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AN4080 STM32F0xxx 硬件开发入门_CNV2.pdf
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本应用笔记适用于系统设计人员,他们需要大体了解开发板功能(如电源、时钟管理、复位 控制、自举模式设置和调试管理)的硬件实现。本应用笔记介绍了 STM32F0xxx 产品系列的 使用方法,并对开发 STM32F0xxx 应用所需的最低硬件资源做了说明。
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2013 年 02 月文档 ID 023035 第 2 版 1/27
AN4080
应用笔记
STM32F0xxx 硬件开发入门
简介
本应用笔记适用于系统设计人员,他们需要大体了解开发板功能(如电源、时钟管理、复位
控制、自举模式设置和调试管理)的硬件实现。本应用笔记介绍了 STM32F0xxx 产品系列的
使用方法,并对开发 STM32F0xxx 应用所需的最低硬件资源做了说明。
STM32F0xxx 系列包含一个子系列 STM32F06xxx,可将后者与主器件 (STM32F05xxx) 区
分开来。该子系列绕过了内部调压器,适用于具有板载调压器的应用。
本文档中还包含详细的参考设计电路图,并对主要元件、接口和模式进行了说明。
表 1. 适用的产品
类型 料号
微控制器
STM32F05xxx 系列
STM32F06xxx 系列
www.st.com
目录 AN4080
2/27 文档 ID 023035 第 2 版
目录
1 STM32F05xxx 系列的电源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1 电源方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.1 模拟转换器独立电源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2 电池备份 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 调压器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 复位和电源监控器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 上电复位 (POR)/掉电复位 (PDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 系统复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 可编程电压检测器 (PVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 STM32F06xxx 系列的电源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 电源方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 模拟转换器独立电源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.2 电池备份 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 复位和电源监控器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.1 外部上电复位和掉电复位 (NPOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.2 系统复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1 高速外部时钟信号 (HSE) OSC 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 LSE 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 HSI 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4 LSI 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.5 ADC 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6 时钟安全系统 (CSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 自举配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5 调试管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.1 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.2 SWD 端口(串行线调试) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.3 引脚排列和调试端口引脚 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.3.1 串行线调试 (SWD) 引脚分配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
文档 ID 023035 第 2 版 3/27
AN4080 目录
3
5.3.2 SWD 引脚分配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.3.3 SWD 引脚上的内部上拉和下拉 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.3.4 使用标准 SWD 连接器的 SWD 端口连接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6 建议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.1 印刷电路板 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.2 元件位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.3 接地和电源(V
SS
、V
DD
、V
DDA
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.4 去耦 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.5 其他信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.6 未使用的 I/O 和功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7 参考设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.1 时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.2 复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.3 STM32F06xxx 上电复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.4 自举模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.5 SWD 接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.6 电源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1.7 引脚排列和引脚说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
7.2 元件参考 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8 从 STM32F1 到 STM32F0 的硬件移植 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9 版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
STM32F05xxx 系列的电源 AN4080
4/27 文档 ID 023035 第 2 版
1 STM32F05xxx 系列的电源
1.1 电源方案
电源方案有以下几种:
● V
DD
= 2.0 V 到 3.6 V:I/O 和内部调压器的外部电源。
通过 V
DD
引脚从外部提供。
● V
DDA
= 2.0 V 到 3.6 V:ADC/DAC、复位模块、HSI、HSI14、LSI 和 PLL 的外部模拟
电源(使用 ADC 或 DAC 时,施加到 V
DDA
的最小电压为 2.4 V)。
V
DDA
的电压必须先上电,而且必须始终大于或等于 V
DD
的电压。
● V
BAT
= 1.65 V 到 3.6 V:当 V
DD
不存在时,作为 RTC、LSE 32 kHz 振荡器和备份寄存
器的电源(通过电源开关供电)。
图 1.
电源方案
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文档 ID 023035 第 2 版 5/27
AN4080 STM32F05xxx 系列的电源
26
1.1.1 模拟转换器独立电源
为了提高转换精度并增加电源灵活性,模拟域配有独立电源,可以单独滤波并屏蔽 PCB 上
的噪声。
● ADC 和 DAC 电源电压从单独的 VDDA 引脚输入。
● VSSA 引脚提供了独立的电源接地连接。
V
DDA
电源电压可等于或大于 V
DD
。这使得 V
DD
即使保持较低值时,仍可发挥模拟模块的全
部性能。
如果使用单一电源,V
DDA
必须从外部连接到 V
DD
。建议使用外部滤波电路,以确保 V
DDA
没有噪声。
如果 V
DDA
与 V
DD
不同,则 V
DDA
必须始终大于或等于 V
DD
。为了在上电/掉电期间将 V
DDA
和 V
DD
之间可能的差值稳定在安全范围内,可以在 V
DD
和 V
DDA
之间使用一个外部肖特基
二极管。有关允许的最大差异值,请参见数据手册。
图 2. 肖特基二极管连接
1.1.2 电池备份
要在 V
DD
关闭后保留备份寄存器的内容,可以将 V
BAT
引脚连接到可选备用电压,由电池或
其他电源供电。
V
BAT
引脚也为 RTC 单元供电,使得即使在主数字电源 (V
DD
) 关闭时 RTC 仍可工作。
V
BAT
电源的开关由复位模块中内置的掉电复位 (PDR) 电路进行控制。
如果应用中未使用任何外接电池,建议将 V
BAT
从外部连接到 V
DD
。
1.1.3 调压器
调压器在复位后始终处于使能状态。
根据应用模式的不同,可采用如下三种不同的模式工作:
● 运行模式:调压器为 1.8 V 域(内核、存储器和数字外设)提供全功率
● 停机模式:调压器为 1.8 V 域提供低功率,保留寄存器和 SRAM 中的内容
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