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开发板设计

2024-11-26 16:53
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在MCU的学习中,大部分人都是学习别人的开发板,例如正点原子、野火等,优点是有可靠的教程和代码,缺点是容易让人有种自己全部都学会的了错觉,听了课程编写了代码,运行正常。


这个时候,可以尝试自已做一块属于自己的开发板,尽管它的电气特性可能没有那么好,没有达到商用的标准,但这个过程中会踩到很多坑,这样对驱动的理解才会更进一步。MCU的开发板基本都是双层版,不要去仿制正点原子或野火的板子,最好自己设计,参考官方文档资料,建议提高一下动手能力,也提高了自己的软件开发水平。


本人大学期间做的东西基本都是在学长的基础上修改的。毕业了,公司产品从ST32转向国产GD32,发现自己在一些方面学习的很模糊,没有学习到精髓。所以设计一款兼容STM32F207和GD32F207的开发板,用来重温学习。

01

电源

下图来自STM32F207的datasheet。


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①表示Vcap1和Vcap2接了2.2uf的电容接地,每个接1个电容;

②表示VDD1到VDD15接上VDD电源,再接电容,接地。Vss接地。PCB布局,尽量把电容离管脚近;

③表示可能有15个VDD,同理Vcap1和Vcap2只有两个方块,说明有两个电源引脚;

④表示VDDA连接VDDA,VDDA和VSSA,那么就是他们给ADC等模块供电,没有的话,就是VDD和VSS供电。其中Vref 和Vref-是ADC模块基准电压,可以直接连VDDA和VSSA;

⑤必须其中有一个VDD连接上4.7uf电容,(注意:STM32F10系列必须是VDD_3连接4.7uf电容);

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⑥表示Vref 可以连接其他的基准电压,但是要连接10nf电容 1uf电容,其实就是并联。

注释:

  • 10nf 1uf  就是并联电容

  • 100nf = 104  10nf = 103   1uf=105

02boot

下图见:STM32F207用户参考手册,编号RM0033


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boot0可以不下拉电阻的,片内有下拉电阻,实际项目中,还是需要下拉电阻,保证在复杂电磁环境下从Flash启动;

采用跳电阻的形式选择,实际项目,只需要BOOT0就好,学习的板子,两个都设计吧。


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STM32F207官方评估板电路:


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03复位电路

下图见datasheet


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上图看出,官方建议下拉0.1uF电容,再接复位按键,当管脚是低电平的时候复位,官方评估板电路采用电阻降压,注释donot fit,


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04晶振

采用3225封装的无源贴片晶振。

晶振资料


9b4588e7b8355469594d0fbf619f27.jpg


Load Capacitance:负载电容

个人一般配18PF电容

下图是ST的评估板原理图         


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其中,低速时钟为了片内RTC

05JTAG


根据ST的评估板,JTAG有上下拉电阻,实际应用中,使用SWD接口,只需要VCC,TMS,TCK,GND四根信号线,没有上下电阻也没有影响。


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06兼容设计

1、复位采用max809

2、无论是否使用模拟部分和AD部分,MCU外围出去VCC和GND,VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接,不可悬空

3、兼容GD207和ST207,原理图上做一下图示四种处理


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差异区别:

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07外设资源


设计兼容STM32F207和GD32F207的开发板,其他外设资源电路直接参看原理图。


板载资源有:

  • USB串口

  • 网口(RTL8201)

  • 两颗LED

  • RTC

  • NorFlash

  • 电源(5V转3.3V)

  • TF卡

  • 触摸按键

  • 4个独立按键

  • 8位并口LCD

  • USB

  • ESP8266的WIFI模块

  • ESP8266的USB下载口


原理图和PCB源文件可使用下面链接或者点击文末“阅读原文”进行下载:

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

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设计缺陷

  • 四个角忘记放置定位孔

  • BOOT0和BOOT1的丝印错写为GND

  • 很水的原理图和layout

  • 没有纽扣电池供电给RTC


免责声明:上述设计仅供学习参考使用,在普通室温环境下使用没问题,对于参考电路造成商业产品或工业产品故障,本人概不负责。

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资深嵌入式软件开发工程师,分享嵌入式软硬件方面知识。

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