SH32F205
基于
ARM
®
Cortex
TM
-M3
内核的
32
½高性½电机主控芯片
1.
特性
采用ARM
Cortex-M3内核的32½MCU
-
系统最高120MHz主频
- M3内核内½硬件32½乘/除法
-
高速存储器和指令加速,提高执行效率
-
内½存储器保护单元(MPU)
集成数学运算协处理器(MACP)
-
内½硬件CORDIC运算器,支持16½、24½正½弦、反
正切、求模运算、Park变换与反变换
-
内½硬件IQ除法器,支持硬件32½IQ格式除法
-
内½FOC专用硬件SVPWM引擎,支持五段式和七段式
存储器
-
最大256K字节FLASH程序存储器
-
最大8K字节SRAM+16K字节CRAM(也用½DRAM)
-
最大12K字节内½类EEPROM区
-
包含2K字节OTP(一次编程)区
-
支持对代码全方½保护:包括两级读保护、写保护、擦
除保护、客户安全码保护等
时钟、复½和电源管理
- 2.4V - 5.5V供电范围,覆盖3V/5V广泛系统
-上电复½、掉电检测、½电压复½
-
硬件独立看门狗(IWDT)、窗口看门狗(WWDT)
- 4M - 16MHz晶½振荡器/陶瓷振荡器
-
内嵌高频RC振荡器:8MHz(常温0.2%精度)
-
集成PLL,无需外接电容,最高输出120MHz时钟
-
时钟停振监控
3个完全独立12½高速模数½换器
-
最高2M
SPS采样速率
-
支持29个模拟采样通道(其中24个采样引脚ANx)
-
可配½序列½换,每个ADC配有8个AD½换结果寄存器
-
支持PWM同步触发AD采样
-
支持单次/间断/连续采样模式,支持事件触发AD采样
- ADC基准源可选择内部基准电压或外部输入基准电压
DMA控制器
- 8个独立的DMA通道
-
支持内存与外设之间任意组合的传输
- ADC/MCM/GPT/UART/SPI等模块½支持DMA操½
最多78个快速GPIO端口(GPIOx)
- 100PIN有78个、80PIN有74个I/O端口
-
支持I/O功½重映射、支持I/O½操½
-
所有I/O内建上拉/下拉电阻
- 4档驱动½力,部分引脚提供强灌电流½力
-
部分引脚兼容TTL电平输入
16个外部中断输入通道(EXTIx)
-
任½一个GPIO½可映射为外部中断输入通道
-
支持边沿触发、电平触发、½件触发
-
可用于产生中断、事件唤醒,支持一路NMI中断
2个电机专用控制模块(MCMx)
-
每个MCM提供6路(或3对)PWM输出,16½分辨率
-
支持互补/独立输出模式,支持对称与非对称波½生成
-
集成死区逻辑、故障保护、逻辑异常保护、逐波限流等
-
每个MCM集成4个事件比较器,提供4个AD采样时刻点
-
支持相移功½,适合单电阻采样
-
支持2个MCM任意相½同步输出
4个通用PWM定时器(GPTx)
-
每个GPT提供2路PWM,16½分辨率
-
支持单脉冲、锯½波、三角波输出
-
双缓冲寄存器,支持对称与非对称波½生成
-
支持死区产生逻辑和PWM故障保护功½
-
支持多个GPT同步运行,可组合为32½定时器
-
共支持8路同步PWM输出、12路输入捕捉
4个16½基本定时器/计数器(TIMx)
-
可级联组合成2个32½定时器/计数器
-
自动重½½累加计数器
1个正交编码器接口模块(QEI),包含独立32½定时器
多个串行通信接口
- 3个通用异步串行口(UARTx)
- 2个串行外设接口(SPIx)
2
- 1个两线串行接口(TWI),主从模式,兼容I C
其他片上模拟功½模块
- 3个独立高速模拟放大器(OPx)
- 3个独立高速模拟比较器(CMPx)
-
内½高精度基准电压源,可½为ADC和比较器基准
-
内½温度传感器
硬件CRC模块,8/16/32½,可用于代码校验、数据校验
硬件支持的RAMBIST功½
-
支持March-C/March-X检测算法
-
可在不中断用户程序情况下对SRAM进行检测
LVR功½(3档)、BOD功½(16档)
96½芯片唯一识别码
两种½功耗模式:睡眠模式、 停机模式
支持2线SWD和4线JTAG接口
工½环境温度:-40℃½+105℃
封装:LQFP100,LQFP80
1
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V1.0
SH32F205
2.
概述
SH32F205是基于ARM Cortex-M3内核的高性½32½微控制器,最高支持120MHz主频,由于采用存储器指令加速结构,可
½系统获得近乎零等待的运行效率。
Cortex-M3内核具有成熟可靠、生态系统完善、指令效率高效的优势。SH32F205充分挖掘Cortex-M3内核的优势,专注于
提供高集成度、高可靠性的单片集成电路,主要应用在电机控制应用和其他工控领域,包括各种直流无刷电机、永磁同步电机、
高性½变频器、高效逆变器等。
在运算½力方面,Cortex-M3内核已内½了硬件32½乘法器、除法器和移½寄存器。在此基础上,SH32F205进一步提供了
数学运算协处理单元(MACP模块),提供硬件CORDIC运算,实现快速的坐标旋½、正½弦、反正切、求模值、求Park变换/
逆变换的计算;提供硬件IQ除法运算,实现快速的32½Q格式除法运算,支持½½补零的64½除32½运算;提供硬件SVPWM
电路,实现基于硬件的五段式和七段式SVPWM波½生成。
SH32F205内½了两个独立的电机控制PWM模块(MCM),四个通用PWM定时器模块(GPT),集成了三个高速运算放
大器和三个模拟比较器,三个12½2M
SPS多通道高速ADC,内½温度传感电路和参考电压发生电路等。SH32F205的基本资源
可实现双电机FOC控制加有源PFC控制。
SH32F205提供8/16/32½CRC代码校验和数据校验,提供内存自检模块(RAMBIST),独立看门狗,窗口看门狗,½电压
复½电路,掉电检测电路,时钟停振检测等模块,提供基于客户安全码的代码保护,保证系统的可靠性和代码的安全性。
2
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SH32F205
3.
方框图
Cortex-M3
120MHz
Systick
NVIC
MPU
Bus
Matrix
Flash 256KB
E2Prom 12KB
OTP 2KB
CRAM 16KB
SRAM 8KB
VDD
GND
Power Module
AVDD
AGND
VREF
Reset Circuit
IWDT
WWDT
GPIOA
(16 channel)
GPIOB
(16 channel)
GPIOC
(16 channel)
GPIOD
(16 channel)
GPIOE
(14 channel)
ADCs 1/2/3
CMPs 1/2/3
OPAs 1/2/3
Temp Sensor
PA0~PA15
NRST
Channel1
Channel7
MACP (CORDIC /
IQDIV / SVPWM)
CRC / RAMBIST
MCMs 1/2
AHB/APB1/APB2 Bus
DMA
Channel0
PB0~PB15
GPTs 0/1/2/3
PC0~PC15
TIMs 5/6/7/8
External Interrupt
(0~15)
UARTs 1/2/3
SPIs 1/2
TWI 1
Clock Generator
(RC8M / Crystal /
PLL)
SWJ debug port
PD0~PD15
PE0~PE14
(注)
注:在
LQFP100
封装下,可用
PE0
½
PE8
,
PE10
½
PE14
(共
14
个引脚,无
PE9
)。在
LQFP80
封装下,可用
PE0
½
PE9
(共
10
个引脚,有
PE9
)。
3
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SH32F205
4.
引脚定义
NC
PC7/ADC3_AN6/MCM2_SC3/ADTRG3
NC
PC6/ADC3_AN5/MCM2_SC2/ADTRG2
PC5/ADC3_AN4/MCM2_SC1/ADTRG1
PC4/MCM2_FLT
PC3/MCM2_PWM0
PC2/MCM2_PWM1
PC1/MCM2_PWM2
PC0/MCM2_PWM01
PB15/MCM2_PWM11
PB14/MCM2_PWM21
100脚LQFP封装
PC14/ADC2_AN4/OP3N
PC13/ADC2_AN5/OP3P/CP3P1
AGND
CVREF
AVDD
PC12/ADC2_AN6/CP3P0
75 74
73 72 71
70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51
NC
OP3OUT/ADC2_AN3/PC15
ADC2_AN2/PD0
OP2OUT/PD1
OP2N/PD2
OP2P/PD3
OP1OUT/PD4
OP1N/PD5
CP1P1/OP1P/PD6
ADC12_AN0/PD7
ADC12_AN1/PD8
ADC1_AN2/PD9
ADC1_AN3/PD10
ADC1_AN4/PD11
ADC1_AN5/PD12
ADC1_AN6/PD13
NC
NC
ADC1_AN7/PD14
NC
CP2P2/ADC3_AN0/PD15
CP2P1/ADC3_AN1/PE0
CP2P0/ADC3_AN2/PE1
CP2N/ADC3_AN3/PE2
CP2OUT/PE3
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
QEB/GTIOC3B1/RXD2/PA8
INDEX/GTIOC3B2/TXD2/PA9
PE7
NC
PE14
NRST
T7/XTAL2/PA0
GND
T8/XTAL1/PA1
VDD
NC
NC
BOOT/PE8
JTRST/PA2
RXD3/JTDI/PA3
SWDIO/JTMS/PA4
SWCLK/JTCK/PA5
TXD3/SWO/JTDO/PA6
QEA/GTIOC3B/PA7
PE13
NC
PE4
CP1N/PE5
CP1OUT/PE6
PE12
PC11/ADC2_AN7/CP3N
PC10/ADC23_AN8/CP3OUT
PC9/ADC23_AN9
PE11
PE10
NC
PC8/ADC3_AN7
SH32F205
(LQFP100)
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
PB13/MCM1_PWM0
PB12/MCM1_PWM1
PB11/MCM1_PWM2
PB10/MCM1_PWM01
PB9/MCM1_PWM11
PB8/MCM1_PWM21
NC
PB7/MCM1_FLT
NC
PB6/SS2/GTIOC3A2/MCM1_SC3
PB5/SCK2/GTIOC3A1/MCM1_SC2
PB4/MISO2/GTIOC3A/MCM1_SC1
PB3/MOSI2/GTETRG
NC
NC
PB2/GTPOE
PB1/SCL1/T6
PB0/SDA1/T5
PA15/GTIOC2B/MISO1
PA14/GTIOC1B/MOSI1
PA13/GTIOC0B/SCK1
NC
PA12/GTIOC2A/TXD1
PA11/GTIOC1A/RXD1
PA10/GTIOC0A/SS1
注意:
1.
上图中每个
GPIO
口只列出了典型复用选项,芯片支持灵活的引脚重映射,比如
TXD1
引脚可映射到
PA12/PD14/PE7
,½
在上图中只分配在
PA12
引脚上。完整的引脚重映射请参考
“
复用功½映射表
”
。
2.
除电源、复½和部分
PEx
引脚外,其他引脚½有复用功½,复用功½通过
“
复用功½寄存器(
AFRL/AFRH
)
”
选择设定。
除
SWJ
端口引脚外,所有复用引脚上电默认是
GPIO
口。
3. SWJ
端口和
XTAL
端口也可复用为
GPIO
口,在
SWJCFG@SYSCFG_SAFR
和
OSCCFG@SYSCFG_SAFR
中设定。
4
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SH32F205
80脚LQFP封装
PC7/ADC3_AN6/MCM2_SC3/ADTRG3
PC6/ADC3_AN5/MCM2_SC2/ADTRG2
PC5/ADC3_AN4/MCM2_SC1/ADTRG1
PC13/ADC2_AN5/OP3P/CP3P1
PC10/ADC23_AN8/CP3OUT
PC12/ADC2_AN6/CP3P0
PC14/ADC2_AN4/OP3N
PC11/ADC2_AN7/CP3N
PB15/MCM2_PWM11
60 59 58 57
OP3OUT/ADC2_AN3/PC15
ADC2_AN2/PD0
OP2OUT/PD1
OP2N/PD2
OP2P/PD3
OP1OUT/PD4
OP1N/PD5
CP1P1/OP1P/PD6
ADC12_AN0/PD7
ADC12_AN1/PD8
ADC1_AN2/PD9
ADC1_AN3/PD10
ADC1_AN4/PD11
ADC1_AN5/PD12
ADC1_AN6/PD13
ADC1_AN7/PD14
CP2P2/ADC3_AN0/PD15
CP2P1/ADC3_AN1/PE0
CP2P0/ADC3_AN2/PE1
CP2N/ADC3_AN3/PE2
56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41
40
39
38
37
36
35
34
33
PB13/MCM1_PWM0
PB12/MCM1_PWM1
PB11/MCM1_PWM2
PB10/MCM1_PWM01
PB9/MCM1_PWM11
PB8/MCM1_PWM21
PB7/MCM1_FLT
PB6/SS2/GTIOC3A2/MCM1_SC2
PB5/SCK2/GTIOC3A1/MCM1_SC1
PB4/MISO2/GTIOC3A/MCM1_SC0
PB3/MOSI2/GTETRG
PB2/GTPOE
PB1/SCL1/T6
PB0/SDA1/T5
PA15/GTIOC2B/MISO1
PA14/GTIOC1B/MOSI1
PA13/GTIOC0B/SCK1
PA12/GTIOC2A/TXD1
PA11/GTIOC1A/RXD1
PA10/GTIOC0A/SS1
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20
PB14/MCM2_PWM21
PC0/MCM2_PWM01
PC2/MCM2_PWM1
PC3/MCM2_PWM0
PC1/MCM2_PWM2
PC9/ADC23_AN9
PC4/MCM2_FLT
AGND
AVDD
PC8/ADC3_AN7
CVREF
SH32F205
(LQFP80)
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
SWCLK/JTCK/PA5
QEB/GTIOC3B1/RXD2/PA8
NRST
PE4
RXD3/JTDI/PA3
SWDIO/JTMS/PA4
TXD3/SWO/JTDO/PA6
QEA/GTIOC3B/PA7
5
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INDEX/GTIOC3B2/TXD2/PA9
CP1N/PE5
PE7
BOOT/PE8
T7/XTAL2/PA0
T8/XTAL1/PA1
CP2OUT/PE3
CP1OUT/PE6
JTRST/PA2
GND
VDD
PE9