21
6.3.22
STM32F051x4 STM32F051x6 STM32F051x8
I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
DAC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Comparator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
V
BAT
monitoring characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
UFBGA64 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
LQFP64 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
LQFP48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
UFQFPN48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
WLCSP36 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
LQFP32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
UFQFPN32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
7.8.1
7.8.2
Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Selecting the product temperature range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8
9
Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4/122
DocID022265 Rev 7
STM32F051x4 STM32F051x6 STM32F051x8
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.
Table 44.
Table 45.
Table 46.
Table 47.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
STM32F051xx family device features and peripheral count . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Temperature sensor calibration values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Internal voltage reference calibration values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Capacitive sensing GPIOs available on STM32F051xx devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Effective number of capacitive sensing channels on STM32F051xx . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Comparison of I
2
C analog and digital filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
STM32F051xx I
2
C implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
STM32F051xx USART implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
STM32F051xx SPI/I
2
S implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Legend/abbreviations used in the pinout table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Alternate functions selected through GPIOA_AFR registers for port A . . . . . . . . . . . . . . . 37
Alternate functions selected through GPIOB_AFR registers for port B . . . . . . . . . . . . . . . 38
STM32F051xx peripheral register boundary addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Operating conditions at power-up / power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Programmable voltage detector characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Typical and maximum current consumption from V
DD
at 3.6 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Typical and maximum current consumption from the V
DDA
supply . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Typical and maximum current consumption in Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . 52
Typical and maximum current consumption from the V
BAT
supply. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Typical current consumption, code executing from Flash memory,
running from HSE 8 MHz crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Switching output I/O current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
HSE oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
LSE oscillator characteristics (f
LSE
= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
HSI14 oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
I/O current injection susceptibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
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