代码收藏家技术教程 18天前

深入了解STM32电源及时钟配置

一、STM32最小系统

二、电源电路

2.1供电电压VDD，VSS

在 F103VET6 的引角图中可找到 49\50 角， 74\75 角， 99\100 角， 27\28角，10 \11角一共 5 对的VDD，VSS，也就是给我们芯片供电的正负电源。

STM32的工作电压(VDD)为2.0~3.6V，一般是选择 3.3 V作为 VDD 供电区域的电压值。

然后电压值还会通过内置的电压调节器转换为 CPU 内核提供所需的1.8V电源。

2.2供电电压VDDA ，VSSA

在19\20引脚VDDA ，VSSA可以作为独立电源，给 AD 转换器、温度传感器等提供电源，目的是可以提高相应模块的精度。

在数据手册中 VSSA，VDDA 供电电压范围和 VDD 一样，是2.0V~3.6V之间。

当对精度要求不高时，可以直接将这两个引角直接到芯片的电源 VDD 和 VSS 上。

2.3 AD/DA转换参考电压VREF-，VREF+

20/21引脚，是一对VREF-，VREF+，这是一对参考电压，作为模数/数模转换的参考电压。

2.3.1基本介绍

位数：数字量的个数。
假设数字量的位数是8位，则 0V 对应的这个数字量是0000 0000。

参考电压：全一的数字量对应的模拟量。
假设参考电压是 5 V，就表示全一的这个数字量对应的模拟量是 5 V。

这样就形成了一个一一对应的关系，参考电压变化引起的数字量变化。

2.3.2 STM32中实际情况

（1）参考电压

在数据手册中规定STM32实际的数字量位数和模拟量参考电压。

VREF+的范围是 2.4 伏到VDDA，其中VDDA 是与供电电源是一致的，为2.0~3.6 V，所以我们这里VREF+也是2.0~3.6 V，即精度要求不高的话，可以直接将这两个参考电压引角接到电源的 3.3 伏上。

（2）位数

数据手册中说明 F1 系列具有两个 12 位的模数转换器。

则对应关系如下图：

2.4 备用电源接入引脚VBAT

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。

2.5总结

2.6电源供电参考电路

上图是 USB 供电的，因为 USB 供电电压是 5V，而 STM32 电源的工作范围是 2.0V 到 3.6V，直接供电就会把芯片烧掉了。

可以先通过一块稳压模块，先将 5V 的电源降压为 3.3 伏，之后再给芯片供电。

这里电路用的稳压芯片是 AMS 1117，将 5V 稳压为 3.3V。

三、晶振电路

晶振引脚：8/9、12/13

3.1晶振电路的必要性

必须要有时钟波形，芯片就可以在每一个上升延或者下降延到来的时候执行一次动作。

可以简单认为时钟波形的频率越高，单位时间内芯片能执行的指令就更多，芯片就更强大。

3.2 STM 32 整体芯片架构

STM32系统结构如下图：

大致分为 ARM context 内核，通过总线连接的外部存储设备、闪存flash、存储器SRAM 以及各种各样的外设。

每一部分想要能够正常工作，都需要有属于自己的时钟信号，如下图：

这么多的时钟就需要共用时钟源，并通过分频器或者倍频器得到自己想要的时钟频率。

3.3时钟源

3.3.2内部时钟源

（1）高速内部时钟信号HSI

内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器，系统在启动时默认使用该内部8MHz作为主时钟源

（2）低速内部时钟信号LSI

内嵌带校准的40kHz的RC振荡器，主要是给独立开门狗使用的 RC 震荡器

这两组内部时钟源都是由电阻电容构成的 RC 震荡器，所以容易受到环境和温度的影响，即会随着环境变化，时钟频率也会变化，不那么准。

（3）产生CPU时钟的PLL：PLL

PLL：锁相环倍频器。它不产生时钟信号，但是可以对时钟信号进行倍频，这样就可以采用时钟源产生低频的时钟信号，然后再通过PLL倍频得到目标频率。

3.3.3外部时钟源

（1）高速外部时钟信号HSE

4~16MHz晶体振荡器，一组OSC接入4-16兆的晶体振荡器

（2）低速外部时钟信号LSE

带校准功能的32kHZ RTC振荡器，一组OSC32接入带校准功能的32kHZ RTC振荡器

外部晶震通常是石英晶振或陶瓷晶振，相对于内部的 RC 震荡器来说，精度和抗环境干扰的能力就很高。所以一般都是优先使用外部晶振作为时钟源的。

3.4晶振电路

低速外部晶振LSE

由一块 32.768 k 赫兹的石英震荡器以及两个匹配电容 C1，C2 组成。

高速外部晶振HSE

由一块 8MHz 的石英振荡器和匹配电容 C3，C4 组成。R10 是一个反馈电阻，是可以不接的，因为 STM32 已经将这个电阻是已经集成到芯片的内部。

	引脚名称	说明
晶振（外部）	OSC_IN OSC_OUT (HSE)	外接4M~16MHz的HSE引脚，用于给STM32提供高精准系统时钟，如果使用内部HIS能满足使用需求，这两个脚可以不接晶振
晶振（外部）	OSC32_IN OSC32_OUT (LSE)	外部LSE引脚，通常为32.768KHz，用于给STM32内部RTC提供时钟，如果使用内部LSI能满足使用需求，这两个脚可不接晶振
晶振（内部）	HSI	外部HSE晶振引脚，用于给STM32提供高精准系统时钟，如果使用内部HIS能满足使用需求:这两个脚可以不接晶振
	LSI	外部LSE晶振引脚，用于给STM32内部RTC提供时钟，如果使用内部LSI能满足使用需求，这两个脚可不接晶振
	PLL	锁相环倍频输出，用来将输入时钟源倍频，时钟输入源可以是HSE、HSE/2、HSI/2，倍频系数可选择为2~16倍。