本章思维概述导图：
STM32最小系统
STM32单片机最小系统是32系列单片机能够独立工作的最简电路配置，它为单片机提供了运行所需的基本条件。32单片机最小系统板是嵌入式系统开发的基础平台，集成了单片机运行所需的最小功能模块。
STM32最小系统板硬件架构
STM32最小系统板的核心是单片机（MCU），围绕其集成一些功能模块：
1、时钟电路：为单片机提供精确的时钟信号。
2、复位电路：实现上电复位和手动复位功能。
3、电源电路：为系统提供稳定的工作电压。
4、下载电路：支持程序烧录和在线调试
STM32最小系统板核心电路设计详解
单片机核心芯片
型号选择：STM32F103C8T6芯片，支持在线编程调试
观察STM32最小系统电路原理图可分析出单片机核心芯片为：STM32F103C8T6
STM32单片机PC14（OSC32_IN）和PC15（OSC32_OUT）引脚外接32.768KHZ的晶振，组成外部低速时钟电路。
STM32单片机PD0（OSC_IN）和PD1（OSC_OUT）引脚外接8MHZ的晶振，组成外部高速时钟电路。
STM32单片机NRST低电平复位引脚，连接复位电路
STM32单片机PA11（USB D-）和PA12（USB D+）引脚外接电源电路。
STM32单片机PA9和PA10引脚：串口通信引脚，连接下载电路。
STM32单片机PA13（SWDIO）和PA14（SWCLK）、VDD、GND引脚引出作为座子。组成SWD下载电路。
晶振电路
在STM32最小系统中有两个晶振电路分别为主晶振（HSE）电路和备份晶振（LSE）电路；以下对晶振电路介绍。
主晶振（HSE）电路如图所示：
电路分析：
STM32单片机PD0（OSC_IN）和PD1（OSC_OUT）引脚外接8MHZ晶振，并联两个22PF负载电容C3、C4至地，形成LC谐振网络。
工作原理：
8MHz晶振Y2两端并联的22pF电容C3/C4构成负载电容网络。晶振起振依赖LC谐振特性，电容通过精确匹配晶振的串联谐振频率（通常为8MHz±30ppm），确保振荡信号稳定在目标频率。若电容值偏离设计值（如22pF±5%），可能导致起振失败或频率漂移，影响系统时钟精度。
主晶振（HSE）电路的作用：
1、为系统提供基准时钟源（经PLL倍频至72MHz），驱动CPU、内存、外设等高速模块运行，保障指令执行、数据传输的时序精准性。
2、支撑UART、SPI、I2C等通信接口的时钟同步，确保外设数据交互稳定可靠。
备份晶振（LSE）电路如图所示：
电路分析：
STM32单片机PC14（OSC32_IN）和PC15（OSC32_OUT）引脚外接32.768KHZ的晶振，组成外部低速时钟电路。
工作原理：
32.768kHz晶振Y1两端的10pF电容C1/C2作为旁路电容，滤除电源纹波和电磁干扰。晶振输出的低频信号易受环境噪声影响，电容通过提供低阻抗通路，将高频噪声旁路至地，确保RTC模块获得纯净的32.768kHz基准信号。
备份晶振（LSE）电路的作用：
1、专为RTC实时时钟设计，通过分频生成1Hz秒脉冲，实现精确到秒的计时功能，支持断电后由VBAT电池维持计时不丢失。
2、在系统进入Stop/Standby模式时，持续为备份域供电，确保唤醒后时间、配置参数快速恢复，提升低功耗场景下的可靠性。
复位电路
在STM32最小系统中复位电路实现在系统上电和手动操作时，将电路状态初始化为确定的初始值，确保系统可靠启动或从异常状态恢复。
复位电路原理图如图所示：
电路分析：
STM32单片机NRST引脚连接复位电路上；
工作原理:
在复位电路的下半部分是上电复位实现电路，由电容C5构成充放电回路，利用电容电压不能突变的特性生成复位脉冲。上电时，电容电压从0V开始充电，复位引脚被拉低；充电完成后，复位引脚恢复高电平实现复位。
在复位电路的上半部分是在RC复位电路的基础上增加按键，按下时，电容通过按键快速放电，复位引脚被拉低，生成按键复位脉冲。松开按键后，电容重新充电，复位引脚恢复高电平实现复位。
电源电路
在STM32最小系统板中电源电路为单片机核心、时钟电路、复位电路及必要外设提供稳定、低噪声的电源。
电源电路如图所示：
电源电路中USB1接口作为电源输入端（输入电压范围4.5-15V）通过AMS1117.3.3稳压芯片调节输出电压为3.3V为STM32单片机供电及外围电路模块供电；同时用端子把5V和3.3V、GND引出来方便我们使用；
下载电路
下载电路也称USB转TTF电路，下载电路是实现程序烧录的关键模块，通常采用USB转串口（如CH340C芯片）的方式与PC通信。
下载电路如图所示：
观察图中CH340G是一款USB转串口芯片，负责将PC的USB信号转换为TTL串口信号（RXD/TXD），从而与32单片机的串口通信模块（如STM32的PA9、PA10）对接。
电源引脚：
STM32的VCC引脚连接到CH340G的VCC引脚，为芯片供电。
STM的GND与CH340G的GND引脚连接，形成公共地。
数据引脚：
USB的D+和D-分别连接到CH340G的UD+和UD-引脚，实现USB通信。
串口引脚：
CH340C的TXD引脚 → 单片机的RXD（如P10），用于向单片机发送数据。
CH340C的RXD引脚 → 单片机的TXD（如PA9），用于接收单片机发送的数据。
注意：STM32除了支持串口下载，还支持JTAG、SWD模式下载。STM32芯片自带JTAG/SWD管脚，通过相应的仿真其可实现程序下载、在线仿真调试等功能；
STM32启动方式
STM32的启动模式由BOOT0和BOOT1引脚在复位时的电平状态决定，共用三种模式：
BOOT0与BOOT1作用：
BOOT0为启动模式主选择引脚，高电平进入系统/SRAM模式，低电平进入Flash模式。
BOOT1在部分型号中用于细分启动区域（如F1系列），高电平时可能影响启动地址或扩展功能。
1、主闪存启动（Main Flash Memory）
配置：BOOT0=0（接地），BOOT1任意（通常接地）。
地址映射：主闪存（0x0800_0000）映射到启动空间（0x0000_0000），CPU从Flash起 始地址执行程序。
应用场景：默认运行模式，程序通过JTAG/SWD下载至Flash后直接从此启动，支持正 常功能执行与调试。
2、系统存储器启动（System Memory）
配置：BOOT0=1（接高电平），BOOT1=0（接地）。
地址映射：系统存储器（0x1FFF_F000）映射到启动空间（0x0000_0000），执行ST预 置的Bootloader（ISP程序）。
应用场景：用于串口/USB下载固件（如通过UART1、USB DFU），无需外部编程器。需 先设置BOOT0=1并复位，启动Bootloader后通过串口接收程序烧录至Flash， 完成后需将BOOT0改回0并复位。
3、内置SRAM启动（Embedded SRAM）
配置：BOOT0=1，BOOT1=1（均接高电平）。
地址映射：SRAM（0x2000_0000）映射到启动空间（0x0000_0000），需通过调试器（如 ST-LINK）或Bootloader将代码加载至SRAM执行。
应用场景：快速调试（避免频繁擦写Flash）、故障诊断、读写保护解除（需配合Flash 擦除）。数据断电丢失，仅用于开发阶段。
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