从零开始的STM32最小系统板电源电路设计
从零开始的STM32最小系统板电源电路设计
本文将从零开始讲解STM32最小系统板的电源电路设计,包括5V供电、3.3V稳压输出和开关控制三个部分。通过详细的文字描述和电路图,逐步引导读者理解电源模块的构成和工作原理。
对于任何单片机,供电是其正常工作的基础。因此,本教程将首先介绍电源电路的设计。
一、电源模块的构成
整体来说,电源模块包含了3个部分:
- 5V的供电
- 3.3V去给单片机供电
- 开关
通过合理借鉴前人智慧,5V的模块很简单,用一个Type-C的接口就OK了,那边就直接是手机充电线。3.3V的模块,一般我们用的是一个5V转3.3V的线性稳压器。我们这里用的是友台半导体的 AMS1117-3.3。开关的话很简单,只需要一个拨动开关即可。
二、电源模块细节
(1)5V的供电
这里我们采用一个6p的Type-C去设计,其实Type-C有16p,24p等等,6p的是只能供电的, 16和24还能传输数据,这里不细说,想了解的去找他的通信协议看。
这是一个6p的TYPE-C ,这玩意怎么用,很简单,
- 先看EH,这个EH连接的是铁的外壳,为了防止漏电,要接地的
- 两个GND就是地,对应着接地就OK了
- 两个VBUS,全称是Voltage Bus,用于给连接的设备供电的,是引出的5V单元,
- 然后关键点来了,CC1和CC2要分别接两个下拉电阻。
这里给出解释:CC全称Configuration Channel,CC1就是Configuration Channel1,CC2同理,它们的主要作用就是设备连接检测和方向识别,说人话在这里就是判断你的充电口是正着插还是反着插,需要分别经过两个下拉电阻(一般是5.1k)接地,这里就需要了解一下6P的TYPE-C的内部结构
为什么Type-C正反插都能充电呢,其实是这样的Type-C口的接口引脚是对称的,反应在图中其结构图就是A和B是对称的,就是VBUS,GND在引脚插头的正反两侧对称,无论正还是反插,供电引脚都能正确的连接到供电设备,但是供电设备如何去判断正反插呢?这个时候就用到CC1和CC2了,当插头正接时候,主机的CC1会连接到设备的CC,当插头反接时,主机的CC2会连接到设备的CC,而判断方向的话,就是通过检测CC引脚上的下拉电阻,如果CC1被拉低,则为正插,CC2被拉低,为反插,可以参考一下插头设计图看看
需要注意的一点是,如果插座的CC引脚没有接下拉电阻的话,有时候是不能充电的。
结合上面需求,我们就能设计出5V的供电图了 :
其中+5V是给后级的供电,GND就接地。
(2)开关的设计
我们开关要接在5V供电这里连接一个开关,控制整个供电这里我用的是6脚的,其实一边没用
这是一个拨动开关,中间那两个玩意其实就是能滑动的意思,对于它的结构画一个简单的图片
由于很简单,就直接给图,
开关的图如下:
(3)3.3V输出
这里3.3V输出采用5V通过一个降压芯片降为3.3的方式(还有别的方式,以后我写电源博客再说)
这里用到的芯片叫AMS1117-3.3,这个芯片很经典哈,有一堆应用电路。我们直接上图分析:
AMS1117-3.3引脚定义
首先看其引脚定义,注意上边那个片是3.3V输出,和下边中间的OUT一样就行,其原理是:
5V输入经过芯片后,变成了一个3.3V的输出,线性电源就是这么简单。在设计的时候,我们需要注意不要把引脚定义弄错,GND要正确接地,对于输入输出部分需要加电容滤波,一般是一大(10uf)一小(100nf),然后我们还可以贴心的加入一个指示灯,就是一个LED灯,来指示是否有电,加指示灯的时候不要忘了给灯串联一个限流电阻。 好的我们看图:
里边每个元器件的作用你都清楚了,电压也成功转换了,现在就可以将输出的3.3V供给单片机了。
总原理图
到此为止,恭喜你成功设计出一个单片机最小系统的电源模块!!!!