17659.pdf

STM32L151xx

STM32L152xx

Ultralow power ARM-based 32-bit MCU with up to 128 KB Flash,

RTC, LCD, USB, USART, I2C, SPI, timers, ADC, DAC, comparators

Preliminary data

Features

Operating conditions

–

■

LQFP100 14 × 14 mm

LQFP64 10 × 10 mm

LQFP48 7 × 7 mm

BGA100 7 × 7 mm

BGA64 5 × 5 mm

VFQFPN48

7 × 7 mm

Operating power supply range: 1.65 V to

3.6 V (without BOR) or 1.8 V to 3.6 V (with

BOR option)

–

4 Kbyte of data EEPROM with ECC

–

Up to 16 Kbyte of RAM

–

Temperature range: –40 to 85 °C

Up to 83 fast I/Os (73 of which are 5 V-tolerant)

all mappable on 16 external interrupt vectors

■

Low power features

–

■

4 modes: Sleep, Low-power run (10.5 µA at

32 kHz), Low-power sleep (4 µA),

Stop with RTC (1.2 µA), Stop (0.5 µA),

Standby (0.27 µA)

Development support

–

■

Serial wire debug, JTAG and trace

DMA: 7-channel DMA controller, supporting

timers, ADC, SPIs, I 2 Cs and USARTs

■

–

Dynamic core voltage scaling down to

233 µA/MHz

LCD 8 × 40 or 4 × 44 with step-up converter

■

–

Ultralow leakage per I/O: 50 nA

12-bit ADC up to 1 Msps/24 channels

–

■

–

Fast wakeup from Stop: 8 µs

Temperature sensor and internal voltage

reference

–

Three wakeup pins

Core: ARM 32-bit Cortex ™ -M3 CPU

–

Operates down to 1.8 V

■

32 MHz maximum frequency,

33.3 DMIPS peak (Dhrystone 2.1)

2 × 12-bit DACs with output buffers

■

2 ultralow power comparators

–

■

–

Memory protection unit

Window mode and wakeup capability

Reset and supply management

–

■

10 timers:

–

■

Low power, ultrasafe BOR (brownout reset)

with 5 selectable thresholds

6 × 16-bit general-purpose timers, each

with up to 4 IC/OC/PWM channels

–

Ultralow power POR/PDR

–

2 × 16-bit basic timers

–

Programmable voltage detector (PVD)

–

2 × watchdog timers (independent and

window)

Clock management

–

■

Up to 8 communication interfaces

–

1 to 24 MHz crystal oscillator

■

Up to 2 × I 2 C interfaces (SMBus/PMBus)

–

32 kHz oscillator for RTC with calibration

–

Up to 3 × USARTs (ISO 7816 interface,

LIN, IrDA capability, modem control)

–

Internal 16 MHz factory-trimmed RC

–

Internal 37 kHz low consumption RC

–

Up to 2 × SPIs (16 Mbit/s)

–

Internal multispeed low power RC, 64 kHz

to 4 MHz with a consumption down to 1.5

µA

–

USB 2.0 full-speed interface

CRC calculation unit, 96-bit unique ID

■

–

PLL for CPU clock and USB (48 MHz)

Table 1.

Device summary

Low power calendar RTC

–

■

Alarm, periodic wakeup from Stop/Standby

Reference

Part number

STM32L151CB, STM32L151RB, STM32L151VB,

STM32L151C8, STM32L151R8, STM32L151V8

Memories

–

■

STM32L151xx

Up to 128 Kbyte of Flash memory with ECC

STM32L152CB, STM32L152RB, STM32L152VB,

STM32L152C8, STM32L152R8, STM32L152V8

STM32L152xx

October 2010

Doc ID 17659 Rev 2

1/104

This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to

change without notice.

www.st.com

Contents

STM32L151xx, STM32L152xx

Contents

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1

Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2

Ultralow power device continuum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.1

Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.2

Shared peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.3

Common system strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.4

Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1

Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2

ARM® Cortex™-M3 core with MPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.3

Reset and supply management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.1

Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.2

Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.3

Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.4

Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.4

Clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.5

Low power real-time clock and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.6

GPIOs (general-purpose inputs/outputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.7

Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.8

DMA (direct memory access) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.9

LCD (liquid crystal display) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.10

ADC (analog-to-digital converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.11

DAC (digital-to-analog converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.12

Ultralow power comparators and reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.13

Routing interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.14

Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.14.1

General-purpose timers (TIM2, TIM3, TIM4, TIM9, TIM10 and TIM11) 21

3.14.2

Basic timers (TIM6 and TIM7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.14.3

SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.14.4

Independent watchdog (IWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2/104

Doc ID 17659 Rev 2

STM32L151xx, STM32L152xx

Contents

3.14.5

Window watchdog (WWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.15

Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.15.1

I²C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.15.2

Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 23

3.15.3

Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.15.4

Universal serial bus (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.16

CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.17

Development support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1

Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.1

Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.2

Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.3

Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.4

Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.5

Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1.6

Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.1.7

Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.2

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.3

Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.3.1

General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.3.2

Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 46

6.3.3

Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6.3.4

Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

6.3.5

External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

6.3.6

Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

6.3.7

PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

6.3.8

Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

6.3.9

EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

6.3.10

Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6.3.11

I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

6.3.12

NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

6.3.13

TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Doc ID 17659 Rev 2

3/104

Contents

STM32L151xx, STM32L152xx

6.3.14

Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

6.3.15

12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6.3.16

DAC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

6.3.17

Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

6.3.18

Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

6.3.19

LCD controller (STM32L152xx only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

7.1

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

7.2

Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

7.2.1

Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

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Doc ID 17659 Rev 2

STM32L151xx, STM32L152xx

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Table 2. Ultralow power STM32L15xxx device features and peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Table 3. Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Table 4. STM32L15xxx pin definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 5. Alternate function input/output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Table 6. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Table 7. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Table 8. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Table 9. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Table 10. Functionalities depending on the operating power supply range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Table 11. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Table 12. Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Table 13. Current consumption in Run mode, code with data processing running from Flash. . . . . . 50

Table 14. Current consumption in Run mode, code with data processing running from RAM . . . . . . 51

Table 15. Current consumption in Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Table 16. Current consumption in Low power run mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Table 17. Current consumption in Low power sleep mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table 18. Typical and maximum current consumptions in Stop mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Table 19. Typical and maximum current consumptions in Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Table 20. Typical and maximum timings in Low power modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Table 21. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Table 22. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Table 23. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Table 24. HSE 1-24 MHz oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Table 25. LSE oscillator characteristics (f LSE = 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Table 26. HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Table 27. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Table 28. MSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Table 29. PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Table 30. RAM and hardware registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Table 31. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Table 32. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Table 33. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Table 34. EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Table 35. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Table 36. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Table 37. I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Table 38. Output voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Table 39. I/O AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Table 40. NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Table 41. TIMx characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Table 42. I 2 C characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Table 43. SCL frequency (f PCLK1 = 32 MHz, V DD = 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Table 44. SPI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Table 45.

USB startup time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Table 46.

USB DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Table 47.

USB: full-speed electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Table 48.

ADC clock frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

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