STM32教程(4)-最小系统的设计

什么是最小系统呢？就是芯片可以真正工作所需的必要的硬件系统。如果只是把一个芯片放在你面前，你跟它说：来，输出个占空比百分之五十的正

弦波。当然不能输出，这是毫无疑问的。那还需要什么呢？

--电源电路的设计：

它是电子芯片，想要工作是吧？最最起码的条件，你得给人家供电吧。（--供电？这容易，我的插排上还有空余的插口，哈哈。--要是真供上220V那

估计就得起火了。）根据芯片手册上说，给STM32供电需要用3.3V的电压。我们可以找一个5V的电压来充当总电源，可能疑问了，刚才还说3.3V怎么

就用5V呢，因为集成电路集成较高的芯片一般是3.3V供电，较低的也常常是功能较简单的芯片一般是5V供电。因为一块电路板上长长有各种芯片，

所以要统筹兼顾。况且我们有个很简单的方式就能把5V转换成3.3V。

怎么转换呢？我们又用到了一类芯片，它们可不同于我们一直心心念念的微处理器，它们从生下来就注定只能完成一件事，就是电压转换，但因为他

们有很多的兄弟姐妹，就完成了多种电压转换的实现。

在这里跟大家说的是一款叫LM1117-3.3的芯片，介绍它的原因就是因为它价格便宜，体积较小而且已经足够胜任我们的任务要求。

我们刚刚接触一个芯片时，通常对我们最重要的资料就是芯片手册。它通常会告诉我们比较重要的信息。

比如说元器件的封装：

还有比较重要的参数：

下面这个图里可以看出LM1117芯片也是一个系列，LM1117_XX，而那个XX对应的就是输出电压，所以我已经把我们所用的LM1117-3.3用高亮标出。

可以看出，LM1117-3.3的输入电压范围是4.75V-12V

下面的图里我们可以看出：LM1117-3.3芯片理论上输出应为3.3V，输出最大的是3.399V，输出最小的情况是3.201V。也就是上差下差不会大于

0.1V，一看这误差我们能接受，这就用它行。

还有一个很重要很重要的东西，那就是典型应用电路：这个在我们实际应用中呢可以进行补充完善，但大体要尊重典型电路。

其实总有人说，该好好学学英语啊，要不然芯片手册真心看不懂啊。

我倒是也觉得该好好学学英语，但你看我上边那其实也是用的英文的芯片手册，那你看我的截图里有几个英文呢。那几个不认识的用有道词典查查就

行。好好学学英语是应该，但别拿英文不好当成什么很大的问题。毕竟目前接触的东西还都很基础，况且一个电子元件的说明书不比英文的诗歌话剧

的。

下面这个图呢，是常用的LM1117-3.3的实用电路：很简单的，只是两边分别并上了两个电容就行。

那么我们有了3.3V的电压了要接到芯片的哪里呢？

记得上次和大家说的VDD_1、DD_2、...VDD_11和VSS_1、VSS_2、...VSS_11。大家在设计硬件电路时，其实VDD_1和VSS_1是一组的（自

然VDD_2和VSS_2是也一组的，一共11组）。要把这11组引脚每组引脚间并联一个104电容这件事吗？

就是接到这11组上：

自然不要忘记并联上的电容。

当完成这些时呢，芯片的也就供上电了，但还没有完成，因为STM32F103ZET6还有个虚拟供电部分的电路，这块呢，既可以粗略的设计，也可以复

杂的设计。因为呢这个虚拟供电部分电路是给A/D转化器作参考用的，你对A/D转化器要求比较高呢就复杂点设计，如果没那么高的要求啊就简单点

设计就行。那个内容也不少，下周再说。

这里的原理图都是自己画的，倒不是因为为了发这个特意画的，因为我们自己设计的麦粒梦想—S1开发板也正在一点点的萌芽，从硬件设计、C编程

等等学习资料都在逐步丰富。

什么是最小系统呢？就是芯片可以真正工作所需的必要的硬件系统。如果只是把一个芯片放在你面前，你跟它说：来，输出个占空比百分之五十的正

弦波。当然不能输出，这是毫无疑问的。那还需要什么呢？

--电源电路的设计：

它是电子芯片，想要工作是吧？最最起码的条件，你得给人家供电吧。（--供电？这容易，我的插排上还有空余的插口，哈哈。--要是真供上220V那

估计就得起火了。）根据芯片手册上说，给STM32供电需要用3.3V的电压。我们可以找一个5V的电压来充当总电源，可能疑问了，刚才还说3.3V怎么

就用5V呢，因为集成电路集成较高的芯片一般是3.3V供电，较低的也常常是功能较简单的芯片一般是5V供电。因为一块电路板上长长有各种芯片，

所以要统筹兼顾。况且我们有个很简单的方式就能把5V转换成3.3V。

怎么转换呢？我们又用到了一类芯片，它们可不同于我们一直心心念念的微处理器，它们从生下来就注定只能完成一件事，就是电压转换，但因为他

们有很多的兄弟姐妹，就完成了多种电压转换的实现。

在这里跟大家说的是一款叫LM1117-3.3的芯片，介绍它的原因就是因为它价格便宜，体积较小而且已经足够胜任我们的任务要求。

我们刚刚接触一个芯片时，通常对我们最重要的资料就是芯片手册。它通常会告诉我们比较重要的信息。

比如说元器件的封装：

还有比较重要的参数：

下面这个图里可以看出LM1117芯片也是一个系列，LM1117_XX，而那个XX对应的就是输出电压，所以我已经把我们所用的LM1117-3.3用高亮标出。

可以看出，LM1117-3.3的输入电压范围是4.75V-12V

下面的图里我们可以看出：LM1117-3.3芯片理论上输出应为3.3V，输出最大的是3.399V，输出最小的情况是3.201V。也就是上差下差不会大于

0.1V，一看这误差我们能接受，这就用它行。

还有一个很重要很重要的东西，那就是典型应用电路：这个在我们实际应用中呢可以进行补充完善，但大体要尊重典型电路。

其实总有人说，该好好学学英语啊，要不然芯片手册真心看不懂啊。

我倒是也觉得该好好学学英语，但你看我上边那其实也是用的英文的芯片手册，那你看我的截图里有几个英文呢。那几个不认识的用有道词典查查就

行。好好学学英语是应该，但别拿英文不好当成什么很大的问题。毕竟目前接触的东西还都很基础，况且一个电子元件的说明书不比英文的诗歌话剧的。

下面这个图呢，是常用的LM1117-3.3的实用电路：很简单的，只是两边分别并上了两个电容就行。

那么我们有了3.3V的电压了要接到芯片的哪里呢？

记得上次和大家说的VDD_1、DD_2、...VDD_11和VSS_1、VSS_2、...VSS_11。大家在设计硬件电路时，其实VDD_1和VSS_1是一组的（自

然VDD_2和VSS_2是也一组的，一共11组）。要把这11组引脚每组引脚间并联一个104电容这件事吗？

就是接到这11组上：

自然不要忘记并联上的电容。

当完成这些时呢，芯片的也就供上电了，但还没有完成，因为STM32F103ZET6还有个虚拟供电部分的电路，这块呢，既可以粗略的设计，也可以复

杂的设计。因为呢这个虚拟供电部分电路是给A/D转化器作参考用的，你对A/D转化器要求比较高呢就复杂点设计，如果没那么高的要求啊就简单点

设计就行。那个内容也不少，下周再说。

这里的原理图都是自己画的，倒不是因为为了发这个特意画的，因为我们自己设计的麦粒梦想—S1开发板也正在一点点的萌芽，从硬件设计、C编程

等等学习资料都在逐步丰富。

最小系统一般包含：供电电路、晶振电路、复位电路和下载电路。在这个基础上，微控制器才能进行工作。

--供电电路设计：

5V输入3.3V输出电源：

并联的外加电容：

--供电电路设计：

晶振就是谐振器和时钟振荡器，石英晶体构成的谐振器振荡频率十分准确切稳定度高，这是十分突出的优点。

晶振为微控制器提供稳定的工作节拍，重要性相当于人类的心脏。STM32主频72Mhz，使用的是8Mhz的晶振。

一般晶振的两侧都要加个电容，电容值是22PF、30PF都可以。如果晶振频率比较高还可以并联一个阻值很高的电阻，这个电阻的阻值常常是M级的，

可以是1M、2M。（51单片机的晶振电路也是一样，51单片机常用晶振是11.0592M或12M）

--复位电路：

复位就是程序跑到了一般，按了一下复位键，程序就会从头开始重新跑。电路设计如下图：

当按键按下时，会给NRST引脚一个低电平，STM32检测到这个低电平，就会复位重新跑程序。

--程序下载电路：

STM32下载电路设计有两种，一种是JTAG下载，一种是SW下载。通过此电路把程序下载到STM32中。

图中有很多电阻，有的是上拉电阻（R3、R4、R5、R6、）：当没有低电平输入时，上拉电阻可保证输入端是稳定的高电平状态。如果没有上拉电

阻，外界的低电平干扰很容易加到输入端上，使出现错误动作。而有的是下拉电阻（R7):输入端通过下拉电阻接地，这样没有高电平输入时，可以使

输入稳定地处于低电平状态。如果没有下拉电阻，输入端悬空时为高阻抗，外加高电平干扰很容易加到输入端上。

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以下是本系列教程文章列表:欢迎大家踊跃讨论，有问题可在51黑论坛回帖提出.

STM32教程(1)-大学里没碰见像STM32一样吸引我的姑娘:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41167-1.html

STM32教程(2)-各种应用和外设简单介绍:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41168-1.html

STM32教程(3)-芯片引脚性质介绍:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41169-1.html

STM32教程(4)-最小系统的设计:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41170-1.html

STM32教程(5)-库:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41171-1.html

STM32教程(6)-STM32的流水灯程序:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41162-1.html

STM32编程基础(1)-Keil编程软件的安装:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41163-1.html

STM32编程基础(2)-Keil库的修改:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41164-1.html

STM32编程基础(3)-Keil建立工程模版:http://www.51hei.com/bbs/dpj-41165-1.html

STM32编程基础(4)-Keil工程设置http://www.51hei.com/bbs/dpj-41166-1.html

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