MCU最小系统电路设计(以STM32F103C8T6为例)-1
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(4)5v->3.3v滤波电路
(5)电源指示灯
电路:
示例图:
2.复位电路
(1)什么是复位
就是让单片机程序复位,把除了备份区域寄存器以外所有寄存器状态恢复至原始状态,简单来说就是让程序重头开始跑。
(2)复位引脚和电路
复位引脚:当NRST为低电平时复位
复位电路:
3.晶振模块
(1)复位引脚
(2)时钟和时钟树
时钟:
时钟树:
(3)为什么不直接使用内部8M时钟源?
通过数据手册我们可以得知:内部的HSI是由ST出厂时校准过的,但是精度并不高,在0~70℃下误差范围达到1.3%到2%,即便是在标准的25℃下,也有 -1.1%到1.8% 的误差。
对于高波特率的异步串口通讯,或者需要高精度定时的场合,(如:需要跑积分算法的时候),用HSI就有隐患,甚至根本达不到设计要求。
(4)8MHz主晶振介绍
晶振是由石英晶体组成的,石英晶体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”。
晶振电路为主控芯片提供系统时钟,所有的外设工作,CPU工作都要基于该时钟,类似于整个系统的“心跳节拍”。
晶振分为无源和有源,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振。
而有源晶振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,价格也会比无源的贵一些。
- 增益控制: 增益很大的反相放大器。
- 8MHZ谐振器: 晶体。
- CL1、CL2: 匹配电容。是电容三点式电路的分压电容,接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点,输入和输出是反相的,但从并联谐振回路即石英晶体两端来看,形成一个正反馈以保证电路持续振荡,它们会稍微影响振荡频率,主要用与微调频率和波形,并影响幅度。
- RF: 反馈电阻(一般≥1MΩ)它使反相器在振荡初始时处于线性工作区。
- REXT: 限流电阻,与匹配电容组成网络,提供180度相移,同时起到限制振荡幅度,防止反向器输出对晶振过驱动将其损坏。
(5)为什么选择32.768KHz RTC晶振?
32.768KHZ的晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频后得到1HZ/秒的信号。
那为什么选择15分频呢?
频度越高计时精度越高,误差越小。
通常工作频率越高,单片机等数字电路的功耗越大,32.768KHz这个频率比较低,对降低电路功耗有利。
综上选择32.768Hz是取折中的选择!
(6)晶振原理图
MCU最小系统电路设计(以STM32F103C8T6为例)-3