STMicroelectronics STM32WB09 BLUETOOTH® 低功耗5.4 32位MCU嵌入最先进的2.4GHz射频无线电外设，优化用于实现超低功耗和出色的无线电性能，可实现无与伦比的电池寿命。STM32WB09符合蓝牙低功耗SIG内核规范5.4版，可管理点对点连接和蓝牙网状网络，并支持可靠地建立大规模设备网络。STM32WB09还非常适合用于2.4GHz专有无线电无线通信，以满足超低延迟应用的需求。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STM32WB09蓝牙®低功耗5.4 32位MCU数据手册.pdf

STM32WB09集成了工作频率高达64MHz的Arm® Cortex®-M0+微处理器和用于BLE时序关键型操作的无线电内核协处理器（基于DMA）。此外，STM32WB09通过专用硬件功能提供增强的安全硬件支持：支持NIST特别出版物800-90B的真随机数发生器(TRNG)、用于128位AES加密的安全协处理器、CRC计算单元、64位唯一ID、闪存读写保护以及公钥加速器 (PKA)。

STM32WB09可配置为支持独立或网络处理器应用。在第一种配置中，STM32WB09作为运行应用程序代码和BLE堆栈的单个器件运行。STM32WB09嵌入以下高速存储器类型：512Kb闪存、64Kb RAM、1Kb一次性可编程 (OTP) 存储器区域和7Kb ROM（ST保留区域）。八个DMA通道支持内存和外设之间以及内存到内存之间的直接数据传输，并且DMAMUX外设支持完全灵活的通道映射。

STM32WB09内置一个12位ADC，可测量多达八个外部源和三个内部源，包括电池监控和一个温度传感器。STM32WB09具有一个低功耗RTC和一个高级16位定时器。STM32WB09具有标准和高级通信接口：1个SPI-I^2^ 、LPUART、1个支持ISO 7816（智能卡模式）、IrDA和Modbus模式的USART、2个支持SMBus/PMBus的I^2^C。

STM32WB09的工作温度范围为-40°C至+105°C (+125°C结温），电源电压范围为1.7V至3.6V。一组完整的节电模式，有助于配置低功耗应用。STM32WB09集成了高效SMPS降压转换器和具有固定阈值的集成PDR电路，可在VDD 降至1.65V以下时产生器件复位。STM32WB09采用VFQFPN32和WLCSP36封装，支持多达20个I/O。

特性

• 包括ST先进的专利技术
• 蓝牙低功耗片上系统，支持蓝牙5.4规范
  • 2Mbit/s 数据速率：
  • 远距离（编码PHY）
  • 通告扩展
  • 通道选择算法#2
  • GATT缓存
  • 测向－到达角 (AoA)/出发角 (AoD)
  • 同步连接
  • 并发链路层角色
  • 低功耗数据包长度扩展
  • 低功耗ping程序
  • 定期广告和定期广告同步传输
  • 定期广告，带响应
  • 广告编码选择
  • 加密广告
  • 低功耗L2CAP连接导向通道
  • 低功耗功率控制和路径损耗监控
  • 低功耗通道分类
  • 增强型ATT (EATT)
  • 连接降额
  • 广播同步流 (BIS)
  • 连接同步流 (CIS)
• Radio
  • 接收灵敏度等级：1Mb/s时为-97dBm，125Kb/s时为-104dBm（远距离）
  • 高达+8dBm的可编程输出功率（天线连接器处）128个物理连接
  • 数据速率支持2Mb/s、1Mb/s、500Kb/s和125Kbt/s
  • 集成平衡-不平衡变换器
  • 支持外部PA和LNA
  • BlueNRG内核协处理器（基于DMA），用于蓝牙低功耗时间关键型操作
  • 2.4GHz专有无线电驱动器
  • 适合需要兼容下列无线电频率规范的系统：ETSI EN 300 328、EN 300 440、FCC CFR47第15部分、ARIB STD-T66
  • 可提供集成无源器件 (IPD) 配套芯片，用于优化匹配和滤波
• 超低功耗无线电性能
  • 关断模式下为12nA (1.8V)
  • Deepstop模式下为0.9µA（外部LSE、无线电唤醒源和RAM保留，1.8V）
  • Deepstop模式下为1.2µA（内部LSI、无线电唤醒源和RAM保留，1.8V）
  • 发射端峰值电流：4.9mA（0dBm、3.3V时）
  • 接收端峰值电流：3.6mA（灵敏度等级，3.3V）
• 高性能、超低功耗32位Arm Cortex-M0+，运行频率高达64MHz
• 工作电源电压：1.7 V至3.6 V
• 增强的安全机制，例如：
  • 闪存读/写保护
  • SWD禁用
  • 安全的引导加载程序
• 动态电流消耗：14.47μA/Mhz
• 温度范围：-40°C至105°C
• 电源和重置管理
  • 高效嵌入式SMPS降压转换器，设有智能旁路模式
  • 超低功耗上电复位 (POR) 和掉电复位 (PDR)
  • 可编程电压检测器 (PVD)
• 时钟源
  • 64MHz PLL
  • 故障安全32MHz晶体振荡器，带集成微调电容器
  • 32kHz晶体振荡器
  • 内部低功耗32kHz RO
• 512Kb的片上非易失性闪存，具有页保护功能，防止读写
• 64Kb的片上RAM和4Kb PKA RAM
• 一次性可编程（OTP）内存区域：1KB
• 嵌入式UART引导加载程序
• 超低功耗模式，带有或不带定时器和RAM保持
• 正交解码器
• 安全特性
  • 真随机数发生器 (TRNG)，符合NIST特别出版物800B-90B
  • 硬件加密AES最高128位安全协处理器
  • 硬件公钥加速器 (PKA)
  • 加密算法：RSA、Diffie-Helman、ECC over GF(p)
  • CRC计算单元
  • 64位唯一ID
• 系统外设
  • 1个DMA控制器，具有8个通道，支持ADC、SPI、I^2^C、USART、LPUART、定时器
  • 1个SPI，带I^2^S接口多路复用
  • 1个I^2^C (SMBus/PMBus)
  • 1个LPUART（低功耗）
  • 1个USART（ISO 7816智能卡模式、IrDA、SPI Master和Modbus）
  • 1个独立WDG
  • 1个实时时钟 (RTC)
  • 1个独立SysTick
  • 1个16位、四通道通用定时器
  • 2个16位双通道通用定时器
  • 红外接口
• 多达20个快速V/O
  • 所有这些器件均具有唤醒功能
  • 所有这些器件均可在低功耗模式下保持状态
  • 它们均可耐受5V电压
• 模拟外设
  • 12位ADC，具有8个输入通道，高达16位，带下采样器
  • 电池监视
  • 模拟看门狗
• 开发支持
  • 串行线调试 (SWD)
  • 4个断点和2个监视点
• 所有封装均符合ECOPACK2标准

电路图

方框图

STM32WB09xE蓝牙低功耗MCU技术解析

一、产品概述

STM32WB09xE是STMicroelectronics推出的一款超低功耗无线32位MCU，基于Arm® Cortex®-M0+内核，集成蓝牙®低功耗5.4和2.4 GHz射频解决方案。该系列产品专为物联网应用设计，提供卓越的能效比和射频性能。

‌关键特性‌：

• 采用Cortex-M0+内核，运行频率高达64MHz
• 支持蓝牙5.4规范的全套功能
• 超低功耗设计，最低功耗模式仅12nA
• 集成512KB Flash和64KB SRAM
• 提供WLCSP36和VFQFPN32两种封装

二、蓝牙5.4特性支持

STM32WB09xE全面支持蓝牙5.4核心规范，包含多项先进功能：

‌核心功能增强‌：

• 2Mbit/s高速数据传输率
• 长距离通信(Coded PHY)
• 广告扩展功能
• 增强的ATT协议(EATT)
• 连接子评级功能

‌高级特性‌：

• 到达角/离开角(AoA/AoD)测向技术
• 周期性广告同步传输
• 加密广告功能
• 广播等时流(BIS)和连接等时流(CIS)
• 低功耗功率控制和路径损耗监测

三、射频性能

STM32WB09xE集成了ST专利的2.4GHz射频外围设备，具有出色的射频性能：

‌接收灵敏度‌：

• 1Mbit/s模式下：-97dBm
• 125Kbit/s长距离模式下：-104dBm

‌发射功率‌：

• 可编程输出功率，最高+8dBm(天线连接器处)
• 支持外部PA和LNA

‌共存特性‌：

• 集成专用RADIO_TX_SEQUENCE和RADIO_RX_SEQUENCE信号
• 支持天线切换控制，优化AoA/AoD操作

四、超低功耗设计

STM32WB09xE在功耗方面表现卓越：

‌工作模式功耗‌：

• 关机模式(Shutdown)：12nA@1.8V
• 深度停止模式(Deepstop)：0.9μA(外部LSE，RAM保持)
• 运行模式：动态电流14.47µA/MHz

‌射频功耗‌：

• 接收峰值电流：3.6mA@灵敏度水平
• 发射峰值电流：4.9mA@0dBm输出

‌电源管理‌：

• 工作电压范围：1.7V至3.6V
• 集成高效SMPS降压转换器
• 智能旁路模式优化能效

五、丰富的外设接口

STM32WB09xE提供了丰富的外设资源：

‌通信接口‌：

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

‌模拟外设‌：

• 12位ADC，8输入通道
• 电池监测功能
• 温度传感器

‌定时器‌：

• 1个16位高级定时器(4通道)
• 2个16位通用定时器(2通道)
• 独立看门狗
• 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加密协处理器
• 公钥加速器(PKA)，支持RSA、ECC等算法
• 真随机数生成器(TRNG)

‌存储保护‌：

• Flash读/写保护
• 一次性可编程(OTP)存储区
• 安全引导加载程序

‌调试安全‌：

• SWD接口可禁用
• 64位唯一器件ID

七、应用领域

STM32WB09xE适用于多种物联网应用场景：

• 工业自动化和家庭自动化
• 资产跟踪和实时定位系统
• 智能照明解决方案
• 健康和健身设备
• 安全/接近检测应用
• 远程控制系统
• 移动设备外设