TM32F103ZET6最小系統設計

2013-04-16 10:45:02

電子世界 2013年5期

關鍵詞：設計

Cortex_M3內核主要是應用于低成本、低功耗的場合，并且具有極高的運算能力和極強的中斷響應能力。Cortex-M3處理器采用純Thumb2指令的執行方式，使得這個具有32位高性能的ARM內核能夠實現8位和16位的代碼存儲密度。ARM Cortex-M3處理器是使用最少門數的ARM CPU，核心門數只有33K，在包含了必要的外設之后的門數也只有60K，使得封裝更為小型，成本更加低廉。Cortex-M3采用了ARM V7哈佛架構，具有帶分支預測的3級流水線，中斷延遲最大只有12個時鐘周期，在末尾連鎖的時候只需要6個時鐘周期。同時具有1.25DMIPS/MHZ的性能和0.19mW/MHZ的功耗。STM32F103ZET6該芯片具有Cortex_M3內核、144管腳、64KB SRAM、512 KB FLASH、2個基本定時器、4個通用定時器、2個高級定時器、3個SPI、2個IIC、5個串口、1個USB、1個CAN、3個12位ADC、1個12位DAC、1個SDIO接口、1個FSMC接口以及112個通用IO口。

一、原理圖設計

一個最小的核心板原理圖分為電源供電，外部時鐘，啟動方式，復位，下載五部分。

1.電源供電

電源供電部分為主要模擬部分供電與數字部分供電，11個數字部分需要添加11個去耦電容(見圖1.1)。去耦電容的作用舉個簡單的例子。你可以把總電源看作水庫，我們大樓內的家家戶戶都需要供水，水不是直接來自于水庫，那樣距離太遠了，等水過來，我們已經渴的不行了。實際水是來自于大樓頂上的水塔，水塔其實是一個暫存的作用。同樣的道理如果微觀來看，高頻器件在工作的時候，其電流是不連續的，而且頻率很高，而器件VCC到總電源有一段距離，即便距離不長，在頻率很高的情況下，阻抗Z=i*wL+R，線路的電感影響也會非常大，會導致器件在需要電流的時候，不能被及時供給。去耦電容可以彌補此不足。這就是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因。

模擬電源部分的地與數字電源部分的地需要連接起來(見圖1.2)，連接起來方式有三種。第一種是磁珠，第二種是電感，第三種是0R電阻。比較三種方法哪種比較適合模擬地與數字地的單點接地呢？磁珠的等效電路相當于帶阻限波器，只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用，使用時需要預先估計噪點頻率，以便選用適當型號。對于頻率不確定或無法預知的情況，磁珠不合。電感體積大，雜散參數多，不穩定。0歐電阻相當于很窄的電流通路，能夠有效地限制環路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗)，這點比磁珠強。0歐姆電阻可以設置多個，根據實際要求選擇0歐姆電阻數目，達到最優的設置要求。所以我們這里的模擬地與數字地部分我們選用2個0歐姆電阻并聯的形式，根據實際選擇相應的0歐姆電阻的數目。

STM32F103ZET6屬于低功耗產品，在主時鐘關閉的情況，部分功能仍然可以保持正常(見圖1.3)。但是需要裝上備用電池。此處我們選用CR1220紐扣電池接上二極管的方法，在有其他外部電源的時候啟用外部電源，在突然斷電或者異常狀況下啟用備

2.外部時鐘

選用8M晶振并聯12M反饋電阻和22pf起振電容。外部32.68KHZ的晶振并聯10pf起振電容(見圖1.4)。

3.啟動方式

STM32F103ZET6有三種啟動方式(見圖1.5)，如表1所示。

(1)用戶閃存就是芯片內置的Flash，這種模式直接從0X08000000啟動，也就是我們自己編寫的代碼的啟動方式了.正常情況都應該用這種。

(2)SRAM就是芯片內置的RAM區，就是內存，從0X20000000啟動的，也就是說在SRAM模式開始之前，你要確保SRAM里面已經有代碼了，否則就是死機。

(3)系統存儲器就是芯片內部一塊特定的區域，芯片出廠時在這個區域預置了一段BOOTLOADER，就是通常說的ISP程序。這個區域的內容在芯片出廠后沒有人能夠修改或擦除，即它是一個ROM區。這種模式就是STM32復位后就執行固化在內部的BOOTLOADER程序(固化的，我們無法讀寫)，然后等待串口數據，從而實現串口BOOTLOADER功能。這種模式不會從用戶存儲區啟動(除非用串口控制其從0X08000000啟動)，所以在更新了代碼之后，需要設置為其他模式(FLASH模式)。