第三章STM32最小系统的设计.ppt

第三章 STM32最小系统的设计3.1 STM32F103最小系统的设计方案 最小系统是指仅包含最必需器件，仅可运行最基本软件的最简化系统，它通常仅包含主MCU芯片、电源供给、时钟、复位和启动电路，而不包含任何其他外部I/O模块这样的系统仅能运行一些基本软件，基本上实际中应用不大，通常作为学习起点和系统设计开端微处理器选择STM32F103系列的配置 STM32F103CBT6 小体积、低成本、72MHz主频、128KB闪存、20KBRAM、2个12位ADC，7通道DMA控制器、7个定时器、9个通信口（2个I2C、3个USART、2个SPI、CAN、USB2.0），是一款中等容量微处理器增强型微处理器 48-LQFP，37个IO口 STM32F103ZET6 72MHz主频、512KB闪存、64KBRAM、3个12位ADC，2个12位DAC、 12通道DMA控制器、 11个定时器、13个通信口（2个I2C、5个USART、3个SPI、CAN、USB2、SDIO接口），是一款大容量微处理器增强型微处理器 144-LQFP，包含112个双向多功能IO口程序下载与供电方案 采用USB转TTL串口线下载程序和供电微处理器特点 “最小系统”称“嵌入式核心控制模块”更贴切一些。

最小系统的组成： 主芯片、 电源与接地、 晶体振荡器、 复位电路、调试系统（JTAG、UART）、存储系统Cortex-M3FlashSRAMTimerResetJTAGUARTPower3.2 最小系统设计的要素方案基于Cortex-M3的最小系统时钟模块通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入复位模块实现对系统的复位电源系统：为系统各模块供电调试系统：JTAG模块实现对程序代码的下载和调试UART模块实现对调试信息的终端显示存储系统：Flash存储模块存放启动代码、操作系统和用户应用程序代码SDRAM模块为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域1、引脚引脚分类： 电源： (VBAT)、(VDD VSS)、(VDDA VSSA)、(VREF+ VREF-)等； 复位与启动：NRST、BOOT0、BOOT1 晶振： 主晶振OSC_IN OSC_OUT、RTC晶振 下载：JTMS_SWDIO、JTCK_SWCLK JTDI JTDO JNTRST等 GPIO： PA0-PA15等，专用器件接到专用的总线，比如I2C，SPI，SDIO，FSMC，DCMI这些总线的器件需要接到专用的IO基于Cortex-M3的STM32F10 x最小系统STM32的4个时钟源: 高速外部时钟（HSE）：外部晶振时钟源，晶振频率416MHz，一般用8MHz的晶振,为系统提供较为精确时钟。

高速内部时钟（HSI）：内部RC振荡器产生，频率为8MHz，但不稳定 低速外部时钟（LSE）：外部晶振作时钟源，主要提供给实时时钟模块，一般采用32.768KHz 低速内部时钟（LSI）：内部RC振荡器产生，也主要提供给实时时钟模块，频率大约为40KHz注：在对于时钟精度要求比较高的场合，一般都不采用内部时钟，而选择外部时钟源 每个外设都配备了外设时钟的开关，当我们不使用某个外设时，可以把这个外设时钟关闭，从而降低STM32的整体功耗 当使用某个外设时，一定要记得开启外设的时钟3.2.1 STM32晶体振荡器（时钟源） 注：1.电容典型值：5-25pF，通常两个电容具有相同的参数 2.如果编写STM32程序需要用STM32固件库和外部高速时钟，而外部晶振不是8MHz，还需要配置STM固件晶振典型电路3.2.2 复位电路 STM32建议的复位电路支持以下三种复位：1.系统复位 系统复位将清除时钟控制器CSR中的复位标志和备用域寄存器之外的所有寄存器下列事件都将引起复位： NRST引脚低电平: 外部复位 窗口看门狗计数终止（WWDG复位） 独立看门狗计数终止（IWDG复位） 软件复位（SW复位） 中断应用于复杂控制寄存器中对应位值1，实现软件复位。

低功耗管理复位 待机和停机模式产生2. 电源复位：当系统上电、掉电，以及系统从待机模式返回时，发生电源复位电源复位能够复位除了备份区域寄存器之外的所有寄存器的状态 3. 备份区域复位：对于备份区域的复位，一种是在软件复位的时候设定备份区域控制寄存器中的对应位产生的；另一种是当电源和电池都掉电又重新上电时产生的 LED设计时，注意压降和正常工作电源 普通LED工作电流5-10mA，指示用2-5mA，贴片LED只需1-2mA即可3.2.3 LED、KEY及BOOT跳线 BOOT跳线 为方便系统可配置成ISP程序下载和系统正常启动，一定要设计BOOT跳线PB2复用BOOT2功能3.2.4 稳压电源及电平转换1、稳压电源2、TTL与232电平转换电路3、USB转串口转换电路VDDA/VSSA独立电电源/地2.0至3.6V：为为ADC、复位、RC振荡荡器和PLL的模拟拟部分供电电使用ADC时时，VDD不得小于2.4VVREF+的电压电压范围围2.4V-VDDA， VREF-引脚若有必须连须连 接到VSSAVDD：主电源/工作电压 VSS：地2.0至3.6V：通过内置调压器提供1.8V的电源，供内核使用、3.3V供I/O管脚。

VBAT：后备电池供电3. STM电源控制（PWR）三种低功耗模式 休（睡）眠模式： 只有CPU停止工作，所有外设继续运行，在中断/事件发生时唤醒CPU 调压器1.8V区供电工作 停止（机）模式： 电压调节器可运行在正常或低功耗模式； 1.8V区域的所有时钟都停止工作，PLL，HSI和HSE的RC振荡器被禁能 SRAM和寄存器的内容保留 当外部中断源（16个外部中断线之一）、PVD输出、RTC闹钟、或者USB唤醒信号，退出停止模式 待机模式： 追求最少的功耗，内部调压器被关闭，这样1.8V区域断电 除了备份寄存器和待机电路，SRAM和寄存器的内容也会丢失 RTC,IWDG和相关的时钟源不会停止 当外部复位（NRST引脚）、IWDG复位、WKUP引脚出现上升沿或者RTC闹钟时间到时，退出待机模式补充：调试与测试3.2.5 I/O端口1.I/O排列GPIO_A、GPIO_B等排列，方便扩展；2.特性每个引脚都可有软件配置成输出（推挽或开漏）、输入（上拉、下拉或没有）3.输入驱动电流GPIO可以输入或输出正负8mA电流，实际应用中，I/O引脚的数目必须保证驱动电流不能超过绝对最大额定值小结：1、什么叫最小系统，基本组成？2、画出STM32芯片最小系统硬件设计图。

3、简述STM32芯片三种复位方式4、简述STM32芯片三种启动方式5、简述STM32芯片的四种时钟源。