【基础篇】1.1 认识STM32（一）

【基础篇】1.1 认识STM32（一）

一，什么是STM32？

STM32是一款由意法半导体公司开发的32位微控制器；其中ST指意法半导体；M指MCU或MPU，32指32 位。

STM32覆盖了Cortex-M的多种系列，包括M0、M0+、M3、M7等。在分类上，STM32有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有Cortex-M0、M3、M4 和 M7 这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。本系列基于高性能的Cortex-M4 内核。

二，最小系统

可以保证stm32正常工作的系统，我们称之为最小系统，它包含STM32主控芯片，电源电路，晶振电路，复位电路，BOOT启动电路，下载调试电路。

 3.1 VDD/VSS引脚

在电子电路中，VDD和VSS是常见的术语，它们分别表示正电源和地。

VDD引脚表示正电源，为电路的正电位点。大多数集成电路和微控制器都需要一个稳定正电源电压来正常工作，而VDD引脚则是提供这种电压的主要来源。例如，STM32的工作电压为2.0～3.6V，通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源。当主电源VDD掉电后，通过VBAT脚为实时时钟（RTC）和备份寄存器提供电源。

VSS引脚通常表示地，也就是电路的零电位点。所有的电路信号参考都是相对于VSS引脚的电位。VSS引脚通常通过接地线连接到地，提供了一个参考电位，使得电路中的信号可以被正确地测量和处理。在编程中，VSS引脚的连接通常是在硬件设计和布线过程中完成的，但在某些特定的应用中，编程也可以涉及对VSS引脚的配置和控制。

数字部分电源电路，如下：

 那这里不禁有人要问了，既然要使用3.3v，为什么还要大费周章接入5v的电源，在通过稳压器稳定一个3.3v呢？

那是因为STM32微控制器上需要不同的电源电压来驱动其内部电路和外部接口。

首先，STM32的内部电路需要3.3V的电源来正常工作。这是微控制器的核心电压，用于驱动CPU、内存和其他内部逻辑电路。

其次，STM32还具有许多外部接口，如GPIO、USART、I2C、SPI等，这些接口可以与外部设备进行通信。其中一些接口需要5V的电源电压来驱动，以确保与外部设备的可靠通信。

使用5V电源的另一个原因是，许多外部设备（如传感器、执行器等）通常使用5V电源。为了使STM32能够与这些设备无缝连接，需要在STM32上使用5V电源。

需要注意的是，STM32的IO口可以承受5V的电压，但是如果直接接入5V电压，可能会烧毁芯片。因此，在使用5V电源时，需要确保外部设备的电源电压与STM32的电源电压相匹配，或者使用适当的电平转换器进行转换。

总之，STM32上使用3.3V和5V电源是为了满足其内部电路和外部接口的不同电源需求。

3.2 VDDA/VSSA引脚

VDDA和VSSA是STM32中用于为模拟器件提供电源的引脚。

VDDA引脚表示模拟器件的工作电压。在STM32中，当需要使用ADC时，VDDA引脚通常绑定到VSSA，以确保所有模拟器件的参考都相对于VSSA。这有助于提高ADC转换的精确度。

VSSA引脚表示模拟器件的公共端地。它是模拟电路的地参考。在STM32中，ADC和其他模拟器件的供电和地参考都通过VSSA引脚实现。

模拟部分电源电路，如下：

RC低通滤波器（RC low pass filter）可以通过硬件电路实现，也可以通过软件算法实现。

• 软件方式

所谓的采用软件方式是指通过软件算法实现RC低通滤波器的功能。

具体来说，软件算法可以通过数字信号处理技术（DSP）来实现RC低通滤波器的功能。DSP技术是一种基于数字计算机或专用数字信号处理设备的信号处理方法，可以对信号进行采样、量化、滤波、变换等操作，以实现各种信号处理功能。

在软件实现RC低通滤波器时，可以使用各种数字滤波器算法，如IIR滤波器、FIR滤波器等，通过编程实现对输入信号的滤波处理。这种方法具有灵活性高、可编程性强等优点，可以根据具体的应用需求进行调整和优化。

• 硬件方式

通过硬件电路实现RC低通滤波器，可以采用电阻和电容组成的RC电路来实现。

具体来说，RC低通滤波器的电路包括一个输入端、一个输出端、一个电阻R和一个电容C。输入信号从输入端进入电路，经过电阻R和电容C的滤波作用后，从输出端输出。电阻R的阻值和电容C的容值可以根据具体的截止频率和电路特性进行选择和计算。

在电路中，电阻R起到限制电流的作用，而电容C则起到储存电荷的作用。当输入信号的频率低于截止频率时，电容C的阻抗较大，信号主要通过电阻R传输到输出端，此时输出信号与输入信号的幅度相差不大，但相位有所滞后。当输入信号的频率高于截止频率时，电容C的阻抗较小，信号主要通过电容C传输到地，此时输出信号的幅度逐渐减小，相位滞后也逐渐增加。

需要注意的是，硬件实现的RC低通滤波器具有一定的局限性，如截止频率固定、对高频噪声的抑制能力有限等。因此，在实际应用中需要根据具体的需求和电路特性进行选择和调整

注意！

说到最后，那数字电源和模拟电源有什么区别呢？

数字电源和模拟电源的区别主要体现在以下几个方面：

1. 控制方式：模拟电源是通过使用电子元器件（例如三极管和电容）来控制电源输出电流或电压的大小，使之达到所需的设计要求。而数字电源则使用数字技术来对输出电流或电压进行控制。
2. 精度：模拟电源的精度通常高于数字电源。模拟电源可以提供更稳定和纯净的电压，从而确保电路的稳定性和精度。而数字电源的精度受到ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）等数字组件的限制，可能会受到数字噪声和纹波的影响。
3. 噪声：模拟电路对电源的噪声要求很高，因为电源的噪声会直接影响到模拟信号的质量和精度。相比之下，数字电源的噪声可能会更大一些。
4. 稳定性：模拟电源的稳定性通常比数字电源更好。模拟电源可以使用精密的参考电压源、运算放大器和反馈电路来保持输出电压的稳定性和精度。而数字电源可能会受到温度、电压变化等因素的影响，稳定性相对较差。
5. 成本和复杂度：数字电源通常比模拟电源更便宜，但它们可能需要更复杂的电路设计。在选择电源时，需要考虑成本效益和设计复杂度的平衡。
6. 应用领域：模拟电源主要用于为模拟电路提供电源，如ADC、DAC等，而数字电源主要用于为数字电路提供电源，如微控制器、数字信号处理器等。在具体应用中，需要根据电路的需求来确定所需的电源电压和电流。

我们在STM32开发的时候，选择使用数字电源还是模拟电源主要取决于具体的应用需求和电路设计。

详细一点来说，当我们在STM32上进行设计时，具体选择使用数字电源还是模拟电源，需要考虑以下几个方面：

1. 电源的精度需求：对于一些需要高精度模拟信号处理的电路，如ADC（模数转换器）等，我们需要使用模拟电源。因为模拟电源可以提供更稳定和纯净的电压，从而确保模拟信号的精度和质量。

2. 电源的噪声要求：在模拟电路中，电源的噪声会直接影响到模拟信号的质量和精度。因此，如果我们的设计对电源的噪声有严格的要求，那么我们应该选择使用模拟电源。相比之下，数字电源的噪声可能会更大一些。

3. 电源的稳定性要求：对于某些需要长时间稳定运行的电路，如实时时钟、高精度测量等，我们需要选择稳定性更好的电源。在这种情况下，模拟电源通常比数字电源更稳定。

4. 电源的成本和复杂度：数字电源通常比模拟电源更便宜，但它们可能需要更复杂的电路设计。因此，在设计电路时，我们需要考虑成本和复杂度的平衡。如果我们的设计对电源的精度和稳定性要求不高，那么使用数字电源可能更加合适。

在STM32的具体应用中，以下是一些可能需要使用模拟电源的情况：

1. 高精度ADC：如果我们使用STM32内置的ADC进行高精度测量，那么我们需要使用模拟电源来提供稳定的参考电压。这可以确保ADC的测量精度和稳定性。

2. 音频处理：如果我们使用STM32进行音频处理，如音频采集、放大、滤波等，那么我们需要使用模拟电源来提供稳定的电源电压。这可以确保音频信号的质量和稳定性。

3. 传感器接口：如果我们使用STM32连接传感器进行数据采集，如温度、压力、光强等传感器，那么我们需要使用模拟电源来提供稳定的电源电压和参考电压。这可以确保传感器的测量精度和稳定性。

总之，在选择使用数字电源还是模拟电源时，我们需要根据具体的应用需求和电路设计来决定。如果需要高精度、低噪声、高稳定性的电源，那么我们应该选择使用模拟电源；如果对电源的精度和稳定性要求不高，但需要降低成本和复杂度，那么我们可以考虑使用数字电源。