STM32開發板開發過程|2最小系統設計

ID:117358 · 發表于 2016-5-1 06:02

從今天開始，就開始著手設計一款STM32單片機開發板，我每天會把開發的過程跟大家分享出來，盡量做到細致，讓初學者對單片機開發有個入門的印象，同時也和大家一起探討、分享STM32單片機的學習經驗，和大家一起成長為單片機高手。
01
畫圖軟件介紹
昨天已經把單片機的型號已經選好，今天就開始設計單片機的最小系統。本文所用的電路畫圖軟件為Altium Designer 09綠色免安裝版，該軟件我已經上傳者云盤供大家下載使用，還沒有找到軟件資源的朋友可以點這里下載。

02
單片機原理圖的繪制
STM32F103C8T6的封裝形式為LQFP48，具有48個引腳片上資源豐富，其管腳分布圖如下所示：

在datasheet可以找到上圖的管腳分布，并可以找到每個管腳的說明，如下所示：

畫原理圖時我們需要一個具有48引腳的載體，對于簡單的器件可以用軟件自帶的器件來代替，但是如果這個軟件管腳比較多而且功能比較強大的時候，我們往往會去自己把這個器件的原理圖給畫出來，如下所示：

這是我畫好的器件原理圖，有了原理圖后在畫電路的時候就不用對著手冊去一個引腳一個引腳的比對了。建議大家還是親手去把單片機的這個原理圖給畫出來，畫完之后你就會對這款單片機的片上資源、引腳功能有了一個比較全面的認識，我畫這個原理圖大概花了40多分鐘。
03
復位電路設計
STM32單片機是低電平復位，之前講過單片機的復位電路的原理，不知大家還有沒有印象，如果想溫習一下可以點這里。復位電路如下：

其中網絡標識NRST連接到單片機的第7引腳，這里在給大家講一個竅門用來記憶高低電平復位的區別：電容的另一側連接到什么電位就是什么復位方式。上圖中電容的另一側連接到GND，那么就是低電平復位方式。如果電容的另一側連接到高電平，那么就是高電平復位了。是不是很顯然易見？

04
晶振電路設計
這里使用外部晶振，對于STM32單片機而言市面上用的最多的就是8M的晶振，為了與大趨勢統一，這里也使用8M的晶振。

其中晶振兩個腳連接到單片機的第5、6引腳。昨天提到過該單片機具有RTC功能，既然是實時時鐘那就必然要用到32.768K的晶振，如下：

其中晶振的兩個引腳要連接到單片機的第3、4管腳。至于為什么RTC時鐘晶振要用32.768K的，這里簡單普及一下：石英內部的分頻器只能進行15次分頻，而32.768K經過15分頻后正好得到1Hz，即一秒振蕩一次。大家可以算一下2的15次方等于多少，正好等于32768。
05
下載電路
該單片機有兩種下載方式：ISP下載和JTAG下載。

ISP下載方式

ISP下載使用的串口，該單片機雖然只有3個串口，但是只有UART1才能下載程序，大家要牢記住這一點。官網的應用手冊AN2606中說明了這一點，如下：

ISP下載模式下必須要配合BOOT0和BOOT1引腳使用，在上圖中也可以看到。由于每次下載程序都要手動調節BOOT的模式，所以這里的串口芯片使用的是CH340G，可以做到ISP的自動下載，這個下載方式參考了原子的設計，是在其基礎上修改而來的。

JTAG下載方式

JTAG其實是一種在線調試方式，通過JLINK可以很方便的查看各寄存器、各變量的運行值，給編程帶來了極大的方便。JTAG的極口有多種規格，這里使用20腳的接口。

STM32單片機集成了JTAG接口，在官網應用手冊AN2586上有介紹：

JTAG接口的畫法一直存在爭議，就是關于上拉電阻的問題，本設計中直接連在單片機上的沒有使用上拉電阻。因為為了避免這種分歧ST公司在這幾個腳上內置了上拉電阻，在應用手冊AN2586上可以找見：

06
電源電路
STM32的供電范圍為DC(2.0-3.6)V，這個在手冊上同樣可以找見，如下：

手冊上說的很清楚，如果使用ADC功能的話供電范圍是2.4-3.6V，如果不使用ADC的話是2.0-3.6V，作為一款開發板當然要使用ADC功能。這里選用3.3V供電，芯片選用最大眾的AMS1117-3.3，如下圖：

電源接口，我考慮了好久最終選用USB供電，這樣大家就可以使用手機的數據線來給板子供電了。
07
本節回顧
讀完本片文章大家就可以發現，我在部分資料上用加粗字體標注了。這樣做的目的是想讓大家清楚一點：所有的設計都是有章可循，所有的設計都是來自于官網的手冊或者應用筆記。也是為了提醒大家，在以后的學習和工作中一定要把官網的Datasheet和應用筆記放在首位，遇到難題一定去找Datasheet，只有這上面的答案才最權威。

ID:107847 · 發表于 2016-6-15 09:16

學習了

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