N32G45VEL7 芯片资料整理(国民技术 N32G455 系列)

N32G45VEL7 完整技术手册整合版

整合文档:《N32G455 产品简介》《N32G455 数据手册》《N32G455 勘误手册 V1.5.0》《国民技术 MCU 选型手册》,覆盖命名、内核、存储、时钟、模拟 / 数字外设、定时器、通信、安全、封装引脚、电气、低功耗、启动、调试、勘误、订购、应用、开发资源全维度信息。

一、型号命名与定位

1. 完整型号:N32G455VEL7

拆分释义(选型手册订货编码规则)

|-----|------------------------------------------------|
| 字段 | 定义 |
| N32 | 国民技术 32 位 MCU 产品线 |
| G | 通用工业级 MCU(区别 H 高性能、A 车规、L 低功耗、WB 蓝牙) |
| 455 | Cortex-M4F 增强系列,144MHz 主频,集成硬件国密加速 |
| V | 引脚封装代号 = LQFP100(100 引脚) |
| E | Flash 容量 = 512KB(B=128K/C=256K/E=512K/G=1024K) |
| L | LQFP 塑封封装 |
| 7 | 温度等级:-40℃ ~ +105℃(6=85℃/8=125℃) |

2. 产品定位

N32G455 系列顶配 100 引脚通用 MCU,全外设完整引出,38 路 ADC、全部通信接口、完整运放 / 比较器 / 定时器资源,适合电机控制、工业采集、加密物联网、便携储能、多外设工控设备。

3. 同系列区分

仅 N32G455RGL7/VGL7 带 512KB D-Flash,N32G455VEL7 无 D-Flash;LQFP100 封装拥有全系列最多 GPIO(80 个)、最多 ADC 通道(38 路)。

二、内核与系统性能(产品简介 + 数据手册)

  1. 内核架构:32bit ARM Cortex-M4F,硬件 FPU 浮点单元、单周期硬件乘除、完整 DSP 指令集、MPU 内存保护单元

  2. 主频:最高 144MHz,运算性能 180DMIPS;时钟约束:USB 功能必须 48/72/96/144MHz 且启用外部 HSE 晶振

  3. 缓存:8KB 指令 I-Cache,Flash 零等待执行,大幅降低访问延迟

  4. 中断系统 NVIC:支持 86 路可屏蔽中断,16 级可编程优先级;中断尾部连锁、自动压栈出栈,低中断延迟;EXTI 外部中断 21 路,全部 GPIO 可映射外部边沿触发

  5. 总线架构:AHB 主总线 144MHz,APB2 高速外设 72MHz,APB1 低速外设 36MHz;双独立 DMA 总线矩阵

三、存储器资源(数据手册资源表)

1. 程序闪存 P-Flash:512KB

  • 页大小 2KB,支持页擦、字 / 半字 / 字节读写

  • 寿命:10 万次擦写,断电数据保存 10 年,硬件 ECC 校验纠错

  • 安全特性:硬件自动加解密读写;最多 3 个用户隔离分区;三级读保护 L0/L1/L2、WR 写保护;安全启动、加密固件升级

2. SRAM:144KB(全系最大)

  • 包含 16KB Retention RAM:STOP2/STANDBY/VBAT 模式下数据保持,硬件奇偶校验防数据损坏

  • 剩余 128KB 通用 RAM,RUN/SLEEP/STOP0 全部保持

3. 无 D-Flash(仅 VGL7/RGL7 型号配备)

4. 唯一硬件标识(出厂固化只读)

  • 96bit UID:设备唯一序列号,加密、设备认证

  • 128bit UCID:厂商定制芯片批次 / 版本信息

四、完整时钟系统

1. 四路基础时钟源

|-----------|-------------------------------|
| 时钟源 | 参数说明 |
| HSE 高速外部 | 4~32MHz 晶体,带时钟失效监测,故障自动切 HSI |
| LSE 低速 | 32.768KHz,RTC 专用,VBAT 供电持续运行 |
| HSI 内部 RC | 8MHz,系统复位默认时钟 |
| LSI 内部 RC | 40KHz,独立看门狗 IWDG 专用 |

2. PLL 倍频器

  • HSI 输入最高 128MHz,HSE 输入最高 144MHz

  • 分频网络:AHB、APB1、APB2、ADC、USB、RTC 独立预分频

3. MCO 时钟输出

1 路可配置输出,可选系统时钟 / HSE/HSI/PLL 分频,外部芯片同步时钟

4. RTC 专用时钟

可选 LSE/LSI/HSE 分频;支持 256Hz 校准输出补偿晶振误差;勘误限制:RTC 周期性唤醒无法唤醒 STANDBY,仅闹钟可唤醒 Standby

五、供电、复位与电源管理(数据手册 + 勘误手册)

1. 电压域

  1. 主数字 VDD/VSS:1.8V ~ 3.6V,IO、内核、数字外设供电

  2. 模拟域 VDDA/VSSA:1.8~3.6V,ADC/DAC/ 运放 / 比较器专用,必须与主电源共地

  3. VBAT 备份电源:1.8~3.6V,主电源掉电维持 RTC、TAMPER 引脚、备份寄存器

2. 复位源(全部支持)

上电 POR、掉电 PDR、欠压 PVD、外部 NRST、软件复位、独立 / 窗口看门狗复位

3. 勘误关键 Bug:STOP2 唤醒冲突

MCU 处于 Stop2 时,唤醒与 NRST 复位同时触发,唤醒优先级更高,复位失效;解决:避免同时触发,或连续两次 NRST 复位

4. 电压监测 PVD

可编程阈值,电压过高 / 过低产生中断告警

5. 5 类低功耗完整模式

  1. SLEEP:CPU 停机,所有外设正常,任意中断唤醒

  2. STOP0:PLL/HSE/HSI 关闭,主调压器可选高低功耗,全部 SRAM 保留

  3. STOP2:数字域断电,仅 16K Retention RAM、84 字节备份寄存器保存,GPIO 电平锁定;EXTI/RTC/IWDG/NRST 唤醒

  4. STANDBY(最低功耗):主调压器关闭,仅备份域工作;寄存器 / 通用 SRAM 丢失;WKUP 引脚、RTC 闹钟、IWDG、NRST 唤醒

  5. VBAT 模式:主电源完全掉电,仅 RTC、PC13/14/15、NRST、PA0 工作,其余 IO 高阻

六、模拟外设(LQFP100 全通道,全系顶配)

1. 4 通道独立 12bit ADC

  • 分辨率软件配置:12/10/8/6bit,采样率对应 4.7M/6.1M/7.3M/8.9Msps

  • 通道总数:38 路外部单端输入,支持差分采集;内置温度传感器(ADC1_IN16)

  • 功能:自校准、模拟看门狗、单次 / 连续 / 扫描 / 间断 / 双 ADC 同步模式、DMA 传输、定时器触发采样

  • ADC 勘误(必须规避)

    • ENDC/JENDC 转换完成标志置位后立即读数据会读到上一次值,需延时 2 个 ADC 时钟或使用 JENDCA/ENDCA 标志

    • 双 ADC 同步模式下,从 ADC 数据会合并入主 ADC 高 16 位

    • 非 12bit 左对齐模式,模拟看门狗阈值需高位置 1,否则误触发

2. 双通道 12bit DAC

  • 1Msps 单通道速率,同步 / 独立输出

  • 波形生成:三角波、噪声波;支持外部 VREF 参考电压,DMA 触发转换

3. 4 路轨到轨运算放大器 OPAMP

可编程增益 2/4/8/16/32 倍,可配置跟随器、外部放大;输出直连 ADC 采集,用于传感器信号调理

4. 7 路高速模拟比较器 COMP

内置 64 级内部可调基准,可编程迟滞;可组成窗口比较器;输出触发定时器刹车、捕获中断

七、定时器全资源(完整引出,电机控制适配)

|--------------------|----|------------------------------------------------------|
| 定时器类型 | 数量 | 核心功能 |
| 高级 16 位 TIM1/TIM8 | 2 | 互补 PWM、死区、刹车、霍尔采集、正交编码器;单定时器 3 通道输出 6 路互补波形,精度 6.9ns |
| 通用 16 位 TIM2/3/4/5 | 4 | 输入捕获、输出比较、单脉冲、编码器接口 |
| 基础 16 位 TIM6/TIM7 | 2 | 仅时基,触发 DAC 同步转换 |
| 24bit SysTick | 1 | RTOS 系统时基,递减计数器;勘误:SysTick 选用外部时钟无法唤醒低功耗,必须内核时钟 |
| 窗口看门狗 WWDG | 1 | 软件异常监测,窗口外喂狗复位 |
| 独立看门狗 IWDG | 1 | LSI 驱动,主时钟失效仍工作 |

定时器勘误

PWM 模式切换时,占空比 0%/100% 无法正常切换,需修改 CCxP 寄存器配置;翻转模式无解决方案

八、全部数字通信接口(LQFP100 无删减)

接口总表

  1. U (S) ART 共 7 路:3 路 USART1/2/3(ISO7816、IrDA、LIN、硬件 RTS/CTS 流控)+4 路 UART4/5/6/7;最高波特率 4.5Mbps

    1. USART 勘误:校验错误标志接收完数据再清除,中断需临时关闭防重复进中断;RTS 收到首字节自动拉高,需及时读 DR 寄存器
  2. SPI 3 路:SPI1 最高 36MHz,SPI2/3 最高 18MHz;SPI2/3 复用 I2S 音频

    1. SPI 勘误:主模式分频 fPCLK/2 时 CRC 校验出错;从模式 NSS 高电平仍计算 CRC,收发前清空 CRC 寄存器
  3. I2C 4 路,最高 1MHz,主从双地址,兼容 SMBus/PMBus

    1. I2C 勘误:100K 时钟拉伸后 STOP 时序不达标,建议降至 50K;多外设不能共用 DMA 控制器;多字节中断需最高优先级
  4. QSPI 四线 Flash 接口,最高 144Mbps,支持单 / 双 / 四线读写,内存映射模式

  5. CAN2.0B 两路,1Mbps,标准 / 扩展帧,时间触发通信,3 级接收 FIFO

  6. USB2.0 Full-Speed Device,内置 1.5K DP 上拉,挂起唤醒,必须 HSE 48MHz 时钟

  7. SDIO,支持 SD/MMC/SDIO 卡,48MHz 时钟,1/4 位总线

  8. I2S(SPI2/3 复用):16/24/32bit 音频,8~96K 采样,飞利浦 / PCM 标准

DMA 控制器

2 个独立 DMA,各 8 通道共 16 通道;存储器↔外设双向传输,环形缓冲,支持所有通信 / 模拟外设 DMA 搬运

九、GPIO 资源(LQFP100 顶配 80 路 IO)

  1. 分组:GPIOA/GPIOB/GPIOC/GPIOD/GPIOE,最多 80 个复用引脚

  2. 电气配置:推挽 / 开漏输出、上拉 / 下拉 / 浮空输入、模拟输入;大部分 IO 支持 5V 耐压

  3. 复用功能:全部外设、ADC/DAC/ 运放 / 定时器映射至 IO;复位默认模拟输入,JTAG 带上拉 / 下拉

  4. IO 锁定机制:LOCK 寄存器锁定配置,复位前无法修改

  5. SPI NSS 勘误:软件 NSS 模式下,引脚复用其他功能失效

十、硬件安全加密引擎(国民技术核心优势)

1. 支持算法(国密 + 国际标准硬件加速)

对称:AES (128/192/256)、DES/3DES、SM1、SM4、SM7 哈希:SHA1/SHA224/SHA256、SM3、MD5 辅助:TRNG 真随机数、CRC16/CRC32 硬件单周期计算

2. 完整安全机制

  • Flash 多级读保护 L0/L1/L2、分区隔离 MMU

  • 程序加密下载、安全启动、FOTA 加密升级

  • 时钟失效监测、硬件防拆入侵检测

  • 96bit UID 唯一设备 ID 用于设备鉴权、密钥绑定

十一、封装、引脚与机械参数(数据手册 LQFP100 章节)

1. 封装型号:LQFP100

  • 外形尺寸:14.0mm × 14.0mm,厚度 1.6mm,引脚间距 0.5mm

  • 引脚总数:100Pin,最大复用 GPIO 80 个

2. 引脚功能分区

  • 电源域:VDD/VSS、VDDA/VSSA、VBAT、VREF+/VREF - 模拟参考

  • 时钟引脚:PD0 (OSC_IN)、PD1 (OSC_OUT)、PC14/PC15 (32.768K RTC 晶振)

  • 调试:PA13 (SWDIO)、PA14 (SWCLK)

  • 复位:NRST;启动 BOOT0/BOOT1

  • 专用 RTC:PC13 TAMPER 入侵检测

  • 模拟通道:PA/PB/PC/PD/PE 全部 ADC/DAC/ 运放复用

  • 数字外设:CAN/USB/SDIO/QSPI/SPI/I2C/UART 全部引出

3. ESD 电气防护

HBM 人体模型 ±4KV,CDM 充电器件模型 ±1KV

十二、启动模式与程序烧录调试

1. 三种启动方式(BOOT0/BOOT1 引脚配置)

  1. BOOT0 低:主 Flash 启动(常规产品)

  2. BOOT0 高,BOOT1 低:系统存储器(Bootloader)启动

  3. BOOT0 高,BOOT1 高:SRAM 调试启动

2. Bootloader 下载通道

  1. USART 串口烧录

  2. USB2.0 全速烧录

3. 调试接口

SWD 单线调试 / JTAG 标准调试二合一,共用 PA13/PA14;勘误:DBGMCU_IDCODE 寄存器仅调试模式可读,用户程序读取返回 0xFF

十三、订购信息(产品简介订货表)

型号:N32G455VEL7

  1. 封装:LQFP100(14×14mm)

  2. 包装方式:托盘

  3. 单托盘标准数量 SPQ:90 片 / 托盘

  4. 工作温度:-40℃ ~ +105℃

  5. Flash 512KB、SRAM144KB,无 D-Flash

十四、全系列通用硬件勘误汇总(V1.5.0 勘误手册,VEL7 完全适用)

电源 & 复位

  1. Stop2 唤醒与 NRST 同时触发,复位失效,需连续复位

  2. 清除 RMRST 复位标志会修改 BDCTRL(RTC 寄存器),操作后重新配置 LSE 与 RTC 时钟

时钟 & SysTick

  1. SysTick 外部时钟源无法唤醒低功耗,仅内核时钟可用

GPIO/SPI

  1. SPI 软件 NSS 模式下引脚无法复用其他功能

ADC(高频问题)

  1. 转换完成标志后立即读数据错误,延时 2ADC 时钟

  2. 双 ADC 同步数据叠加、非 12bit 看门狗阈值异常、注入通道误触发规则通道

SPI/I2S

  1. SPI 主分频 / 2 CRC 出错;从模式 NSS 高仍计算 CRC,收发前清空 CRC

  2. I2S 主模式 PCM 长帧 32bit 时序错误,仅用 16bit 模式

I2C

  1. 多字节中断优先级必须最高;100K 拉伸后 STOP 时序不足,降速至 50K;DMA 不可多外设共用

USART

  1. 校验错误中断易重复触发;RTS 需及时读取 DR 寄存器

RTC

  1. 预分频 DIVA/DIVS 不能设 0;自动校准 DIVA 仅支持 8/16/32/64/128;周期性唤醒更新需先失能再配置;无法唤醒 STANDBY

定时器

  1. 捕获读取时新捕获会置重复标志;0%/100% PWM 模式切换异常

调试

  1. IDCODE 用户代码不可读

十五、适用应用场景(选型手册 + 产品简介)

  1. 工业电机控制:多路互补 PWM、编码器接口、多路模拟采集、CAN 总线

  2. 智能仪器仪表:38 路 ADC、4 运放 7 比较器、高精度 DAC、RTC 计时

  3. 加密物联网终端:硬件国密、USB/CAN/SDIO 多通信、唯一 UID 设备认证

  4. 便携储能 / 户外电源:多路电压电流采样、低功耗多级模式

  5. 工业网关 / 采集器:7 路串口、双 CAN、USB、SD 存储卡存储

  6. 安防设备:加密固件、防拆监测、RTC 闹钟唤醒

  7. 音频设备:I2S 音频接口,DSP 浮点运算信号处理

十六、配套开发资源(选型手册开发生态)

  1. 硬件:N32G457QE_EVB 同系列全功能开发板、NS-LINK/NS-LINK-Pro 调试烧录器

  2. 软件:Keil MDK、国民官方 NS-Keil 支持包,标准库 + HAL 驱动库

  3. 文档:产品简介、数据手册、勘误手册、完整用户手册、引脚定义、封装图纸

  4. 技术支持:国民技术 FAE、官方技术邮箱、线上样品采购渠道

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