1、第3章 STM32最小系統(tǒng),主要內(nèi)容 1、電源電路 2、時鐘電路 3、復(fù)位電路 4、STM32啟動 5、程序下載電路 6、STM32的最小系統(tǒng),3.1 電源電路,主要內(nèi)容 供電方案 低功耗模式,STM32F103引腳(R系列),R系列 64引腳,VCC：C=circuit 表示電路的意思, 即接入電路的電壓； VDD：D=device 表示器件的意思, 即器件內(nèi)部的工作電壓（接電源）； VSS：S=series 表示公共連接的意思，通常指電路公共接地端電壓(接地）； VDDA,VSSA是模擬部分的電源； VBAT備份區(qū)域使用的供電電源；,供電方案,按照不同部件模塊的特點，分部件區(qū)域供電。分4個

2、區(qū)域、4種類型。 CM3處理器區(qū)、模擬電路區(qū)、I/O端口區(qū)、備份區(qū)。 CM3處理器區(qū)：包括CPU、存儲器、數(shù)字設(shè)備，1.8V 模擬電路區(qū)：ADC、復(fù)位模塊、RC振蕩器、PLL模擬部分， 2.03.6V I/O端口區(qū)：I/O端口等接口，2.03.6V(3.3V) 備份區(qū)：RTC、外部振蕩器、后備寄存器，1.83.6V,低功耗模式,實現(xiàn)方法：主要通過對CM3 CPU、SRAM、寄存器、外設(shè)等部件的供電電源和時鐘的控制： 降低系統(tǒng)時鐘、切斷部件時鐘、部件電源控制 CM3的低功耗運行模式 睡眠模式 ：僅CM3核停止運行，PLL、HSE、HSI正常運行，不需要CPU參與的部件可正常運行。 停止模式 ：C

3、M3核停止運行，關(guān)斷PLL、HSE、HSI ，所有內(nèi)部外設(shè)停止；僅保留備份寄存器、待機(jī)電路供電，僅寄存器、SRAM的內(nèi)容被保留。喚醒后接著運行。 待機(jī)模式 ：電壓調(diào)節(jié)器關(guān)閉，由電池供電，僅保留備份寄存器、待機(jī)電路供電，所有設(shè)備停止，寄存器、SRAM的數(shù)據(jù)丟失。喚醒后從復(fù)位狀態(tài)運行。 低功耗模式可以被喚醒，由引腳、系統(tǒng)看門狗或RTC報警喚醒,第3次到此2,STM32的低功耗模式,睡眠模式 ：僅CM3核停止運行,所有時鐘停止，,3.2 時鐘電路,主要內(nèi)容 HSE時鐘和HSI時鐘 PLL鎖相環(huán) LSE時鐘和LSI時鐘 系統(tǒng)時鐘SYSCLK,STM32系統(tǒng)時鐘結(jié)構(gòu),主時鐘源,系統(tǒng)時鐘,HSE時鐘,/1

4、,1.5,72MHz,空閑狀態(tài),416MHz,25MHz,STM32時鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(續(xù)),特點：（1）復(fù)雜；（2）各時鐘源都可獨立控制,RTC時鐘,HSE時鐘,72MHz,獨立分頻,HSE時鐘高速外部時鐘，由HSE外部時鐘和HSE外部 晶體/陶瓷諧振器兩種時鐘源產(chǎn)生。 HSI時鐘高速內(nèi)部時鐘，由內(nèi)部8MHz的RC振蕩器產(chǎn)生。 PLL鎖相環(huán)（倍頻器），可以使電子設(shè)備的外部輸入信號和 內(nèi)部震蕩信號同步。 LSE時鐘低速外部時鐘，可以由LSE外部時鐘和LSE外部 晶體/陶瓷諧振器兩種時鐘源產(chǎn)生。 32.768kHz LSI低速內(nèi)部時鐘，低功耗時鐘源，可在停機(jī)或待機(jī)模式運 行，為獨立看門狗和自動喚醒單元

5、提供時鐘。 40kHz 系統(tǒng)時鐘SYSCLK供STM32中絕大部分部件工作的時鐘源。,USB模塊需要48MHz時鐘源，必須從PLL輸出端獲取；,STM32F1系列最大頻率72MHz，通過AHB分頻器分頻后送給 各個模塊。,STM32中的多數(shù)模塊和外設(shè)，都帶有獨立的時鐘使能控制； 需要使用某模塊時，先使能對應(yīng)的時鐘； 不再使用某外設(shè)時，應(yīng)將它的時鐘關(guān)掉，降低系統(tǒng)功耗。,注意,36mA 27mA,STM32系統(tǒng)時鐘的初始化 時鐘初始化是在“system_stm32f10 x.c”文件中完成的。 系統(tǒng)時鐘初始化函數(shù)調(diào)用過程如下： main()之前 SystemInit() SetSysClock()

6、 SetSysClockTo72() “system_stm32f10 x.c”文件功能：選擇時鐘源、設(shè)置PLL、設(shè)置系統(tǒng)時鐘，使能外設(shè)，中斷向量表定位。,1、將HSE時鐘9倍頻后生成72MHz的PLL時鐘，再將PLL時鐘配置成系統(tǒng)時鐘； 2、配置分別對應(yīng)于APB1和APB2橋總線的PCLK1、PCLK2時鐘，作為相連各外設(shè)和功能模塊的時鐘； 3、根據(jù)實際需求，將需要運行的外設(shè)時鐘使能，使外設(shè)能正常工作。,STM32時鐘配置,3.3 復(fù)位電路,三種復(fù)位形式 系統(tǒng)復(fù)位 電源復(fù)位(上電、掉電，待機(jī)模式返回) 備份區(qū)復(fù)位,3.5.1 系統(tǒng)復(fù)位,系統(tǒng)復(fù)位即CPU復(fù)位、寄存器復(fù)位 復(fù)位事件： 1）NRS

7、T引腳出現(xiàn)低電平 電源電壓3.3v時，維持低電平200ms 2）窗口看門狗(WWDG)計數(shù)終止。 窗口看門狗：監(jiān)測某段程序的過早、過遲運行 3）獨立看門狗(IWDG)計數(shù)終止 4）軟件（SW）復(fù)位 對RCC_APB1RSTR中的電源、窗口看門狗復(fù)位位置1。 5）低功耗管理復(fù)位 進(jìn)入待機(jī)、停止模式引起 復(fù)位標(biāo)志：在控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR) 中,在由單片機(jī)或嵌入式微控制器構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)中，由于芯片工作常常會受到外界電磁場干擾，造成各種寄存器和內(nèi)存的數(shù)據(jù)混亂，導(dǎo)致程序指針錯誤，取出錯誤程序指令等，會陷入死循環(huán)或打斷程序正常運行，系統(tǒng)無法正常工作，發(fā)生不可預(yù)料的后果。 看門狗就是定期查

8、看芯片內(nèi)部情況，一旦發(fā)生錯誤，就向芯片發(fā)出重啟信號的電路。看門狗命令在程序中斷中通常擁有最高優(yōu)先級。,3.5.2 電源復(fù)位,電源復(fù)位使CPU復(fù)位、寄存器復(fù)位 1）電源復(fù)位上電、掉電復(fù)位 2）從待機(jī)模式返回復(fù)位 會使NRST引腳產(chǎn)生低電平，實現(xiàn)復(fù)位,3.5.3 備份區(qū)復(fù)位,備份區(qū)域：存儲用戶的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。 備份區(qū)特點：（1）位于備份域，當(dāng)VDD電源被切斷時，由VBAT維持供電；（2）當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位（看門狗、軟件復(fù)位，進(jìn)入低功耗運行復(fù)位，引腳復(fù)位）或電源復(fù)位（上電、掉電、待機(jī)模式下被喚醒） 時，備份區(qū)也不會被復(fù)位。 備份區(qū)復(fù)位事件 1）軟件復(fù)位 RCC_BDCR中的BDRST位置1引起 2）電源

9、復(fù)位 VDD和VBAT同時掉電后，VDD或VBAT上電引起,3.4 STM32啟動,主要內(nèi)容 啟動設(shè)置 啟動過程,3.4.1 啟動設(shè)置,STM32F10 x有三種啟動模式，決定于系統(tǒng)上電時引腳BOOT1:0的電平。 BOOT1BOOT0啟動模式說 明 x 0 主閃存存儲器0 x08000000,512K 廠家設(shè)置 0 1 系統(tǒng)存儲器 0 x1ffff000,2K 1 1 內(nèi)置SRAM 0 x20000000,64K,調(diào)試,正常,STM32啟動模式,3.4.2 啟動過程,“startup_stm32f10 x_hd.s”文件 調(diào)用“SystemInit() ”函數(shù)（選擇時鐘源、設(shè)置PLL、設(shè)置系

10、統(tǒng)時鐘，使能外設(shè)，中斷向量表定位） 調(diào)用“main()”函數(shù)，運行用戶程序,JnTRST 測試系統(tǒng)復(fù)位,3.7 程序下載工具JTAG/SWD,主要內(nèi)容 啟動設(shè)置 啟動過程,SWDIO,SWDCLK,JnTRST JTAG復(fù)位,RESET 目標(biāo)系統(tǒng)復(fù)位,JTAG,JTAG(Joint Test Action Group；聯(lián)合測試工作組)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片內(nèi)部測試。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。,SWD,SWD（Serial Wire Debug，串行單總線調(diào)試），SWD接口是

11、兩線，CLK和IO，分別是主機(jī)到目標(biāo)的時鐘信號線，雙向數(shù)據(jù)信號線。,STM32集成了串行線/JTAG調(diào)試端口，將JTAG接口和SWD 接口結(jié)合在了一起。,3.2 STM32最小系統(tǒng)（可以運行起來的最簡單硬件組成）,主要內(nèi)容 STM32的供電方案 STM32的電源管理 STM32的低功耗模式,基本的時鐘電路、復(fù)位電路,高速時鐘,低速時鐘 給RTC,電源,復(fù)位電路,啟動電路、下載電路、電源電路,啟動電路,啟動電路,STM32的最小系統(tǒng),STM32F103RBT6 64腳，128kBflash、20kB SRAM,高速時鐘,低速時鐘 給RTC,電源,復(fù)位電路,習(xí) 題,1、STM32微控制器內(nèi)部分為哪幾個供電區(qū)域，電壓各是多少？ 2、STM32微控制器有哪幾種低功耗工作模式？ 3、HSE、HSI、LSE、LSI、PLL各是什么含義？一般它們提供給系統(tǒng)的參數(shù)值各是多少？ 4、RCC是什么含義？主要有哪些功能？ 5、STM32F10 x微控制器有哪幾種復(fù)位？各有哪些引起復(fù)位的事件？ 6、STM32F10 x微控制器可以從哪些存儲區(qū)啟動？這些存儲區(qū)各有什么特點？ 7、startup_st