目錄

一、何為最小系統(tǒng)？

二、最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

1.電源

（1）各種名詞解釋

（2）為什么會(huì)有VDD_1 _2 _3區(qū)分？

（3）Mirco USB

（4）5v->3.3v濾波電路

（5）電源指示燈

2.復(fù)位電路

（1）什么是復(fù)位

（2）復(fù)位引腳和電路

3.晶振模塊

（1）復(fù)位引腳

（2）時(shí)鐘和時(shí)鐘樹(shù)

（3）為什么不直接使用內(nèi)部8M時(shí)鐘源？

（4）8MHz主晶振介紹

（5）為什么選擇32.768KHz RTC晶振？

（6）晶振原理圖

4.程序下載口

（1）JTAG下載：

（2）SWD下載：

（3）串口下載：

（4）程序下載口原理圖編輯

5.啟動(dòng)方式

（1）三種啟動(dòng)方式：
（2）啟動(dòng)原理圖

一、何為最小系統(tǒng)？

最小系統(tǒng)板就是一個(gè)最精簡(jiǎn)的電路，精簡(jiǎn)到只能維持MCU最基本的正常工作

二、最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

1.電源

（1）各種名詞解釋

VDDA，VSSA：

VBAT：（RTC為實(shí)時(shí)時(shí)鐘，LSE為低速外部時(shí)鐘）

（2）為什么會(huì)有VDD_1 _2 _3區(qū)分？

因?yàn)閂DD和VSS在芯片內(nèi)部都是連在一起的，封裝的時(shí)候從不同的地方分別引出，目的是為了提供可靠的電源完整性。

（3）Mirco USB

（4）5v->3.3v濾波電路

（5）電源指示燈

電路：

示例圖：

2.復(fù)位電路

（1）什么是復(fù)位

就是讓單片機(jī)程序復(fù)位，把除了備份區(qū)域寄存器以外所有寄存器狀態(tài)恢復(fù)至原始狀態(tài)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓程序重頭開(kāi)始跑。

（2）復(fù)位引腳和電路

復(fù)位引腳：當(dāng)NRST為低電平時(shí)復(fù)位

復(fù)位電路：

3.晶振模塊

（1）復(fù)位引腳

（2）時(shí)鐘和時(shí)鐘樹(shù)

時(shí)鐘：

時(shí)鐘樹(shù)：

（3）為什么不直接使用內(nèi)部8M時(shí)鐘源？

通過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)我們可以得知：內(nèi)部的HSI是由ST出廠(chǎng)時(shí)校準(zhǔn)過(guò)的，但是精度并不高，在0~70℃下誤差范圍達(dá)到1.3%到2%，即便是在標(biāo)準(zhǔn)的25℃下，也有 -1.1%到1.8% 的誤差。

對(duì)于高波特率的異步串口通訊，或者需要高精度定時(shí)的場(chǎng)合，（如：需要跑積分算法的時(shí)候），用HSI就有隱患，甚至根本達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

（4）8MHz主晶振介紹

晶振是由石英晶體組成的，石英晶體之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個(gè)極上加一電場(chǎng)，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，雖然這種交變電場(chǎng)的電壓極其微弱，但其振動(dòng)頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（由晶片的尺寸和形狀決定）相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“壓電諧振”。

晶振電路為主控芯片提供系統(tǒng)時(shí)鐘，所有的外設(shè)工作，CPU工作都要基于該時(shí)鐘，類(lèi)似于整個(gè)系統(tǒng)的“心跳節(jié)拍”。

晶振分為無(wú)源和有源，但是本質(zhì)上都是皮爾斯震蕩電路（反相放大器+電阻+電容+晶體+電源），只不過(guò)對(duì)于單片機(jī)而言，單片機(jī)內(nèi)部集成了反相放大器和電阻以及電源，外接晶體和電容就可以了，這里的晶體就稱(chēng)之為無(wú)源晶振。

而有源晶振是將皮爾斯振蕩器作成一個(gè)整體，直接加電源即可工作，當(dāng)然，價(jià)格也會(huì)比無(wú)源的貴一些。

那為什么選擇15分頻呢？

頻度越高計(jì)時(shí)精度越高，誤差越小。

通常工作頻率越高，單片機(jī)等數(shù)字電路的功耗越大，32.768KHz這個(gè)頻率比較低，對(duì)降低電路功耗有利。

綜上選擇32.768Hz是取折中的選擇！

（6）晶振原理圖

4.程序下載口

STM32F103C8T6燒錄下載方法大體上有三種，分別為JTAG下載，SWD下載，以及串口下載。

（1）JTAG下載：

JTAG全名為Joint Test Action Group，即為聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組，是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議。JTAG下載是需要依靠燒錄器的，標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線(xiàn)的，包括 JTMS， JTCK，JTDI， JTDO,它們的功能分別是模式選擇，時(shí)鐘輸入，數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出，燒錄器上的引腳對(duì)應(yīng)連接到STM32F103C8T6的I/O口分別為PA13,PA14,PA15,PB3，加上接VCC和GND，所以JTAG接口最少需要6個(gè)引腳。同時(shí)單片機(jī)的BOOT0，BOOT1引腳要接地。

（2）SWD下載：

SWD全名為Serial Wire Debug，即為串行調(diào)試接口。SWD下載是需要依靠燒錄器的，SWD接口是2線(xiàn)的，包括SWDIO,SWCLK,它們的功能分別是數(shù)據(jù)輸入輸出和時(shí)鐘輸入，燒錄器上的引腳對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)連接到STM32F103C8T6的I/O口分別為PA13,PA14，加上接VCC和GND，所以SWD接口最少需要4個(gè)引腳。同時(shí)單片機(jī)的BOOT0，BOOT1引腳要接地。

（3）串口下載：

通過(guò)USART進(jìn)行燒錄下載。串口下載是不需要依靠燒錄器的，它直接通過(guò)安卓線(xiàn)連接電腦和單片機(jī)，其中STM32F103C8T6與電腦相連接的串口為USART2，對(duì)應(yīng)的I/O口為PA2(TX),PA3(RX)，一般在開(kāi)發(fā)板上會(huì)使用串口下載，簡(jiǎn)單方便。同時(shí)單片機(jī)的BOOT0引腳要接高電平，BOOT1引腳要接低電平。

我們這里采用的燒錄方式為SWD下載，下載電路設(shè)計(jì)時(shí)將PA13(SWDIO),PA14(SWCLK)，VCC和GND這4個(gè)引腳引出

（4）程序下載口原理圖

5.啟動(dòng)方式

（1）三種啟動(dòng)方式：

第一種方式(boot0 = 0)：Flash memory啟動(dòng)方式

啟動(dòng)地址：0x08000000 是STM32內(nèi)置的Flash

因?yàn)镴TAG或者SWD模式下載程序時(shí)，是下載到內(nèi)置的Flash中

所有重啟后需要從內(nèi)置Flash啟動(dòng)程序。

第二種方式(boot0 = 1；boot1 = 0)：System memory啟動(dòng)方式

啟動(dòng)地址：0x1FFF0000從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)，這種模式啟動(dòng)的程序功能是由廠(chǎng)家設(shè)置的。

系統(tǒng)存儲(chǔ)器是芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，STM32在出廠(chǎng)時(shí)，由ST在這個(gè)區(qū)域內(nèi)部預(yù)置了一段BootLoader， 也就是我們常說(shuō)的ISP程序， 這是一塊ROM，出廠(chǎng)后無(wú)法修改。一般來(lái)說(shuō)，我們選用這種啟動(dòng)模式時(shí)，是為了從串口下載程序，因?yàn)樵趶S(chǎng)家提供的BootLoader 中，提供了串口下載程序的固件，可以通過(guò)這個(gè)BootLoader將程序下載到系統(tǒng)的Flash中。

第三種方式(boot0 = 1;boot1 = 1)：SRAM啟動(dòng)方式。

啟動(dòng)地址：0x20000000 內(nèi)置SRAM，既然是SRAM，自然也就沒(méi)有程序存儲(chǔ)的能力了，這個(gè)模式一般用于程序調(diào)試。假如我只修改了代碼中一個(gè)小小的地方，然后就需要重新擦除整個(gè)Flash，比較的費(fèi)時(shí)，可以考慮從這個(gè)模式啟動(dòng)代碼（也就是STM32的內(nèi)存中），用于快速的程序調(diào)試，等程序調(diào)試完成后，在將程序下載到SRAM中。

（2）啟動(dòng)原理圖

總結(jié)：

文章鏈接：https://blog.csdn.net/m0_74712453/article/details/136331394

1）Vbus：電源引腳。

2）D+：數(shù)據(jù)線(xiàn)+。

3）D-：數(shù)據(jù)線(xiàn)-。

4）ID腳：Identification，檢測(cè)的意思。ID線(xiàn)—以用于識(shí)別不同的電纜端點(diǎn)，mini-A插頭(即A外設(shè))中的ID引腳接地，mini-B插頭（即B外設(shè)）中的ID引腳浮空。

5）GND：接地

增益控制：增益很大的反相放大器。

8MHZ諧振器：晶體。

CL1、CL2：匹配電容。是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容，接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn)。以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn)，輸入和輸出是反相的，但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看，形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(xù)振蕩，它們會(huì)稍微影響振蕩頻率，主要用與微調(diào)頻率和波形，并影響幅度。

RF：反饋電阻（一般≥1MΩ）它使反相器在振蕩初始時(shí)處于線(xiàn)性工作區(qū)。

REXT：限流電阻，與匹配電容組成網(wǎng)絡(luò)，提供180度相移，同時(shí)起到限制振蕩幅度，防止反向器輸出對(duì)晶振過(guò)驅(qū)動(dòng)將其損壞。

（5）為什么選擇32.768KHz RTC晶振？

32.768KHZ的晶振產(chǎn)生的振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)石英鐘內(nèi)部分頻器進(jìn)行15次分頻后得到1HZ/秒的信號(hào)。