STM32F10x硬件设计及软件编程.pdf

STM32F10x硬件系统设计

1.1供电

STM32F10x单片机的供电电压为2.0-3.6V，芯片内部集成了1.8V的稳压器为数

字内核供电。当主电源Vdd关闭时，可以通过后备电池(Vbat)为实时时钟（RTC）

和备份寄存器供电。

图？供电电源

l为提高ADC的转换精度，ADC单元可以单独由Vdda/Vssa来供电。独立的

Vdda引脚可以单独滤波和屏蔽以不受PCB噪音干扰；Vssa引脚可以提供一

个隔离的接地输入；如果芯片有单独的Vref-，它必须连接到Vssa，Vref+可

以连接到Vdda，或者连接一个独立的精密外部参考电压以获得更好的精度，

Vref+必须在2.4V和Vdda之间。

l为了在Vdd关闭时仍能保持备份寄存器的内容，Vbat引脚可以连接到一个

由电池或者其它电源提供的备用电压，Vbat引脚同时也为RTC单元供电，

使得RTC在主电源Vdd关闭时仍能正常运行；Vbat的开关由复位模块内的

掉电复位（PDR）电路控制；在不采用备用电源的时候将Vbat连接到Vdd。

l如果使用了ADC，Vdd的供电范围为2.4-3.6V；如果没有使用ADC，Vdd

的供电电压可以是2.0-3.6V；通常情况先，Vdd采用3.3V的标准电压供电；

lVdd和Vss间必须采用陶瓷电容进行滤波；Vdda和Vssa之间必须采用10nF

和1uF以上的陶瓷电容进行滤波；单片机系统的供电方案和滤波电容PCB

布局参考设计如图？所示。

图？供电电源参考方案

图？电源滤波电容的PCB典型布局

l可编程电压监测器（PVD），用户可以通过寄存器编程，设置一个PVD监控阈值来监视

Vdd，当Vdd低于阈值或者高于阈值时，产生一个事件和中断；这一特性在实际中可用

作执行紧急关闭的任务。

l电源噪声的产生原理，数字电路在工作时，内部的晶体管工作在1和0的开关状态，当

信号切换时，会有脉冲电流流经电源Vdd和地Vss；这类电流跳动非常剧烈，会导致

Vdd和Vss间的电压变化，造成公用统一电源的外围电路运行不稳定；而且还会向外辐

射能量，产生噪声干扰；因此有必要采用去耦合滤波电容来抑制噪声的产生，并且使

电压波动不影响外围电路。

l获取电源的方法

220V交流电-AC-DC开关电源，线性电源；AC-DC+LDO的供电；

电池供电-DC-DC

太阳能/风能/机械发电-功率跟踪，DC-DC电压变换，电源管理

其它能量采集手段-温度/振动/

1.2复位

STM32集成了一个上电复位（POR）和掉电复位（PDR）电路，当Vdd达到2.0V

时便可以正常工作，只要Vdd低于特定的阈值（Vpor/pdr），不需要外部复位电

路，STM32就一直处于复位模式，避免系统进入非正常工作状态。

除上电/掉电复位外，NRST引脚上的低电平可以用作外部复位，看门狗（WDT）

也可以引起系统复位；WDT复位无需外部硬件，NRST引脚复位的参考设计如

下图所示。

复位后，通过RCC_CST(控制/状态寄存器）中的复位标志来识别复位源。

图？STM32的复位电路

1.3时钟

STM32的时钟时钟（SYSCLK）可以由下面的三个时钟源来驱动：

1)高速内部RC时钟-HSI

2)高速外部晶振时钟-HSE

3)PLL时钟

STM32的时钟单元还有两个二级低速时钟源：

1)40kHz的低速内部RC，可以驱动独立看门狗（WDT）和RTC，RTC用于从

停机/待机模式下自动唤醒系统；

2)32.768kHz的低速外部时钟，用于驱动RTC，产生精确的时间；

每个时钟源在不使用时可以单独地被打开或者关闭，这样可以优化系统功耗。

STM32的时钟输出（MCO）