STM32引脚定义、最小系统及工作模式详解

STM32引脚定义、最小系统及工作模式详解

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/lanhuazui10/article/details/144279012

STM32作为一款广泛使用的微控制器，其硬件基础是开发人员必须掌握的重要内容。本文将详细介绍STM32的引脚定义、最小系统电路以及工作模式，帮助读者更好地理解和使用STM32。

引脚定义

STM32的引脚可以分为电源引脚、最小系统引脚和IO功能引脚三类。其中，电源引脚负责供电，最小系统引脚用于基本功能的实现，IO功能引脚则用于各种输入输出操作。

引脚功能详解

• VBAT（1号引脚）：备用电池供电引脚，可接3V电池，当系统电源断电时，备用电池可给内部的RTC时钟和备份寄存器提供电源。
• 2号引脚：可作为IO口、侵入检测或RTC使用。侵入检测可用于安全保障，RTC可输出校准时钟、闹钟脉冲或秒脉冲。
• 3、4号引脚：连接32.768KHz的RTC晶振。
• 5、6号引脚：连接系统的主晶振，通常是8MHz，芯片内有锁相环电路可将其倍频至72MHz作为系统主时钟。
• 7号引脚（NRST）：系统复位引脚，低电平有效。
• 8、9号引脚：内部模拟部分的电源，如ADC、RC振荡器等。
• 10-19号引脚：IO口，其中PA0还兼具WKUP功能，可用于唤醒处于待机模式的STM32。
• 20号引脚：IO口或BOOT1引脚，用于配置启动模式。
• 23、24号引脚（VSS_1和VDD_1）：系统的主电源口。
• 25-33号引脚：IO口。
• 34-40号引脚及27号引脚：IO口或调试端口，默认功能是调试端口，支持SWD和JTAG两种调试方式。
• 41、42、43、45、46号引脚：IO口。
• 44号引脚（BOOT0）：与BOOT1一样，用于启动配置。

启动配置

启动配置用于指定程序开始运行的位置。一般情况下，程序在FLASH（主闪存存储器）中开始执行，需要设置boot0=0。当需要串口下载程序时，需要配置到系统存储器启动模式（boot1=0,boot0=1）。

BOOT引脚的值在上电复位后的一瞬间有效，之后就随便了。例如20引脚在上电瞬间是BOOT1的功能，当第四个时钟过之后就是PB2的功能了。

最小系统电路

单片机需要连接最基本的电路才能正常工作，这些电路包括供电部分、晶振部分、复位电路、按键、启动配置和下载端口等。

供电部分

VSS都连接GND，VDD都连接3.3V。在3.3V和GND之间，一般会连接一个滤波电容以保证电压稳定。VBAT用于连接备用电池，可以选择一个3V的纽扣电池，正极接VBAT，负极接GND。

晶振部分

5号和6号引脚连接一个8MHz的主时钟晶振，这个晶振的两根引脚分别通过两个网络标号接到STM32的5、6号引脚。还需接两个20pF的电容作为启震电容，电容的另一端接地。若需RTC功能，还需再接一个32.768KHz的晶振，电路和这个一样，接在3、4号引脚。

复位电路

由一个10k的电阻和0.1uF的电容组成，用来给单片机提供复位信号，NRST接在STM32的7号引脚。上电瞬间的波形是先低电平，然后逐渐高电平。NRST是低电平复位的（当复位电路上电的瞬间，电容是没有电的），电源通过电阻开始向电容充电，并且此时电容呈现的是短路状态（NRST引脚就会产生低电平）。当电容逐渐充满电时，电容就相当于断路，此时NRST就会被R1上拉为高电平。（低电平提供STM32的上电复位信号）

按键

提供一个手动复位的功能，当按下按键，电容放电，并且NRST引脚也通过按键直接接地了，这就相当于手动产生了低电平复位信号，按键松手后，NRST又回归高电平，此时单片机从复位状态转为工作状态。复位，程序就从头开始运行。

启动配置部分

H1相当于开关的作用（拨码开关/插跳线帽），拨动开关就可以让BOOT引脚选择接3.3v还是GND了

下载端口部分

若使用STLINK下载程序，需将SWDIO 和SWDLK这两个引脚引出来方便接线，另外将3.3v和GND引出来

稳压芯片

用于给5v降到3.3v，如下：

STM32工作模式

STM32的工作模式主要通过GPIO（General Purpose Input Output）来实现，GPIO可以配置为8种输入输出模式。

引脚电平

0V~3.3V，部分引脚可容忍5V。（0v就是低电平是数据0，3.3v是高电平是数据1。容忍5v意思是可以在这个端口输入5v的点电压，也认为是高电平，但是对于输出而言，最大就只能输出3.3v，因为供电就只有3.3v，具体哪些端口能容忍5v，可以参考一下stm32的引脚定义，带FT的就是可以容忍5v，不带FT的就只能接入3.3v电压）

输出模式

可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等。（后面文章显示的LED和蜂鸣器的程序现象，就使用到了GPIO的输出模式。另外在其他的应用场景，只要是可以用高低电平来进行控制地方都可以用GPIO来完成；如果控制的是功率比较大的设备，只需要再加入驱动电路即可；此外，还可以用GPIO来模拟通信协议，比如I2CC、spi或某个芯片特定协议，我们都可以用GPIO的输出模式来模拟其中的输出时序部分）

输入模式

可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块（比如，光敏电阻模块、热敏电阻模块）电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等。（输入模式最常见的就是读取按键了，用来捕获我们的案件按下事件；另外，也可以读取带有数字输出的一些模块，比如，光敏电阻模块、热敏电阻模块等；如果这个模块输出的是模拟量，那GPIO还可以配置成模拟输入模式，再配合内部的ADC外设，就能读取端口的模拟电压了；除此之外，模拟通信协议时，接收线上的通信数据，也是靠GPIO的输入来完成的）