MCU最小系统电路设计

本文主要是介绍MCU最小系统电路设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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何为最小系统

最小系统板就是一个最精简的电路，精简到只能维持MCU最基本的正常工作

最小系统包括哪些模块

电源模块

MircoUSB接口

在这个图片当中，我们可以看到对应的电源口有：VBAT，VSSA，VDDA，VSS_1,VDD_1,VSS_2,VDD_2,VSS_3,VDD_3这几个

通常来说，以V开头的一般都是电源模块

上面的这张图是电源模块的一些相关名词解释。让我们对其中的有关的内容进行分析解释。

VBAT：

电池备份区域

使用电池或其他电源连接到VBAT脚上，当VDD断点时，可以保存备份寄存器的内容和维持RTC（实时时钟）的功能

VBAT脚为RTC，LSE振荡器（低速外部时钟）和PC13至PC15端口供电，可以保证当主电源被切断时RTC能持续工作，切换到VBAT供电的开关，由复位模块中的掉电复位功能控制。

怎么理解呢，就是VBAT就是一个接外加电源的

VDDA和VSSA

独立的A/D转换器供电和参考电压

为了提高转换的精确度，ADC使用一个独立的电源供电，过滤和屏蔽来自印刷电路板上的毛刺干扰。

ADC的电源引脚是VDDA->3.3v

独立的电源地VSSA->GND

下面我们来说一下电源模块的其他几个部分

VDD_1,VDD_2,VDD_3,它们负责的是芯片的工作正电压，是3.3V

VSS_1,VSS_2,VSS_3是芯片的工作负电压GND

为什么会有VDD_1,VDD_2,VDD_3的区分呢？

VDD和VSS在芯片内部都是连在一起的，封装的时候从不同的位置分别引出，目的是为了提供可靠的电源完整性。

LDO

这个部件的目的就是为了将5V的电压通过滤波电容转换为3.3V的电压。

这个东西是电源模块当中的电源指示灯，

它存在的目的主要是为了确保电压真的转换为了3.3V

复位按键

接下来，我们来看一下MCU当中的复位按键

复位按键的功能就相当于回复出厂设置，让单片机中的代码重新跑起来。

在这个芯片的电路图中，复位按键的引脚是NRST引脚。

STM32F10XXX支持三种复位形式：分别为系统复位，上电复位，备份区域复位。

系统复位

除了时钟控制器的RCC_CSR寄存器中的复位标志位和备份区域中的寄存器以外，系统复位将复位所有寄存器至它们的复位状态。

当发生以下任一事件时，产生一个系统复位。

NRST引脚上的低电平（外部复位）
窗口看门狗计数终止（WWDG复位）
独立看门狗计数终止（IWDG复位）
软件复位（SW复位）
低功耗管理复位

可通过查看ECC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源。

复位电路分析

当开关按下去之后，与NSRT相关的节点电压将变为0，开始进行复位

晶振

晶振在单片机中的作用很大，就相当于人体心中的心脏一样，是以固定的频率在跳动着的，而晶振的频率，我们这里讲到的有8MHZ和32.768KHZ，

而在上面的引脚图中，主晶振和RTC晶振对应的引脚位置分别为PDO-OSC_IN,PD1-OSC_OUT和PC14-OSC32_IN,PC15-OSC32_OUT这四个引脚

时钟

三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟（SYSCLK）

HSI振荡器时钟（内部高速时钟）
HSE振荡器时钟（外部高速时钟）
PLL时钟

这些设备有以下两种二级时钟

时钟树

在STM32F103XXX系列的单片机当中，有四个时钟，分别是内部高速时钟（8M），内部低速时钟（40KHZ），外部高速时钟（8M），外部低速时钟（32.768KHZ），

那为什么不直接使用内部8M时钟源呢？

通过看数据手册，我们知道，内部的HSI是由ST出厂的时候校准过的，但是精度并不高，并不能满足我们的要求，所以我们需要提高HSI的精度，这个时候就选择接入了外部的时钟

8MHZ主晶振

晶振是由石英晶体组成的，石英晶体之所以能当振荡器使用，是基于它的压电效应，在晶片的两个级上加一电场，会使晶体产生机械变形，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压机器微弱，但是其振动频率是十分稳定的，当外加交变电压的频率和晶片的固有频率相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压片谐振”

晶振分为有源和无源，但是本质上都是皮尔斯震荡电路（反相放大器+电阻+电容+晶体+电源），只不过对于单片机而言，单片机内部集成了反相放大器和电阻以及电源，外接晶体和电容就可以了，这里的晶体就称之为无源晶体。

而有源晶体是将皮尔斯振荡器作成一个整体，直接加电源即可工作，当然，价格也会更高。