Stm32f103r8t6單片機(jī)最小系統(tǒng)板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利屬于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)最低層領(lǐng)域所涉及的一塊單片機(jī)最小系統(tǒng)板，具體為STM32F103R8T6單片機(jī)最小系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，單片機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。在生產(chǎn)與技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，成為電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和通信技術(shù)中的一個(gè)重要開發(fā)工具，市場(chǎng)對(duì)從事單片機(jī)開發(fā)的需求非常迫切，這也對(duì)單片機(jī)教學(xué)和實(shí)踐提出了更高的要求，單片機(jī)最小系統(tǒng)板，無論對(duì)單片機(jī)初學(xué)者還是單片機(jī)開發(fā)人員都具有十分重要的意義，利用最小系統(tǒng)板可以進(jìn)行外圍電路的擴(kuò)充、編程、從而實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的各種應(yīng)用。通常在單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)過程中，必須先用最小系統(tǒng)板作為調(diào)式對(duì)象加上用戶設(shè)計(jì)的外圍電路進(jìn)行前期調(diào)式，需要把程序用仿真器燒錄到ROM中，由于調(diào)式的需要，避免不了對(duì)ROM進(jìn)行多次擦除，造成ROM損耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述問題，本最小系統(tǒng)板在啟動(dòng)方式上通過跳線帽的選擇將啟動(dòng)方式設(shè)置為三種可選方式，當(dāng)選擇從RAM啟動(dòng)時(shí)可以大大減輕片內(nèi)ROM的擦寫次數(shù)，延長(zhǎng)了最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板壽命。STM32F103R8T6單片機(jī)最小系統(tǒng)板包括，復(fù)位電路、時(shí)鐘電路，RTC供電電路、電源電路、CAN總線通信電路模塊。組成這些電路的元件合理分布在電路板的各個(gè)部位。其集成度高，結(jié)構(gòu)緊湊，方便用戶攜帶。STM32F103R8T6單片機(jī)所有引腳全部以排針引出，并提供5V，3.3V電源擴(kuò)展，同時(shí)支持SWD與JTAG兩種下載方式，方便用戶擴(kuò)展開發(fā)。
【附圖說明】
[0004]圖1為3.3V與5V供電原理圖
[0005]圖2為MCU主控原理圖
[0006]圖3為啟動(dòng)方式選擇原理圖
[0007]圖4為外接排針與對(duì)應(yīng)MCU對(duì)應(yīng)腳位的連接原理圖
[0008]圖5為CAN總線原理圖
[0009]圖6為JTAG下載調(diào)式接口
[0010]圖7為PCB制版繪圖
【具體實(shí)施方式】
[0011]STM32F103R8T6單片機(jī)最小系統(tǒng)板其包括PCB電路板，特征PCB電路板上固定安裝有STM32F103R8T6單片機(jī)、VP230 CAN收發(fā)芯片、貼片電阻(Rl、R2、R4、R3)、貼片電容(Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9)、16腳的雙排插座，6腳的雙排插座、自鎖開關(guān)、USB母頭電源接口、DC2.0電源接口、復(fù)位按鍵、貼片發(fā)光二極管、晶振、RTC電池供電底座，20pinJTAG下載接口。
[0012]STM32F103R8T6單片機(jī)最小系統(tǒng)板包括:
[0013]兩種供電方式:USB供電方式、DC-2.0供電方式，提供5v供電，采用ASMl 117-3.3v降壓成3.3v給stm32供電(供電方式接反保護(hù)功能)。
[0014]復(fù)位方式:上電復(fù)位、按鍵復(fù)位。
[0015]啟動(dòng)方式:可通過跳帽選擇三種啟動(dòng)方式BOOTl=X (任意值)，BOOTO=O從用戶閃存啟動(dòng)，這是正常的工作模式。BOOTl=O BOOTO=I從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)，這種模式啟動(dòng)的程序功能由廠家設(shè)置。BOOTl=I BOOTO=I從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)，這種模式可以用于調(diào)試。
[0016]調(diào)試方式:最小系統(tǒng)板支持2種調(diào)試方式，標(biāo)準(zhǔn)的20腳JTAG仿真調(diào)試和串行單線調(diào)試(SWD)。JTAG調(diào)試接口在芯片實(shí)際工作時(shí)不是必須的，本系統(tǒng)采用SWD接口。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口需要5根信號(hào)線(TDO、TD1、TCK、NRST, TMS)和硬件復(fù)位RST信號(hào)。而串行接口 SWD只需I根時(shí)鐘信號(hào)線(SWCLK)和I根數(shù)據(jù)信號(hào)線(SED10)，不僅提高了調(diào)試速度，減少了 GP1的使用，而且節(jié)省PCB的空間和布線難度。JTAG的TCK和TMS信號(hào)分別與SWCLK和SED1共用管腳，TMS腳上的一個(gè)特殊的信號(hào)序列用于在JTAG與SWD間切換。本系統(tǒng)采用Keil μ V1-s1n4IDE開發(fā)環(huán)境，調(diào)試下載時(shí)設(shè)置為SWD后，即可使用SWD接口，無需在TMS上輸出指定的信號(hào)序列。
[0017]通信方式:CAN總線通信，采用CAN收發(fā)器VP230具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電子干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)；采用雙線串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作；具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過CAN控制器掛到CAN-bus上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)；可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文；可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能；報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。
[0018]RTC采用獨(dú)立的紐扣電池供電系統(tǒng)供電，能夠使重要信息在系統(tǒng)供電意外斷電的情況下不丟失。
[0019]自鎖開關(guān)用來控制由USB母頭與DC-2.0供電接口與單片機(jī)供電之間的通斷，及在單片機(jī)進(jìn)行程序下載的時(shí)候重新上電復(fù)位。
[0020]復(fù)位按鍵安裝在單片機(jī)核心板的邊緣并連接至單片機(jī)的復(fù)位引腳。
[0021]一位可編程控制發(fā)光二極管燈連接至STM32F103R8T6的PBO引腳，用于在使用STM32F103R8T6最小系統(tǒng)板的時(shí)候完成程序指示功能。
[0022]本最小系統(tǒng)板的抗干擾性能強(qiáng)在3.3V電源與5V電源都加了電容進(jìn)行濾波。
[0023]該最小系統(tǒng)所有GP1 口都有外接排針，方便用戶擴(kuò)展。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一款STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，其包括PCB電路板，其特征在于所述PCB板上固定安裝有一片STM32F103R8T6單片機(jī)芯片、一片VP230CAN收發(fā)芯片、一片ASMl 117-3.3V電源芯片、四個(gè)貼片電阻(町、!?2、1?4、1?3)、十個(gè)貼片電容((:1、02乂3、(:4乂5、06乂7、08乂9)、四個(gè)16腳的雙排插座，四個(gè)6腳的雙排插座、一個(gè)自鎖開關(guān)、一個(gè)USB母頭電源接口、一個(gè)DC2.0電源接口、一個(gè)復(fù)位按鍵、一個(gè)貼片發(fā)光二極管、一個(gè)8M晶振、一個(gè)32.768kHZ晶振，R 一個(gè)TC電池供電底座，一個(gè)20pinJTAG下載接口，一個(gè)CAN總線接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，其特征在于其設(shè)有啟動(dòng)方式選擇，通過跳線帽的選擇可以將啟動(dòng)方式設(shè)為三種方式:用戶閃存啟動(dòng)、系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)、從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，其特征在于其設(shè)有CAN通信的功能，設(shè)有CAN總線接口，支持SWD與JTAG兩種下載方式，方便用戶調(diào)式延長(zhǎng)最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板壽命。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，其特征在于其體積小，便捷性強(qiáng)，同時(shí)可將STM32F103R8T6的所有端口通過杜邦線引出，用戶可隨意擴(kuò)展，其設(shè)有程序運(yùn)行指示功能，通過發(fā)光二極管D2可以測(cè)試最小系統(tǒng)板的好壞。
【專利摘要】一種STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，解決圍繞如何減少初學(xué)者學(xué)習(xí)STM32F103R8T6過程中通常需要把程序用仿真器燒錄到ROM中，由于調(diào)試的需要，避免不了對(duì)ROM進(jìn)行多次擦除，ROM損耗問題。本產(chǎn)品在啟動(dòng)方式上做了改進(jìn)通過跳線帽的選擇可以將啟動(dòng)方式設(shè)置三種方式 到跳線帽選擇從RAM啟動(dòng)時(shí)可以大大減輕片內(nèi)ROM的擦寫次數(shù)，以降低對(duì)ROM的損耗，使下載程序和在線調(diào)試更加簡(jiǎn)便。STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板包含MCU主控芯片，CAN總線接口，JTAG下載在線仿真接口，USB供電接口，DC-2.0供電接口，3.3V、5V供電擴(kuò)展接口，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電池電源，電源指示燈，程序運(yùn)行指示燈，復(fù)位按鍵，用戶可根據(jù)需求自行擴(kuò)展。同時(shí)采用合理的布局使體積達(dá)到最小化，使用戶攜帶方便。本設(shè)計(jì)是一款實(shí)用型的STM32F103R8T6最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)板，具體功能模塊分布 如附圖所示。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號(hào)】CN204270060
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420656197
【發(fā)明人】戴圣偉, 唐用, 吳浪, 夏煒杰, 王炎平, 歐陽池建, 蔡勝強(qiáng)
【申請(qǐng)人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月6日