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  • STM32F103C8T6最小系统

    万次阅读 多人点赞 2019-07-09 23:25:17
    单片机最小系统一般有晶振电路、电源电路、复位电路以及调试电路组成。本文以STM32F103C8T6为例,介绍最小电路的设计和要注意的问题。

    各位同学,看完觉得好就点个赞,点个收藏,再来一波关注。白嫖不利于开源社区的发展,我这浏览数据都12000+了,点赞基本没有,收藏倒是快接近100了。开源本来就是吃力不讨好的事情,更新和创作的动力来源于社区有效的互动。
    在这里插入图片描述

    单片机最小系统一般有晶振电路、电源电路、复位电路以及调试电路组成

    1.电源电路

    主要有两部分组成:

    • 供电电路

    可以使用普通的USB接口电路,5V电源输出
    供电电路

    • 降压电路
      USB的5V输入,然后输出为3.3V
      在这里插入图片描述
      这里使用两种不同的电容。
    • 输入滤波电容的作用:
      输入电压,当接入电源,其幅值是从零起始的,波动非常大,加入足够容量的电容进行滤波后,因电容的充放电效应,该脉动直流变成纹波不大的直流电,这是输入滤波的作用。
    • 输出滤波电容的作用:
      稳压电路的工作过程需要从输出采样,然后根据其反馈值调节输出以达稳压的目的。如果此时没有输出滤波电容,只要因负载变化带来的电压波动频率恰好与稳压电路的调节速率差不多就会产生振荡效应,导致输出失控,所以稳压输出也必须加滤波电容,而且增加滤波电容也可以进一步增加稳压输出的稳定性
    • 大电容和小电容并联的作用:
      至于与大容量电解电容并联的小电容,其作用在于旁路频率较高的波动电压,因为铝电解电容的制造工艺导致其具有较大的ESL(等效电感),无法滤除高频成份,故需加个小电容。

    2.晶振电路

    晶振电路用来给芯片提供时钟信号,原理图如下:
    在这里插入图片描述
    需要注意的是:

    • 画板时晶振尽量离芯片近一点
    • 晶振底部尽量不要穿过其他支路,防止信号串扰
    • 不同型号的晶振可能需要不同的电路设计,根据自己使用的晶振型号设计,例如使用村田的CSTCE系列晶振,可以设计成如下电路:
      CSTCE8M系列晶振电路
    • 晶振的选择要根据数据手册来选,本芯片4-16M可选
      数据手册中对晶振的选择
      注意:上图使用了F102芯片手册,在外接晶振方面F103上是一样的

    3.复位电路

    复位电路如下:
    在这里插入图片描述
    stm32有三种复位方式:电源复位、系统复位和后备域复位

    电源复位时,当NRST引脚被拉低,产生外部复位,并产生复位脉冲,从而使系统复位。

    4.去耦电容

    主要用来滤除杂波,保持引脚电压的稳定。这些电容也尽量离芯片相关引脚近一点。分布在芯片四周即可。
    在这里插入图片描述

    5.调试下载电路

    • BOOT选择
    启动方式 BOOT0 BOOT1
    从主闪存存储器启动 0 x
    从系统存储器启动 1 0
    从内置SRAM启动 1 1

    BOOT选择

    • 调试电路(SW接线方式)
      PA13对应SWD,PA14对应SWC
      下载调试电路
      对应仿真器连接如下图:

    SW接线

    6.其他外围电路

    • 电源指示灯
      电源指示
    • 测试LED灯
      测试电路
      注意:如果要使用PC13,PC14和PC15则VBAT需要接3.3V
    • 这是因为VBAT引脚和芯片的其他VSS和VDD引脚功能是一致的,都是用来给相邻片区引脚供电

    在这里插入图片描述

    • 外围接口
      在这里插入图片描述
      注意:排序时,围绕stm32芯片一个方向顺序排列网络标号,依次排列外接IO,方便PCB排版.

    7.芯片STM32F103C8T6

    STM32F103C8T6

    • 封装是LQFP48,注意BOOT引脚接10K电阻

    STM32F103C8T6

    8.PCB布板

    • 正面
      布板
    • 反面
      在这里插入图片描述
      注意布板时提到的几个问题即可

    9.成品

    成品

    • 由于画的是HC-49U的晶振封装,但是不够了,用了个TC-38来凑数,也是8M,效果还不错。

    10.调试结果

    调试成功

    11.LED灯测试结果

    测试成功

    12.原理图说明

    • 楼主提供F103C8T6的原理图,各位可以参考图片版本

    • 照着图片画一版,增强记忆

    • 不提供PCB的原因是:大家使用的元器件库是不一样的,最好根据自己实验室现有器件规格来配置相应的元器件,并设计好PCB。

    • 另外需要说明一点:下载时的积分我设置不了,这是系统自动设置的。虽然,我也想把积分调低一点。

    • 好像能改。。。改成5积分了。
      滑稽

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  • STM32最小系统硬件组成详解

    万次阅读 多人点赞 2018-07-28 22:33:15
    STM32最小系统硬件组成详解 0组成: 电源 复位 时钟 调试接口 启动 1、电源 : 一般3.3V LDO供电 加多个0.01uf去耦电容 2、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...

    STM32最小系统硬件组成详解

    0组成: 电源   复位   时钟    调试接口  启动

    1、电源 : 一般3.3V  LDO供电   加多个0.01uf去耦电容  

    2、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

    需求的复位信号持续时间约在1ms左右。

    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。

    3、时钟 :   晶振+起振电容  +(反馈电阻MΩ级)   

    如使用内部时钟:

    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,有2种接法:

    iOSC_INOSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性。

    32.768KHZ:

    可选择只接高速外部时钟8MHZ或 既多接一个32.768MHZ的外部低速时钟。

    32.768KHZ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,就很容易的1HZ的频率。实现精准定时。用于精准计时电路  万年历 

    晶振:一般选择8MHZ  方便倍频     

    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  

    无源:精度基本够 方便灵活 便宜          最大区别:是否需要单独供电         无源晶振需要外接起振电容:晶振的两侧有两个电容

    OSC——OUT不接,悬空

                                                                                      有源晶振

    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,

    反馈电阻:   1M    负反馈    同时也是限流

    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;

    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)

    此外还有采用USB进行程序烧写数据输出:和电脑USB口连接也可以进行小负载驱动供电。

    通常采用CH340G的芯片:实现USB转串口。

    需要单独的振荡电路 12MHZ 

    使用该芯片将电脑的USB映射为串口使用,  注意电脑上应安装串口驱动程序,否则不能正常识别。

    当烧写程序时,我们希望BOOT0=1,BOOT1=0。当烧写完成后我们希望BOOT0=0,BOOT1=0(这个模式BOOT1可以是0可以是1,这里我们让BOOT1拉低,即整个过程BOOT1都为L接地,简化电路设计)。

     

     

     

     

     

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  • 8086最小系统

    千次阅读 2019-09-23 15:50:27
    8086最小系统 8086; proteus 8086最小系统 转载于:https://www.cnblogs.com/Howbin/p/11103832.html

    8086最小系统

     

    8086最小系统
    8086最小系统

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/Howbin/p/11103832.html

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  • 单片机最小系统

    万次阅读 多人点赞 2017-05-05 10:20:36
    单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统. 对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图. ...
    单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.
    对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.

    下面给出一个51单片机的最小系统电路图.



    说明
    复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍.
    晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)
    单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机
    特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的.

       
    复位电路:
    一、复位电路的用途
    单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。
    单片机复位电路如下图:


    二、复位电路的工作原理
    在书本上有介绍,51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现,那这个过程是如何实现的呢?
    在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
    开机的时候为什么为复位
    在电路图中,电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。所以根据公式,可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V,所以充电到0.7倍即为3.5V),需要的时间是10K*10UF=0.1S。
    也就是说在电脑启动的0.1S内,电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少(串联电路各处电压之和为总电压)。所以在0.1S内,RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内,单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右)。
    按键按下的时候为什么会复位
    在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

    总结:
    1、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号,只要保证电容的充放电时间大于2US,即可实现复位,所以电路中的电容值是可以改变的。
    2、按键按下系统复位,是电容处于一个短路电路中,释放了所有的电能,电阻两端的电压增加引起的。

    51单片机最小系统电路介绍
    1.51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间,一般采用10~30uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
    2.51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大处理速度越快。
    3.51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越好,晶振离单片机越近越好4.P0口为开漏输出,作为输出口时需加上拉电阻,阻值一般为10k。
    设置定时器模式时,加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期,即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。

    设置为计数器模式时,外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入,而下一周期又采样到一低电平时,则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期,因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时,最高计数频率不超过1/2MHz,即计数脉冲的周期要大于2 ms。



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  • 2.2 单片机最小系统

    千次阅读 2019-01-14 17:58:45
    为什么称之为单片机最小系统呢?单片机最小系统,也叫做单片机最小应用系统,是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路,如图 2-1 所示。 图 2-1 单片机最小...
  • STM32最小系统

    2019-05-28 21:30:47
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  • 最小系统组成: 51单片机最小系统:单片机、复位电路、晶振(时钟)电路、电源 最小系统用到的引脚 1、主电源引脚(2根) VCC:电源输入,接+5V电源 GND:接地线 2、外接晶振引脚(2根) XTAL1:片内振荡电路的...
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  • 51单片机最小系统 51最小系统
  • STM32F103最小系统

    千次阅读 2019-02-03 22:53:08
    最小系统 其中K1 k2开关是控制烧录模式,有点类似于arduino少写固件中的熔丝设定 层级 如果有系统,系统应该是和底层驱动程式平级或者略高。 编程方法 编程语言 当然现在有有更加高级的编程方式,如使用python...
  • 实体最小系统

    2015-10-25 20:06:08
    虽然以前电子实习焊过收音机,但是这个最小系统板才是真正的处女作,真真正正的从一点一点的画原理图,到PCB,再到成品板子,然后焊接元器件,再调试,最终这块小小的板子终于能够烧录程序,跑起来了,就像播了种子...

空空如也

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