STM32电源供电



图中虚线表示可选连接。

1. V B A T V_{BAT} VBAT

  • 用纽扣电池时,纽扣电池连接到 V B A T V_{BAT} VBAT,正点原子原理图参考:
  • 不用纽扣电池,接 V D D V_{DD} VDD。

2. V R E F + V_{REF+} VREF+、 V R E F − V_{REF-} VREF−

2.1 V R E F V_{REF} VREF完整用途

  1. ADC转换参考电压 (主要用途)

    • 决定ADC的满量程电压
    • 影响ADC转换精度
  2. DAC参考电压

    • 决定DAC输出的满量程电压
    • 影响DAC输出精度
  3. 内部模拟电路参考

    • 比较器参考电压
    • 内部基准电压校准
    • 温度传感器校准
  4. 电源监控电路

    • PVD (电源电压检测) 参考
    • 低压复位电路参考

2.2 电路方案(12-bit ADC characteristics)

General PCB design guidelines Power supply decoupling should be performed as shown in Figure 57 or Figure 58, depending on whether VREF+is connected to VDDA or not.The 10 nF capacitors should be ceramic (good quality).They should be placed them as close as possible to the chip.

note:

  1. V R E F + V_{REF+} VREF+ can be internally connected to V D D A V_{DDA} VDDAand V R E F − V_{REF-} VREF− can be internally connected to V S S A V_{SSA} VSSA, epending on the package.
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// 图中信号的正确含义
AIN    = 模拟输入信号源 (Analog Input)
AINx   = STM32的ADC输入引脚 (如PA0, PA1等)
VT     = 内部保护二极管的导通电压 (约0.6V)
VAIN   = 模拟输入电压 (要测量的电压)

// 注意:VAIN ≠ VREF+
VAIN   = 被测量的输入电压
VREF+  = ADC的参考电压 (决定满量程)

// 正确的连接关系
外部信号源(AIN) → 限流电阻(RAIN)(已提供计算公式) → ADC引脚(AINx,如PA0) → ADC转换器

// VREF+是独立的参考电压,不是输入信号
VREF+ → ADC转换器 (作为参考电压)

// ADC转换过程
VAIN (输入电压) → 采样保持电路 → 12位ADC → 数字输出

// 转换公式
数字值 = (VAIN / VREF+) × 4095


STM32F103VGT6 (LQFP100) → 有独立的 V R E F + V_{REF+} VREF+和 V R E F − V_{REF-} VREF−引脚

STM32F103RET6 (LQFP64) → 内部连接到 V D D A V_{DDA} VDDA和 V S S A V_{SSA} VSSA

Figure 57、Figure 58解释:
Figure 57Figure 58分别对应两种 V R E F + V_{REF+} VREF+、 V R E F − V_{REF-} VREF−电路方案:

cpp 复制代码
// 需要以下功能时选择Figure 57:
if (需要高精度ADC测量) {
    使用Figure 57方案;
    外部精密基准电压;
    独立VREF+电路;
}
// 具体应用场景
- ADC精度要求 > 10位有效精度
- 需要绝对电压测量
- 环境温度变化大
- 电源噪声较大的系统
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// 符合以下条件时选择Figure 58:
if (不使用ADC || ADC精度要求不高) {
    使用Figure 58方案;
    VREF+连接VDDA;
    简化电路设计;
}

// 具体应用场景(包括您的项目)
- 纯数字控制系统
- 步进电机控制
- 通信接口控制
- 一般传感器应用

正点原子战舰开发板连接:


2.3 ADC 实际应用示例

电压测量电路:

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// 测量0-3.3V电压的典型电路
传感器输出 ──┬── 1kΩ (RAIN) ── PA0 (AINx)
            │
            └── 100nF ── GND (滤波电容)

// 同时需要VREF+提供参考
VDDA(3.3V) ── VREF+ (参考电压)

转换关系:

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// 当VREF+ = 3.3V时
输入电压0V    → ADC值 = 0
输入电压1.65V → ADC值 = 2047  
输入电压3.3V  → ADC值 = 4095

// 计算公式
实际电压 = (ADC值 / 4095) × VREF+

总结

  1. 不用 V B A T V_{BAT} VBAT,则连接到 V D D V_{DD} VDD
  2. 不用ADC, V R E F + V_{REF+} VREF+连接 V D D A V_{DDA} VDDA, V R E F − V_{REF-} VREF− 连接到 V S S A V_{SSA} VSSA
  3. 所有主要电源(VDD, VDDA)和地(VSS, VSSA)引脚必须始终连接到外部电源,且在允许范围内

参考

不使用ADC时VREF+和VREF-的连接方案

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