STM32主控最小电路绘制

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如果你对下面描述的部分有异或，比如不确定RTC是什么？BOOT引脚对烧录的方式有什么影响？都可以在《参考资料》中ctrl+F快速搜索，免得你去百度了~

电源模块

首先画电源模块，找到主控的VSS VDD以及VBAT，接入GND和3V3，这个VBAT是给备用区供电的，备用区用于掉电后仍然运行的程序，比如外部RTC（Real-Time-Clock）电路，用于解决时间戳不一致的问题（没有 RTC 的设备，每次上电时间都会回到 1970-01-01（Unix 时间起点），导致日志乱序、定时任务失效、摄像头时间戳错误等问题。）。

然后在电源上加一个小的滤波电容，因为DCDC输出的3V3并不稳定，有可能导致掉电重启，因此需要小电容来储能，在掉电的时候为其补充到3V3。

这几颗电容和stm32主控是并联的关系，找到他们共同的网络标签就知道了

复位电路模块

复位电路有个按钮，按下后就会重启单片机，进入某个内存块中开始执行程序，但是具体会从哪个内存块读取，取决于BOOT引脚。具体来说有三种配置方式，我们默认BOOT0 = 0 → 从 主 Flash 启动，其他方式参考《参考资料》。

接收这个复位信号的引脚是NRST，N代表低电平有效，RST是reset的简写。

因此，按下按钮应该使其切换一瞬间低电平，一般运行时应处于高电平，因此需要加一个上拉电阻。

按下SW1后3V3与GND联通，NRST处的电压和R1下端电压，也就是GND电压一致，为LOW。

弹起后NRST处电压和C5下端电压一致，为3V3，为HIGH。

BOOT烧录电路模块

烧录模式的切换通过引脚帽开关实现。

通过切换两个引脚帽的位置（红黄、蓝灰），有四种烧录方式。

我们只需要从主Flash开始读取程序，因此只需要BOOT=0的烧录方式，也就是把BOOT0置低电平。这样即可：

烧录的时候需要SWCLK SWDIO两个引脚，因此去手册找这两个引脚对应的芯片内引脚

是PA13 PA14

这两个引脚要和烧录器连接，可以直接使用排针，也可以使用简牛插口，就是这个东西：

在烧录器和这块板子上都会有这种接口，这样就不需要每次自己对应着插排针了。

首先查看烧录器端的引脚定义。注意，我们看的是背面，因此正面来看右侧是1号引脚，顺序如上图。

DIO CLK支持SWD烧录，RXTX支持UART ISP烧录方式（虽然在这个项目只需要SWD，如果要UART ISP烧录，则需要将BOOT0置为高电平）

我们采用5V供电，因此3V3可以叉掉。

虽然虽然在这个项目只需要SWD，但我们保留USART ISP接口。

外部晶振电路模块

内部晶振会受到温度影响，因此不准，需要加外部晶振。

32k晶振是低速晶振，我们需要的是一个能替代内晶振的晶振，要用8MHz

这是高速晶振的电路图：

这是低俗晶振的电路图：

都是固定的，记住就好，注意这个电容，选型号的时候会告诉你，比如这款3225，就要用12pF的电容。

然后我们看主控上的引脚：

可以看到两组引脚，分别对应外部高低速晶振：

引脚名称	全称	对应时钟源	典型频率	主要用途
OSC_IN / OSC_OUT	外部高速振荡器输入/输出	HSE（High-Speed External）	4～26 MHz（常见 8MHz）	提供系统主时钟，经 PLL 倍频后驱动 CPU、总线、外设
OSC32_IN / OSC32_OUT	外部低速振荡器输入/输出	LSE（Low-Speed External）	32.768 kHz	驱动 RTC（实时时钟）和低功耗模式下的唤醒定时器

如果不知道用那个型号，可以在实力电路找到对应元件，右键，找查看产品链接即可。

为什么晶振要接电容到地？

根本原因 ：晶振是一个被动谐振元件 ，必须依靠外部电容构成完整的 LC 谐振回路，才能：

满足振荡起振条件（相位 + 增益）

匹配负载电容，确保频率精准

抑制噪声和 EMI，提高稳定性

提供可靠的直流偏置参考

整体

以上就是如何绘制stm32的最小电路的流程。

参考资料

Cortex-M 是什么？

它不是某个具体的品牌或产品，而是 ARM 公司设计的一种"CPU 蓝图" 。

就像发动机的设计图一样，ARM 把这个"低功耗、反应快、省电又便宜"的 CPU 设计好，然后授权给 ST（意法半导体）、NXP、兆易创新等公司，让他们做成各种微控制器（MCU）卖出去。

Cortex-M 有什么用？

让小设备变聪明，而且不费电、不贵、反应快。

DSP（数字信号处理器）

是一种专门用来"快速处理声音、图像、传感器信号等实时数据"的专用芯片。

假设你戴着一副 主动降噪耳机，外面很吵（比如地铁轰隆声），但你听到的却是安静的音乐。

这个神奇效果是怎么来的？

→ 耳机里的麦克风先"听"到噪音，

→ 然后 DSP 芯片立刻计算出一个"反向声波" ，

→ 再把反向声波和原音乐混合，

→ 噪音就被抵消了！

整个过程必须在 几毫秒内完成 ，否则你就听出延迟了。

这种"高速+大量数学运算"的任务，普通 CPU 或单片机搞不定，但 DSP 就是干这个的！

🔧 DSP 的核心特点（简单说）：

专精数学运算

特别擅长做 乘法 + 加法 （比如 a×b + c），这是处理声音、图像的基础操作。

普通芯片要好几个步骤，DSP 一个时钟周期就搞定。
哈佛架构

程序和数据分开存、分开读，就像两条高速公路并行，不堵车，速度更快。
流水线工作

像工厂流水线：取指令、解码、运算同时进行，效率翻倍。
有专用指令

比如"快速傅里叶变换（FFT）"------把声音从"时间域"转成"频率域"（比如识别你是男声还是女声），DSP 一条指令就能加速完成。
实时性强

数据来了马上处理，绝不拖延，适合雷达、电机控制、语音通话等对时间敏感的场景。

为什么很多音频处理要通过FFT转换到频率域处理？

在"时间域"里，声音是一团乱麻；而在"频率域"里，它被拆成了清晰的"音高成分"，处理起来就像调音台一样简单直接。

什么是RTC 为什么实现RTC还需要添加外部低速晶振而不是高速晶振

RTC = Real-Time Clock（实时时钟）

你可以把它理解成设备里的 "电子表" ------即使主芯片断电、关机，它依然能靠一颗小纽扣电池（比如 CR2032）继续走时，记住当前的 年、月、日、时、分、秒、星期。

📌 没有 RTC 的设备，每次上电时间都会回到 1970-01-01（Unix 时间起点），导致日志乱序、定时任务失效、摄像头时间戳错误等问题。

✅ 二、为什么 RTC 需要晶振？而且必须是低速的（32.768 kHz）？

🔧 核心原因：为了精准地"每秒走一步"

RTC 的本质是一个计数器：它靠一个稳定的时钟信号不断计数，数到一定值就认为"过了一秒"。

而 32.768 kHz 这个数字不是随便选的 ------它等于 2¹⁵（32768）！

这意味着：

晶振每秒振动 32768 次
只需一个 15 级二分频电路（就是连续除以 2，15 次）
就能得到 1 Hz 的精确秒脉冲（32768 ÷ 2¹⁵ = 1）

✅ 优势：

电路简单（只需计数器，无需复杂 PLL）
功耗极低（微安级，适合电池供电）
成本低、稳定性好'

备份域

问题	答案
什么是备份域？	MCU 中由 VBAT 供电的"保险柜"，用于在掉电/复位时保存 RTC 时间和关键数据。
为什么不直接用 1Hz 晶振？	物理上不可行（太大太贵）、抗干扰差、无法支持高精度时间，而 32.768kHz 是经过验证的最优解。

BOOT引脚的选择对烧录方式有什么影响

一、核心机制：BOOT 引脚决定"启动入口"

以 STM32 为例（其他如 ESP32、NXP i.MX 类似）：

BOOT0 = 0 → 从 主 Flash 启动（运行用户程序）✅ 正常工作模式
BOOT0 = 1, BOOT1 = 0 → 从 系统存储器（System Memory） 启动 → 运行 ST 出厂预置的 Bootloader ✅ 串口/USB 烧录模式
BOOT0 = 1, BOOT1 = 1 → 从 SRAM 启动（调试用）

🔑 关键点：只有进入 Bootloader 模式，才能通过 UART、USB 等接口接收新固件。

二、对不同烧录方式的影响

1️⃣ SWD/JTAG 烧录（如 ST-Link、J-Link）→ ❌ 不受 BOOT 引脚影响

原理：调试器通过 SWD 接口直接访问芯片内核和 Flash 控制器，绕过 CPU 启动流程。
即使 BOOT0=0（从 Flash 启动），只要芯片未被写保护，ST-Link 仍可擦除/烧录。
无需切换 BOOT 引脚，开发最方便。

📌 结论：使用 ST-Link/DAP-Link 烧录时，BOOT 引脚保持默认（BOOT0=0）即可 。

2️⃣ UART/USB 串口烧录（Bootloader 模式）→ ✅ 必须正确设置 BOOT 引脚

前提：芯片必须从系统存储器启动，才能运行内置 Bootloader。
操作要求 ：
- 烧录前：BOOT0 = 1, BOOT1 = 0
- 按复位（或上电），使芯片采样到该状态
- 通过串口发送固件（如使用 STM32CubeProgrammer）
- 烧录完成后：必须将 BOOT0 改回 0，否则下次上电仍进 Bootloader，不运行用户程序！

⚠️ 常见错误：烧完忘记改 BOOT0，设备"变砖"（其实只是没跑用户代码）。

3️⃣ U 盘拖拽烧录（DAP-Link 的 MSD 模式）→ ❌ 不依赖 BOOT 引脚

DAP-Link 内部模拟 U 盘，实际仍是通过 SWD 协议烧录。
和 ST-Link 一样，直接操作 Flash，不经过 CPU 启动流程。
BOOT 引脚状态无关紧要。

4️⃣ OTA / 应用层更新 → ❌ 完全不需要动 BOOT 引脚

用户程序自己实现升级逻辑（如接收新固件写入 Flash 某区域）。
启动时由用户代码跳转，BOOT 引脚始终为 0。
BOOT 引脚只在出厂首次烧录或救砖时才需要干预。

1️⃣ 主 Flash（Main Flash / User Flash）------ 你的"程序仓库"

是什么 ：芯片内置的 非易失性存储器（断电不丢数据），容量从几 KB 到几 MB 不等。
存什么 ：你写的 用户程序（.bin/.hex 文件）、常量数据、配置参数等。
特点：
- 只能按 页（Page）擦除（比如 2KB 一页），写入前必须先擦。
- 写入速度慢，但读取快。
- 掉电后内容永久保存（可擦写约 10 万次）。
类比：就像电脑的硬盘 ------ 存放操作系统和软件。

✅ 正常运行时，CPU 就是从这里加载并执行你的代码。

2️⃣ 系统存储器（System Memory）------ 出厂预装的"救火队长"

是什么 ：芯片厂商（如 ST）在生产时固化在芯片内部的一段特殊 ROM 区域（通常 16--32KB）。
存什么 ：官方 Bootloader 程序（不可修改！）。
作用：当你的主 Flash 程序损坏、或首次烧录时，可通过它 从串口（UART）、USB 等接口接收新固件。
如何进入 ：设置 BOOT0=1, BOOT1=0，上电复位 → 芯片从 System Memory 启动。
类比：就像手机的 Recovery 模式 或电脑 BIOS 的 PXE 网络启动 ------ 用于"救砖"或无调试器烧录。

⚠️ 注意：它不是 RAM，也不是普通 Flash，而是 掩膜 ROM（Mask ROM），出厂就写死，无法更改。

3️⃣ Bootloader ------ "启动脚本"（可以是多个角色）

这个词有两层含义，容易混淆：

🔹 A. 系统级 Bootloader（即 System Memory 里的那个）

厂商提供，固定功能：接收 UART/USB 数据 → 写入主 Flash。
用户不能改，只能"用"。

🔹 B. 用户自定义 Bootloader（放在主 Flash 开头）

你自己写的程序，放在主 Flash 起始位置。
功能更强大：比如支持 OTA 升级、加密校验、多应用切换等。
启动流程：
上电 → 主 Flash 的 Bootloader 运行 → 检查是否要升级 → 跳转到 App 区执行

✅ 很多智能设备（如路由器、IoT 终端）都采用这种"双区设计"。

📌 关键区别：

System Memory 里的 Bootloader = 厂商给的"急救包"
主 Flash 里的 Bootloader = 你自己写的"智能管家"

4️⃣ SRAM（Static RAM）------ CPU 的"工作台"

是什么 ：芯片内部的 高速易失性内存（断电清零）。
存什么 ：
- 程序运行时的 变量、堆栈、函数调用记录
- 中断服务程序（ISR）的临时数据
- DMA 缓冲区（如串口接收缓存）
特点：
- 读写速度极快（纳秒级），与 CPU 同频
- 容量小（几 KB 到几 MB）
- 掉电即丢失（所以不能存程序）
类比：就像你办公桌上的桌面 ------ 所有正在处理的文件都放这儿，关灯（断电）就收走了。

✅ 所有计算、逻辑判断、实时控制，都是在 SRAM 上完成的！

🔄 它们如何协作？------ 一个完整启动流程

上电 → 芯片采样 BOOT 引脚
情况 A：BOOT0=0

→ 从 主 Flash 启动

→ CPU 直接执行你的程序

→ 程序中的变量自动分配到 SRAM

→ 正常工作 ✅
情况 B：BOOT0=1, BOOT1=0

→ 从 系统存储器 启动

→ 运行 ST 官方 Bootloader

→ 等待 PC 通过串口发送新固件

→ 收到后写入 主 Flash

→ 烧录完成，需手动改回 BOOT0=0 才能运行新程序
（高级）用户 Bootloader 模式

→ 主 Flash 开头放自研 Bootloader

→ 它先运行，检查是否有新固件（比如从 SD 卡或网络下载）

→ 有则擦写 App 区，无则跳转到 App

→ 实现"无缝升级"

一、"APP区"是什么？

📌 简单说：

"APP区"就是主 Flash 中专门存放你写的"应用程序"的那一块内存区域。

它通常和 Bootloader 区 配对出现，构成一种常见的 双区固件架构。

🔧 为什么要有 APP 区？

想象你的智能手环需要升级固件：

如果直接覆盖整个 Flash，升级中途断电 → 设备变砖！
所以工程师把 Flash 分成两部分：

表格

区域	地址范围（示例）	内容	特点
Bootloader 区	0x08000000 ～ 0x08007FFF	启动管理程序	小、稳定、不常更新
APP 区	0x08008000 ～ 0x0807FFFF	用户应用程序	大、经常 OTA 升级

🔄 工作流程：

上电 → CPU 先运行 Bootloader
Bootloader 检查：
- 是否有新固件？
- APP 是否有效？（校验 CRC/签名）
如果一切正常 → 跳转到 APP 区地址，开始执行你的 main() 函数
如果需要升级 → 从网络/SD卡接收新固件 → 写入 APP 区 → 重启

💡 这样即使 APP 升级失败，Bootloader 还在，可以重新下载，永不掉砖！

二、为什么 STM32 开发板除了 4 针 SWD 烧录口，还有一个 USB 的"T字口"？

你看到的这个 USB Type-C 或 Micro-USB 接口（常标为 "USB USER" 或 "USB OTG"） ，和烧录口是完全不同的功能！

🔌 它主要有三大用途：

1️⃣ 给开发板供电（Power Supply）

最基础的作用：插上 USB 线，5V 电源进来 → 板载 LDO 转成 3.3V → 给 STM32 供电。
不需要额外电源适配器，方便调试。

⚠️ 注意：这个 USB 不用于烧录（除非特殊设计），只是供电！

2️⃣ STM32 的 USB 功能测试（Device / Host / OTG）

模拟 U 盘、键盘、鼠标（USB Device）
读取 U 盘（USB Host）
实现手机与开发板互传数据（OTG）

✅ 举例：

📌 这个 USB 是 STM32 自己的功能引出，和烧录无关！

3️⃣ 某些开发板支持 USB DFU 烧录（但需配合 BOOT 引脚）

一、整体框架：STM32 的 4GB 地址空间（Cortex-M 架构）

STM32 基于 ARM Cortex-M 内核，是 32 位处理器，理论寻址空间为：

0x0000_0000 ～ 0xFFFF_FFFF（共 4GB）

但实际硬件资源远小于 4GB，ARM 预先将这 4GB 划分为 8 个 512MB 的 Block，STM32 在此基础上填充真实硬件：

表格

地址范围	名称	主要内容
0x0000_0000 -- 0x1FFF_FFFF	代码区（Code）	Flash、System Memory、ITCM RAM（H7）
0x2000_0000 -- 0x3FFF_FFFF	SRAM 区	主 SRAM、DTCM RAM、备份 SRAM
0x4000_0000 -- 0x5FFF_FFFF	外设寄存器区	GPIO、UART、TIM、ADC 等控制寄存器
0x6000_0000 -- 0x9FFF_FFFF	外部存储器区	FMC/FSMC 控制的 PSRAM、NOR Flash、SDRAM
0xE000_0000 -- 0xFFFFFFFF	内核私有外设区	NVIC、SysTick、MPU、调试组件

✅ 所有存储器（包括外设寄存器）都统一编址 ，CPU 用 LDR/STR 指令就能访问它们。

🧱 二、内部存储器详解（芯片集成部分）

1️⃣ 主 Flash（Main Flash / User Flash）

地址：0x0800_0000 开始（物理地址）
类型：非易失性 NOR Flash
容量：64KB ～ 2MB（依型号而定，如 STM32F103C8T6 是 64KB）
用途：
- 存放 用户程序（APP）
- 可划分出 Bootloader 区 + APP 区
- 剩余空间可模拟 EEPROM（存配置参数）
特点：
- 掉电不丢失
- 写入前需按 页擦除（Page Erase）
- 支持 XIP（Execute In Place）------直接在 Flash 运行代码

🔍 APP 区 = 主 Flash 中从某个偏移地址开始的一段区域，由链接脚本定义。

2️⃣ 系统存储器（System Memory）

地址：0x1FFF_0000 开始（不同系列略有差异）
类型：掩膜 ROM（Mask ROM） ------ 出厂固化，不可修改
内容：ST 官方 Bootloader（支持 UART、USB DFU、CAN 等 ISP 协议）
用途：首次烧录、救砖、无调试器时更新固件
如何启用 ：通过 BOOT0/BOOT1 引脚 选择启动源

⚠️ 注意：这不是 Flash，不能写！只是只读的"急救包"。

3️⃣ 选项字节（Option Bytes）

地址：0x1FFF_F800 附近
类型：特殊 Flash 区域（可擦写，但次数有限）
用途：配置芯片行为，如：
- 读保护（RDP）
- 写保护（WRP）
- BOOT0 引脚功能重映射
- 看门狗使能
特点：独立于主程序，烧录时可选择是否覆盖

4️⃣ SRAM（Static RAM）

地址：0x2000_0000 开始（主 SRAM）
类型：高速易失性静态 RAM
容量：几 KB ～ 1MB+（如 H7 有 1MB）
细分（以 STM32H7 为例）：
- DTCM RAM（0x2000_0000）：数据紧耦合内存，CPU 直连，零等待
- ITCM RAM（0x0000_0000）：指令紧耦合内存，放关键代码（如中断服务程序）
- AXI SRAM（0x2400_0000）：大容量通用 RAM
- 备份 SRAM（0x3880_0000）：接 VBAT，掉电保持（需纽扣电池）
用途：
- 全局变量（.data, .bss）
- 栈（Stack）和堆（Heap）
- DMA 缓冲区
- RTOS 任务栈、TCB

✅ 所有运行时数据都在 SRAM！

5️⃣ 备份域（Backup Domain）

不是独立存储器 ，而是 SRAM 和 RTC 寄存器的一个逻辑区域
供电：由 VBAT 引脚（纽扣电池）单独供电
包含：
- RTC 寄存器（时间、闹钟）
- 备份 SRAM（4KB～32KB）
- 备份数据寄存器（BKP）
作用：系统复位/掉电后仍保留关键状态

🔌 三、外部扩展存储器（通过 FMC/FSMC 或 OCTOSPI）

6️⃣ PSRAM（Pseudo SRAM）

地址：0x6000_0000 起（Bank1），通过 FMC 控制器映射
类型：伪静态 RAM（内部是 DRAM + 自刷新控制器，接口像 SRAM）
用途：当内部 SRAM 不够时，扩展图像帧缓存、音频缓冲、AI 模型权重
优点：比 SDRAM 接口简单，比 SRAM 成本低、容量大（常见 8～64MB）

💡 常用于 ESP32-S3、STM32H7 视觉项目。

7️⃣ 外部 NOR/NAND Flash、SDRAM

也通过 FMC/OCTOSPI 映射到 0x6000_0000～0x9FFF_FFFF
用于存储大文件（如 UI 图片、语音提示、固件备份）