STMicroelectronics STM32WB09 BLUETOOTH? 低功耗5.4 32位MCU嵌入最先進(jìn)的2.4GHz射頻無線電外設(shè)，優(yōu)化用于實(shí)現(xiàn)超低功耗和出色的無線電性能，可實(shí)現(xiàn)無與倫比的電池壽命。STM32WB09符合藍(lán)牙低功耗SIG內(nèi)核規(guī)范5.4版，可管理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，并支持可靠地建立大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。STM32WB09還非常適合用于2.4GHz專有無線電無線通信，以滿足超低延遲應(yīng)用的需求。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics STM32WB09藍(lán)牙?低功耗5.4 32位MCU數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

STM32WB09集成了工作頻率高達(dá)64MHz的Arm? Cortex?-M0+微處理器和用于BLE時(shí)序關(guān)鍵型操作的無線電內(nèi)核協(xié)處理器（基于DMA）。此外，STM32WB09通過專用硬件功能提供增強(qiáng)的安全硬件支持：支持NIST特別出版物800-90B的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(TRNG)、用于128位AES加密的安全協(xié)處理器、CRC計(jì)算單元、64位唯一ID、閃存讀寫保護(hù)以及公鑰加速器 (PKA)。

STM32WB09可配置為支持獨(dú)立或網(wǎng)絡(luò)處理器應(yīng)用。在第一種配置中，STM32WB09作為運(yùn)行應(yīng)用程序代碼和BLE堆棧的單個(gè)器件運(yùn)行。STM32WB09嵌入以下高速存儲(chǔ)器類型：512Kb閃存、64Kb RAM、1Kb一次性可編程 (OTP) 存儲(chǔ)器區(qū)域和7Kb ROM（ST保留區(qū)域）。八個(gè)DMA通道支持內(nèi)存和外設(shè)之間以及內(nèi)存到內(nèi)存之間的直接數(shù)據(jù)傳輸，并且DMAMUX外設(shè)支持完全靈活的通道映射。

STM32WB09內(nèi)置一個(gè)12位ADC，可測(cè)量多達(dá)八個(gè)外部源和三個(gè)內(nèi)部源，包括電池監(jiān)控和一個(gè)溫度傳感器。STM32WB09具有一個(gè)低功耗RTC和一個(gè)高級(jí)16位定時(shí)器。STM32WB09具有標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)通信接口：1個(gè)SPI-I^2^ 、LPUART、1個(gè)支持ISO 7816（智能卡模式）、IrDA和Modbus模式的USART、2個(gè)支持SMBus/PMBus的I^2^C。

STM32WB09的工作溫度范圍為-40°C至+105°C (+125°C結(jié)溫），電源電壓范圍為1.7V至3.6V。一組完整的節(jié)電模式，有助于配置低功耗應(yīng)用。STM32WB09集成了高效SMPS降壓轉(zhuǎn)換器和具有固定閾值的集成PDR電路，可在VDD 降至1.65V以下時(shí)產(chǎn)生器件復(fù)位。STM32WB09采用VFQFPN32和WLCSP36封裝，支持多達(dá)20個(gè)I/O。

特性

• 包括ST先進(jìn)的專利技術(shù)
• 藍(lán)牙低功耗片上系統(tǒng)，支持藍(lán)牙5.4規(guī)范
  • 2Mbit/s 數(shù)據(jù)速率：
  • 遠(yuǎn)距離（編碼PHY）
  • 通告擴(kuò)展
  • 通道選擇算法#2
  • GATT緩存
  • 測(cè)向－到達(dá)角 (AoA)/出發(fā)角 (AoD)
  • 同步連接
  • 并發(fā)鏈路層角色
  • 低功耗數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度擴(kuò)展
  • 低功耗ping程序
  • 定期廣告和定期廣告同步傳輸
  • 定期廣告，帶響應(yīng)
  • 廣告編碼選擇
  • 加密廣告
  • 低功耗L2CAP連接導(dǎo)向通道
  • 低功耗功率控制和路徑損耗監(jiān)控
  • 低功耗通道分類
  • 增強(qiáng)型ATT (EATT)
  • 連接降額
  • 廣播同步流 (BIS)
  • 連接同步流 (CIS)
• Radio
  • 接收靈敏度等級(jí)：1Mb/s時(shí)為-97dBm，125Kb/s時(shí)為-104dBm（遠(yuǎn)距離）
  • 高達(dá)+8dBm的可編程輸出功率（天線連接器處）128個(gè)物理連接
  • 數(shù)據(jù)速率支持2Mb/s、1Mb/s、500Kb/s和125Kbt/s
  • 集成平衡-不平衡變換器
  • 支持外部PA和LNA
  • BlueNRG內(nèi)核協(xié)處理器（基于DMA），用于藍(lán)牙低功耗時(shí)間關(guān)鍵型操作
  • 2.4GHz專有無線電驅(qū)動(dòng)器
  • 適合需要兼容下列無線電頻率規(guī)范的系統(tǒng)：ETSI EN 300 328、EN 300 440、FCC CFR47第15部分、ARIB STD-T66
  • 可提供集成無源器件 (IPD) 配套芯片，用于優(yōu)化匹配和濾波
• 超低功耗無線電性能
  • 關(guān)斷模式下為12nA (1.8V)
  • Deepstop模式下為0.9μA（外部LSE、無線電喚醒源和RAM保留，1.8V）
  • Deepstop模式下為1.2μA（內(nèi)部LSI、無線電喚醒源和RAM保留，1.8V）
  • 發(fā)射端峰值電流：4.9mA（0dBm、3.3V時(shí)）
  • 接收端峰值電流：3.6mA（靈敏度等級(jí)，3.3V）
• 高性能、超低功耗32位Arm Cortex-M0+，運(yùn)行頻率高達(dá)64MHz
• 工作電源電壓：1.7 V至3.6 V
• 增強(qiáng)的安全機(jī)制，例如：
  • 閃存讀/寫保護(hù)
  • SWD禁用
  • 安全的引導(dǎo)加載程序
• 動(dòng)態(tài)電流消耗：14.47μA/Mhz
• 溫度范圍：-40°C至105°C
• 電源和重置管理
  • 高效嵌入式SMPS降壓轉(zhuǎn)換器，設(shè)有智能旁路模式
  • 超低功耗上電復(fù)位 (POR) 和掉電復(fù)位 (PDR)
  • 可編程電壓檢測(cè)器 (PVD)
• 時(shí)鐘源
  • 64MHz PLL
  • 故障安全32MHz晶體振蕩器，帶集成微調(diào)電容器
  • 32kHz晶體振蕩器
  • 內(nèi)部低功耗32kHz RO
• 512Kb的片上非易失性閃存，具有頁保護(hù)功能，防止讀寫
• 64Kb的片上RAM和4Kb PKA RAM
• 一次性可編程（OTP）內(nèi)存區(qū)域：1KB
• 嵌入式UART引導(dǎo)加載程序
• 超低功耗模式，帶有或不帶定時(shí)器和RAM保持
• 正交解碼器
• 安全特性
  • 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 (TRNG)，符合NIST特別出版物800B-90B
  • 硬件加密AES最高128位安全協(xié)處理器
  • 硬件公鑰加速器 (PKA)
  • 加密算法：RSA、Diffie-Helman、ECC over GF(p)
  • CRC計(jì)算單元
  • 64位唯一ID
• 系統(tǒng)外設(shè)
  • 1個(gè)DMA控制器，具有8個(gè)通道，支持ADC、SPI、I^2^C、USART、LPUART、定時(shí)器
  • 1個(gè)SPI，帶I^2^S接口多路復(fù)用
  • 1個(gè)I^2^C (SMBus/PMBus)
  • 1個(gè)LPUART（低功耗）
  • 1個(gè)USART（ISO 7816智能卡模式、IrDA、SPI Master和Modbus）
  • 1個(gè)獨(dú)立WDG
  • 1個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)
  • 1個(gè)獨(dú)立SysTick
  • 1個(gè)16位、四通道通用定時(shí)器
  • 2個(gè)16位雙通道通用定時(shí)器
  • 紅外接口
• 多達(dá)20個(gè)快速V/O
  • 所有這些器件均具有喚醒功能
  • 所有這些器件均可在低功耗模式下保持狀態(tài)
  • 它們均可耐受5V電壓
• 模擬外設(shè)
  • 12位ADC，具有8個(gè)輸入通道，高達(dá)16位，帶下采樣器
  • 電池監(jiān)視
  • 模擬看門狗
• 開發(fā)支持
  • 串行線調(diào)試 (SWD)
  • 4個(gè)斷點(diǎn)和2個(gè)監(jiān)視點(diǎn)
• 所有封裝均符合ECOPACK2標(biāo)準(zhǔn)

電路圖

方框圖

STM32WB09xE藍(lán)牙低功耗MCU技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

STM32WB09xE是STMicroelectronics推出的一款超低功耗無線32位MCU，基于Arm? Cortex?-M0+內(nèi)核，集成藍(lán)牙?低功耗5.4和2.4 GHz射頻解決方案。該系列產(chǎn)品專為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，提供卓越的能效比和射頻性能。

?關(guān)鍵特性?：

• 采用Cortex-M0+內(nèi)核，運(yùn)行頻率高達(dá)64MHz
• 支持藍(lán)牙5.4規(guī)范的全套功能
• 超低功耗設(shè)計(jì)，最低功耗模式僅12nA
• 集成512KB Flash和64KB SRAM
• 提供WLCSP36和VFQFPN32兩種封裝

二、藍(lán)牙5.4特性支持

STM32WB09xE全面支持藍(lán)牙5.4核心規(guī)范，包含多項(xiàng)先進(jìn)功能：

?核心功能增強(qiáng)?：

• 2Mbit/s高速數(shù)據(jù)傳輸率
• 長(zhǎng)距離通信(Coded PHY)
• 廣告擴(kuò)展功能
• 增強(qiáng)的ATT協(xié)議(EATT)
• 連接子評(píng)級(jí)功能

?高級(jí)特性?：

• 到達(dá)角/離開角(AoA/AoD)測(cè)向技術(shù)
• 周期性廣告同步傳輸
• 加密廣告功能
• 廣播等時(shí)流(BIS)和連接等時(shí)流(CIS)
• 低功耗功率控制和路徑損耗監(jiān)測(cè)

三、射頻性能

STM32WB09xE集成了ST專利的2.4GHz射頻外圍設(shè)備，具有出色的射頻性能：

?接收靈敏度?：

• 1Mbit/s模式下：-97dBm
• 125Kbit/s長(zhǎng)距離模式下：-104dBm

?發(fā)射功率?：

• 可編程輸出功率，最高+8dBm(天線連接器處)
• 支持外部PA和LNA

?共存特性?：

• 集成專用RADIO_TX_SEQUENCE和RADIO_RX_SEQUENCE信號(hào)
• 支持天線切換控制，優(yōu)化AoA/AoD操作

四、超低功耗設(shè)計(jì)

STM32WB09xE在功耗方面表現(xiàn)卓越：

?工作模式功耗?：

• 關(guān)機(jī)模式(Shutdown)：12nA@1.8V
• 深度停止模式(Deepstop)：0.9μA(外部LSE，RAM保持)
• 運(yùn)行模式：動(dòng)態(tài)電流14.47μA/MHz

?射頻功耗?：

• 接收峰值電流：3.6mA@靈敏度水平
• 發(fā)射峰值電流：4.9mA@0dBm輸出

?電源管理?：

• 工作電壓范圍：1.7V至3.6V
• 集成高效SMPS降壓轉(zhuǎn)換器
• 智能旁路模式優(yōu)化能效

五、豐富的外設(shè)接口

STM32WB09xE提供了豐富的外設(shè)資源：

?通信接口?：

• 1個(gè)SPI(支持I2S)
• 1個(gè)I2C(SMBus/PMBus兼容)
• 1個(gè)USART(支持ISO7816、IrDA、Modbus)
• 1個(gè)LPUART(超低功耗)

?模擬外設(shè)?：

• 12位ADC，8輸入通道
• 電池監(jiān)測(cè)功能
• 溫度傳感器

?定時(shí)器?：

• 1個(gè)16位高級(jí)定時(shí)器(4通道)
• 2個(gè)16位通用定時(shí)器(2通道)
• 獨(dú)立看門狗
• 低功耗RTC

六、安全特性

STM32WB09xE提供了全面的安全功能：

?加密加速?：

• 硬件AES-128加密協(xié)處理器
• 公鑰加速器(PKA)，支持RSA、ECC等算法
• 真隨機(jī)數(shù)生成器(TRNG)

?存儲(chǔ)保護(hù)?：

• Flash讀/寫保護(hù)
• 一次性可編程(OTP)存儲(chǔ)區(qū)
• 安全引導(dǎo)加載程序

?調(diào)試安全?：

• SWD接口可禁用
• 64位唯一器件ID

七、應(yīng)用領(lǐng)域

STM32WB09xE適用于多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景：

• 工業(yè)自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化
• 資產(chǎn)跟蹤和實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)
• 智能照明解決方案
• 健康和健身設(shè)備
• 安全/接近檢測(cè)應(yīng)用
• 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
• 移動(dòng)設(shè)備外設(shè)