STM32F412xE STM32F412xG
ARM
®
-Cortex
®
-M4 32b MCU+FPU, 125 DMIPS, 1MB Flash,
256KB RAM, USB OTG FS, 17 TIMs, 1 ADC, 17 comm. interfaces
Datasheet
-
production data
Features
•
Dynamic Efficiency Line with BAM (Batch
Acquisition Mode)
®
®
•
Core: ARM 32-bit Cortex -M4 CPU with
FPU, Adaptive real-time accelerator (ART
Accelerator™) allowing 0-wait state execution
from Flash memory, frequency up to 100 MHz,
memory protection unit,
125 DMIPS/1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1),
and DSP instructions
•
Memories
– Up to 1 Mbyte of Flash memory
– 256 Kbyte of SRAM
– Flexible external static memory controller
with up to 16-bit data bus: SRAM, PSRAM,
NOR Flash memory
– Dual mode Quad-SPI interface
•
LCD parallel interface, 8080/6800 modes
•
Clock, reset and supply management
– 1.7 V to 3.6 V application supply and I/Os
– POR, PDR, PVD and BOR
– 4-to-26 MHz crystal oscillator
– Internal 16 MHz factory-trimmed RC
– 32 kHz oscillator for RTC with calibration
– Internal 32 kHz RC with calibration
•
Power consumption
– Run: 112 µA/MHz (peripheral off)
– Stop (Flash in Stop mode, fast wakeup
time): 50 µA Typ @ 25 °C; 75 µA max
@25 °C
– Stop (Flash in Deep power down mode,
slow wakeup time): down to 18 µA @
25 °C; 40 µA max @25 °C
– Standby: 2.4 µA @25 °C / 1.7 V without
RTC; 12 µA @85 °C @1.7 V
– V
BAT
supply for RTC: 1 µA @25 °C
•
1×12-bit, 2.4 MSPS ADC: up to 16 channels
•
2x digital filters for sigma delta modulator,
4x PDM interfaces, stereo microphone support
•
General-purpose DMA: 16-stream DMA
May 2017
This is information on a product in full production.
UFBGA100
(7x7mm)
UFBGA144
(10x10mm)
LQFP64 (10x10mm)
WLCSP64
UFQFPN48
(3.623x3.651mm) LQFP100 (14x14mm) (7x7 mm)
LQFP144 (20x20mm)
•
Up to 17 timers: up to twelve 16-bit timers, two
32-bit timers up to 100 MHz each with up to
four IC/OC/PWM or pulse counter and
quadrature (incremental) encoder input, two
watchdog timers (independent and window),
one SysTick timer
•
Debug mode
– Serial wire debug (SWD) & JTAG
– Cortex
®
-M4 Embedded Trace Macrocell™
•
Up to 114 I/O ports with interrupt capability
– Up to 109 fast I/Os up to 100 MHz
– Up to 114 five V-tolerant I/Os
•
Up to 17 communication interfaces
– Up to 4x I
2
C interfaces (SMBus/PMBus)
– Up to 4 USARTs (2 x 12.5 Mbit/s,
2 x 6.25 Mbit/s), ISO 7816 interface, LIN,
IrDA, modem control)
– Up to 5 SPI/I2Ss (up to 50 Mbit/s, SPI or
I2S audio protocol), out of which 2 muxed
full-duplex I2S interfaces
– SDIO interface (SD/MMC/eMMC)
– Advanced connectivity: USB 2.0 full-speed
device/host/OTG controller with PHY
– 2x CAN (2.0B Active)
•
True random number generator
•
CRC calculation unit
•
96-bit unique ID
•
RTC: subsecond accuracy, hardware calendar
®
•
All packages are ECOPACK 2
Table 1. Device summary
Reference
STM32F412xE
STM32F412xG
Part number
STM32F412CE, STM32F412RE, STM32F412VE,
STM32F412ZE
STM32F412CG, STM32F412RG, STM32F412VG,
STM32F412ZG
DocID028087 Rev 5
1/194
www.st.com
Contents
STM32F412xE/G
Contents
1
2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1
Compatibility with STM32F4 series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3
Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
ARM
®
Cortex
®
-M4 with FPU core with embedded Flash and SRAM . . . 19
Adaptive real-time memory accelerator (ART Accelerator™) . . . . . . . . . 19
Batch Acquisition mode (BAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Memory protection unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
One-time programmable bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Multi-AHB bus matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
DMA controller (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Flexible static memory controller (FSMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Quad-SPI memory interface (QUAD-SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.18.1
3.18.2
Internal reset ON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Internal reset OFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Regulator ON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Regulator OFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Regulator ON/OFF and internal reset ON/OFF availability . . . . . . . . . . 31
3.19
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.19.1
3.19.2
3.19.3
3.20
3.21
Real-time clock (RTC) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2/194
DocID028087 Rev 5
STM32F412xE/G
Contents
3.22
3.23
V
BAT
operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.23.1
3.23.2
3.23.3
3.23.4
3.23.5
3.23.6
Advanced-control timers (TIM1, TIM8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
General-purpose timers (TIMx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Basic timer (TIM6, TIM7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Independent watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Window watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.24
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
Inter-integrated circuit interface (I2C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Universal synchronous/asynchronous receiver transmitters (USART) . . 37
Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Inter-integrated sound (I
2
S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Audio PLL (PLLI2S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Digital filter for sigma-delta modulators (DFSDM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Secure digital input/output interface (SDIO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Controller area network (bxCAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Universal serial bus on-the-go full-speed (USB_OTG_FS) . . . . . . . . . . . 40
Random number generator (RNG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
General-purpose input/outputs (GPIOs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Analog-to-digital converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Embedded Trace Macrocell™ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4
5
6
Pinouts and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.1
Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
DocID028087 Rev 5
3/194
5
Contents
6.1.6
6.1.7
STM32F412xE/G
Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.2
6.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.3.7
6.3.8
6.3.9
6.3.10
6.3.11
6.3.12
6.3.13
6.3.14
6.3.15
6.3.16
6.3.17
6.3.18
6.3.19
6.3.20
6.3.21
6.3.22
6.3.23
6.3.24
6.3.25
6.3.26
6.3.27
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
VCAP_1/VCAP_2 external capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Operating conditions at power-up/power-down (regulator ON) . . . . . . . 79
Operating conditions at power-up / power-down (regulator OFF) . . . . . 80
Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 80
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Wakeup time from low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
PLL spread spectrum clock generation (SSCG) characteristics . . . . . 109
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . 115
I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
V
BAT
monitoring characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
DFSDM characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
FSMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
SD/SDIO MMC/eMMC card host interface (SDIO) characteristics . . . 158
RTC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.1
7.2
7.3
WLCSP64 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
UFQFPN48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
LQFP64 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
4/194
DocID028087 Rev 5
STM32F412xE/G
Contents
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
LQFP100 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
LQFP144 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
UFBGA100 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
UFBGA144 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.8.1
Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
8
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Appendix A Recommendations when using the internal reset OFF . . . . . . . . 186
Appendix B Application block diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
B.1
B.2
B.3
USB OTG full speed (FS) interface solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Sensor Hub application example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Display application example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
DocID028087 Rev 5
5/194
5
