STM32电源结构解析:VREF、VDDA、VCC、VDD、VBAT详解

STM32电源结构(VREF、VDDA、VCC、VDD、VBAT)

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。

  • VCC(电路的电源正电压),GND(电路的电源负电压)。

    VCC是指芯片的电源电压,通常是5V或3.3V,用于为芯片提供工作电压。电源电压通常由电源模块提供,它可以是交流电、直流电或者其他形式的电源信号。VCC通常连接到芯片的正极电源,也就是芯片的电源输入端。

  • VDD(芯片工作正电压),VSS(芯片工作负电压)。
    VDD是指MOSFET场效应管的漏极电压,也称为供电电压。主要为IO口供电以及通过稳压器为内核、内置数字外设、存储器等供电,简单来说就是为所有芯片的数字电路部分供电。

  • VDDA(芯片的模拟正电压),VSSA(芯片的模拟负电压)。
    主要用于供单片机内部模拟电路和模块,例如ADC、DAC。单片机中,数字和模拟信号通常需要不同的供电电压,通过独立的引脚,减少数字和模拟电路之间的相互干扰。

    例如: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,确保共地。

  • VREF -(ADC基准负电压),VREF+(ADC基准正电压)
    VREF是ADC的基准电压,是ADC测量电压的标准。VREF精度高,A/D转换精度才有保障。VREF+是指输入的模拟电压的最大值, 用于比较输入电压, AD的输入的有效范围:0-VREF+。
    对于STM32F10x系列,100脚和144脚封装:为了确保输入为低压时获得更好精度,可以连接一个独立的外部参考电压ADC到VREF +和VREF -脚上。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。

    以10位的ADC为例,VREF+=5V,ADC分辨率为5/1024=0.00488V。

  • VBAT(电池或其他电源供电)
    使用电池或其他电源连接到VBAT脚上,当VDD断电时,可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的功能。
    如果没有外部电池,这个引脚必须和100nF的陶瓷电容一起连接到VDD电源上。(在实际使用时,没有外部电池,发现引脚悬空也没事。)

    芯片手册中说:在VDD上升阶段(tRSTTEMPO)或者探测到PVD之后,VBAT和VDD之间的电源开关仍会保持连接在VBAT。 在VDD上升阶段,如果VDD在小于tRSTTEMPO的时间内达到稳定状态,且VDD > VBAT + 0.6V时,电流可能通过VDD和VBAT之间的内部二极管注入到VBAT。

  • 电源结构部分的接线图:

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