STM32F103電路引腳功能定義及部分參考電路設計

STM32F103各引腳(LQFP64)功能定義

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NOTE:

1.供電方案
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●VDD = 2.0至3.6 V:用於I / O的外部電源和內部穩壓器,通過VDD引腳從外部提供。

●VSSA,VDDA = 2.0至3.6 V:用於ADC,DAC,復位模塊,RC和PLL(當ADC或DAC模塊使用,施加到VDDA的最小電壓爲2.4 V), VDDA和VSSA必須分別連接到VDD和VSS。

●VBAT = 1.8至3.6 V:當不存在VDD時,用於RTC,外部時鐘32 kHz振盪器和備用寄存器(通過電源開關)。
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從上圖可知:

每個VDD各接一個100nF陶瓷電容,其中VDD3需要再接一個4.7uF的鉭電容;

VDDA:接10nF陶瓷電容+1uF鉭電容;

VREF+:可接VDDA,也可接外部參考源,此時也需要接10nF陶瓷電容+1uF鉭電容;

2.通信接口

1.I2C總線

STM32F103提供兩個I2C總線接口,作爲從機時,支持7/10位尋址模式和7位雙尋址模式,I2C總線配置可由DMA控制器提供服務。
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2.SPI接口

在全雙工和單工通信模式下,從機和主機模式下,提供三個SPI接口能夠以18Mbit/s速率通信,所有SPI接口配置均可由DMA控制器提供服務。

3.I2S接口

I2S(Inter-IC Sound)是飛利浦公司針對數字音頻設備(如CD播放器、數碼音效處理器、數字電視音響系統)之間的音頻數據傳輸而制定的一種總線標準。它採用了獨立的導線傳輸時鐘與數據信號的設計,通過將數據和時鐘信號分離,避免了因時差誘發的失真,爲用戶節省了購買抵抗音頻抖動的專業設備的費用。標準的I2S總線電纜是由3根串行導線組成的:1根是時分多路複用(簡稱TDM)數據線;1根是字選擇線;1根是時鐘線。

STM32F103提供兩個I2S總線接口(與SPI2和SPI3複用),音頻採樣頻率支持8KHz至48kHz。
I2S有3個主要信號:

1.串行時鐘SCLK,也叫位時鐘(BCLK),即對應數字音頻的每一位數據,SCLK都有1個脈衝。SCLK的頻率=2×採樣頻率×採樣位數。

2. 幀時鐘LRCK,(也稱WS),用於切換左右聲道的數據。LRCK爲“1”表示正在傳輸的是右聲道的數據,爲“0”則表示正在傳輸的是左聲道的數據。LRCK的頻率等於採樣頻率。

3.串行數據SDATA,就是用二進制補碼錶示的音頻數據。

有時爲了使系統間能夠更好地同步,還需要另外傳輸一個信號MCLK,稱爲主時鐘,也叫系統時鐘(Sys Clock),是採樣頻率的256倍或384倍。

4.USART接口

STM32F103系列嵌入了三個通用同步/異步接收器發送器(USART1,USART2和USART3)和兩個通用異步接收器發送器(UART4和UART5)。

USART1接口能夠以高達4.5Mbit/s速率通信,其餘可用接口通信速率最高爲2.25Mbit/s,USART1,USART2和USART3還提供CTS和RTS信號的硬件管理。DMA控制器可以爲所有接口提供服務,但UART5除外。

引腳功能定義:

TX:發送數據輸出引腳。

RX:接收。

nRTS:請求以發送,n表示低電平有效。如果使能 RTS 流控制,當USART接收器準備好接收新數據時就會將nRTS變成低電平;當接收寄存器已滿時,nRTS將被設置爲高電平。該引腳只適用於硬件流控制。

nCTS:清除以發送(Clear To Send),n表示低電平有效。如果使能 CTS流控制,發送器在發送下一幀數據之前會檢測 nCTS 引腳,如果爲低電平,表示可以發送數據,如果爲高電平則在發送完當前數據幀之後停止發送。該引腳只適用於硬件流控制。

SCLK:發送器時鐘輸出引腳。這個引腳僅適用於同步模式。

下圖是STM32F103(LQFP64)的USART引腳分佈的總線示意,可以看出USART1的時鐘來源於APB2總線時鐘,最大頻率爲72MHZ,其他4個時鐘來源於APB1總線時鐘,最大頻率36MHZ。UART只有異步傳輸功能,沒有SCLK(CK)、nCTS(CTS)和nRTS(RTS)功能引腳。
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3.功能概述

1.溫度感應器

溫度傳感器必須產生隨溫度線性變化的電壓。轉換範圍在2 V <VDDA ❤️.6 V之間。溫度傳感器內部連接到ADC1_IN16輸入通道,該通道用於將傳感器輸出電壓轉換爲數字值。

2.ADC(模數轉換器)

STM32F103系列嵌入了三個12位模數轉換器,ADC可由DMA控制器提供服務,模擬看門狗功能可以精確地監視所有選定通道的轉換電壓,當轉換後的電壓超過設定的閾值後,將產生中斷。

3.DAC(數模轉換器)

STM32F103系列提供二個12位緩衝DAC通道,可用於將兩個數字信號轉換爲兩個模擬電壓信號輸出,設計結構有集成電阻串和反向配置的放大器組成。
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參考電路:

1.晶振電路
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2.復位電路
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3.MCU電路
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