STM32学习—如何选择各个电路部分的主要芯片
电路设计的基本过程一般是这样的：需求分析——元件选型——原理图设计——PCB设计——焊接调试。
▼需求分析：
在这里，主要是确定小车需要哪些模块、外设或接口。首先，STM32最小系统是必须的，这是小车控制的核心。然后小车的两个轮子需要两个H桥驱动和编码器接口。需要陀螺仪感知小车的姿态（包括倾角，转向角，角速度等）。需要一些调试和指示用的外设（蜂鸣器，LED等）。需要电源电路为系统供电。需要电池电压采集电路来实时采集电池电压，做低压报警，防止电池过放。需要下载接口和调试用的串口。基本就是根据自己想要实现功能，然后确定需要那些部分的电路。
▼元件选型：
为需要的各个部分电路选择元件，一般来说，主要是选择何种型号、什么封装的芯片，对于一些比较特殊的电路，即使是电阻电容这样常见的无源器件也需要认真选择，然而平衡小车的电路中并不需要一些高精度或很高速的电路部分，所以，下面主要介绍如何选择各个电路部分的主要芯片。
1.最小系统：考虑到小车的主控板可以作为今后做四轴或其他更高级的机器人的基础电路，所以主控选择了STM32F405RGT6，这款主控是M3内核的，主频可以达到168M，有丰富的外设资源可以使用，性能非常强悍，非常适合以后的开发和拓展。
2.电机驱动：小车的两个轮子电机需要两个H桥驱动。驱动的选择和电机的参数紧密相关。我选用的电机的正常工作电流360mA，并且考虑到小车在正常情况下基本不会出现赌转的情况，并且为了尽量减小PCB板的面积，所以选择了东芝的电机驱动芯片TB6612，该芯片有两个集成的H桥，可以同时驱动两个电机，每个H桥可以持续输出1.2A的电流，PWM 频率可以到100kHz，芯片的供电电压最大可以到15V，适合用3S电池供电，并且芯片封装很小，节省PCB面积。
3.电源电路：主要考虑输入电压、输出电压、输出电流等。小车电池采用3S锂聚合物电
STM32各引脚功能 ADCx对应引脚： ADC3_IN4->PF6 ADC3_IN5->PF7 ADC3_IN6->PF8 ADC3_IN7->PF9 ADC3_IN8->PF10 ADC123_IN0->PA0 ADC123_IN1->PA1 ADC123_IN2->PA2 ADC123_IN3->PA3 ADC12_IN4->PA4 ADC12_IN5->PA5 ADC12_IN6->PA6 ADC12_IN7->PA7 ADC12_IN8->PB0 ADC12_IN9->PB1 ADC123_IN10->PC0 ADC123_IN11->PC1 ADC123_IN12->PC2 ADC123_IN13->PC3 ADC12_IN14->PC4 ADC12_IN15->PC5 ADC的通道对应于相应的引脚对应于相应的ADC规则窗口配置DMA通道对应于DMA_PeripheralBaseAddr这个基地址 CANx对应引脚： CAN_RX->PA11 CAN_TX->PA12 FSMC对应引脚： FSMC_A0->PF0 FSMC_A1->PF1 FSMC_A2->PF2 FSMC_A3->PF3 FSMC_A4->PF4 FSMC_A5->PF5 FSMC_A6->PF12
FSMC_A7->PF13 FSMC_A8->PF14 FSMC_A9->PF15 FSMC_A10->PG0 FSMC_A11->PG1 FSMC_A12->PG2 FSMC_A13->PG3 FSMC_A14->PG4 FSMC_A15->PG5 FSMC_A16->PD11 FSMC_A17->PD12 FSMC_A18->PD13 FSMC_A24->PG13 FSMC_A25->PG14 FSMC_NIORD->PF6 FSMC_NREG->PF7 FSMC_NIOWR->PF8 FSMC_CD->PF9 FSMC_NIOS16->PF11 FSMC_D0->PD14 FSMC_D1->PD15 FSMC_D2->PD0 FSMC_D3->PD1 FSMC_D4->PE7 FSMC_D5->PE8 FSMC_D6->PE9 FSMC_D7->PE10 FSMC_D8->PE11 FSMC_D9->PE12 FSMC_D10->PE13 FSMC_D11->PE14 FSMC_D12->PE15 FSMC_D13->PD8 FSMC_D14->PD9 FSMC_D15->PD10 FSMC_INTR->PF10 FSMC_INT2->PG6 FSMC_INT3->PG7
晶振FM发射电路 此晶振FM发射电路经过一晚上的折腾将音质差音量小的问题显著改善，特将成果分享给爱玩的你，此电路工作非常稳定、手怎么摸电路板怎么移动电路板都不会飘频，不要和电容三点式振荡电路混为一谈 晶振找了20多个只有26.601712Mhz这个晶振音质做好、频率落在收音机的106.4频段上，变容二极管2个串联、1~5uh电感用色环电感，大家做的时候10k和两个5.1k电阻不要偏差太大、会影响音量和音质的、供电电压低于10V音质会变差，所以说供电不要低于12V。变容二极管可用V06G整流二极管代替 自我感觉经此发射电路发射出去的信号收音机接收后高音清晰低音浑厚、接收音量也已经做到可以让自己接受的量度了 最新电路图做了如下改动，将石英晶振改为陶瓷晶振、增加了一个47K电阻、减少了1个变容二极管、供电电压由12V降低为4.2V 可正常工作不影响音质。其它无改动
频率很稳定的FM发射电路图 许多无线电爱好者都希望制作一台调频发射器，特别是在８７～１０８ＭＨｚ的调频波段，可利用现成的ＦＭ收音机来接收，因而受到大家的青睐。 在许多刊物中都介绍有调频发射器的实例，但大多数采用电容三点式电路和克拉泼振荡电路。这种电路虽简单，但它的频率稳定度不高，特别是在业余条件下，稍微动动电路板或天线位置，频率就改变了。在此笔者介绍一款用晶振稳频的调频发射器。 如图１所示，由Ｖ１及相关阻容元件组成一级音频放大电路，为调制级提供足够强度的音频信号。Ｄ１是变容二极管，其等效电容量随着两极所加的反向电压变化而变化，从而使晶振及外围电路组成的振荡器中心频率随之变化，达到调频目的。振荡器输出的信号经Ｖ３倍频、放大，再由调谐变压器完成匹配与滤波后输出。 该电路用了调谐变压器，因而在制作完后要调整其磁心，使之匹配。其方法是制作一个简易场强电路（如图２所示），接至变压器的输出端，调整磁心，直到电流表指示值最大为止。电路中所用元器件尽量使用高频特性好的元器件。晶振选用标称值为２９～３６ＭＨｚ之间的晶振，Ｄ１可用MV2105，变压器需自制，可选用电视中周作骨架，去掉屏蔽罩，用∮０．２ｍｍ左右的漆包线在骨架上初级绕３匝，次级绕１匝。天线可用１／４波长的软导线代用。 成本低于10元的FM发射器 目前市场上具备FM发射功能的MP3备受消费者关注。这种功能看起来挺新奇，也可以为MP3播放器增加卖点，其实实现起来并不难。我们也可以自己动手做一个小型的FM发射机。在这里介绍一种新型发射机，该机制作简便、音质优良，适合高保真无线音响之用。
altium-designer基于MINI-STM32的最小系统《电路设计与PCB制板》 设计报告 题目: 基于MINI-STM32的最小系统学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 引言:Altium Designer基于一个软件集成平台，把为电子产品开发提供完整环境所需工具全部整合在一个应用软件中。 Altium Designer 包含所有设计任务所需工具:原理图和PCB设计、基于FPGA的嵌入式系统设计和开发。 目前我们使用到的功能特点主要有以下几点: 1、提供了丰富的原理图组件和PCB封装库并且为设计新 的器件提供了封装，简化了封装设计过程。 2、提供了层次原理图设计方法，支持“自上向下”的设 计思想，使大型电路设计的工作组开发方式称为可能。 3、提供了强大的查错功能，原理图中的ERC(电气规则 检查)工具和PCB 的DRC(设计规则检查)工具能帮助 设计者更快的查出和改正错误。 4、全面兼容Protel系列以前的版本，并提供orcad格式文 件的转换。 一、课程设计目的 1、培养学生掌握、使用实用电子线路、计算机系统设计、制板的能力;
2.提高学生读图、分析线路和正确绘制设计线路、系统的能力; 3.了解原理图设计基础、了解设计环境设置、学 习 Altium Designer 软件的功能及使用方法; 4.掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图; 5.掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库; 6. 熟练掌握手工绘制电路版的方法，并掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库; 7.了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并自动生成印制板图。 二、设计过程规划 1、根据实物板设计方案; 2、制作原理图组件; 3、绘制原理图; 4、选择或绘制元器件的封装; 5、导入PCB图进行绘制及布线; 6、进入DRC检查; 三、原理图绘制 , 新建工程: 1.在菜单栏选择File ? New ? Project ? PCB Project 2.Projects面板出现。 3.重新命名项目文件。 , 新建原理图纸 1. 单击File ? New? Schematic，或者在Files面板的New单元选 择:Schematic Sheet。
STM32的功能引脚重映射和复用功能 STM32中有很多内置外设的输入输出引脚都具有重映射(remap)的功能，本文对一些在使用引脚重映射时所遇到的有关问题加以说明。 我们知道每个内置外设都有若干个输入输出引脚，一般这些引脚的输出脚位都是固定不变的，为了让设计工程师可以更好地安排引脚的走向和功能，在STM32中引入了外设引脚重映射的概念，即一个外设的引脚除了具有默认的脚位外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的脚位。下面是STM32F103xC中有关USART3引脚的摘要片段； 从这里可以看出，USART3_TX的默认引出脚是PB10，USART3_RX的默认引出脚是PB11；但经过重映射后，可以变更USART3_TX的引出脚为PD8，变更USART3_RX的引出脚为PD9。 STM32中的很多内置外设都具有重映射的功能，比如USART、定时器、CAN、SPI、I2C等，详细请看STM32参考手册(RM0008)和STM32数据手册。 有些模块(内置外设)的重映射功能还可以有多种选择，下面是RM0008上有关USART3输入输出引脚的重映射功能表： 从这个表中可以看出，USART3的TX和RX引脚默认的引出脚位是PB10和PB11，根据配置位的设置，可以重映射到PC10和PC11，还可以重映射到PD8和PD9。 一个模块的功能引脚不管是从默认的脚位引出还是从重映射的脚位引出，都要通过GPIO端口模块实现，相应的GPIO端口必须配置为输入(对应模块的输入功能，如USART的RX)或复用输出(对应模块的输出功能，如USART的TX)，对于输出引脚，可以按照需要配置为
Oscillation Circuit Design Overview Oscillation Circuit Design Key Parameters DRIVE LEVEL (DL), OSCILLATION FREQUENCY AND LOAD CAPACITANCE (CL), OSCILLATION ALLOWANCE, FREQUENCY-TEMPERATURE CURVE DRIVE LEVEL (DL) The drive level of a crystal unit is shown by the level of the operating power or the current consumption (see Figures 9,10, and 11). Operating the crystal unit at an excessive power level will result in the degradation of its characteristics, which may cause frequency instability or physical failure of the crystal chip. Design your circuit within absolute maximum drive level. OSCILLATION FREQUENCY AND LOAD CAPACITANCE (CL) The load capacitance (CL) is a parameter for determining the frequency of the oscillation circuit. The CL is represented by an effective equivalent capacitance that is loaded from the oscillation circuit to both ends of the crystal unit (see Figure 12). The oscillation frequency varies depending upon the load capacitance of the oscillation circuit. In order to obtain the desirable frequency accuracy, matching between the load capacitances of the oscillation circuit and the crystal unit is required. For the use of the crystal unit, match the load capacitances of the oscillation circuit with the load capacitances of the crystal
7个基于STM32单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1、STM32与FPGA强强联合，实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品，是STM32和FPGA实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端，STM32用来通信，起到了FPGA和TFT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器，让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 2.采用STM32单片机基于uCOS II系统控制VS1053B语音芯片制作的MP3播放器 一看到uCOS II，就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作，不得不佩服作者的坚持。这个使用了VC1053B音频模块，TFT液晶显示，还是用了NRF24L01无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 3.使用OV7670让STM32转身变成照相机（附原理图、代码源文件） 经常使用STM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM32做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST32F103C8T6（ST32F103C8T6数据手册），摄像头用的是OV7670，带SD卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 4.基于STM32的手机WIFI 控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的，给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了，重点在作者还提供了安卓版本的app，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ios 版本的。 5、使用STM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表，可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用STM32F103（STM32F103数据手册）做了个数字万用表，只有三个常用功能：测电压（0-50v），测电阻（1k-390k），短路档，使用了LCD5110显示数据，大家不妨动动手开发其他功能。 6、基于RFID技术、以STM32为终端的智能小区管理系统 话说现在高档小区越来越多，对小区的智能化管理也在日渐智能化。这个设计就使用了当下很火的wifi智能控制。系统由多个智能服务终端和系统服务器所组成。智能服务终端就是一个基于STM32的完备系统，涵盖了室内环境监测、高温火警GSM报警、A卡管理助手、天气助手、用户电子账单、万年历、小区意见反馈等功能。
单片机最小系统 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R C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
STM32F103 1 VBAT 2 PC13-ANTI_TAMP 3 PC14-OSC32_IN 4 PC15-OSC32_OUT 5 PD0 OSC_IN 6 PD1 OSC_OUT 7 NRST 8 VSSA 9 VDDA 10 PA0-WKUP/USART2_CTS/ADC_IN0 /TIM2_CH1_ETR 11 PA1/USART2_RTS/ADC_IN1/TIM2_CH2 12 PA2/USART2_TX/ ADC_IN2/ TIM2_CH3 13 PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4 14 PA4/SPI1_NSS/USART2_CK/ADC_IN4 15 PA5/SPI1_SCK/ ADC_IN5 16 PA6/SPI1_MISO/ADC_IN6/TIM3_CH1 17 PA7/SPI1_MOSI/ADC_IN7/TIM3_CH2 18 PB0/ADC_IN8/ TIM3_CH3 19 PB1/ADC_IN9/ TIM3_CH4 20 PB2 / BOOT1 21 PB10/I2C2_SCL / USART3_TX 22 PB11/I2C2_SDA / USART3_RX 23 VSS_1 24 VDD_1 25 PB12/SPI2_NSS/I2C2_SMBAl/USART3_CK /TIM1_BKIN 26 PB13/SPI2_SCK/USART3_CTS/TIM1_CH1N 27 PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N 28 PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N 29 PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO 30 PA9/USART1_TX/TIM1_CH2 31 PA10/USART1_RX/TIM1_CH3 32 PA11/USART1_CTS/CANRX/USBDM/TIM1_CH4 33 PA12/USART1_RTS/CANTX/USBDP/TIM1_ETR 34 PA13/JTMS/SWDIO 35 VSS_2 36 VDD_2 37 PA14/JTCK/SWCLK 38 PA15/JTDI 39 PB3/JTDO/TRACESWO 40 PB4/JNTRST 41 PB5/I2C1_SMBAl 42 PB6/I2C1_SCL/ TIM4_CH1 43 PB7/I2C1_SDA/ TIM4_CH2 44 BOOT0 45 PB8/TIM4_CH3 46 PB9/TIM4_CH4 47 VSS_3 48 VDD_3
有源晶振电路及工作原理简述 有源晶振是由石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，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极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。 压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC电路。在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。 有源晶振引脚排列: 有源晶振引脚识别，实物图如上图(b)所示. 有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。 方形有源晶振引脚分布： 1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。 1-NC；4-GND；5-Output；8-VCC 2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。 1-NC；7-GND；8-Output；14-VCC
注:有源晶振型号众多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接法也有所不同，上述介绍仅供参考,实际使用中要确认其管脚列方式. 有源晶振通常的接法： 一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。 有源晶振与无源晶振的联系与区别 无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。 石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日，甚至10^-11。例如10MHz的振荡器，频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。因此，完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在，主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。 有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。 下图为晶体及晶振实特图,左边两个是晶振,右边14.38MHz的为晶体.
市面上的许多stm32开发板都是使用ULINK2作为调试仿真工具，鉴于ULINK2所需引脚过多在学习时还可以，但应用于实际电路设计生产会造成许多硬件资源的浪费。鉴于此，本人经实验得出利用ST-LINK作为仿真下载工具的实验最小系统电路。希望给大家作为参考。 一、最小系统原理图 二、建立工程的步骤 1、先在一个文件夹内建6个子文件夹： DOC：放说明文件 Libraries：放库文件（CMSIS、FWlib） Listing：放编译器的中间文件 Output：放编译器的输出文件 Project：放项目工程 User：放自己编写的程序、main、stm32f10x_conf、stm32f10x_it.C、stm32f10x_it.h
2、双击桌面UV4图标启动软件，，---NWE uVision Project--选择保存地方----选择芯片型号------在左边处建立5个GOP（STARTUP放启动文件）、（CMSIS放内核文件）、（FWLIB放库里面的src的.C文件）、（USER 放自己写的程序文件及stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.h、stm32f10x_it.c、main.c）
3、将Output重置到一开始时所建的“Output”文件夹中。 4、将Listing重置到一开始时所建的“Listing”文件夹中。 5、在C、C++处的“Define”输入：STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER。对于不同的芯片容量，可对HD进行更改（LD、MD、HD、XL、XC）。然后在“Include Paths”处指定相关的搜库位置。 6、Debug处选好下载器
晶体振荡器，简称晶振。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。 谐振振荡器包括石英（或其晶体材料）晶体谐振器，陶瓷谐振器，LC谐振器等。
晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。 石英晶片所以能做振荡电路（谐振）是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。一般来说，这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的。但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决定于晶片的尺寸）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度很高。 石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC来共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数为：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。RR 的大小直接影响电路的性能，也是各商家竞争的一个重要参数。 概述 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；基于相移电路的时钟源，如：RC (电阻、电容)振荡器。硅振荡器通常是完全集成的RC振荡器，为了提高稳定性，包含有时钟源、匹配电阻和电容、温度补偿等。图1给出了两种时钟源。图1给出了两个分立的振荡器电路，其中图1a为皮尔斯振荡器配置，用于机械式谐振器件，如晶振和陶瓷谐振槽路。图1b为简单的RC反馈振荡器。 机械式谐振器与RC振荡器的主要区别 基于晶振与陶瓷谐振槽路(机械式)的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温 度系数。相对而言，RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。图1所示的电路能产生可靠的时钟信号，但其性能受环境条件和电路元件选择以及振荡器电路布局的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。 振荡器模块 上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波
《电路设计与PCB制板》 设计报告 题目：基于MINI-STM32的最小系统 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号：
引言：Altium Designer基于一个软件集成平台，把为电子产品开发提供完整环境所需工具全部整合在一个应用软件中。 Altium Designer 包含所有设计任务所需工具：原理图和PCB设计、基于FPGA的嵌入式系统设计和开发。 目前我们使用到的功能特点主要有以下几点： 1、提供了丰富的原理图组件和PCB封装库并且为设计新 的器件提供了封装，简化了封装设计过程。 2、提供了层次原理图设计方法，支持“自上向下”的设 计思想，使大型电路设计的工作组开发方式称为可能。 3、提供了强大的查错功能，原理图中的ERC（电气规则 检查）工具和PCB 的DRC（设计规则检查）工具能帮助设计者更快的查出和改正错误。 4、全面兼容Protel系列以前的版本，并提供orcad格式文 件的转换。
一、课程设计目的 1、培养学生掌握、使用实用电子线路、计算机系统设计、制板的能力； 2.提高学生读图、分析线路和正确绘制设计线路、系统的能力； 3.了解原理图设计基础、了解设计环境设置、学习 Altium Designer 软件的功能及使用方法； 4.掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图； 5.掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库； 6. 熟练掌握手工绘制电路版的方法，并掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库； 7.了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并自动生成印制板图。 二、设计过程规划 1、根据实物板设计方案； 2、制作原理图组件； 3、绘制原理图； 4、选择或绘制元器件的封装； 5、导入PCB图进行绘制及布线； 6、进入DRC检查；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 A B C D E F G H LQFP144Pin name Type I / O Level Main Default Remap 1PE21I/O FT PE2TRACECK/FSMC_A23 2PE31I/O FT PE3TRACED0/FSMC_A19 3PE41I/O FT PE4TRACED1/FSMC_A20 4PE51I/O FT PE5TRACED2/FSMC_A21 5PE61I/O FT PE6TRACED3/FSMC_A22 6VBAT S VBAT 7PC13-TAMPERRTC(4)I/O PC13(5)TAMPER-RTC 8PC14-OSC32_IN(4)I/O PC14(5)OSC32_IN 9PC15-OSC32_OUT(4)I/O PC15(5)OSC32_OUT 10PF01I/O FT PF0FSMC_A0 11PF11I/O FT PF1FSMC_A1 12PF21I/O FT PF2FSMC_A2 13PF31I/O FT PF3FSMC_A3 14PF41I/O FT PF4FSMC_A4 15PF51I/O FT PF5FSMC_A5 16VSS_5S VSS_5 17VDD_5S VDD_5 18PF61I/O PF6ADC3_IN4/FSMC_NIORD 19PF71I/O PF7ADC3_IN5/FSMC_NREG 20PF81I/O PF8ADC3_IN6/FSMC_NIOWR 21PF91I/O PF9ADC3_IN7/FSMC_CD 22PF101I/O PF10ADC3_IN8/FSMC_INTR 23OSC_IN I OSC_IN 24OSC_OUT O OSC_OUT 25NRST I/O NRST 26PC01I/O PC0ADC123_IN10 27PC11I/O PC1ADC123_IN11 28PC21I/O PC2ADC123_IN12 29PC31I/O PC3ADC123_IN13 30VSSA S VSSA 31VREF-S VREF- 32VREF+S VREF+ 33VDDA S VDDA 34PA0-WKUP1I/O PA0 WKUP/USART2_CTS(7)/ADC1 23_IN0/TIM2_CH1_ETR/TIM 5_CH1/TIM8_ETR 35PA11I/O PA1 USART2_RTS(7)/ADC123_IN 1/TIM5_CH2/TIM2_CH2(7) 36PA21I/O PA2 USART2_TX(7)/TIM5_CH3/A DC123_IN2/TIM2_CH3(7) 37PA31I/O PA3 USART2_RX(7)/TIM5_CH4/A DC123_IN3/TIM2_CH4(7) 38VSS_4S VSS_4 39VDD_4S VDD_4 40PA41I/O PA4 SPI1_NSS(7)/USART2_CK(7 )/DAC_OUT1/ADC12_IN4 41PA51I/O PA5 SPI1_SCK(7)/DAC_OUT2/AD C12_IN5 42PA61I/O PA6 SPI1_MISO(7)/TIM8_BKIN/ ADC12_IN6/TIM3_CH1(7) TIM1_BKIN 43PA71I/O PA7 SPI1_MOSI(7)/TIM8_CH1N/ ADC12_IN7/TIM3_CH2(7) TIM1_CH1N 44PC41I/O PC4ADC12_IN14 45PC51I/O PC5ADC12_IN15 46PB01I/O PB0 ADC12_IN8/TIM3_CH3/TIM8 _CH2N TIM1_CH2N 47PB11I/O PB1 ADC12_IN9/TIM3_CH4(7)/T IM8_CH3N TIM1_CH3N 48PB21I/O FT PB2/BOOT1 49PF111I/O FT PF11FSMC_NIOS16 50PF121I/O FT PF12FSMC_A6 51VSS_6S VSS_6 52VDD_6S VDD_6 53PF131I/O FT PF13FSMC_A7 54PF141I/O FT PF14FSMC_A8 55PF151I/O FT PF15FSMC_A9 56PG01I/O FT PG0FSMC_A10 57PG11I/O FT PG1FSMC_A11 58PE71I/O FT PE7FSMC_D4TIM1_ETR 59PE81I/O FT PE8FSMC_D5TIM1_CH1N 60PE91I/O FT PE9FSMC_D6TIM1_CH1 61VSS_7S VSS_7 62VDD_7S VDD_7 63PE101I/O FT PE10FSMC_D7TIM1_CH2N 64PE111I/O FT PE11FSMC_D8TIM1_CH2 65PE121I/O FT PE12FSMC_D9TIM1_CH3N 66PE131I/O FT PE13FSMC_D10TIM1_CH3
晶振的工作原理 一、什么是晶振? 晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10 ^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。 石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负 二、晶振的使用 晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容
STM32最小系统电路 原创文章，转载请注明出处: 1.电源供电方案 ● VDD = ～：VDD管脚为I/O管脚和内部调压器的供电。 ● VSSA，VDDA = ～：为ADC、复位模块、RC振荡器和PLL的模拟部分提供供电。使用ADC时，VDD不得小于。VDDA和VSSA必须分别连接到VDD和VSS。 ● VBAT = ～：当关闭VDD时，（通过内部电源切换器）为RTC、外部32kHz振荡器和后备寄存器供电。 采用(AMS1117)供电 ]
2.晶振 STM32上电复位后默认使用内部[精度8MHz左右]晶振，如果外部接了8MHz 的晶振，可以切换使用外部的8MHz晶振，并最终PLL倍频到72MHz。 3.JTAG接口 ~ 在官方给出的原理图基本是结合STM32三合一套件赠送的ST-Link II给出的JTAG接口。
ST-Link II SK-STM32F学习评估套件原理图的JTAG连接 很多时候为了省钱，所以很多人采用wiggler + H-JTAG的方案。H-JTAG其实是twentyone大侠开发的调试仿真烧写软件，界面很清新很简洁。 ） H-JTAG界面
H-JTAG软件的下载： H-JTAG官网：大侠的blog： 关于STM32 H-JTAG的使用，请看下一篇博文 Wiggler其实是一个并口下载方案，其实电路图有很多种，不过一些有可能不能使用，所以要注意。你可以在taobao上买人家现成做好的这种Wiggler下载线，最简便的方法是自己动手做一条，其实很简单，用面包板焊一个74HC244就可以了。 ! Wiggler电路图下载： 电路图中”RESET SELECT”和”RST JUMPER”不接，如果接上的话会识别不了芯片。
晶振的基本原理及特性 晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。 分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv 三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。 采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。 晶振的指标 总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。 说明：总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如：精密制导雷达。 频率稳定度：任何晶振，频率不稳定是绝对的，程度不同而已。一个晶振的输出频率随时间变化的曲线如图2。图中表现出频率不稳定的三种因素：老化、飘移和短稳。
图2 晶振输出频率随时间变化的示意图 曲线1是用0.1秒测量一次的情况，表现了晶振的短稳；曲线3是用100秒测量一次的情况，表现了晶振的漂移；曲线4 是用1天一次测量的情况。表现了晶振的老化。 频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。 ft=±(f max-fmin)/(fmax+fmin) ftref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜，｜(fmin-fref)/fref｜] ft：频率温度稳定度(不带隐含基准温度) ftref：频率温度稳定度(带隐含基准温度) fmax ：规定温度范围内测得的最高频率 fmin：规定温度范围内测得的最低频率 fref：规定基准温度测得的频率 说明：采用ftref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高。 开机特性（频率稳定预热时间）：指开机后一段时间(如5分钟)的频率到开机后另一段时间(如1小时)的频率的变化率。表示了晶振达到稳定的速度。这指标对经常开关的仪器如频率计等很有用。 说明：在多数应用中，晶体振荡器是长期加电的，然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机，这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到（尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台，当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃)，采用OCXO作为本振，频率稳定预热时间将不少于5分钟，而采用MCXO只需要十几秒钟)。 频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率