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STM32学习笔记(四)STM32原理图设计——基于正点原子HAL库 - X

STM32原理图设计

一、学会查看数据手册

(一)、数据手册获取方式

ST官网:https://www.st.com20251227_192046 00_00_00-00_00_30~1

ST中文社区网:https://shequ.stmicroelectronics.cn20251227_192907 00_00_00-00_00_30

(二)、数据手册内容摘要

重点在于引脚定义和电气特性两个章节

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(三)、了解芯片的基本参数(以STM32 ZET6为例)

  1. 主频、Flash、Sram:72MHz / 512KB / 64KB
  2. 工作电压/最大电路流:2.0~3.6V / 150mA
  3. IO引脚接入电压范围:COMS端口:-0.3V~3.6V 兼容5V端口:-0.3V~5.5V
  4. 单个IO引脚最大电流:25mA,其中支持5V的IO口会标注有FT的字样

二、最小系统

保证MCU正常工作的最小电路组成单元,主要由5个核心电路组成即电源电路、复位电路、BOOT启动电路、晶振电路、下载调试电路,其中五种电路会对应着芯片内部的5种电路引脚。

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(一)、电源电路

在电源电路中主要是围绕着四种电源引脚(VDD、VDDA、VREF、VBAT)进行组合。

  1. VDD/VSS:即数字电源引脚,主要的功能是给STM32进行供电,主要的服务对象是CPU内核、GPIO、Flash、SRAM、定时器等数字逻辑电路。

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    其中的AMS1117-3.3是稳压芯片,用于将5V电压转为3.3V电压给单片机供电,而两个0R的电阻则是用于电路测试。

  2. VDDA/VSSA:即模拟电源引脚,主要的功能是给STM32内部模拟电路进行供电,主要的服务对象是ADC、DAC、PLL锁相环、比较器、等模拟逻辑电路。

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    由于电路开关会产生瞬时噪声,不加入低通滤波电路会使ADC等的模拟电路精度下降。

  3. VREF+/VREF-:参考电压正负引脚,只有100针以上的芯片才具备该引脚,主要功能是为STM32内部模拟部分(ADC、DAC等)提供参考电压。例如使用的是12位ADC(0-4095)进行检测,参考电压是5V,ADC检测的是0-3.3V,那么单片机检测到的数值将不会达到4095,满量程只有2600多。反之,则会轻易的突破4095的上限,电压随便变化一点,数值就会发生巨变。

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    如图所示,1和2是一个排针,当两者短路时则是直接相连到模拟电路上,也可不连接,外接其他电路。

  4. VBAT:是一个后备供电区域,主要功能是为RTC等通过电源,实现掉电不丢失,一般都是外加电池等。

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    该电路所示,可以通过数字电路进行供电,也可以通过BAT(电池)进行供电,两个二极管可以防止电池电流进入到数字电路和从数字电路的电流进入到电池0。

(二)、复位电路

围绕芯片中的NRST引脚进行设计电路,低电平复位。

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STM32复位引脚NRST保持低电平状态时间1~4.5ms即可复位。

(三)、启动电路

围绕BOOT0/BOOT1两个引脚进行设计(在F7和H7系列中没有BOOT1引脚)。

  1. M3和M4内核

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  2. M7内核

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(四)、晶振电路

包括两组引脚OSC_IN/OCS_OUT和OSC32_IN/OSC32_OUT。

  1. OSC_IN/OSC_OUT:外部HSE晶振引脚,用于给STM32提供高精度系统时钟,当HSI可以满足需求时不需要接晶振。

    1. F103/f407/H750VBT6

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    2. F429/F767/H743/F750/H750XBH6

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  2. OSC32_IN/OSC32_OUT:外部LSE晶振引脚,用于给STM32提供RTC时钟,当LSI可以满足需求时不需要接晶振。

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(五)、调试电路

围绕SWCLK/SWDIO进行电路设计。

  1. SWD下载调试

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  2. JTAG下载调试

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  3. 串口下载(使用单片机的USART1)

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  4. 串口一键下载电路

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三、IO分配

  1. 优先分配特定外设IO(例如单片自带的硬件IIC,硬件SPI等,若需要使用这些外设IO则需要优先分配提取他们的IO口)。

  2. 然后分配通用IO(指的是用户自定义需要的IO口,如添加按键,LED等)。

  3. 最后分配微调

    1. 当IO不够用的时候,通用GPIO和特定外设可能要公用IO
    2. 为了方便布线,可能要微调某些IO口的位置

    根据实际情况进行调整,做到:尽可能多的可以同时使用所有功能,尽可能方便布线。

http://www.jsqmd.com/news/720571/

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