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认识STM32最小系统

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攻城狮Melo 发布时间:2022-11-6 21:09
一 STM32最小系统构成。咋听可能有点迷糊。其实大可不必,最小系统,顾名思义:最小系统就是能使STM32运行起来的最小组成单位,这并没有什么玄乎。如下图,STM32最小组成系统有STM32芯片、电源电路、时钟电路、复位电路、调试下载电路及启动选择电路组成。
* n9 Z2 W4 b; x9 X2 C1 Q1 A! n7 q
' t# i4 r/ P9 ]* y" [ dcadd1d28bbc4e5eab31aa8e1155f9bd.png
8 u8 I: P' o5 h; v4 F! p( S; b: D0 `6 M$ R0 E. X# `! \2 x; W5 c; ?  ~9 n# |
二 最小系统组成之主控:7 M0 t& r+ F5 }; B) [* L
0 p2 w) n2 l7 Y& r
(1)STM32芯片,这似乎没啥好说,只要是STM32家族成员中一员即可。& s, |) h7 U( a

$ d+ Q' t# W* L4 Z& F, {三  最小系统组成之电源电路:! g# ]% ?2 y& x4 C9 E
7 O4 e- C/ ]3 ]( _# ?% F
(1)电源电路,正所谓人是铁,饭是刚,要干活人就得吃饭,芯片也如此,芯片需要稳定的电源激励方可正常工作。下图是STM32电源架构图。5 z$ g# T# y. S4 G

# p: a/ L% r; V9 Q& H 34cdbc135a134cf5850151e90db8a662.png 3 n1 P7 b1 l5 i. c0 V* D, e7 J

+ N7 H& z: r4 v6 _4 V0 c, U+ z        VDD:标准工作电压,一般称为数字电源。( ?9 `. v! ?" A+ I5 }

- {3 @! a- H( c; L- F$ K: {  ]        AVDD:模拟电压,常见用于ADC、DAC供电。/ u7 F& F4 w) c7 s0 x- s$ i: w# d
3 b) H% n* Z9 w5 B# k0 ^$ _
        VREF:参考电压,一般为ADC、DAC作参考。' f( S3 g( t9 w) N) ~6 s

5 o% _1 b' t6 x$ O        VBAT:备分电路供电,用于RTC及备份寄存器供电,如VDD掉电后,RTC继续即时及保存备份数据,消费品常见用纽扣电池提供,车载电路常见用电池电直接提供。
* R" z: v1 F( I$ }
' K/ p9 H. [2 T) J* z        (2)电压极限参数,如下图:
4 P) p- B8 t' ]- Z. b7 u$ u. m8 Q. D' c4 _# {) w* C: k
d257376d79f04f0baa79b0a03e2ff87c.png 9 ]( F9 Z, e. A9 q9 x  i

: Z$ ~# j& `- ~4 u+ u2 Q. L! w. D, y         注:如果电压超出以上参数,可能会影响芯片的性能,甚至会导致永久性损坏。- c, p6 r7 K% Y$ D/ x
" p/ E" a' H* w" F+ T% Z: V% o  y
        (3) 极限电流参数,如下图:  j2 o  o+ T; s2 y" U; E7 ^
" s/ \% C1 Y5 L" H
feb1119ecefd4e8fa83e4f0a8db6d2e4.png ( z: _: ~. p4 M# H0 h
% H  B; E9 {- Z6 O
菜由上图可知,电源总电流最大150mA,单个IO电流最大可提供25mA,所以在驱动比较大负载时,一般不用单片机IO直接驱动,而增加驱动电路。如:IO一般不直接驱动,最好增加三极管驱动。
( F; k' G; h7 }% E2 H0 `. d/ _5 b% Z  T/ j5 M
        (4)下图是一般工作电压:: o. L  K1 n; N& q$ ^
( {5 c1 o- @/ r1 z+ C4 h
e712fa66a6864c47943dc6585470d6d4.png % ~$ K% g9 {3 B' Q

( a, a. a$ v7 w! R4 e 由上图可见:VDD电压:2V~3.6V,平常应用,一般取3.3V。VDDA电压没使用ADC情况下,可取2V~3.6V,平常应用一般取3.3V。VDDA电压在使用ADC情况下,可取2.4V~3.6V,平常应用一般取3.3V。! l7 g9 k2 S/ z9 C' b( l& ~

2 [. G% a, E1 O3 e, Y+ j1 \四  最小系统组成之时钟电路:) r/ V. P8 o& t5 e9 k7 k+ t

# `2 i6 p0 i1 o1 F/ a. k) a9 s        (1) 时钟之于系统,如心脏之于人体。时钟为系统提供稳定的心跳,从而保证系统有序、稳定的运行。STM32的时钟树如下:
  f5 |& c# a5 i3 i- x
. D; h5 ^9 d3 m3 H5 S 51b375c995b94da1bfcd4e4b41a48e48.png ' p; x8 `9 y' E  `4 D3 V
/ R7 L! N% d% h# D
         A:HSI,内部8M高速时钟,成本低,但是精度较差。
  O; G  _& j9 r. H! U- e) c
1 e* M1 B7 S- u5 B8 A2 u         B:HSE,外部高速时钟,需要外接4~16M晶体电路,增加成本,但是精度高。2 ?+ ^: t5 |6 d/ `# O  N/ h) h% c' x

5 ?& A1 U- O' j         C:LSE,外部低俗时钟,需外接32.768KHZ晶体电路,用于RTC及看门狗,成本高,精度高。, g/ A) v  s3 w6 t9 n  |7 b
5 b2 E; S/ E( j, f  k8 E- p5 `
         D:LSI,内部低俗时钟,40KHZ,用于RTC及看门狗供电,成本高,精度高。8 U+ p) M" t5 k3 t* u3 t
) x- b! \( c5 f
         (2) 时钟电路搭建,以HSE为例,如下图:
( a% G$ B. B; C# l6 l( Q
9 _. D" l) B, b) }5 k& f ddf163c876364bcb888363c46c2215fb.png / Q! U9 w1 J* |: h7 H# G
, W+ |8 }1 V( v  z  k
         如上图:HSE电路由8M晶体、CL1、CL2、REXT构成。CL1、CL2取值5pF~25pF,常见取10pF。晶体常见5032、3225封装,30PPM,消费品-30°C~85°C即可,车载可选-40°C~105°C.如今,5032已逐渐被淘汰,3225正成为主流封装。关于REXT,很多电路设计没做预留,建议还是预留设计,用于匹配晶体参数。# S9 Y+ J* d. f0 j+ D
4 F+ C1 w% \" w: i/ h1 Y  P: x
五  最小系统组成之启动选择电路:
, I, w0 t6 k1 \; M+ C. S+ s: B( L/ K' _1 d+ E0 P7 a* x3 T* W  I$ H: r
    STM32有3种启动方式供选择,如以下A、B、C/ Y# _; H) e5 r: S4 n2 K' ^

2 o5 `  ]& i. w0 n6 ?( L* Y+ w    A:内置存储器启动,最为常用,也是默认启动方式。
# @  ]' ^- m% k( m- s0 E: t+ R; ?
# ~& u7 Z& h- P( C4 u    B:系统存储器,该种方式可通过串口1下载程序,但该种方式不怎么常用,甚至目前STM32高端的MCU已淘汰该种启动方式。
- U) n+ J5 D. b" K6 {! ]% o1 R8 n1 h6 z; k& m/ T" Y
    C:内部SRAM启动,不常用。
4 z/ X! |* Z" t! d4 d" b( {4 O( Q3 o& [$ j
    以上启动方式可同BOOT0及BOOT1的电平组合设置。详细见下图:
: Y. Y; w6 N9 I
  y: _7 f: d) L& E! } 26a3b27ca5164bc395f8e75408879a74.png
$ A$ P4 e- A9 @; m
% e6 V0 q0 `8 z2 S# u% I, w. s9 ?! x, n% x
六  最小系统组成之调试下载电路:2 m3 {3 ~% s- ]' Q! u, t
5 m# D& d1 E/ ~' h6 K0 u
STM32,既可使用串口下载及使用串口打印进行简单调试,也提供更高效的JTAG2 r: U: M$ }3 E8 V1 U! x( p/ A% }
(Joint Test Action Group)调试接口和SWD(Serial Wire Debug)调试接口。调试电路较为简单,如SWD接口电路,仅需引出SWDIO、SWCLK,公共端与J-LINK连接即可。
/ D; t  P0 \4 P7 ?————————————————
( l3 ^/ V- [& _* b2 P; j$ f+ |5 h% I9 i版权声明:拖拉机推车员
, ~$ }: B  H& h# {- ]! g/ b
$ K+ ^! q/ _* \/ w
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