STM32最小系统硬件组成详解_电路vcap

电源、复位、时钟、启动、调试接口  

1、电源

常见电源名词解析

VCC 电路的供电正电压   GND  电路的供电负电压   VDDD 芯片的工作数字正电压 VSSD 芯片的工作数字正电压 VDD 芯片的工作正电压  VSS  芯片的工作负电压 VREF+ 

 ADC基准参考正电压

VREF- ADC基准参考负电压 VDDA 芯片的工作模拟正电压 VSSA 芯片的工作模拟负电压  VBAT 电池或其他电源供电  VEE 负电压供电

        1.1、一般3.3V  LDO供电   加多个 0.01uF 去耦电容  

        1.2、MCU 电源部分

 1.2.1  VDD、VSS工作电源

           两脚之间靠近芯片要加0.1uF电容，有多少组加多少个。

 1.2.2  VDDA、VSSA工作模拟电源

           两脚之间靠近芯片要加滤波处理。同时分别接到VDD、VSS。

1.2.3  VREF+、VREF-  ADC基准参考电压

1.2.4  VBAT 电池备份区域

        使用电池或其他电源连接到VBAT 脚上，当VDD 断电时，可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的功能。

 1.2.5  VCAP1、VCAP2调压器引脚

        芯片上VCAP脚，他需要外接一个电容到地。目的是为了保证内部主调压器的电压稳定，选择不当可能会引起程序无法下载或者运行不稳定的情况。

最小系统电源总结：VDD、VSS、VCAP1、VCAP2是必须接的。VDDA、VSSA  VREF+、VREF-若没用ADC、DAC可以分别接到VDD、VSS。

2、复位

2.1 MCU系统硬件复位

       有三种复位方式：上电复位、手动复位、程序自动复位

        通常低电平复位：（51单片机高电平复位，电容电阻位置调换）

        上电复位，在上电瞬间，电容充电，RESET出现短暂的低电平，该低电平持续时间由电阻和电容共同决定，计算方式如下：t = 1.1RC（固定计算公式）  1.1*10K*0.1uF=1.1ms

        手动复位：按键按下时，RESET和地导通，从而产生一个低电平，实现复位。

2.2 内部电源监视器 使能/禁止脚 PDR_ON 

        一些 STM32 产品能够，通过 PDR_ON 引脚电平进行控制实现内部电源监视器使能/禁止。这个管脚大于1V小于2V就会有复位动作，如果是稳定的3.3V供电就接高电平也可以接低电平，如果是不想让复位就接低电平，接低电平外部电压过低不会复位。

最小系统复位总结：硬件复位电路必须要。PDR_ON有些单片机有，有些没有，有的话没特别要求就上拉到VDD。

3、时钟       

3.1、使用内部时钟

1）对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。

2）对于少于100脚的产品，OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性。

3.2、使用外部时钟

        外部可选择外部高速时钟 或 外部低速时钟 32.768kHZ。

3.2.1  外部低速时钟(LSE OSC)32.768kHZ

        32.768K HZ时钟作用：用于精准计时电路  万年历

        通常会选择32.768KHz的晶振，原因在于32768=2^15，而嵌入式芯片分频设置寄存器通常是2的次幂的形式，这样经过15次分频后得到1HZ的频率。实现精准定时。用于精准计时电路  万年历 。

3.2.2 外部高速时钟(HSE OSC)4~26MHZ

        晶振：一般选择 8MHZ  方便倍频。有源晶振、无源晶振 最大区别：是否需要单独供电 。

A、有源：更稳定 成本更高 需要接电源供电，不需要外围电路。3脚单线输出，OSC_OUT不接，悬空。

B、无源：精度基本够 方便灵活 便宜。无需接电源供电，电路接法：晶振 + 起振电容  +（反馈电阻MΩ级）。

起振电容作用：

1）、使晶振两端的等效电容等于或接近于负载电容；

2）、起到一定的滤波的作用，滤除晶振波形中的高频杂波；

        该起振电容的大小一般选择10~40pF，当然根据不同的单片机使用手册可以具体查阅，如果手册上没有说明，一般选择20pF、30pF即可，这是个经验值。调整电容可微调振荡频率：一般情况下，增大电容会使振荡频率下降，而减小电容会使振荡频率升高。

晶振并联电阻作用：负反馈 、限流。

1）、连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器，将输入进行反向180度输出，晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移； 整个环路的相移360度，满足振荡的相位条件，

2）、 晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈，保证放大器工作在高增益的线性区，一般在M欧级；一般1MΩ。

3、 限流的作用，防止反向器输出对晶振过驱动，损坏晶振，有的晶振不需要是因为把这个电阻已经集成到了晶振里面。

4、启动

        用户使用通常都设置成Boot0  Boot1均为0即均为低电平 。

        M3核的器件有3种启动方式，M4的有4种。通过BOOT0，BOOT1的电平进行选择。

STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的，它们是：

1）用户闪存 = 芯片内置的Flash。

2）SRAM = 芯片内置的RAM区，就是内存啦。

3）系统存储器 = 芯片内部一块特定的区域，芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader，就是通常说的ISP程序。这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除，即它是一个ROM区，它是使用USART1作为通信口。

       M4在上述基础上又增加了可在FSMC的BANK1区域启动。

5、调试接口

STM32有两种调试接口，JTAG为5针，  SWD为2线串行（一共四线）,下图是SWD

ARM 仿真器种类与概念(JTAG、SWD、JLink、ULink、ST-Link):

https://blog.csdn.net/weixin_46672094/article/details/121106421