閑來無聊自己做個407的核心板玩玩，這一章主要講解一下原理圖的設(shè)計過程。一、核心板框架我們核心板主要是圍繞單片機(jī)做一個最小電路系統(tǒng)設(shè)計，主要能夠正常燒錄程序及根據(jù)燒錄的代碼輸出相應(yīng)的電平狀態(tài)，核心板主要包含晶振電路、復(fù)位電路、下載電路、電源電路、特殊引腳電路(防止單片機(jī)不穩(wěn)定)。而對于任意一款單片機(jī)來說，它的最小系統(tǒng)電路的輸入輸出引腳一定是特殊且有含義的，不過我在這塊核心板上還加了個串口電路，這樣后續(xù)調(diào)試會方便很多。

　　二、原理圖設(shè)計我們這一次選用的主控芯片型號為stm32F407ZGT6,LQPF144封裝，有114個IO口，多達(dá)17個定時器。

　　1.單片機(jī)特殊引腳單片機(jī)電路設(shè)計中，有一個特殊引腳需要注意一下，分別就是VDD,Vcap,VDDA,Vbat，PDR_ON,BOOT0/BOOT1。1.VDD工作電壓介于1.8-3.6V之間，所以輸入電壓不能超過3.6V,這影響到后面的電源芯片選型。2.VDDA和VSSA主要是給單片機(jī)內(nèi)部的ADC提供電源，需要做好濾波處理。3.VREF主要是給內(nèi)部AD提供外部參考電壓，VREF決定了AD的精度，輸入電源需要做好濾波處理。4.Vcap引腳主要給內(nèi)部調(diào)壓器輸出連接，需要外接2.2uf的電容穩(wěn)壓濾波。5.Vbat主要是提供電源的備用電壓，保證RTC和備份SRAM在主電源(VDD)斷開后還能保證正常工作。具體如何外加電容官方應(yīng)用手冊已經(jīng)給得很詳細(xì)，如下圖

　　還有一個引腳是PDR_ON引腳，PDR_ON引腳是STM32的144引腳系列專門引出來的掉電復(fù)位引腳，接高電平表示開啟掉電復(fù)位， 接低電平表示關(guān)閉掉電復(fù)位。BOOT引腳主要是用來設(shè)置啟動模式。

　　2.電源電路設(shè)計本次設(shè)計的核心板主要是圍繞F407ZGT6做的最小系統(tǒng)板，啟動電壓在1.8-3.6V之間，所以這里我選定的LDO芯片為RT9193-33GB，最大輸入電壓5.5V，輸出電壓為3.3V，輸出電流300mA。

　　輸入電壓經(jīng)過LDO芯片輸出3.3V電壓，輸出電壓與單片機(jī)的輸入電壓使用0R電阻串聯(lián)起來，這樣可以有效避免焊接過程中出現(xiàn)短路問題，二極管D1主要是起防反接作用，二極管D2為TVS管，主要起穩(wěn)壓作用，旁邊LED電路主要是用來做電源提示的，當(dāng)電源正常供電時會同時亮，方便后續(xù)電路板測試。3.晶振電路設(shè)計晶振好比單片機(jī)的心臟，如果沒有心臟起跳，單片機(jī)也將無法在正常工作，晶振越大，運行速度也就越快，但速度增加也會有干擾電路的風(fēng)險，通常晶振有無源和有源兩種，無源晶振需要內(nèi)部有振蕩器。在芯片中，有兩組晶振的輸入端口，分別為OSC_IN/OSC_OUT和OSC32_IN/OSC32_OUT，其中OSC用于提供單片機(jī)主頻，OSC32主要提供RTC時鐘。

　　4.復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位電路主要是用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)，一般來說單片機(jī)在上電時刻要保證能夠自動產(chǎn)生復(fù)位，來防止CPU發(fā)出錯誤的指令。當(dāng)復(fù)位按鈕按下后，復(fù)位引腳呈現(xiàn)低電平，單片機(jī)復(fù)位。

　　5.下載電路設(shè)計下載電路主要是用來燒錄程序的，目前主流的燒錄方式主要有3種：ISP、SWD、JTAG。其中SWD和JTAG是很相似而且有某種聯(lián)系的，這里我們選用SWD方式下載，SWD接口簡單，最少只需要4根線就可以完成下載，而且STLINK燒錄器便宜。下載電路的話直接引出對應(yīng)的引腳與STLink相連就行。

　　6.串口電路設(shè)計串口在單片機(jī)通訊中應(yīng)用及其廣泛，單片機(jī)可以通過串口和其他設(shè)備進(jìn)行通訊，串口通信也分很多種，有232,485等等，這里我們主要是用來與電腦端通訊進(jìn)行調(diào)試，但是單片機(jī)通信接口的電平邏輯和 PC 機(jī)通信接口的電平邏輯不同，需要通過選用專用芯片來轉(zhuǎn)換電平來跟電腦端進(jìn)行串口通信。我們這里選用的是CH340N芯片,CH340N內(nèi)置晶振，雖然相對比外置晶振的ch340型號的波特率誤差高點，但是由于我們主要是用來做調(diào)試功能而已，可以忽略這點誤差。

　　注意，我這里VCC_IN輸入的是5V電壓，V3引腳還可以輸入3.3V電壓，但是與 USB 芯片相連接的所有電路的電源電壓都必須不高于3.3V，并且USB 芯片的 VCC 引腳與 V3 引腳必須短接，必須同時輸入3.3V 電源電壓。如果使用 ESD 保護(hù)器件/瞬變電壓抑制器件，那么其正電壓應(yīng)該是3.3V。三、總原理圖

　　這樣我們就搭建好我們的核心板了。