游戏机专用STM32F系列芯片解密与IC破解

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工作频率为36MHz，片上集成了高速存储器（Flash最多可达512kB，SRAM最多可达48kB），和通过APB总线连接的丰富和增强的外设和I/O。所有的设备都提供标准的通信接口（最多可有2个IIC接口，3个SPI接口和5个USART接口）。片上还带有一个12位的ADC，一个12位的DAC和9个16位的计时器。

特点：

内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率36MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。

存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-48KB的SRAM存储器。可变静态存储管理器，带4个片选，可支持Flash,SRAM,PSRAM,NOR和NAND模式。

时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和课编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。

低功耗：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT。

调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。

DMA：最多12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和USART。

1个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6 V。片上集成一个温度传感器。

2通道12位D/A转换器：STM32F101xC,STM32F101xD,STM32F101xE独有。

最多高达112个的快速I/O端口：根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。

最多多达9个定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器（用于驱动DAC，STM32F101xC,STM32F101xD,STM32F101xE独有）。

最多多达10个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调试控制）。3个SPI接口（18 Mbit/s）。

ECOPACK封装：STM32F101xx系列微控制器采用ECOPACK封装形式。

总体结构：

内部总线和两条APB总线将片上系统和外设资源紧密的连接起来，其中内部总线是主系统总线，连接了CPU，存储器和系统时钟等。APB1总线连接高速外设，APB2总线连接系统通用外设和中断控制。I/O端口包括PA、PB，PC,PD,PE,PF和PG共7个16位的端口，其它的外设接口引脚都与I/O端口的引脚功能复用。

系统功能：

1、集成嵌入式Flash和SRAM存储器的ARM Cortex-M3内核。与8/16位设备相比，ARM Cortex-M3 32位RISC处理器提供了更高的代码效率。STM32F101xx微控制器带有一个嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和软件。

2、嵌入式Flash存储器和RAM存储器：内置多达512KB的嵌入式Flash，可用于存储程序和数据。多达48KB的嵌入式SRAM可以以CPU的时钟速度进行读写（不待等待状态）。

3、可变静态存储器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F101xC,STM32F101xD,STM32F101xE中，带有4个片选，支持四种模式：Flash,RAM,PSRAM,NOR和NAND。3个FSMC中断线经过OR后连接到NVIC。没有读/写FIFO，除PCCARD之外，代码都是从外部存储器执行，不支持Boot，目标频率等于SYSCLK/2，所以当系统时钟是36MHz时，外部访问按照18MHz进行。

4、嵌套矢量中断控制器（NVIC）：可以处理43个可屏蔽中断通道（不包括Cortex-M3的16根中断线），提供16个中断优先级。紧密耦合的NVIC实现了更低的中断处理延迟，直接向内核传递中断入口向量表地址，紧密耦合的NVIC内核接口，允许中断提前处理，对后到的更高优先级的中断进行处理，支持尾链，自动保存处理器状态，中断入口在中断退出时自动恢复，不需要指令干预。

5、外部中断/事件控制器（EXTI）：外部中断/事件控制器由用于19条产生中断/事件请求的边沿探测器线组成。每条线可以被单独配置用于选择触发事件（上升沿，下降沿，或者两者都可以），也可以被单独屏蔽。有一个挂起寄存器来维护中断请求的状态。当外部线上出现长度超过内部APB2时钟周期的脉冲时，EXTI能够探测到。多达112个GPIO连接到16个外部中断线。

6、时钟和启动：在启动的时候还是要进行系统时钟选择，但复位的时候内部8MHz的晶振被选用作CPU时钟。可以选择一个外部的4-16MHz的时钟，并且会被监视来判定是否成功。在这期间，控制器被禁止并且软件中断管理也随后被禁止。同时，如果有需要（例如碰到一个间接使用的晶振失败），PLL时钟的中断管理完全可用。多个预比较器可以用于配置AHB频率，包括高速APB(PB2)和低速APB（APB1），AHB和APB最高的频率为36MHz。

7、Boot模式：在启动的时候，Boot引脚被用来在3种Boot选项种选择一种：从用户Flash导入，从系统存储器导入，从SRAM导入。Boot导入程序位于系统存储器，用于通过USART1重新对Flash存储器编程。

8、电源供电方案：VDD ，电压范围为2.0V-3.6V，外部电源通过VDD引脚提供，用于I/O和内部调压器。VSSA和VDDA，电压范围为2.0-3.6V，外部模拟电压输入，用于ADC，复位模块，RC和PLL，在VDD范围之内（ADC被限制在2.4V），VSSA和VDDA必须相应连接到VSS和VDD。VBAT，电压范围为1.8-3.6V，当VDD无效时为RTC，外部32KHz晶振和备份寄存器供电（通过电源切换实现）。

9、电源管理：设备有一个完整的上电复位（POR）和掉电复位（PDR）电路。这条电路一直有效，用于确保从2V启动或者掉到2V的时候进行一些必要的操作。当VDD低于一个特定的下限VPOR/PDR时，不需要外部复位电路，设备也可以保持在复位模式。设备特有一个嵌入的可编程电压探测器（PVD），PVD用于检测VDD，并且和VPVD限值比较，当VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD时会产生一个中断。中断服务程序可以产生一个警告信息或者将MCU置为一个安全状态。PVD由软件使能。

10、电压调节：调压器有3种运行模式：主（MR），低功耗（LPR）和掉电。MR用在传统意义上的调节模式（运行模式），LPR用在停止模式，掉电用在待机模式：调压器输出为高阻，核心电路掉电，包括零消耗（寄存器和SRAM的内容不会丢失）。

11、低功耗模式：STM32F101xx支持3种低功耗模式，从而在低功耗，短启动时间和可用唤醒源之间达到一个最好的平衡点。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外设继续运行，在中断/事件发生时唤醒CPU；停止模式：允许以最小的功耗来保持SRAM和寄存器的内容。1.8V区域的时钟都停止，PLL，HSI和HSE RC振荡器被禁能，调压器也被置为正常或者低功耗模式。设备可以通过外部中断线从停止模式唤醒。外部中断源可以使16个外部中断线之一，PVD输出或者TRC警告。待机模式：追求最少的功耗，内部调压器被关闭，这样1.8V区域断电。PLL,HSI和HSE RC振荡器也被关闭。在进入待机模式之后，除了备份寄存器和待机电路，SRAM和寄存器的内容也会丢失。当外部复位（NRST引脚），IWDG复位，WKUP引脚出现上升沿或者TRC警告发生时，设备退出待机模式。进入停止模式或者待机模式时，TRC,IWDG和相关的时钟源不会停止。

片上外设：

1、DMA：12通道的通用DMA（DMA1有7个通道，DMA2由5个通道）可用于存储器到存储器，外设到存储器和存储器到外设的传输。DMA控制器支持循环缓冲管理，从而避免了在到达缓冲区末端的时候产生中断。每个通道都连接到专用的硬件DMA请求，同时支持软件触发。由软件进行配置，源到目标的传输大小是独立的。DMA可以和一些主要外设一起使用，包括SPI,IIC,USART，通用定时器TIMx，基本定时器，DAC和ADC。

2、RTC（实时时钟）和备份寄存器：RTC和备份寄存器通过一个开关来控制供电，当VDD有效时，通过VDD供电，否则通过VBAT供电。备份寄存器（10个16位寄存器）可以用来在VDD无效时保存数据。RTC提供了一系列持续运行的计数器，可以结合软件用作日历功能，并且能够提供警告中断和周期性中断。由32.768kHz外部晶振，内部低功耗RC振荡器或者高速外部时钟经过128比例分割来提供时钟。内部低功耗RC通常有40kHz频率。RTC可以通过一个外部512Hz输出来校准从而来补偿外部自然晶振的偏差。RTC特有一个用于长期测量用的32位可编程计数器，结合比较计数器可以用于产生一个警告。一个20位的预比较器用作时基时钟，默认配制成从一个32.768kHz的时钟产生一个1s的时基。

3、独立看门狗：独立看门狗基于12位的倒计数器和8位的预比较器。由一个独立的40kHz的内部RC提供时钟。由于和主时钟独立工作，所以它可以工作在停止和待机模式。可以用作在系统出问题时来复位设备，也可以作为一个空转的定时器来用于应用程序的定时管理。硬件或者软件都可以通过选项字节来配置，计数器在调时模式下可以冻结。

4、窗口看门狗：窗口看门狗基于一个在空转时可设置的7位的倒计数器。可以用作在系统出问题时来复位设备。由主时钟提供时钟源，能够实现提早警告中断并且计数器在调时模式下可以冻结。

5、SysTick定时器：该定时器是OS专用，但也可以用作标准的倒计数器。特性：一个24位的倒计数器；自动重载能力；当计数器为0时产生的系统中断是可屏蔽的；可编程的时钟源。

6、通用定时器（TIMx）：STM32F101xx设备最多自带4个同步标准定时器。这些定时器基于一个16位自动重载顺序/倒序计数器和一个16位的预比较器。每个定时器特有分别用于输入捕获，输出比较，PWM或者单脉冲模式输出的4个独立通道。在最大的封装下可以提供多达12输入捕获/输出比较/PWM。通过同步连接特性或事件链，定时器可以一起工作。定时器在调时模式下可以冻结。任何一个标准的定时器都可以用于产生PWM输出。每一个定时器可以产生独立的DMA请求。

7、基本定时器TIM6,TIM7：这些定时器用于产生DAC触发，以可以用作通用的16位定时器。

8、IIC总线：最多可有两个可以工作在多主机模式和从主机模式下的IIC总线接口，支持标准和快速模式。都支持双从机寻址（只能时7位）和7/10位主机模式下寻址。内置硬件CRC产生和验证模块都支持DMA，支持SMBus2.0/PM Bus。

9、通用同步/异步收发器（USART）：USART接口最多可以2.25Mb/s的速度通信。对CTS和RTS信号使用硬件管理，支持IrDA SIR ENDEC，兼容ISO7816并且具有LIN主/从性能。USART接口支持DMA。

10、串行外设接口（SPI）：设备最多可有3个SPI接口，最多可以18Mb/s的速度在全双工和单工的主机和从机模式下通信。3位预比较器提供了8种主机模式频率，帧长可以配置为8位或者16位。硬件CRC产生/验证模块支持基本的SD card/MMC模式。SPI接口都支持DMA。

11、GPIO（通用输入/输出）：每一个GPIO引脚都可以由软件配置成输出（上拉或者开漏），输入（带上拉或下拉或者不带上拉或下拉）或者外设备用功能。大部分的GPIO引脚和数字或者模拟备用功能共享。所有的GPIO都支持高电流。I/O备用功能配置可以锁定，必须通过一定的序列才可以开锁，从而避免对I/O寄存器的虚假写操作。

12、ADC（模数转换器）：12位的模数转换器有多达16个外部通道，可以以单次或扫描模式进行转换。在扫描模式下，自动转换在一组选定的模拟输入上进行。ADC支持DMA。如果转换电压在设置的限制之外会产生一个中断，特有的模拟看门狗可以对每个通道的转换电压进行精准监控。

13、DAC（数模转换器）：DAC带有两个可缓冲通道，可以将两路数字信号转化为两路模拟信号输出。具有以下的特性：2个转换器，每个输出通道一个；8位或者12位的单一输出；12位模式下支持左对齐或者右对齐；支持同步更新；可产生噪声波；可产生三角波；双DAC通道可以独立转换或同时转换；每个通道都支持DMA；外部触发转换；输入参考电压为VREF+。STM32F101xC,STM32F101xD,STM32F101xE使用了7个DAC触发输入。DAC通道通过定时器更新输出来触发，DAC每个通道可以连接到不同的DMA通道。每个通道可以独立被DMA控制器处理。

14、温度传感器：温度传感器用于根据温度的变化来产生一个线性电压。转换的范围在2-3.6V。温度传感器部连接到ADC_IN16输入通道，从而把传感器输出电压转换为数字值。

15、串行线JTAG调试端口（SWJ-DP）：芯片嵌入了ARM SWJ-DP接口，并且组合了JTAG和串行线调试端口。JTAG TMS和TCK引脚分别和SWDIO和SWCLK复用。如果要在JTAG-DP和SW-DP之间切换，只需要在TMS输入一个特定的序列。