讲讲基于STM32的硬件资源

讲讲基于STM32的硬件资源

STM32基础硬件知识

STM32与单片机的硬件接口基本一致，都是调用硬件接口控制I/O，完成相应的功能。另外，STM32在软件方面具有ST官方的源代码开放的库文件，开发速度相对轻松方便，而且BUG较少。

本文以STM32F103为例对STM32的硬件资源进行介绍。

1、STM32最小系统

NVIC 嵌套的向量式中断控制器---可处理43个可屏蔽中断通道(不含16个中断线)和16个优先级。

低功耗模式：睡眠，停机，待机

通用同步/异步接受发送器(USART)

VDD：器件内部的工作电压,芯片的工作电压（Vcc>Vdd）

VCC：电路的供电电压。

VSS：电路公共接地端电压——接地端——接地点

图1-STM32F103最小系统

2、启动选择

图1中上部的BOOT0和BOOT1用于设置STM32的启动方式，其对应启动模式如下表所示：

表1- BOOT0、BOOT1启动模式表

用串口下载代码时，则配置BOOT0为1，BOOT1为0即可，如果想让STM32一按复位键就开始跑代码，则需要配置BOOT0为0，BOOT1随便设置都可以。

3、复位

图2-按键复位电路

STM32支持三种复位方式，分别是系统复位、上电复位和备份区域复位

（3）独立看门狗计数终止（IWDG复位）；

（4）软件复位（SW复位）；

（5）低功耗管理复位。

可以通过查看RC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位时间来源。

当以下事件中之一发生时，产生电源复位：

（1）上电/掉电复位（POR/PDR复位）；

（2）从待机模式中返回。

备份域复位：

当以下事件中之一发生时，产生备份区域复位：

（2）在VDD和VBAT两者掉电的前提下，VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。

4、 IO口

图1中STM32的PORTA、PORTB以及PORTC的IO口全部引出，以便于与外部设备连接。

STM32每个GPIO 端口有两个32 位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)，两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR，GPIOx_ODR)，一个32 位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)，一个16 位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32 位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

对于STM32的IO口可以根据需要由软件配置成八种模式（模电中有相关电路的具体分析）：

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入；

（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入；

（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入；

（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出；

（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出；

（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出；

（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出。

5、电源

图3-电源电路

图4-STM32电源框图

Vdda是为模拟部分供电的，如果不接Vdda，芯片应该无法运行。

供电方案：

VDD=2.0~3.6V：VDD管脚提供IO管脚和内部调压器的供电；

VSSA，VDDA=2.0~3.6V：为ADC、复位模块、RC振荡器和PLL的模拟部分供电。使用ADC时，VDD不得小于2.4V；

VBAT=1.8~3.6V：当（通过电源开关）关闭VDD时，为RTC、外部32KHz振荡器和后备寄存器供电。

6、烧写接口

图5-JTAG接口电路

其中：

STM32的JTMS/SWDIO接JTAG口的TMS；

STM32的JTCK/SWCLK接JTAG口的TCK。

如果要用ULINK2，则再加多一条“NRST”，即5条。

STM32的SWD接口与JTAG是共用的，只要接上JTAG，就可以使用SWD模式了（其实并不需要JTAG这么多线），JLINKV8和ULINK2都支持SWD。

7、时钟与晶振

在STM32中，有五个时钟源，分别为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。其实是四个时钟源，如图6所示（灰蓝色），PLL是由锁相环电路倍频得到PLL时钟。

（1）HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。

（3）LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz。

（4）LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

（5） PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。

图6-STM32时钟系统框图

对于单片机系统来说，CPU和总线以及外设的时钟设置是非常重要的，因为没有时钟就没有时序。由于时钟是一个由内而外的东西，具体设置要从寄存器开始。一般板子上只有8Mhz的晶振，而增强型最高工作频率为72Mhz，显然需要用PLL倍频9倍，这些设置都需要在初始化阶段完成。一般性的时钟设置需要先考虑系统时钟的来源，是内部RC还是外部晶振还是外部的振荡器，是否需要PLL。STM需要2个晶振，1个是HSE，常用外部高频，PLL倍频用，常8MHz；另一个为外部低频晶振，系统待机或低功耗时用，为32.6KHz。外接的那个用于 RTC 的32768 晶振，需要专用的负载晶振。

图7-STM32外部晶振电路图

本文对STM32 的硬件部分做大致介绍，设计时用到其它的具体知识后期会陆续进行补充介绍，并附实例程序。

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