STM32G070KB 微控制器数据手册

引言

STM32G070KB 是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一款基于 ARM Cortex-M0+ 核心的 32 位微控制器（MCU），属于 STM32G0 系列。STM32G070KB 微控制器具有高性能、低功耗的特点，适用于低成本、低功耗的嵌入式应用。它集成了丰富的外设资源，并支持多种工作模式和通信协议，广泛应用于工业控制、智能家居、汽车电子、消费电子等领域。本文将详细介绍 STM32G070KB 的基本特点、硬件资源、工作原理、外设配置、开发与应用等内容。

一、STM32G070KB 微控制器概述

STM32G070KB 微控制器基于 ARM Cortex-M0+ 处理器内核，主频可达 64 MHz。它具备 64KB 的闪存和 16KB 的 SRAM，同时支持多种低功耗模式，使其适合需要低功耗和实时响应的应用。STM32G070KB 微控制器通过与 STM32G0 系列其他型号的兼容性，能够为开发者提供灵活的设计选择。

1.1 核心和架构

STM32G070KB 配备了 ARM Cortex-M0+ 核心，这是一款 32 位的 RISC 处理器，主频最高可达 64 MHz。该处理器采用了精简指令集计算（RISC）架构，支持高效的指令执行。Cortex-M0+ 核心具有较低的功耗，并且支持较高效的中断处理机制，非常适合对响应速度要求较高的应用。

STM32G070KB 的内存体系包括 64KB 的闪存（Flash）和 16KB 的 SRAM，其中闪存用于存储程序代码，而 SRAM 则用于存储运行时数据。闪存和 SRAM 的存储器映射和访问方式符合 ARM Cortex-M0+ 的标准，支持多种优化技术。

1.2 外设与接口

STM32G070KB 微控制器集成了丰富的外设，包含多达 33 个 I/O 引脚，支持多种串行通信接口（如 UART、SPI、I2C、CAN、USB）、定时器、PWM 输出、模拟输入等。以下是一些主要外设：

• 串行通信接口：STM32G070KB 支持多种串行通信协议，包括 UART、USART、SPI、I2C 和 CAN。它能够通过这些接口与外部设备进行高速数据交换。

• 定时器：该微控制器配备了多个定时器，可以用于时间控制、事件计数和 PWM 输出，支持高精度的定时操作。

• 模拟外设：STM32G070KB 提供了 12 位的 ADC（模数转换器），具有 16 通道，支持高精度模拟信号采样。同时还配备了 DAC（数模转换器）和比较器，满足模拟信号的生成和处理需求。

• USB 设备：STM32G070KB 配备了全速 USB 2.0 设备接口，可用于与外部设备进行通信，如 USB 键盘、鼠标等外设。

1.3 电源与低功耗模式

STM32G070KB 微控制器支持多个低功耗模式，包括睡眠模式、停止模式和待机模式，能够根据不同的应用场景调节功耗。特别是在电池供电的应用中，低功耗模式的支持能够显著延长系统的工作时间。

• 睡眠模式：在睡眠模式下，CPU 处于停止状态，但外设仍然工作。此模式适用于等待某些外部事件或中断发生时的场景。

• 停止模式：在停止模式下，CPU 和大部分外设均被关闭，系统功耗最小。

• 待机模式：待机模式下，所有外设都停止工作，只有某些特定外设如 RTC（实时时钟）仍然保持运行，用于监控定时事件。

二、STM32G070KB 外设配置详解

STM32G070KB 的外设配置非常丰富，能够满足各种嵌入式应用的需求。以下是一些关键外设的详细介绍：

2.1 通用输入输出（GPIO）

STM32G070KB 配备了最多 33 个 I/O 引脚，支持不同的工作模式，如输入、输出、推挽、开漏等。每个引脚都可以通过配置为不同的外设功能，例如串行通信、定时器输入输出、模拟输入等。引脚的电压范围为 1.8V 到 3.6V，可以适应不同的外部电路需求。

2.2 模数转换器（ADC）

STM32G070KB 集成了一个 12 位的 ADC，最多支持 16 个输入通道。该 ADC 支持多种采样模式，包括单次采样、连续采样、扫描模式等，适用于实时数据采集和传感器接口。ADC 的转换速率可达到 1 MSPS（百万次每秒），具有较高的采样精度和速度。

2.3 数模转换器（DAC）

STM32G070KB 还集成了一个 12 位的 DAC，支持两路独立输出，适用于模拟信号的输出，如音频信号、控制信号等。DAC 可通过 DMA（直接内存访问）进行数据传输，从而减少 CPU 的负担，提高系统效率。

2.4 定时器和 PWM

该微控制器配备了多个定时器，包括基本定时器、高级控制定时器和通用定时器。定时器不仅可以用于时间控制，还能用于产生 PWM 信号，用于驱动电机、控制亮度等。PWM 输出的频率和占空比可调，且支持死区时间控制，适用于精密控制和驱动应用。

2.5 串行通信接口

STM32G070KB 支持多种串行通信接口，包括：

• USART/UART：支持全双工通信，用于串口调试、数据传输等。

• SPI：支持同步串行外设接口，适用于高速数据交换。

• I2C：支持双向数据传输，适合于与多种外设（如 EEPROM、传感器等）连接。

• CAN：支持高速数据传输，广泛应用于汽车电子和工业控制领域。

2.6 USB 设备接口

STM32G070KB 提供了全速 USB 2.0 设备接口，可以作为 USB 外设与主机进行数据交换。该接口支持多种工作模式，包括设备模式、控制传输和批量传输，适用于各种 USB 外设（如 USB 键盘、鼠标、存储设备等）。

三、STM32G070KB 的应用场景

STM32G070KB 微控制器的优异性能和丰富外设使其适用于多种嵌入式应用，特别是在需要低功耗和高性价比的场景中，具有较强的竞争力。以下是一些典型应用场景：

3.1 工业控制

STM32G070KB 具有多个定时器、PWM 输出、ADC 输入等功能，适合用于电机控制、自动化设备、传感器接口等工业控制应用。其低功耗模式也非常适合用于要求长期运行的设备。

3.2 智能家居

在智能家居领域，STM32G070KB 可用于智能照明、温控系统、门禁系统等设备。其丰富的串行通信接口（如 I2C、SPI）能够与各种传感器、执行器进行高效通信。

3.3 消费电子

STM32G070KB 在消费电子领域的应用也非常广泛，尤其是在智能设备、穿戴设备等产品中。它能够提供较高的计算性能同时保持较低的功耗，适合用作嵌入式控制器。

3.4 汽车电子

在汽车电子领域，STM32G070KB 支持 CAN 总线接口，能够与其他车辆控制单元进行实时数据交换，适用于车载信息娱乐系统、车辆诊断系统等应用。

四、开发与编程

STM32G070KB 支持多种开发工具，包括 STM32CubeMX、STM32CubeIDE 和 Keil MDK 等。STM32CubeMX 是一个图形化配置工具，能够帮助用户配置微控制器的外设，生成初始化代码。STM32CubeIDE 提供了一个完整的集成开发环境（IDE），适用于代码编写、调试和编译。