STM32最小系统硬件解析

• 参考资料

STM32F1数据手册：STM32F103ZET6.pdf

STM32F1中文手册：STM32F1xx中文参考手册.pdf

开发板原理图：XXX STM32F1_Vxx_SCH.pdf

• 内部资源

1. 资源

这是STM32F103ZET6的板载芯片。32位，高性能ARM Cortex-M3处理器,时钟高达72M,可超频，单周期乘法和硬件除法。

1. IO口

STM32F103ZET6: 144引脚  11个IO

STM32F103RCT: 64引脚  51IO大部分IO口都耐5V(模拟通道除外)

1. 调试

SWD和JTAG，SWD     只要2根数据线。

1. 容量

STM32F103ZET6:  512K FLASH，64K SRAM，STM32F103RCT6: 256K FLASH，48K  SRAM。2.0~3.6V电源和IO电压

上电复位，掉电复位和可编程的电压监控，强大的时钟系统

1. 时钟

4~16M的外部高速晶振，内部8MHz的高速RC振荡器，内部40KHz低速RC振荡器，看门狗时钟，内部锁相环（PLL，倍频），一般系统时钟都是外部或者内部高速时钟经过PLL倍频后得到。外部低速32.768K的晶振，主要做RTC时钟源。

1. 低功耗
2. -睡眠，停止和待机三种低功耗模式

-可用电池为RTC和备份寄存器供电

1. AD

3个12位AD【多达21个外部测量通道】-转换范围：0~3.6(电源电压）-内部通道可以用于内部温度测量-内置参考电压。

1. 2个12位DA
2. DMA

12个DMA通道（7+5=12; 7通道DMA1,5通道DMA2),支持外设：定时器ADC,DAC，SDIO,I2S,SPI,I2C,和USART。

1. 定时器

-4个通用定时器-2个基本定时器-2个高级定时器-1个系统定时器-2个看门狗定时器。

1. 通信

2个I2C接口，5个串口，3个SPI接口，1个CAN2.0，1个USB FS，1个SDIO。

• 数据手册的使用

使用数据手册常规做法是用福昕阅读器或者其他阅读器打开PDF文档，按Ctrl+F查找对应芯片，看对应板载资源以及结构，英文看不懂的借助翻译软件翻译使用。

原理图的详细解释

• 最小系统原理图的设计

对于STM32原理图，包括电源电路，复位电路（上电自动复位和按键手动复位），晶振电路（两个辅助电容），保护电路，下载电路。

 

如图，这是JTAG下载电路，它并不是最小系统，但我要说的事情是JTAGA和下载共用一个下载口， JTAG 有几个信号线用来接其他外设了，但是 SWD 是完全没有接任何其他外设的，所以在使用的时候， 推荐大家一律使用 SWD 模式！！！

对于复位电路，由电阻，按键，电容三个元器件构成，电阻是做消耗用，起一个限流作用，电容主要是利用电压不能突变和隔直通交的原理，按键当然是电路的通和断，这是利用的几个重要属性，除属性以外，我们来具体分析一下究竟是怎么变化怎么复位的，这里利用到电路分析，强电里面可能是电工基础那本书。电源3.3V突然接通，在没有按按键的情况下，电容因为其极板的电压不能突变，于是乎电容两端还是会保持0V，但是上方电源是3.3V啊，于是乎RESET就会有3.3V的电压。但是一旦到了一定时间，电容两端就会充电充满，即为3.3V，即和电源等电位，至于电位是什么概念，我就不多说了，大家可以去查阅资料和百度，等电位就相当于没有电压，即为0，所以经过一段时间后RESET就会变成0V，从RESET从3.3V到0V这个时间变化极快，肉眼是难以察觉的，但是电路只要检测到高电平就会复位，所以单片机复位就完成了上电自动复位。这个地方有电容和时间公式，我这里就不献丑了，大家感兴趣自己网上找一下。如果我程序跑飞了怎么办？我还得把电源拔了，再去插电源，麻烦，于是乎设计了一个按键，在通电的情况下，按按键，GND即0V信号直接传输到RESET上，完成了复位，此时这个电阻作用一下变得高大起来，如果没有它，整个电路电流冲击是巨大的，所以电阻在这个位置很有必要。

注意问题：一般用户，即为开发者使用最多的是BOOT置高电平，BOOT1置低电平。通常通过插排针改变接的高低电平。

此图为两个晶体振荡器的图，包括晶振，两个电容，很多人知道电路该这么连，但是为什么这么连却一概不知，晶振是利用石英加电会振荡的特性产生压电效应生产而成，也有反过来利用，施加压力产生电压的，晶振把电能转化为机械能，以给芯片一个可靠度高的时序，注意可靠度高，我们的手表，手机时间，靠意念计算那是行不通的，电容电感也可以计算时间，但是目前就已知的材料，石英这种材料稳定性最高所以绝大部分的CPU都是依靠晶振提供一个基础的时序的。对于两个电容，怎么理解，先浅显的理解，不说专业概念，时序是一辆卡车，要一个人拖动它可是真的难，可是如果我放一辆小汽车，里面放上东西，然后使劲一推，加上卡车自身的一点动力，卡车就动起来了，电容就是在这里充当这个作用，我们说电容能够存储能量，就是如此，也就是这个原因，电压不足以让晶体工作，我们就给他一个助推，加一个电容，让他动起来。这就是加电容的原因，至于为什么不是电感，因为石英本身就是一个感性器件，这里我不详细说明了，电容为什么是两个，我们之所以学不懂电子技术很大一部分原因是因为公式太多，其次是公式记不住，还有一个原因，听不懂，本来挺简单的道理，翻书，什么玩意儿，哎呦我去。所以你只需要知道他是一个辅助用的电容就行了，是一个谐振电路，后面我会专门写博客来说这些难以理解的坑，说到这里，基本上STM32单片机电路就算完了。

截止7.9号，我还差一篇博客，放心，欠账我会还的，明天连续两篇。欢迎关注，连续更博客。