STM32的工作电压(VDD)为2.0~3.6V。通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源。
当主电源VDD掉电后,通过VBAT脚为实时时钟(RTC)和备份寄存器提供电源。
图1:芯片内部
为了提高转换的精确度,ADC使用一个独立的电源供电,过滤和屏蔽来自印刷电路板上的毛刺干扰。
●
ADC的电源引脚为VDDA
●
独立的电源地VSSA
如果有VREF-引脚(根据封装而定),它必须连接到VSSA。
100脚和144脚封装:
为了确保输入为低压时获得更好精度,用户可以连接一个独立的外部参考电压ADC到VREF+和VREF-脚上。在VREF+的电压范围为2.4V~VDDA。
64脚或更少封装:
没有VREF+和VREF-引脚,他们在芯片内部与ADC的电源(VDDA)和地(VSSA)相联。
图2:芯片外部
外面的微法级电容从优到劣:叠层瓷片电容,钽电解电容,固态电解电容,铝电解电容。
布线时需注意电源应粗些,不要形成环路。如果有单独的电源层最好。
如果需要通过电磁兼容等要求,需要加防雷管、压敏电阻、瞬变管、防静电管、磁珠等。
如果有环保要求,需要考虑ROHS器件和生产环节、材料等
D4:活起来的第一步:复位
STM32F10xxx支持三种复位形式,分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。
一、电源复位
1、上电复位(POR)和掉电复位(PDR)
STM32内部有一个完整的上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路,当供电电压达到2V时系统既能正常工作。
当VDD/VDDA低于指定的限位电压VPOR/VPDR时,系统保持为复位状态,而无需外部复位电路。
图1:复位波形
2、从待机模式中返回
电源复位将复位除了备份区域外的所有寄存器。复位源将最终作用于RESET管脚,并在复位过程中保持低电平。复位入口矢量被固定在地址0x0000_0004。
二、系统复位
系统复位将复位除时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份区域中的寄存器以外的所有寄存器当以下事件中的一件发生时,产生一个系统复位:
1.NRST管脚上的低电平(外部复位)。(外围复位电路接入的地方)
2.窗口看门狗计数终止(WWDG复位)
3.独立看门狗计数终止(IWDG复位)
4.软件复位(SW复位)
5.低功耗管理复位
可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源。
软件复位
通过将Cortex™-M3中断应用和复位控制寄存器中的SYSRESETREQ位置’1’,可实现软件复位。请参考Cortex™-M3技术参考手册获得进一步信息。
低功耗管理复位
在以下两种情况下可产生低功耗管理复位:
1.在进入待机模式时产生低功耗管理复位: 通过将用户选择字节中的nRST_STDBY位置’1’将使能该复位。这时,即使执行了进入待机模式的过程,系统将被复位而不是进入待机模式。
2.在进入停止模式时产生低功耗管理复位: 通过将用户选择字节中的nRST_STOP位置’1’将使能该复位。这时,即使执行了进入停机模式的过程,系统将被复位而不是进入停机模式。
三、备份区域复位
当以下事件中之一发生时,产生备份区域复位。
1.软件复位,备份区域复位可由设置备份区域控制寄存器RCC_BDCR中的BDRST位产生。
2.在VDD和VBAT两者掉电的前提下,VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。三、备份区域复位
三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK):
●HSI振荡器时钟
●HSE振荡器时钟
●PLL时钟
这些设备有以下2种二级时钟源:
●40kHz低速内部RC,可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。RTC用于从停机/待机模式下自动唤醒系统。
●32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。
当不被使用时,任一个时钟源都可被独立地启动或关闭,由此优化系统功耗。
图1、时钟树
图2、时钟框图
在STM32中,有五个时钟源,为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
①、HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz。
②、HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或者接外部时钟源,频率范围为4MHz~16MHz。
③、LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz。
④、LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。
⑤、PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍,但是其输出频率最大不得超过72MHz。
其中40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用,另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。另外,实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE,或者是HSE的128分频。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。
STM32中有一个全速功能的USB模块,其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取,可以选择为1.5分频或者1分频,也就是,当需要使用USB模块时,PLL必须使能,并且时钟频率配置为48MHz或72MHz。
另外,STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上,可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟。
系统时钟SYSCLK,它是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟最大频率为72MHz,它通过AHB分频器分频后送给各模块使用,AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中AHB分频器输出的时钟送给5大模块使用:
①、送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。
②、通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟。
③、直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK。
④、送给APB1分频器。APB1分频器可选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB1外设使用(PCLK1,最大频率36MHz),另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频,时钟输出供定时器2、3、4使用。
⑤、送给APB2分频器。APB2分频器可选择1、2、4、8、16分频,其输出一路供APB2外设使用(PCLK2,最大频率72MHz),另一路送给定时器(Timer)1倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频,时钟输出供定时器1使用。另外,APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用,分频后送给 ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。
在以上的时钟输出中,有很多是带使能控制的,例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。当需要使用某模块时,记得一定要先使能对应的时钟。
需要注意的是定时器的倍频器,当APB的分频为1时,它的倍频值为1,否则它的倍频值就为2。连接在APB1(低速外设)上的设备有:电源接口、备份接口、 CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号,但它应该不是供USB模块工作的时钟,而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由 APB1提供的。连接在APB2(高速外设)上的设备有:UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。
在STM32F10xxx里,可以通过BOOT[1:0]引脚选择三种不同启动模式。
在系统复位后,SYSCLK的第4个上升沿,BOOT引脚的值将被锁存。用户可以通过设置BOOT1和BOOT0引脚的状态,来选择在复位后的启动模式。
在从待机模式退出时,BOOT引脚的值将被被重新锁存;因此,在待机模式下BOOT引脚应保持为需要的启动配置。在启动延迟之后,CPU从地址0x0000 0000获取堆栈顶的地址,并从启动存储器的0x0000 0004指示的地址开始执行代码。
因为固定的存储器映像,代码区始终从地址0x0000 0000开始(通过ICode和DCode总线访问),而数据区(SRAM)始终从地址0x2000 0000开始(通过系统总线访问)。Cortex-M3的CPU始终从ICode总线获取复位向量,即启动仅适合于从代码区开始(典型地从Flash启动)。
STM32F10xxx微控制器实现了一个特殊的机制,系统可以不仅仅从Flash存储器或系统存储器启动,还可以从内置SRAM启动。
根据选定的启动模式,主闪存存储器、系统存储器或SRAM可以按照以下方式访问:
● 从主闪存存储器启动:主闪存存储器被映射到启动空间(0x0000 0000),但仍然能够在它原有的地址(0x0800 0000)访问它,即闪存存储器的内容可以在两个地址区域访问,0x0000 0000或0x0800 0000。
● 从系统存储器启动:系统存储器被映射到启动空间(0x0000 0000),但仍然能够在它原有的地址(互联型产品原有地址为0x1FFF B000,其它产品原有地址为0x1FFF F000)访问它。
● 从内置SRAM启动:只能在0x2000 0000开始的地址区访问SRAM。
注意: 当从内置SRAM启动,在应用程序的初始化代码中,必须使用NVIC的异常表和偏移寄存器,从新映射向量表之SRAM中。
内嵌的自举程序
内嵌的自举程序存放在系统存储区,由ST在生产线上写入,用于通过可用的串行接口对闪存存储器进行重新编程:
● 对于小容量、中容量和大容量的产品而言,可以通过USART1接口启用自举程序。
● 对于互联型产品而言,可以通过以下某个接口启用自举程序:USART1、USART2(重映像的)、CAN2(重映像的)或USB OTG全速接口的设备模式(通过设备固件更新DFU协议)。 USART接口依靠内部8MHz振荡器(HSI)运行。CAN和USB OTG接口只能当外部有一个8MHz、14.7456MHz或25MHz时钟(HSE)时运行。
前面看了供电、复位和时钟电路,有了这些,可以接触到一点点软件了。比较懒得方法是直接用固件库。其实不单单是因为懒,更重要我觉得是通用型和软件的可靠性,固件库好一些。而且出活快。
复位和时钟设置(RCC)
RCC有多种用途,包括时钟设置,外设复位和时钟管理。
RCC寄存器描述
时钟控制寄存器(RCC_CR)
时钟配置寄存器(RCC_CFGR)
时钟中断寄存器 (RCC_CIR)
APB2外设复位寄存器 (RCC_APB2RSTR)
APB1外设复位寄存器 (RCC_APB1RSTR)
AHB外设时钟使能寄存器 (RCC_AHBENR)
APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)
APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR)
备份域控制寄存器 (RCC_BDCR)
控制/状态寄存器 (RCC_CSR)
RCC寄存器结构,RCC_TypeDeff,在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下:
typedef struct
{
vu32 CR;
vu32 CFGR;
vu32 CIR;
vu32 APB2RSTR;
vu32 APB1RSTR;
vu32 AHBENR;
vu32 APB2ENR;
vu32 APB1ENR;
vu32 BDCR;
vu32 CSR;
} RCC_TypeDef;
用库函数就像当初学C语言引用库函数一样
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