STM8L151x4, STM8L151x6,
STM8L152x4, STM8L152x6
8-bit ultra-low-power MCU, up to 32 KB Flash, 1 KB Data EEPROM,
RTC, LCD, timers, USART, I2C, SPI, ADC, DAC, comparators
Datasheet
-
production data
Features
•
Operating conditions
– Operating power supply range 1.8 V to
3.6 V (down to 1.65 V at power down)
– Temp. range: - 40 °C to 85, 105 or 125 °C
•
Low power features
– 5 low power modes: Wait, Low power run
(5.1 µA), Low power wait (3 µA), Active-halt
with full RTC (1.3 µA), Halt (350 nA)
– Consumption: 195 µA/MHz + 440 µA
– Ultra-low leakage per I/0: 50 nA
– Fast wakeup from Halt: 4.7 µs
•
Advanced STM8 core
– Harvard architecture and 3-stage pipeline
– Max freq. 16 MHz, 16 CISC MIPS peak
– Up to 40 external interrupt sources
•
Reset and supply management
– Low power, ultra-safe BOR reset with 5
selectable thresholds
– Ultra-low-power POR/PDR
– Programmable voltage detector (PVD)
•
Clock management
– 1 to 16 MHz crystal oscillator
– 32 kHz crystal oscillator
– Internal 16 MHz factory-trimmed RC
– Internal 38 kHz low consumption RC
– Clock security system
•
Low power RTC
– BCD calendar with alarm interrupt
– Auto-wakeup from Halt w/ periodic interrupt
•
LCD: up to 4x28 segments w/ step-up
converter
•
Memories
– Up to 32 KB of Flash program memory and
1 Kbyte of data EEPROM with ECC, RWW
– Flexible write and read protection modes
– Up to 2 Kbyte of RAM
•
DMA
– 4 channels; supported peripherals: ADC,
DAC, SPI, I2C, USART, timers
– 1 channel for memory-to-memory
LQFP48
7x7 mm
UFQFPN48
7x7 mm
UFQFPN32 (5x5 mm)
LQFP32
7x7 mm
WLCSP28
UFQFPN28 (4x4 mm)
•
12-bit DAC with output buffer
•
12-bit ADC up to 1 Msps/25 channels
– T. sensor and internal reference voltage
•
2 ultra-low-power comparators
– 1 with fixed threshold and 1 rail to rail
– Wakeup capability
•
Timers
– Two 16-bit timers with 2 channels (used as
IC, OC, PWM), quadrature encoder
– One 16-bit advanced control timer with 3
channels, supporting motor control
– One 8-bit timer with 7-bit prescaler
– 2 watchdogs: 1 Window, 1 Independent
– Beeper timer with 1, 2 or 4 kHz frequencies
•
Communication interfaces
– Synchronous serial interface (SPI)
– Fast I2C 400 kHz SMBus and PMBus
– USART (ISO 7816 interface and IrDA)
•
Up to 41 I/Os, all mappable on interrupt vectors
•
Up to 16 capacitive sensing channels
supporting touchkey, proximity, linear touch
and rotary touch sensors
•
Development support
– Fast on-chip programming and non
intrusive debugging with SWIM
– Bootloader using USART
•
96-bit unique ID
Table 1. Device summary
Reference
STM8L151xx
(without LCD)
STM8L152xx
(with LCD)
Part number
STM8L151C4, STM8L151C6, STM8L151K4,
STM8L151K6, STM8L151G4, STM8L151G6
STM8L152C4, STM8L152C6, STM8L152K4,
STM8L152K6
April 2017
This is information on a product in full production.
DocID15962 Rev 15
1/142
www.st.com
Contents
STM8L151x4/6, STM8L152x4/6
Contents
1
2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1
2.2
Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Ultra-low-power continuum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3
Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1
3.2
Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Central processing unit STM8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.1
3.2.2
Advanced STM8 Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Interrupt controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3
Reset and supply management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
Clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Low power real-time clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
LCD (Liquid crystal display) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Analog-to-digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Digital-to-analog converter (DAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Ultra-low-power comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
System configuration controller and routing interface . . . . . . . . . . . . . . . 21
Touch sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.14.1
3.14.2
3.14.3
TIM1 - 16-bit advanced control timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
16-bit general purpose timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8-bit basic timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15
Watchdog timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.15.1
3.15.2
Window watchdog timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Independent watchdog timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2/142
DocID15962 Rev 15
STM8L151x4/6, STM8L152x4/6
Contents
3.16
3.17
Beeper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.17.1
3.17.2
3.17.3
SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
I²C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
USART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.18
3.19
Infrared (IR) interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Development support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4
Pinout and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.1
System configuration options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5
Memory and register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.1
5.2
Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6
7
8
9
Interrupt vector mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Option bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Unique ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Electrical parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
9.1
Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
9.1.1
9.1.2
9.1.3
9.1.4
9.1.5
Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
9.2
9.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
9.3.1
9.3.2
9.3.3
9.3.4
9.3.5
9.3.6
9.3.7
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 67
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Clock and timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
I/O port pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
DocID15962 Rev 15
3/142
4
Contents
9.3.8
9.3.9
9.3.10
9.3.11
9.3.12
9.3.13
9.3.14
9.3.15
STM8L151x4/6, STM8L152x4/6
Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
LCD controller (STM8L152xx only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Comparator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
12-bit DAC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
12-bit ADC1 characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
10
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
ECOPACK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
LQFP48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
UFQFPN48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
LQFP32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
UFQFPN32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
UFQFPN28 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
WLCSP28 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
11
12
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4/142
DocID15962 Rev 15
STM8L151x4/6, STM8L152x4/6
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Table 44.
Table 45.
Table 46.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Medium-density STM8L151x4/6 and STM8L152x4/6 low-power device features and
peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Legend/abbreviation for table 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Medium-density STM8L151x4/6, STM8L152x4/6 pin description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Flash and RAM boundary addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Factory conversion registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
I/O port hardware register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
General hardware register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
CPU/SWIM/debug module/interrupt controller registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Interrupt mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Option byte addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Option byte description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Unique ID registers (96 bits) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Total current consumption in Run mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Total current consumption in Wait mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Total current consumption and timing in Low power run mode
at VDD = 1.65 V to 3.6 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Total current consumption in Low power wait mode at VDD = 1.65 V to 3.6 V . . . . . . . . . 76
Total current consumption and timing in Active-halt mode at VDD = 1.65 V to 3.6 V. . . . . 78
Typical current consumption in Active-halt mode, RTC clocked by LSE external crystal . . 80
Total current consumption and timing in Halt mode at VDD = 1.65 to 3.6 V . . . . . . . . . . . 80
Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Current consumption under external reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
HSE external clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
LSE external clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
HSE oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
LSE oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
HSI oscillator characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
RAM and hardware registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Flash program and data EEPROM memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
I/O current injection susceptibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
I/O static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Output driving current (high sink ports). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Output driving current (true open drain ports). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Output driving current (PA0 with high sink LED driver capability). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
SPI1 characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
I2C characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
LCD characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Reference voltage characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
DocID15962 Rev 15
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