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STM32F3xx 硬件开发入门

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-17 22:19
前言7 O8 ]4 E$ W" O) F. p, b
本应用笔记为系统设计人员提供了 STM32F3xx 硬件特性概述,例如供电、时钟管理、复位控制、自举模式设置和调试管理等。它显示了如何使用 STM32F3xx 产品系列,说明了开发STM32F3xx 应用所需的最低硬件资源。
1 B6 h( z( @; d% s7 G# L禁用嵌入式调压器的STM32F3xx器件与启用嵌入式调压器的STM32F3xx器件共享相同的特性 / 外设,仅有部分不同。3 R& B1 k* @" L9 m( O+ c: n  k$ ]
在第 6 章节中对差别进行了汇总。* S2 e+ l3 T3 c  L$ B9 ]0 A0 B6 P
本文还包含了详细的参考设计原理图,说明了主要元件、接口和模式。
1 j$ U" y) T3 s在本文其余部分 (除非特别说明), STM32F3xx 一词指下面表 1 中的部件编号。; s$ D9 d4 L3 ?& q

% P. y5 V: e4 x  u3 m: I
  v+ ~! N9 e' D. h# P* k# m
(I5C`K1`P[)16R}N{TR]NJ2.png % I) G$ H1 K- v+ t* e+ ^8 C

; k& o! w0 ~) G3 _# H# H# A% D
& C  ?! T1 k( [9 D4 Q- C8 G3 {! L
1电源/ [# \' G' G4 r% h# s9 v
1.1电源方案0 C( c2 G& H) a
有多种供电方案:
3 S1 Z7 `5 y+ H$ Z•VDD = 2.0 V 到 3.6 V:I/O 和内部调压器的外部电源。5 B9 m% e6 g! |) [
通过 VDD 引脚从外部提供。
$ q$ f0 F1 v1 X9 F$ D•VDDA = 2.0 到 3.6 V:ADC/DAC、比较器、复位块、 RC、 PLL 的外部模拟供电 (在STM32F30x 中,当使用 OPAMP 和 DAC 时,施加于 VDDA 的最低电压为 2.4 V。在STM32F37x 中,当使用 ADC 和 DAC 时,施加于 VDDA 的最低电压为 2.4 V)。
* @; j8 _1 o0 }; M' V  tVDDA 电平必须一直大于等于 VDD 电平,且必须首先提供。
8 B1 s! y: t( h2 K& l- k•VBAT = 1.65 V 到 3.6 V:当 VDD 不存在时,作为 RTC、 32 kHz 外部时钟振荡器和备份寄存器的电源 (通过电源开关供电)。
* S5 D6 j/ A) x•VDDSD12= 2.2 到 3.6 V:SDADC1/2、PB2、PB10、PE7 至 PE15 I/O 引脚的外部供电(I/O引脚接地内部连接于 VSS)。 VDDSD12 必须一直小于等于 VDDA。若 VDDSD12 未使用,则必须连接到 VDDA。5 c% e, x4 X% A/ N  J4 a5 J
•VDDSD3= 2.2 到 3.6 V:SDADC3、PB14 至 PB15、PD8 至 PD15 I/O 引脚的外部供电(I/O引脚接地内部连接于 VSS)。 VDDSD3 必须一直小于等于 VDDA。若 VDDSD3 未使用,则必须连接到 VDDA。
; g9 Q2 R% `; ~5 E# r6 ~9 {. w+ X注 : VDDSD12 和 VDDSD3 仅在 STM32F37x 上可用。+ X" m4 w" p* m8 S4 }6 i2 U0 Y' Y
4 y/ p  e, `/ b
0 _: A' |/ g( \0 X& E' i  h
]W5{PPM4__UE31E}6HF{3L6.png . p+ z& ?7 y( r% L9 @* N

+ g( x1 p8 l% x4 Y; j3 a 3YG556U@){Z0(T_CYWVG150.png 2 C/ a! G# o9 o+ v  u  o
3 B4 h  S7 [; a4 @
0)A24}_G[KMEG)24F@4A4{Y.png , q) N- D) N# N! j' J! I0 ~
0 G! |, G& v* u) }/ t  K+ ~

& ~/ b+ w5 ]2 r) l" V6 s) I# R( }/ ~: H  G9 e% M
1.1.1独立模拟电源" t0 d- F0 ^  v( z, `' b* l, y
为了提高转换精度、扩展供电的灵活性,模拟域配有独立电源,可以单独滤波并屏蔽 PCB 上的噪声。
! `% Z4 F5 \9 f0 Y, }5 q7 K6 r•ADC 和 DAC 电源电压从单独的 VDDA 引脚输入。
9 t! O# v+ [( i% c5 a3 `9 w•VSSA 引脚提供了独立的电源接地连接。
+ \0 M' M+ h/ cVDDA 供电可大于等于 VDD。这使得 VDD 在保持为低的同时仍可为模拟块提供全部性能。' P* q/ h# t& H/ O- r
当使用单供电时, VDDA 可外部连接至 VDD,为得到无噪声的 VDDA,需通过外部滤波电路。/ b6 H& S, e7 P5 F
当 VDDA 不等于 VDD 时, VDDA 必须一直大于等于 VDD。在开机 / 关机期间,为在 VDDA 和VDD 之间保持安全的电位差,可在 VDD 和 VDDA 之间使用外部肖特基二极管。请参考数据手册以得到最大允许的电位差。
* q: h) |: n8 A/ m4 n8 _! q8 u, G+ h! j1 Y6 d4 `

& z# V4 b% @! x! w _GL{_N{HO%V))0J2FVVIZ`2.png ; E, B8 j( X) x1 K5 p0 i! A* ~5 D

, k9 [+ x$ S/ y( V+ d- o4 m

  z( o$ J+ V  y4 f+ D/ E; X9 g+ H+ n( {# Z; ^
1.1.2 Sigma Delta 供电电压 (仅适用于 F37x)$ ?2 [% n7 F' y, j* V# |# t. n
为提高 Sigma delta ADC (SDADC)外设的性能,设备有两个独立的电源,用以对 SDADC外设供电。两个供电引脚有公共的接地引脚 (VDDSD12、 VDDSD3、 VSSSD)。
" z8 S9 B" f/ l3 u9 n4 @. W! {这些电源也定义了数字 GPIO 引脚上的电平,它们对于给定的 SDADC 外设共享 SDADC 模拟输入。请参考设备数据手册,以了解哪些 GPIO 由 VDDSD12 供电,哪些由 VDDSD3 供电。
% m; Y/ S$ ?9 RSigma delta 供电必须一直小于等于模拟供电:VDDSDx < VDDA,但它们可小于或大于 VDD。! x* ?1 |8 l7 p; s: d. w+ D( a
若应用中不使用 SDADC,则 VDDSDx 必须外部连接至 VDD。 ! z5 Y$ a7 y$ H, u: T
VSSSD 必须一直连接至 VSS。
5 z- p7 v4 t" c关于 VDDSD12 和 VDDSD3,还有一些限制条件与用于 SDADC 的参考电压有关:
" \# f  V' |  ~% Y' W/ l& z& b•若 VREFSD+ 引脚被选为 SDADC 的外部参考电压:
- {' N4 {$ g, ?0 E–若 SDADC1 或 SDADC2 在 PWR 控制器中启用 (ENSD1、 ENSD2 比特),则:VDDSD12 > VREFSD+, VDDSD3 > VREFSD+5 j: i1 M- c1 S( E0 O
–若 SDADC1 和 SDADC2 在 PWR 控制器中禁用,则:VDDSD3 > VVREFSD+2 r2 n# b' T3 M) a9 `3 W6 n8 A
•若 VDDSDx 供电被选为 SDADC 的参考电压:
9 D/ C. L0 A/ d# U+ c; r7 _–若 SDADC1 或 SDADC2 在 PWR 控制器中启用 (ENSD1、 ENSD2 比特),则:
5 ]% p- Q6 G( m; d- |VDDSD12 = VDDSD34 t, D" B, \4 V' }) ]
•若 SDADC1 和 SDADC2 在 PWR 控制器中禁用, SDADC3 启用 (ENSD1、 ENSD2、ENSD3 比特),则:VDDSD12 <= VDDSD3。
4 d2 d5 T- w% H% C" Y# o0 i) z  e
( f: \/ O3 [" G, F  K9 F3 ?

& p0 @5 w& ?& U9 F8 k# ~  {1.1.3 电池备份
! z7 u6 g5 Z" ]9 C/ A" D( l# @' b: \要在 VDD 关闭后保留备份寄存器的内容,可以将 VBAT 引脚连接到通过电池或其它电源供电的可选备用电压。0 D0 `: H$ I) w8 Q
VBAT 引脚还为 RTC 单元供电,因此即使当主数字供电 (VDD)关闭时 RTC 也能工作。9 f# n% u! Q0 p2 g' [0 T% ^6 Y" Y- }
VBAT 电源的开关由复位模块中内置的掉电复位 (PDR)电路进行控制。
5 \4 _# N: `! p( f1 T7 @! U若应用中没有使用外部电池,则强烈建议将 VBAT 外部连至 VDD。- B  P! {4 g6 W& ^% p
3 s2 z9 W" q3 e) I  m
1.1.4 调压器  t: v6 q2 m, q5 E5 k
此调压器在复位后始终处于使能状态。
  t. }( [  `; p/ E6 w) [" T8 j根据应用模式的不同,可采用三种不同的模式工作:* H0 F! i% h! c. |
•运行模式:调压器为 1.8 V 域 (内核、存储器和数字外设)提供全功率。5 j, ?/ [+ j. M& H) M' ~
•停止模式:调压器为 1.8 V 域提供低功率,保留寄存器和内部 SRAM 中的内容。
4 E: A8 T% L( h2 U: }. Y•待机模式:调压器关。除待机电路和备份域外,寄存器和 SRAM 的内容都将丢失。这包括下列特性,可通过对单个控制位编程对其选择:7 D  Y7 H' G/ a$ X" U8 w1 R
–独立的看门狗 (IWDG):IWDG 通过写入其密钥寄存器或使用硬件选项来启动。而且一旦启动便无法停止,除非复位。
1 [# z0 E7 n. ?7 Q–实时时钟 (RTC):通过备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) 中的 RTCEN 位进行配置。
2 V/ z6 x1 C7 a1 k  \–内部 RC 振荡器 (LSI):通过控制 / 状态寄存器 (RCC_CSR) 中的 LSION 位进行配置。3 }- e  Y) [2 \
–外部 32.768 kHz 振荡器 (LSE):通过备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) 中的LSEON 位进行配置。, _1 `9 P, J( b4 s1 @9 m9 B9 y1 |% X
% ?( H, N6 a0 }) V% l$ |

1 ]: X+ }& \% Z; c/ v4 p0 G1.2复位和供电监控器
% i  R7 g% H$ f( L" m# g1.2.1复位
! ]% W( z, x# [共有三种类型的复位,分别为系统复位、电源复位和备份域复位。
# J" g( g' t# ^) L: v. p* c
1 b; F7 p- q4 Y) p

" Q3 u8 C( m+ {$ ?: `8 B系统复位) `4 |. a* z+ |' k4 L
除了时钟控制寄存器 CSR 中的复位标志和备份域中的寄存器外,系统复位会将其它全部寄存器都复位为复位值。只要发生以下事件之一,就会产生系统复位:
; W2 M# I7 y. d, r. u' q+ \1. NRST 引脚低电平 (外部复位)。
4 w) b  ?2 ]5 L2. 系统窗口看门狗事件 (WWDG 复位)。
; q0 |1 s# |$ e1 l  [3. 独立看门狗事件 (IWDG 复位)。! j9 W7 }: k5 P' ^( P% ]+ m
4. 软件复位 (SW 复位)。3 m% i" ~( ~' }1 y% J# l
5. 低功耗管理复位。
2 n" {! g/ s" r9 F6. 选项字节加载复位。
" o- w0 e$ x6 |# i: V, _9 z' H7.电源复位
- V" k) x2 [- i可通过查看控制状态寄存器 (RCC_CSR)中的复位标志确定复位源。
! Z/ R; Y$ ~3 V3 B) W) GRESET 复位入口向量在存储器映射中固定在地址 0x0000_0004。
& D+ G' U7 }! N& X$ S  c4 T5 q" T芯片内部的复位信号会向 NRST 引脚上输出一个低电平脉冲。脉冲发生器可确保每个内部复位源的复位脉冲都至少持续 20 µs。对于外部复位,在 NRST 引脚处于低电平时产生复位脉冲。
2 n/ |4 H0 Y6 P$ S$ P' x' t- W4 K3 c; G
9 ~$ r& E3 f! @4 ?
~N@TSIAVB{$WK25]C4L2$)C.png
2 J# \( m; i+ T1 u: K9 D8 l7 ?
: L1 V, C0 {( N
2 w! h+ d7 ^. K3 W3 ~8 [
电源复位
: M/ A, d# Y, K. T0 g" W9 {3 n只要发生以下事件之一,就会产生电源复位:3 w4 o4 K  f6 \  g/ w
1.开机 / 关机复位 (POR/PDR 复位)
) I1 B: D7 I6 t9 [$ h2. 在退出待机模式时5 G) t' R/ ?/ T& P

/ H' b1 c' [9 B
, U1 Q8 ~# h& w4 ^) P
备份域复位
3 x: _+ N7 W, i; A: }" E备份域具有两个特定的复位,这两个复位仅作用于备份域本身。只要发生以下事件之一,就会产生备份域复位:0 F0 a( [# v" v' r( B3 o) U
1.软件复位通过设置备份域控制寄存器 (RCC_BDCR)中的 BDRST 位触发。
* f4 W$ z& Y9 P  I: n& @5 y! x2. 在电源 VDD 和 VBAT 都已掉电后,其中任何一个又再上电。
2 u2 f/ X9 G1 Y" u# [  z2 G. h) @# Z# y$ V
, E, O; t/ H7 R4 h) G

5 [! c' t) U$ m: y完整版请查看:附件# C6 P- E3 G% I2 }$ b) U
) b6 P: s+ }. z7 [" X

1 x' E9 }  A$ G5 }+ K' N
- j. U  \7 ^6 A2 A8 I/ u

DM00070391_ZHV3.pdf

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