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June 2013 DocID17496 Rev 7 1/33

AN3216

Application note

Getting started with STM32L1xxx hardware development

Introduction

This application note is intended for system designers who require a hardware

implementation overview of the development board features such as the power supply, the

clock management, the reset control, the boot mode settings and the debug management. It

shows how to use STM32L1xxx product families and describes the minimum hardware

resources required to develop an STM32L1xxx application.

Detailed reference design schematics are also contained in this document with descriptions

of the main components, interfaces and modes.

Table 1. Applicable products

Type Product categories

Microcontrollers STM32L1 series

www.st.com

Contents AN3216

2/33 DocID17496 Rev 7

Contents

1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Power supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1.1 Independent A/D converter supply and reference voltage . . . . . . . . . . . . 8

2.1.2 Independent LCD supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1.3 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Reset and power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.3.1 Power-on reset (POR)/power-down reset (PDR),

brownout reset (BOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.2 Programmable voltage detector (PVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.3 Brownout reset (BOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.4 System reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1 MSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2 HSE OSC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2.1 External source (HSE bypass) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2.2 External crystal/ceramic resonator (HSE crystal) . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.3 LSE OSC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.1 External source (LSE bypass) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.2 External crystal/ceramic resonator (LSE crystal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.4 Clock security system (CSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4 Boot configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.1 Boot mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.2 Boot pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.3 Embedded boot loader mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5 Debug management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.2 SWJ debug port (serial wire and JTAG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

DocID17496 Rev 7 3/33

AN3216 Contents

5.3 Pinout and debug port pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.3.1 SWJ debug port pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.3.2 Flexible SWJ-DP pin assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.3.3 Internal pull-up and pull-down resistors on JTAG pins . . . . . . . . . . . . . . 24

5.3.4 SWJ debug port connection with standard JTAG connector . . . . . . . . . 24

6 Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.1 Printed circuit board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.2 Component position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.3 Ground and power supply (V

, V

SSA

, V

DDA

) . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.4 Decoupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.5 Other signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

6.6 Unused I/Os and features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

7 Reference design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1.1 Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1.2 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1.3 Boot mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1.4 SWJ interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1.5 Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.2 Component references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

8 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

DocID17496 Rev 7 5/33

AN3216 List of figures

List of figures

Figure 1. Power supply overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Figure 2. Power supply scheme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 3. Optional LCD power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 4. Power supply supervisors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 5. Power on reset/power down reset waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 6. PVD thresholds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 7. Reset circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 8. External clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 9. Crystal/ceramic resonators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 10. External clock

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 11. Crystal/ceramic resonators

(1)(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 12. Boot mode selection implementation example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 13. Host-to-board connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 14. JTAG connector implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 15. Typical layout for V

pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 16. STM32L152VB(T6) microcontroller reference schematic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

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