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STM32最小系统硬件组成详解

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STMCU小助手 发布时间:2021-7-6 14:18
STM32最小系统硬件组成详解' |: [+ m7 s: M2 D6 R0 S1 w& g
( ?% I$ m7 B! R5 |' T' ]9 g* Y  ?
0组成: 电源   复位   时钟    调试接口  启动
% p5 q# }% w$ U" l# P2 ]6 `2 M* f8 O$ [
1、电源 : 一般3.3V  LDO供电   加多个0.01uf去耦电容  , j3 r1 J9 B3 X6 R( l

; o* G: f6 m; v: ~' I3 t2、复位:有三种复位方式:上电复位、手动复位、程序自动复位
+ Z' ^$ l7 H* t" Y8 m5 L
' F) P3 V& x. K* h/ D; S2 l; X8 G. s通常低电平复位:(51单片机高电平复位,电容电阻位置调换)
* l. J! c- F' ~+ c4 y
3 c" C; x4 K3 [% I5 E: ?上电复位,在上电瞬间,电容充电,RESET出现短暂的低电平,该低电平持续时间由电阻和电容共同决定,计算方式如下:t = 1.1RC(固定计算公式)  1.1*10K*0.1uF=1.1ms- j" `" d/ H* W; ^
6 [3 Z' X9 `0 ]# |
需求的复位信号持续时间约在1ms左右。5 X4 K1 A3 m% @8 X

- i' e/ r/ S, S手动复位:按键按下时,RESET和地导通,从而产生一个低电平,实现复位。/ s; X* b2 P7 ?$ y* }
                        1.png
! U& P8 ~7 Z% q. v# ?
' u; z; U  j) F" z& z" W4 L3、时钟 :   晶振+起振电容  +(反馈电阻MΩ级)   2 a8 ^0 u( r% Y: q/ p, i' g( e% Y
, b. X7 x$ }7 r; c) `; g  I
如使用内部时钟:
) v! `7 y( B& o. [* r* f0 G8 {# h) g, f0 P. k$ Q5 p  X/ ?
对于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。& Q2 ?9 S6 Q0 F& d5 k. n
! s$ t; N7 s  x5 N, h
2)对于少于100脚的产品,有2种接法:
& t1 b4 T! E- N6 r+ M9 u1 `4 S; M) _1 o( m* O$ \( ?/ H
i)OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性。
4 }" C$ r; U" R9 I1 I0 ~8 e: _4 E
7 w6 O, x4 e/ q1 U; S. {/ l, a32.768KHZ:
" I' \7 d  P+ d
! n% r' G$ ^8 J) t( X可选择只接高速外部时钟8MHZ或 既多接一个32.768MHZ的外部低速时钟。
0 B: U/ y% J) Y2 M6 K
, a5 ]) V, }3 I6 p! Y. x) z32.768KHZ时钟作用:      用于精准计时电路  万年历
/ H: I. C5 z4 b! q) s1 _" V
/ W7 s" E  e! g; K# o1 |通常会选择32.768KHz的晶振,原因在于32768=2^15,而嵌入式芯片分频设置寄存器通常是2的次幂的形式,这样经过15次分频后,就很容易的1HZ的频率。实现精准定时。用于精准计时电路  万年历 % G7 {7 D! l% z3 Y, w( ]' f3 t

& z6 Y8 }/ i7 \# ^; ]5 k$ m* s2 g晶振:一般选择8MHZ  方便倍频     
/ I/ c4 C$ f7 I8 i- R! I
" U8 g" S: s3 Q% R有源:更稳定 成本更高 需要接电源供电  不需要外围电路      3脚单线输出  2 D+ }( \+ w$ \3 }5 I  F

. a  b; g5 G) K$ n/ I" t无源:精度基本够 方便灵活 便宜          最大区别:是否需要单独供电         无源晶振需要外接起振电容:晶振的两侧有两个电容" _/ e8 r$ U" w( \$ @4 a/ x( }

1 @' o" `) m5 p" C# c0 BOSC——OUT不接,悬空1 c- a" o% r$ F6 @2 _# v
                                                    2.png 6 y4 s; y7 O# r1 M& U
                                                                                  有源晶振
- j3 q/ b3 E! N, w, m$ j8 ?1 \1 s7 C. N% w+ D
作用:9 M/ Q) J" x9 [! Q( {  \( j

+ c1 d4 @: s- ^  A- n& [% O8 M1、使晶振两端的等效电容等于或接近于负载电容;
* g+ r$ l+ H" K+ A# y, G9 K, l4 C4 X
2、起到一定的滤波的作用,滤除晶振波形中的高频杂波;
: D' q. p& z+ Z: w. l' {( r# ~! Q! }2 N$ Y+ w
该起振电容的大小一般选择10~40pF,当然根据不同的单片机使用手册可以具体查阅,如果手册上没有说明,一般选择20pF、30pF即可,这是个经验值。
+ \3 v3 B" l$ V9 ~7 R/ a  d4 p: d" ^; F* y
调整电容可微调振荡频率:- E; [! B; C7 [9 a% _1 x

# V+ ?) T( ?& y  [  h3 |一般情况下,增大电容会使振荡频率下降,而减小电容会使振荡频率升高,
) ~$ k1 i1 \. u# b
) G  P6 W3 p& ]$ }反馈电阻:   1M    负反馈    同时也是限流6 q9 I0 c/ c6 t' `  u, U

9 I" q/ C! I$ d' C3 X) `1、连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器,将输入进行反向180度输出,晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移; 整个环路的相移360度,满足振荡的相位条件,
' W2 u' u- K1 k# b
$ I0 x3 o0 E# }4 j- V) u. o1 U2、 晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈,保证放大器工作在高增益的线性区,一般在M欧级;: j" Z! p, o7 S6 Y5 z" a
( @! c+ ]4 Q- J
3、 限流的作用,防止反向器输出对晶振过驱动,损坏晶振,有的晶振不需要是因为把这个电阻已经集成到了晶振里面。            
  l; ]5 |' c# C
8 ]6 @1 B0 x8 V2 w                                       3.png ) i! R! |8 H" ?9 ?* W$ G4 f

: F1 v1 j# I. X/ a: b1 g4、启动:  用户使用通常都设置成Boot0  Boot1均为0即均为低电平  
& a+ N" k$ I7 a* W- i% G
6 K" l6 H( I& n+ d  y7 M" [M3核的器件有3种启动方式,M4的有4种。通过BOOT0,BOOT1的电平进行选择。
' l1 [& l9 E9 y! |% J
# e& V3 h' r: [; S  }$ v6 D                                     4.png
4 a0 b+ f6 s& \4 e9 k# ?- v& L, g
* I' Z; I7 @- J, o# n: u( z       STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的,它们是:
8 p5 p/ a' R* d1 e! Z$ j# S, S4 C; T  ^# k6 T$ r) O+ j2 \
1)用户闪存 = 芯片内置的Flash。
/ U! h0 E& |) L, f2 H- }( C6 a. [
2 [7 I1 z2 y0 z  u$ ]. V2)SRAM = 芯片内置的RAM区,就是内存啦。' X6 q1 D& y' y+ K( ^

) w0 v" Z/ o7 e0 [8 ~3)系统存储器 = 芯片内部一块特定的区域,芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader,就是通常说的ISP程序。这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除,即它是一个ROM区,它是使用USART1作为通信口。
  g! _$ V' L; A2 W( |- f
! i" f% C/ Z9 [       M4在上述基础上又增加了可在FSMC的BANK1区域启动。) z7 j1 O% K. _3 Y

+ C( n) y8 q( [0 @                      5.png
& |/ J. b; ~4 y' B3 f. _8 W/ F  H& a& I9 Q) T$ }- b1 e  J
5、调试接口:STM32有两种调试接口,JTAG为5针,  SWD为2线串行(一共四线)
& Y1 M- ?" O' J! P! ?* p- V" \# j4 a1 V# b: b! P" e! k
                     6.png
; d; k8 d9 u0 f8 u# e) x
2 Z$ c: X4 S0 F此外还有采用USB进行程序烧写和数据输出:和电脑USB口连接也可以进行小负载驱动供电。3 ~, p5 b3 `4 o. d
0 ~2 ?. p6 y8 N+ G3 u# I  \
通常采用CH340G的芯片:实现USB转串口。0 I' K& ^+ l0 N- ?( w7 U

$ k" Q% H1 r6 {; y. p需要单独的振荡电路 12MHZ " Q+ V' z/ \. \' A" d4 \: o) h$ Z

9 {# @1 [  U6 ~  B; C使用该芯片将电脑的USB映射为串口使用,  注意电脑上应安装串口驱动程序,否则不能正常识别。
% b4 X  {) v' N. R& M. r% X2 Z                           7.png
( S3 j; Z# m9 Q7 @( F* M8 Q. ^& }/ W% V  R) p( [
当烧写程序时,我们希望BOOT0=1,BOOT1=0。当烧写完成后我们希望BOOT0=0,BOOT1=0(这个模式BOOT1可以是0可以是1,这里我们让BOOT1拉低,即整个过程BOOT1都为L接地,简化电路设计)。& F5 I6 S6 X5 D
                         8.png
" s( f% p8 J3 u1 E

' V8 l6 p' o* u5 c% P' q, y% c) a/ W& A# k8 e4 x0 P9 @0 D
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