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开发板设计

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发表于 2020-5-25 22:45:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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7 L7 q# r% E+ ]7 S$ J8 V

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3 U  d) X5 g2 M/ e1 L6 B1 J4 k; h5 \( k0 v( [; ]
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。; `" V, L4 F( M0 n( ?1 V
8 [, p# X% R  P3 O0 {9 w
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。
3 n4 v* b8 W' R$ q, v9 j
9 e* u  y8 f7 p  {# ~! B) H4 A: a* s/ k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。/ L! n5 M5 f! ^, z
01
. I5 v" f7 x' x) A) C, V" C电源+ ?. L2 n% `) d" s) L
下图来自STM32F207的datasheet。+ g5 `+ v6 [% a. D8 @$ u
% I( l% G/ E( p' [, O

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) n* X/ v0 s9 \5 ?- R) C/ b" e- y
6 b& R: h  `: e
①表示Vcap1和Vcap2接了2.2uf的电容接地,每个接1个电容;
6 L2 y/ q- N" a5 @/ K②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;
* e/ `: b5 v# z1 {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;
1 c  r1 |5 v3 L6 X: T④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;# A* e3 f3 A% m8 F' C0 f: i
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);6 R7 y. I; }# U! t2 |

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; P8 u$ O+ K5 _* x, B$ \+ q8 a⑥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。0 m1 A% e" t+ G
注释:
# s6 E% w2 k/ C. `2 }$ u4 s
  •         10nf+1uf  就是并联电容
  •         100nf = 104  10nf = 103   1uf=105
    ' }0 W; S+ L1 i  B
    02boot. w- y9 a# @4 s* T0 f: P+ m
    下图见:STM32F207用户参考手册,编号RM0033
    ) q3 s, ^' e: V  a+ g6 k/ e' J4 `" X" ?+ d' L9 z5 X

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    8 p; M5 y7 c& a

    * A% r- l7 v4 J' S5 Z( t+ B* Z- uboot0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;, C  u. X1 `$ e( y1 ~  v
    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。' d" ?8 i$ Y8 z$ C
    ; x8 U0 h( K9 z/ W! h9 R/ s2 {6 D

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    / r$ H1 i4 f  ^) m

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    7 ?1 x5 n; q4 S7 i  W, p+ t
    / n$ A6 S1 _# a! C* CSTM32F207官方评估板电路:; N7 i& K" _! i
    + f  P: D; Z& D% L4 W* I

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    & }+ J) c' l- h. g7 |03复位电路
    . k3 C8 K/ Y6 g( ^, W0 a下图见datasheet& ]+ h. o! ~) h- H7 f7 c* s
    / Q  o  b3 G* E: n) J; Y1 n/ Y0 y

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    $ U, C+ _9 M. W; I$ t$ \

    ; ]8 L2 }3 g4 f4 c: P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,
    + k# v; `. M/ _) g2 R# P2 k
    % g$ t! I" S' f  q; W7 }# {

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    ' T3 b7 j2 a) c" ?) d4 ~0 `
    04晶振
    - D! b: g& w# T) P) ?采用3225封装的无源贴片晶振。' d& T& `& b, g: Y" O. [1 u
    晶振资料
    2 F7 H4 U) k' [+ m# V; S" ~" S
    3 R3 ]% }0 z2 g2 @4 c

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    8 r" i( m) k& T# c
    7 f6 P( Q# {  U$ E( v- A
    Load Capacitance:负载电容
    6 l  i: R8 }6 a, d! A- X' \个人一般配18PF电容
    # p: |" A" r! q1 p2 Q2 V8 T下图是ST的评估板原理图         8 e8 e- v% f% C  L& X

    - s$ [4 ~5 F- J/ B  l

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    - Q6 d2 _2 F% C其中,低速时钟为了片内RTC2 `* o  I5 j$ K
    05JTAG/ O$ t& v1 W  l7 J* P
    5 x; i: P" k- [1 h) d% H: P9 ^
    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。% Q. G. T# q- N# d: X

    / H5 @5 L' Y8 |* \: M9 m

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    8 O, b% m( v+ u( v8 w, J8 X/ g
    06兼容设计
      K. t' l1 f) B/ V1、复位采用max8096 W  r5 x/ p+ Q4 \: w5 J
    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: K- {( F% Q( V( s0 P, {
    3、兼容GD207和ST207,原理图上做一下图示四种处理0 l* }% w6 m% |1 ~# c. t! I

    % ~$ e- o' ]1 C* F

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    ; U6 P  L" L+ f: r, k
    ! P4 ?  e# e0 J7 y% J0 b差异区别:
    ( Z' t' j" `/ H& B; V

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    6 d) b- u0 Y( w! W
    07外设资源' N; y9 L# Z; g# Y: ?; h

    2 j, P7 t% w" D- O& [4 A3 C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。- t, a! e* o+ N% o  Z

    ; F/ i5 Z7 [0 ~3 C! o0 T板载资源有:& ?5 P# J* w! l0 {
  • 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9 X, o, D! e* h6 H- O5 }; l; v; u
    : u  [0 z$ H- Y( }
    原理图和PCB源文件可使用下面链接或者点击文末“阅读原”进行下载:! o0 V& f/ d% L9 ?
    https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6, J6 t6 U4 C/ x% v  q

    h11254sox2264010482726.jpg

    h11254sox2264010482726.jpg

    + {$ p  Q. g3 ?8 p, k

    xrylkabphsq64010482826.jpg

    xrylkabphsq64010482826.jpg
    * s3 a* @# _' O$ V- ^7 Z) Z: j# ?
    % F% [, \, q0 v4 ?& E+ E5 ~& D
    设计缺陷9 f/ P4 o2 Z5 A
  • 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
    ( Q2 Y0 I* r  ~/ A& s" h

    ( s+ l" B2 M; r2 D0 J" p6 d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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