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【经验分享】STM32最小系统硬件组成详解

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-12 22:28
0组成:电源 复位 时钟 调试接口 启动
  r- R% y1 O3 [% s
2 J0 t5 ~3 b* u1 e# |& F1、电源 : 一般3.3V LDO供电 加多个0.01uf去耦电容
) j) n- C' m$ T# t% M
" ]9 e/ X% Y' J1 X2 k1 l2、复位:有三种复位方式:上电复位、手动复位、程序自动复位1 i( p# W! z5 P/ x  Q2 u

/ T6 U6 J/ O/ W  w通常低电平复位:(51单片机高电平复位,电容电阻位置调换)
8 X+ x2 E  u" n7 _; d! q  G# T9 ~
9 r6 X; w/ k: D2 G! N4 c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需求的复位信号持续时间约在1ms左右。; p. Y, A! R7 t: m2 ^  f, O! W

' b. d5 l! K8 ~手动复位:按键按下时,RESET与地导通,从而产生一个低电平,实现复位。
4 v! c3 w4 y! T$ l( O9 G1 h! L& `( O2 ~7 A+ t, l
T`_L(~$(YOMCU`P**HC~9S.png
, ]2 |4 u3 E) ^2 t2 q, _& w
' Z, m8 j2 ?6 S6 r2 R; S  u3、时钟 : 晶振+起振电容 +(反馈电阻MΩ级)
! ^3 O% Y5 j: N) F- M5 I7 I# R# u! v; s9 y
如使用内部时钟:! o! ~) g7 p4 a! r+ M$ P" P

% m  f: `: L: r: v4 E1)对于大于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。  @% r& Q* t5 R6 F9 M5 O/ Q: r

+ e9 l$ e* O: ]2)对于少于100脚的产品,有2种接法:" q, a( S! F1 c8 \2 A6 X+ O

0 \& O! ?1 X- ]# T; ^6 AOSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性。* z: @) b) I+ f' v* K, r5 w1 E

' D  k( O% G6 L7 J, X; b/ o32.768KHZ: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。
" C) @" n/ r1 t7 Y* U- G9 L0 j- J
: F* i' h+ ^- P/ L32.768KHZ时钟作用:用于精准计时电路 万年历
; {' y; t, Q% Q& ], }! j8 `- w+ s' O9 _% Z5 g$ t
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# G  m$ y- H% z' ~

+ i9 G5 S; o. B( v" j' R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) N: y) Z% t/ U. N1 }

* k+ G5 s4 q3 w5 q/ |- }# L" W晶振:一般选择8MHZ 方便倍频
% v0 q* U5 _! x& q% m
' X' \' ?8 ^* M! b6 b- T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
6 n! h! q2 v2 h, _4 w: [' S9 r, \: G6 G2 J" }5 d
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
: o! o$ t' T- S( Q/ R% `) Z6 D' d) W1 Q7 Z" ?
OSC——OUT不接,悬空2 s1 s8 Q1 i* ?6 i

+ t! E% g7 v/ J8 q! f 2KXW]{U22S9J{IP0_WVY)E3.png
( F+ {# r! S: I0 l7 j- N1 G/ E2 G8 i9 k) P
作用:6 s9 O  m/ N6 s! j7 |
9 e: G2 m4 o6 h, h% z# i
1、使晶振两端的等效电容等于或接近于负载电容;; i) R% H9 r% t( i8 @; u! j4 S1 V; Q
; x8 S5 D5 \2 c- I. L
2、起到一定的滤波的作用,滤除晶振波形中的高频杂波;
. o2 Z3 `# J7 P7 @! M+ R0 d4 _* J$ N" Q9 ~  C# g! s% y$ v- P
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。
" }' C$ @( A' P' Y" K4 f8 J
9 Q  a, P" f! N; ?
调整电容可微调振荡频率:2 \# \0 b) b2 |" ^
( I. e3 }. R' }
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,! s& ^) h7 X! ^3 Y! u
5 _$ Z$ d2 ~" t8 U) z
反馈电阻:1M 负反馈 同时也是限流
; t/ u2 l  e2 }! n- H& P7 [) ~1 x
6 t  }8 N$ S! g$ g, k1、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,
1 N9 R1 W3 n' Q; x9 c* N5 `% O; ]" ^
2、 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;+ D" ?& t- ?% a6 f2 d  {- A

6 ^8 a. ^) _4 `9 M$ q3、 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。
5 {" d# C' \3 a- W: q, Q' d+ i7 p  d
9(%PPA5YJGTN0B7}[9EQ8.png ) U5 F: E. }# y, T- Z

/ B' N$ ?2 g" ]# e% C  C3 y4、启动:用户使用通常都设置成Boot0 Boot1均为0即均为低电平
3 p0 Z7 J7 K& y- C0 J( g8 z. M  o3 u& [" g$ w
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。
% Q* h9 n' t; j: g
/ n4 f6 Q( J: g) r; H5 c 1O4C]NRJDH{~~10B9G$BO50.png
1 V7 J2 R9 z1 w! o
( F# t' c7 z9 W& ?9 h( \# a$ }0 [STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的,它们是:& ?: _2 {3 }+ F$ P! V

3 q6 k3 G5 E5 k* v0 W$ P1)用户闪存 = 芯片内置的Flash。
4 X* y4 h* p: m# z
" ]  ^4 K+ g% O8 l9 {2)SRAM = 芯片内置的RAM区,就是内存啦。
: t- w" T0 L/ U6 `# N5 X8 D' z  G4 \2 S/ i# u/ m! B: v+ I2 R
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。* s( Q$ A, F9 Q8 D0 I1 a
/ A- ~* V4 i# b9 o( w
M4在上述基础上又增加了可在FSMC的BANK1区域启动。; r0 ?8 k. I  V/ ?5 I

- r4 b+ I& w7 t 3IOTJG9LB)}_672$DM8FK4H.png
- R- o8 D# N. z. C2 n3 s2 U; J3 }4 |; p. i
5、调试接口:STM32有两种调试接口,JTAG为5针, SWD为2线串行(一共四线)' ~$ M% e' K' Q+ k3 d
% O) G3 r/ e, ?) P
9~~U%NK(WGUE1SAFV)9QY9G.png
# Q7 J9 ^5 v1 o. p$ }( {
8 c# e! w4 @2 k5 _5 |* x4 O- z( 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。+ f8 M2 z9 s2 [2 w* ~! c% I% x0 R

: a! j/ d3 T, M通常采用CH340G的芯片:实现USB转串口。
# x* [, \! r' D) A& K( ~& T: Y# m5 N% N1 H
需要单独的振荡电路 12MHZ( U) E* y& Q. ?+ r) H2 `* B) Y

5 B- n7 V& g2 b' ?# k2 I# V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。0 B  P) A8 t& ?/ ]8 R' r) d

7 z( G& E* F1 m: I# O* I' U I59QCTZLYOQ88PV~9$ADLLE.png ) v' _. x4 k, @+ ^" o+ ]+ H- d

# T# E' h2 N3 w1 e$ A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,用这个模式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。
' j) P: U# Q) ?: U% X* y4 m+ Y {MP5S`NA}QEQFA~{`(A_1O8.png
2 W7 n2 c, [/ h% l7 b: m# A
  Q9 x5 N. }2 D8 W9 i6 ?  r
- z" H; N& X0 `2 N
- S" d1 h# Q7 T4 z1 O
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