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STM32F10xxx 硬件开发 使用入门

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-14 18:00
前言5 Z/ m' _* l. o% U3 S
这份应用笔记是为系统设计者提供的,他们需要对开发板硬件实现的特性有个总体认识,如供电、时钟管理、复位控制、启动模式的设置和调试管理等。该文档说明了STM32F10xxx系列的大容量和中容量产品使用方法,并描述了应用STM32F10xxx开发所需要的最小硬件资源。
' s8 a% z+ H6 O! _8 Z4 k详细的参考设计图也包含在这篇文档里,包括主要组件、接口、模式的说明。& x& w/ c' H5 \2 p# p* W5 f
# c- V, e9 Y( |0 j
: \$ B- X. _* p- z" ]/ u" O5 @" w
1 供电
! X2 j6 d' C' m& h: K1 O1.1 简介  H+ T( `  G3 j8 ~+ S
该芯片要求2.0~3.6V的操作电压(VDD),并采用嵌入式的调压器提供内部1.8V的数字电源。6 M) q2 U7 o0 w) Z4 u! A% U
当主电源VDD关闭时,实时时钟(RTC)和备用寄存器可以从VBAT供电。
! V. [' d. ^1 c8 Z9 J/ h# ]2 e' h( y( H: ]' y5 s8 r
5 @$ @& d- d8 q! f* ], m) \
UG{FKJ$GI`9CRB1]}@9E1LL.png : d/ M( N; \( t. F+ E
; c) U# n2 h' ?8 O" b# L; q5 w

& _, j! p; |4 t* W( g/ j0 e1.1.1 独立 A/D 转换器供电以及参考电压: ?  n5 J; b. U
为提高转换精度,ADC有一个独立的电源供应,它可以被单独滤波和屏蔽以不受PCB噪音的干扰。 1 Y% e$ a0 |- c: S" ^
● 一个独立的VDDA引脚给ADC供电! m. }+ s! S+ W
● VSSA引脚提供一个隔离的接地输入
: _0 `. z7 I1 J! `7 @  x/ G若有VREF–(取决于封装)时,它必须连到VSSA。
2 Y9 S9 {) {2 M4 l100引脚和144引脚的封装
- s1 x3 d* m8 e6 t3 ]为保证低电压输入时能得到更好的精度,用户可以连接一个独立的外部参考电压到VREF+,它的电压范围为2.4V到VDDA。
( T6 q4 I+ @. E64引脚及更小的封装4 R6 G! S( M+ X" o) |6 M' X) m! D( C
没有VREF+和VREF-,它们在内部分别被连接到ADC的供电电源(VDDA)和ADC的地(VSSA)。
# }8 Z0 w- u. k% H/ j' J7 O- F5 i1 V# R
1.1.2 备用电池) F2 t- S( U8 b' t4 |
为了在VDD关闭时仍能保持备份寄存器的内容,VBAT引脚可以有选择地连接到一个由电池或其它电源提供的备用电压。 8 T$ N3 C! k1 @
VBAT引脚也给RTC单元供电,使得RTC在主数字电源(VDD)关闭时仍能正常运行。VBAT的开关由复位模块内的掉电复位(PDR)电路控制。
. q3 c& p' P; j3 i9 [) M如果应用中没有外部电池,VBAT必须在外部被连接到VDD。8 N1 r) b' E. P3 q. p( x3 b
- M" k* W' ^3 e" X8 G& y, L0 b. T
1.1.3 电压调压器- }* N8 p- C  e. g3 ]% o
复位后调压器始终开启。根据应用模式的不同,它也有三种不同的工作模式。   o8 q5 Z! }/ Y* X4 Z. K5 G" C3 t6 O6 L
● 在运行模式下,调压器以正常功耗模式提供1.8V电源(内核、内存和数字外设) - E: ]  _$ T6 n( `
● 在停止模式下,调压器以低功耗模式提供1.8V电源,以保存寄存器和SRAM的内容
. }( e$ `0 S- b! _● 在待机模式下,调压器停止供电。除了备用电路和备份域外,寄存器和SRAM的内容全部丢失
& I6 g  y9 n  j$ ^( o* q  W+ N' b1 T. f* S6 _3 f, j
1.2 供电方案
$ D( E( Q, O& q电路由稳定的电源VDD供电。 * w. w, s+ N; y( d9 p
● 注意:2 W+ r& P+ ^: \+ [" G2 q
─ 如果使用ADC,VDD的范围必须在2.4V到3.6V之间; ^1 X- k1 Q( \8 B7 Y: u. |0 l
─ 如果没有使用ADC,VDD的范围为2V到3.6V 9 k2 f/ F) Z8 P, H2 p
● VDD引脚必须连接到带外部稳定电容(11个100nF的陶瓷电容和一个钽电容(最小值4.7μF,典型值10μF))的VDD电源。6 N8 D4 T1 `* {% u5 z# o! X* L
● VBAT引脚必须被连接到外部电池(1.8V < VBAT < 3.6V)。如果没有外部电池,这个引脚必须和100nF的陶瓷电容一起连接到VDD电源上
, ~" O! k. `4 t* J5 V' `2 l● VDDA引脚必须连接到两个外部稳定电容(10nF陶瓷电容+1μF钽电容)。" O5 M0 a7 I0 V# p9 {9 M, i3 v5 L1 Z
● VREF+引脚可以连接到VDDA外部电源。如果在VREF+上使用单独的外部参考电压,必须在这个引脚上连接一个10nF和一个1μF的电容。在所有情况下,VREF+必须在2.4V和VDDA之间。7 |, n9 }7 f7 q5 q! Q% k
% p* M  m, q* g+ f1 H, g

, n/ ]+ b: C9 B" e* p4 l GRG7B{H$X_ZRP631C[EAT.png ( P. i! N9 J! b
  ?/ {! A+ ~& U" {3 o; c
/ l6 \3 R4 K+ E' g1 [$ V- e' I' e1 N
1.3 复位及电源管理2 t3 |) v) y" U/ }  r8 Z
1.3.1 上电复位(POR)/掉电复位(PDR)
& D" N3 V0 h6 L/ _3 z5 l, qSTM32集成了一个上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路,当供电电压达到2V时系统就能正常工作。
. r8 {+ P( G6 B& |; C9 {; Y/ W5 Y, p! f只要VDD低于特定的阈值——VPOR/PDR,不需要外部复位电路,STM32就一直处于复位模式。更多有关上电/掉电复位阈值的细节,请参考STM32F101xx和STM32F103xx数据手册的电气性能部分。 . G$ a9 p3 ~' G; g/ C2 j: M: ^9 c

0 R$ L5 \1 O' n2 B, c

2 a2 [% e6 S! d/ h* Z0 @7 r# D SM82A_~UO{[F3QH]6@A4WA6.png
- X3 U+ n, s( b6 D$ ?
' y. I7 W6 W3 }0 R/ B+ y( i
6 X) n; J& m& ^& i) J$ @# H! {
1.3.2 可编程电压监测器(PVD)
& R: J, A9 o( ~5 F9 \% ]用户可以利用PVD对VDD电压与电源控制寄存器(PWR_CR)中的PLS[2:0]位进行比较来监控电源,这几位选择监控电压的阀值。
  N. u7 Q, H+ c9 I' Z% Q' H% D( O通过设置PVDE位来使能PVD。2 ]$ Z8 `: a' [) f! w8 ^# H+ R4 E) n
电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)中的PVDO标志用来表明VDD是高于还是低于PVD的电压阈值。该事件在内部连接到外部中断的第16线,若该中断在外部中断寄存器中被使能,该事件还将产生一个中断。当VDD低于PVD阈值且/或当VDD高于PVD阈值(根据外部中断第16线的上升/下降沿触发配置)时产生PVD中断。例如,这一特性在实际中可用作执行紧急关闭的任务。3 L1 L7 C; M" r7 C" I! O
1 c7 N% C7 s) {5 ?& |# D

$ G4 V+ G: w/ o) c( m* A ]J`C`7V06SSZJVSBA}J~QY2.png , H6 ?( o( k9 I* k; Z
' t- h$ W, K, j! h, s. [: e
1.3.3 系统复位
" o0 H7 V: X& B: E0 i4 Z) Y) |/ N" J系统复位将复位除了时钟控制器CSR中的复位标志和备用域的寄存器以外的所有寄存器(图1)。3 J; |( m/ f/ _
当下列事件有一个发生都将产生系统复位:
5 f; i3 g" f9 B7 H# Y5 J1. NRST引脚上出现低电平(外部复位) . I( D' ?  p  e/ ~
2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)
3 q- r* i8 ]% T8 I3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位) % ^4 U3 U6 I/ |. ]: F/ j( j) q  E
4. 软件复位(SW复位)
3 }  y: J+ `: c) e5. 低功耗管理复位
: {" w& R  P7 T. n( g7 Q可通过查看控制/状态寄存器(RCC_CSR)中的复位标志来识别复位源。
! x& Q9 y8 L7 z图5 复位电路
7 v/ D  f1 s$ z+ C4 b  q( Y
+ i$ q1 G: U7 R" q8 a" H 6ZN@FV)DRMR)%@3JCO%N8}G.png
. ~5 \: b; |! u4 b- J- l# z0 ^+ \2 v* B$ C7 P
完整版请查看:附件/ ~3 f  t1 b( z+ c% d

' X+ Q: \; h6 P

CD00164185_ZHV2.pdf

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