STM32F407最小系统设计

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简介

STM32F407VET6 采用 ARM Cortex-M4 内核,主频为 168MHz,配备 512KB 闪存和 192KB SRAM。该芯片外设丰富,包含多种通信接口和 AD/DA 转换器。工作电压范围为 1.8V-3.6V,具有低功耗特性,适用于工业控制、智能家居等多种应用场景。

STM32最小系统通常包括:电源、复位、时钟、启动配置以及程序下载接口。

电源电路

STM32F407VET6 整体供电方案如下图:
notion image
引脚号
定义
功能介绍
设计指导
11、19、28、50、75、100
VDD
数字电源,1.8V-3.6V之间,通常使用3.3V。
1个4.7uF + 每个引脚一个0.1uF电容,尽量靠近引脚布置。
22
VDDA
模拟电源,电压需和VDD一致。
通过磁珠连接到VDD。1100 nF +12.2 µF电容
21
Vref+
外部电压参考。VREF+ 必须保持在(VDDA-1.2 V) 和 VDDA 之间
VREF+ 引脚可串联47Ω电阻连至 VDDA 外部供电电源。<br><br>若使用单独的外部参考电压,则必须将一个 100 nF 和一个 1 µF 电容连至此引脚。
6
Vbat
电池供电引脚,1.65V-3.6V。主电源 VDD 断电时,可通过 VBAT 电压为实时时钟 (RTC) 和备份寄存器供电。
若没有使用外部电池,VBAT 连至 VDD 并增加1*0.1uF电容。使用外部电池时,不需要电容。
49、73
Vcap
常规使用,外接电容即可
每个引脚放置1个2.2uF。
20
VSSA
模拟地
通过磁珠连接到GND。
10、27、74、99
VSS
数字地。

复位电路

单片机内部已集成上电复位电路。为了增加单片机抗干扰能力,最好额外增加外部复位电路。
notion image
引脚号
定义
功能介绍
14
NRST
复位引脚,低电平有效。
 
电路采用常见的RC复位电路,并在复位引脚和电源之间添加一个肖特基二极管,用于掉电时电容快速放电。
notion image
如需更可靠的复位功能,可以使用专用复位IC,例如MAX811S
 

时钟电路

芯片需要一个高速外部晶振(HSE)和一个低速外部晶振(LSE)。
高速外部时钟 高速外部时钟信号 (HSE) 支持 2种时钟源:
  • HSE 用户外部时钟 (参见图 18),频率范围1 到 50 MHz。必须使用占空比约为 50% 的外部时钟信号 (方波、正弦波或三角波)来驱动 OSC_IN 引脚,同时 OSC_OUT 引脚悬空。
  • HSE 外部晶振 / 陶瓷谐振 (参见图 19),频率范围 4 至 26 MHz。
notion image
低速外部时钟
LSE 晶振是 32.768 kHz 低速外部晶振或陶瓷谐振器。可作为实时时钟外设 (RTC) 的时钟源来提供时钟 / 日历或其它定时功能,具有功耗低且精度高的优点。低速外部时钟信号 (LSE) 有 2 个时钟源:
  • LSE 用户外部时钟(请参见图 20),使用占空比约为 50% 的外部时钟信号 (方波、正弦波或三角波)来驱动OSC32_IN 引脚,同时 OSC32_OUT 引脚悬空 。
  • LSE 外部晶振 / 陶瓷谐振 (参见图 21)。
notion image
 
引脚号
定义
功能介绍
12、13
OSC_IN、OUT
高速晶振接口
8、9
OSC32_IN、OUT
低速晶振接口
 

启动模式配置

 
启动方式由 BOOT0 和 BOOT1 两个引脚的电平状态来配置,通过设置不同的引脚电平组合,可以选择从不同的存储区域启动系统,启动方式配置如下图:
BOOT1
BOOT0
启动模式
说明
x
0
主闪存存储器(Main Flash memory)
从内部的主闪存存储器(Flash)启动,这是最常用的启动模式,用户编写的程序通常存储在该区域,系统上电后会从此处开始执行程序。
0
1
系统存储器(System memory)
从系统存储器启动,系统存储器中固化了厂商提供的启动程序(ISP,In-System Programming),用于通过串口等接口对主闪存存储器进行编程,常用于程序的下载和更新。
1
1
内置 SRAM(Embedded SRAM)
从内置的静态随机存取存储器(SRAM)启动,主要用于调试和开发阶段,可将程序临时加载到 SRAM 中运行,方便快速验证代码。
引脚号
定义
94
BOOT0
37
BOOT1
 

程序下载调试接口

芯片支持JTAG以及SWD调试接口。SWD接口较为常用。
notion image
下载调试接口参考设计如下图:
notion image
 
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