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引言
本应用笔记为系统开发者们提供了所需的开发板特性硬件实现概述,如供电电源、时钟管理、复位控制、自举模式设置、调试管
理。它显示了如何使用 STM32G0 系列器件,说明了开发应用所需的最低硬件资源。
本文档还包含详细参考设计原理图以及主要组件、接口和模式的相关说明。
STM32G0 系列硬件开发入门
AN5096
AN5096 - Rev 1 - June 2021
更多垂询,请联系您本地的意法半导体销售处
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1 STM32G0 系列的供电和复位源
本节描述 STM32G0 系列器件的供电方案以及复位和供电监控器。
STM32G0 系列是基于 Arm
®
的器件。
提示
Arm
是
Arm Limited
(或其子公司)在美国和
/
或其他地区的注册商标。
1.1 STM32G0 系列的电源
STM32G0 系列器件的工作电压(V
DD
)要求介于 1.7 V 至 3.6 V 之间。为特定外设提供多种不同电源:
• V
DD
= 1.7 V(1.60 V)至 3.6 V
V
DD
是为内部调压器和系统模拟信号(如复位、电源管理和内部时钟)供电的外部电源。通过 VDD/VDDA 引
脚从外部提供。
请注意,1.7 V 的最小电压对应于上电复位释放阈值 V
POR(MAX)
。一旦超过此阈值且上电复位释放,在降至掉
电复位阈值 V
PDR(MIN)
前可一直保证功能。
• V
DDA
= 1.62 V (ADC 和 COMP) / 1.8 V (DAC) / 2.4 V (VREFBUF) 至 3.6 V
V
DDA
是为 A/D 转换器、D/A 转换器、电压参考缓冲器和比较器供电的模拟电源。V
DDA
电压电平与 V
DD
电压
一致,因为是通过 VDD/VDDA 引脚从外部提供的。
• V
DDIO1
= V
DD
V
DDIO1
为 I/O 供电。V
DDIO1
电压电平与 V
DD
电压一致,因为是通过 VDD/VDDA 引脚从外部提供的。
• V
BAT
= 1.55 V 至 3.6 V
当 V
DD
不存在时,V
BAT
(通过一个电源开关)为 RTC、TAMP、低速外部 32.768 kHz 振荡器和备份寄存器
供电。V
BAT
通过 VBAT 引脚从外部提供。当封装没有提供该引脚时,它从内部连接至 VDD/VDDA。
• V
REF+
是 ADC 和 DAC 的输入参考电压或内部电压参考缓冲器的输出(如使能)。当 V
DDA
< 2V 时,V
REF+
必
须等于 V
DDA
。当 V
DDA
≥ 2 V,V
REF+
必须介于 2 V 与 V
DDA
之间。当 ADC 和 DAC 未激活时,它可以接地。
内部电压参考缓冲器支持两个输出电压,可利用 VREFBUF_CSR 寄存器中的 VRS 位进行配置:
– V
REF+
大约为 2.048 V(要求 V
DDA
大于等于 2.4 V)
– V
REF+
大约为 2.5 V(要求 V
DDA
大于等于 2.8 V)
V
REF+
通过 VREF+引脚提供。对于没有 VREF+引脚的封装,V
REF+
从内部连接至 V
DD
,并且内部电压参考缓
冲器必须保持禁用(关于封装引脚排列说明,请参考数据手册)。
• V
CORE
嵌入式线性调压器用于提供 V
CORE
内部数字电源。V
CORE
是数字外设、SRAM 和闪存的电源。闪存也由 V
DD
供电。
表 1. STM32G0 系列的电源
电源
STM32G0 系列
V
DD
1.7 至 3.6 V
V
REF+
当 V
DDA
< 2 V 时,V
REF+
必须等于 V
DDA
。
当 V
DDA
≥ 2 V 时,V
REF+
必须在 2 V 和 V
DDA
之间。
V
BAT
1.55 至 3.6 V
AN5096
STM32G0 系列的供电和复位源
AN5096 - Rev 1
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图 1. STM32G0 系列电源
V
DD
备份电路
(LSE、RTC和
备份寄存器)
内核逻辑
(CPU、数字和
存储器)
电平转换器
IO
逻辑
输入
输出
稳压器
GPIOs
1.55 V至3.6 V
1 x 100 nF
+ 1 x 4.7 µF
VDD/VDDA
VBAT
V
CORE
电源
开关
V
DDIO1
ADC
DAC
COMPs
VREFBUF
VREF+
VREF-
VSS/VSSA
V
REF
100 nF
1 µF
V
SS
V
SSA
V
DDA
V
DD
VREF+
提示 供电引脚对(
VDD/VDDA
和
VSS/VSSA
)必须使用上述滤波陶瓷电容去耦。这些电容器必须尽可能靠近适当的引
脚放置,或放置在这些引脚下面的
PCB
底层。
1.1.1 独立模拟转换器供电
为了提高转换精度、扩展供电的灵活性,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
供电可大于等于 V
DD
。这使得 V
DD
在保持为低的同时仍可为模拟块提供全部性能。
当使用单供电时,V
DDA
必须外部连接至 V
DD
,为得到无噪声的 V
DDA
,建议使用外部滤波电路。
当 V
DDA
不等于 V
DD
时,V
DDA
必须一直大于等于 V
DD
。在开机/关机期间,为在 V
DDA
和 V
DD
之间保持安全的电位
差,可在 V
DD
和 V
DDA
之间使用外部肖特基二极管。请参考数据手册以得到最大允许的电位差。
图 2. 肖特基二极管连接
肖特基二极管
VDDAVDD
V
DD
V
DDA
AN5096
STM32G0 系列的电源
AN5096 - Rev 1
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1.1.2 电池备份
为了在 V
DD
关闭后保留备份寄存器的内容,可以将 VBAT 引脚连接到电池或其它电源供电的可选备用电压。
VBAT 引脚还为 RTC 单元供电,因此即使当主数字供电(V
DD
)关闭时 RTC 也能工作。
V
BAT
电源的开关由复位模块中内置的 POR/PDR 电路进行控制。
若应用中没有使用外部电池,则建议将 V
BAT
外部连至 V
DD
。
1.1.3 调压器
调压器(若器件上有)在复位后始终处于使能状态。
在两种模式下工作:
• 主调压器(MR)用于正常工作模式(运行)。
• 低功耗调压器(LPR)可用于功耗需求减少的停止模式。
在待机模式中,调压器处于掉电模式。在该模式中,调压器输出高阻抗,内核电路掉电,导致零功耗以及寄存器和
SRAM 的内容丢失。但可以使用以下功能(若配置):
• 独立的看门狗 (IWDG):IWDG 通过写入其密钥寄存器或使用硬件选项来启动。而且一旦启动便无法停止,除
非复位。
• 实时时钟 (RTC):通过 RTC 域控制寄存器 (RCC_BDCR) 中的 RTCEN 位进行配置。
• 内部低速振荡器 (LSI):通过控制/状态寄存器 (RCC_CSR) 中的 LSION 位进行配置。
• 外部 32.768 kHz 振荡器 (LSE):通过 RTC 域控制寄存器 (RCC_BDCR) 中的 LSEON 位进行配置。
1.2 STM32G0 系列的电源监控器
1.2.1 上电复位(POR)/掉电复位(PDR)/欠压复位(BOR)
该器件具有一个集成的上电复位(POR)/掉电复位(PDR),再加上一个欠压复位(BOR)电路。POR/PDR 在
所有功耗模式下均为激活状态。
BOR 只能通过选项字节使能或禁用。在关断模式下不可用。
当 BOR 使能时,可以通过选项字节选择四个 BOR 电平,它们具有单独配置的上升和下降阈值。上电期间,BOR
将使器件保持复位状态,直到电源电压 V
DD
达到指定的 BOR 上升阈值(V
BORRx
)。此时,释放器件复位,系统可
以启动。
在掉电期间,当 V
DD
降至选择的 BOR 下降阈值(V
BORFx
)以下时,器件再次进入复位状态。
提示 配置的
BOR
下降阈值(
V
BORFx
)不能大于
BOR
上升阈值(
V
BORRx
)。
AN5096
STM32G0 系列的电源监控器
AN5096 - Rev 1
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图 3. POR、PDR 和 BOR 阈值
V
DD
V
BORR4
V
BORF4
V
BORR3
V
BORF3
V
BORR2
V
BORF2
V
BORR1
V
BORF1
V
POR
V
PDR
t
t
RSTTEMPO
t
RSTTEMPO
BOR关闭时复位
BOR开启时复位
(V
BORR4
V
BORF1
)
POR/BOR上升阈值
PDR/BOR下降阈值
提示 复位延迟时间
t
RSTTEMPO
在
V
DD
超过
V
POR
阈值时开始,不受
BOR
选项位配置的限制。
有关欠压复位阈值的相关详细信息,请参见相应数据手册的电气特性部分。
1.2.2 可编程电压检测器(PVD)
可以使用可编程电压检测器(PVD)监视 V
DD
电源,将其与电源控制寄存器 2(PWR_CR2)中 PVDRT[2:0]位
(上升阈值)和 PVDFT[2:0]位(下降阈值)所选的阈值进行比较。设置的 V
PVDFx
电压水平应始终低于 V
PVDRx
。
通过设置 PVDE 位来使能 PVD。
状态寄存器 2(PWR_SR2)中提供了 PVDO 标志。它指示 V
DD
是大于还是小于 PVD 阈值。该事件内部连接到
EXTI 线 16,如果通过 EXTI 寄存器使能,则可以产生中断。当 V
DD
降至 PVD 阈值以下以及/或者当 V
DD
升至
PVD 阈值以上时,可以产生 PVD 输出中断,具体取决于 EXTI 线 16 上升沿/下降沿的配置。该功能的用处之一就
是可以在中断服务程序中执行紧急关闭系统的任务。
AN5096
STM32G0 系列的电源监控器
AN5096 - Rev 1
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