Обмен технологиями

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Поскольку учитель использует каждую булавкуКлассификацияПринципиальную схему микроконтроллера я не нашел, использовал выв.чтобыМакет не удобен для отображения скриншотов каждого модуля по отдельности, поэтому в этой части используется принципиальная схема преподавателя.

1. Источник питания

1.1 Введение в источник питания

1.1.1 Цифровое питание и земля (VDD и VSS)

цифровая мощность Выводы подают напряжение на все части цифровой схемы. Эти цифровые схемы включают в себя:

• Ядро процессора: Выполнять инструкции и обрабатывать данные.
• Объем памяти: Включая Flash и SRAM, используемые для хранения программ и данных.
• Цифровая периферия: Включая GPIO, UART, SPI, I2C, ТАЙМЕРЫ и т. д., используемые для различных цифровых коммуникаций и управления.
• Внутренний генератор: Генерирует тактовые сигналы для управления процессором и другими периферийными устройствами.

в цифровом видеВыводы обеспечивают опорную точку заземления для всех частей цифровой схемы, включая:

• Весь ток, подаваемый через VDD, в конечном итоге вернется в VSS, образуя полную токовую петлю.
• В конструкции печатной платы все выводы VSS обычно подключаются к общей заземляющей пластине для уменьшения электрических шумов и помех.

1.1.2 Аналоговое питание и земля (VDDA и VSSA)

Аналоговый источник питания Выводы подают напряжение на все части аналоговой схемы. в основном включают:

• АЦП (аналогово-цифровой преобразователь): Преобразуйте аналоговые сигналы в цифровые сигналы.
• ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь): Преобразуйте цифровые сигналы в аналоговые сигналы.
• Внутренний источник опорного напряжения: Обеспечьте стабильное опорное напряжение на АЦП и ЦАП, чтобы обеспечить точность преобразования.

АналогичноВыводы обеспечивают опорные точки заземления для всех частей аналоговой схемы, включая:

• Как и в случае с VSS, весь ток, подаваемый через VDDA, в конечном итоге возвращается в VSSA, образуя полную токовую петлю.

1.1.3 Различия и соединения между двумя источниками питания

Цифровые схемы обычно создают высокочастотный шум переключения. Если эти шумы напрямую мешают аналоговым схемам, они вызывают нестабильность и снижение точности аналоговых сигналов. Следовательно, использование отдельных аналоговых источников питания и заземления может уменьшить эти помехи.

Аналоговые схемы требуют очень чистого и стабильного источника питания для обеспечения точной обработки сигнала, поэтому VDDA часто развязывается с помощью дополнительных схем фильтрации.

Чтобы уменьшить влияние высокочастотного шума, создаваемого цифровыми схемами на аналоговые схемы, VSSA и VSS обычно обрабатываются отдельно при проектировании печатной платы и подключаются только в одной точке, обычно рядом с входом питания.

1.2 Введение в фильтрацию

Введите источник питания 3,3 В для использования микроконтроллером.

(1) магнитные бусины 120R

• эффект: Магнитные шарики представляют собой высокочастотный компонент импеданса, включенный последовательно в линию электропередачи.Предотвращает распространение высокочастотных шумов по линиям электропередачи.
• принцип: Магнитные шарики обладают низким импедансом при сигналах постоянного и низкочастотного переменного тока, но обладают высоким импедансом на высоких частотах, тем самым фильтруя высокочастотный шум.
• выбирать: Ферритовые бусины сопротивлением 120 Ом обычно используются для подавления шума в среднечастотном диапазоне. Он обеспечивает достаточный импеданс в диапазоне высоких частот для ослабления шума.

(2) Конденсатор 10 мкФ

• эффект: Конденсатор 10 мкФ для фильтрации низких частот,Плавное напряжение постоянного тока, устраняя более низкие колебания частоты источника питания.
• принцип: Большие значения емкости имеют меньший импеданс на низких частотах, что позволяет эффективно сглаживать напряжение постоянного тока и фильтровать низкочастотный шум.
• Расположение: Конденсаторы емкостью 10 мкФ обычно устанавливаются на входе питания для сглаживания напряжения в сети.

(3) Конденсатор 0,1 мкФ

• эффект: Конденсатор 0,1 мкФ для фильтрации высоких частот,Подавляет высокочастотный шум и пиковые помехи.
• принцип: Меньшие значения емкости имеют меньший импеданс на высоких частотах и ​​могут эффективно фильтровать высокочастотный шум и пиковые помехи.
• Расположение: Конденсаторы емкостью 0,1 мкФ обычно размещаются рядом с каждым выводом VDD/VDDA как можно ближе к микросхеме, чтобы обеспечить наиболее эффективную фильтрацию высокочастотного шума.

(4) Конденсатор 10 нФ

• Дополнительные полосы фильтрации: При использовании в сочетании с другими конденсаторами фильтра (10 мкФ, 0,1 мкФ) он может охватывать более широкий частотный диапазон и обеспечивать полнополосное подавление шума источника питания для аналогового источника питания (как упоминалось выше, аналоговый источник питания должен быть очень чистым). .

1.3 Принципиальная схема

1.4 Чен понимает (может быть, только я это понимаю)

Цифровые сигналы (цифровой источник питания), такие как дифференциальные сигналы на сигнальных линиях, 1 — 1, 0 — 0, разница довольно большая, ее нелегко спутать, но она быстро меняется, возникают помехи другим формам сигналов (здесь относится в аналоговый сигнал), поэтому различают цифровые сигналы и аналоговые сигналы.

Во-вторых, аналоговые сигналы не похожи на цифровые сигналы, где 1 — это 1, а 0 — это 0. Его значение будет преобразовано в соответствующее двоичное число, поэтому оно должно быть более точным, а фильтрация — более строгой.

2. Сброс

2.1 Рабочий процесс

1. Нормальное рабочее состояние: Когда кнопка сброса не нажата, подтягивающий резистор поддерживает высокий уровень на выводе RST. В это время микроконтроллер находится в нормальном рабочем состоянии.
2. Нажмите кнопку сброса: При нажатии кнопки сброса вывод RST подтягивается непосредственно к земле. Это запускает процесс сброса микроконтроллера.
3. Отпустите кнопку сброса: Когда кнопка сброса отпускается, вывод RST возвращается на высокий уровень через подтягивающий резистор. Развязывающие конденсаторы необходимы, чтобы помочь отфильтровать любые переходные помехи во время процесса восстановления (развязка также происходит во время процесса нажатия) и гарантировать, что вывод RST стабильно возвращается на высокий уровень, чтобы микроконтроллер мог правильно запуститься из состояния сброса.

2.2 Особые обстоятельства

• Внешнее вмешательство: В среде с сильными электромагнитными помехами контакт сброса может быть поврежден, что приведет к ложному сбросу. Соответствующие схемы фильтрации (например, конденсаторы большей емкости или подтягивающие резисторы меньшего размера) могут еще больше повысить помехозащищенность.
• Время сброса: Величина развязывающего конденсатора определяет постоянную времени сигнала сброса. Большая емкость приводит к увеличению времени сброса, но обеспечивает лучшую фильтрацию низкочастотного шума. Его необходимо выбирать в соответствии с реальным применением.

2.3 У меня глупый вопрос

Вопрос: Почему питание подключается к цифровому источнику питания VDD, а не к аналоговому источнику питания VDDA?

отвечать:

1. Стабильность электропитания

Стабильность ВДД: VDD — это цифровой источник питания, который обычно питается напрямую от стабилизатора напряжения. Напряжение относительно стабильно и может быстро достичь стабильного значения при включении. Схема сброса требует стабильного источника напряжения для обеспечения надежности сигнала сброса.

VDDA зависит от VDD: VDDA — это аналоговый источник питания. Хотя он также очень стабилен, в качестве источника питания обычно используется VDD. В некоторых конструкциях VDDA может фильтроваться и регулироваться в соответствии с потребностями аналоговых схем, а скорость запуска и стабильность могут быть немного ниже. медленнее, чем VDD.

2. Влияние схемы сброса на цифровые схемы

Схема сброса в основном предназначена для цифровых схем: Сигнал сброса в основном используется для сброса цифровых схем внутри STM32 (включая ЦП и периферийные устройства). Рабочее напряжение цифровых схем равно VDD, поэтому уместнее поднять вывод сброса до VDD.

3. Рекомендации по токовой нагрузке источника питания

Текущие возможности VDD: Текущая мощность источника питания VDD обычно больше, чем у VDDA, поскольку он обеспечивает питание всей цифровой части, включая процессор, память и периферийные устройства. Токовая нагрузка подтягивающего резистора оказывает минимальное влияние на VDD.

Требования к нагрузке VDDA высоки: Источник питания VDDA в основном питает аналоговые компоненты (такие как АЦП, ЦАП и т. д.). Эти схемы предъявляют более высокие требования к пульсациям и шуму источника питания. Подключение подтягивающего резистора к VDDA может привести к появлению ненужной нагрузки и шума, влияющих на работу аналоговых схем.

2.4 Принципиальная схема

3. ЗАГРУЗОЧНЫЙ запуск

3.1 Введение

Выводы BOOT (BOOT0 и BOOT1) используются для выбора режима запуска микроконтроллера. Различные режимы запуска можно выбрать с помощью различных комбинаций уровней контактов, как показано на рисунке ниже:

3.2 Схема

Выведите контакты BOOT0 и BOOT1 микроконтроллера через штекерный разъем 2×3.джемпер кепка Выберите VDD_MCU (1) вверх и GND (0) вниз, чтобы настроить режим запуска микроконтроллера. Метод запуска, выбранный учителем: загрузка со встроенной SRAM, как показано ниже.

4. Кристаллическая схема

4.1 Зачем STM32 нужны две схемы кварцевого генератора?

Микроконтроллеры STM32 обычно используют две схемы кварцевого генератора для удовлетворения различных требований к тактовой частоте:

• Схема основного кварцевого генератора (8 МГц): Используется для обеспечения основных системных часов (HSE, High-Speed ​​External Clock). Этот источник синхронизации обычно используется для основного процессора микроконтроллеров, высокоскоростных периферийных устройств (таких как USB, CAN и т. д.) и функций, требующих высокоточных и высокоскоростных тактовых импульсов.
• Схема вторичного кварцевого генератора (32,768 кГц): Используется для обеспечения тактового сигнала с низким энергопотреблением (LSE, Low-Speed ​​External Clock). Этот источник синхронизации обычно используется для часов реального времени (RTC, Real-Time Clock) и функций синхронизации в режимах с низким энергопотреблением. Частота 32,768 кГц идеально подходит для синхронизации, поскольку ее можно удобно использовать для генерации тактовых периодов в 1 секунду (32 768 — это 2, возведенные в 15-ю степень, что подходит для двоичного счета).

4.2. Почему частоты этих двух кварцевых генераторов такие?

Выбор кварцевых генераторов различных частот и характеристик обусловлен главным образом следующими причинами:

• Кварцевый генератор 8 МГц (основной кварцевый генератор):

  • Выбор частоты: 8 МГц — это широко используемая высокая частота, которая может удовлетворить требования к тактовой частоте ядра STM32 и высокоскоростных периферийных устройств.
  • Емкость нагрузки (22пФ): Обеспечьте стабильность и надежность кварцевого генератора на этой частоте. 22 пФ — это обычное значение емкости нагрузки, используемое для соответствия требованиям нагрузки кварцевого генератора.

• Кварцевый генератор 32,768 кГц (вторичный кварцевый генератор):

  • Выбор частоты: 32,768 кГц — это стандартная частота кварцевого генератора RTC, которая подходит для маломощных часов.
  • Емкость нагрузки (10пФ): Этот конденсатор малой емкости подходит для низкочастотных кварцевых генераторов для обеспечения стабильных колебаний на низких частотах.

4.3 Как работает схема кварцевого генератора? (Проще понять проблемы 4.4 и 4.5)

(1) Кварцевый генератор начинает колебаться.

• При включении питания кварцевый генератор начинает генерировать слабый колебательный сигнал.
• Этот сигнал поступает во внутреннюю схему генератора STM32 через вывод OSC_IN.

(2) Регулировка емкости нагрузки

• Конденсаторы C1 и C2 работают вместе с кристаллом, обеспечивая его колебания с номинальной частотой.
• Значение емкости нагрузки обычно выбирается в диапазоне от 10 до 22 пФ, но фактическое значение должно быть скорректировано в соответствии со спецификациями кварцевого генератора и паразитной емкостью печатной платы.

(3) Усиление сигнала

• Схема генератора внутри STM32 усиливает входной слабый колебательный сигнал и генерирует стабильный тактовый сигнал.
• Этот стабильный тактовый сигнал выводится через вывод OSC_OUT и используется в качестве системных тактовых импульсов для STM32.

(4) Обратная связь по сигналу

• Схема генератора подает усиленный сигнал колебаний обратно в схему кварцевого генератора через вывод OSC_OUT, чтобы продолжать поддерживать колебания кварцевого генератора.
• Эта петля обратной связи гарантирует, что кварцевый генератор может продолжать генерировать стабильный колебательный сигнал.

(Теперь вы понимаете, что в схеме кварцевого генератора имеется петля.)

4.4. Почему основная схема кварцевого генератора OSC имеет большое сопротивление? Имеет ли это какой-либо эффект?

Схема основного кварцевого генератора содержит большой резистор сопротивлением 1 МОм (обычно подключаемый между OSC_IN и OSC_OUT). Его основные функции следующие:

• Чтобы предотвратить трудности при запуске: Большой резистор обеспечивает начальный путь обратной связи, который помогает кварцевому генератору быстро запуститься при включении, избегая трудностей при запуске, вызванных нестабильными начальными условиями.
• Стабильные колебания: Большой резистор может стабилизировать процесс запуска генератора и гарантировать, что генератор может быстро войти в стабильное состояние после запуска.

(Проще говоря, это значит быстро сформировать токовый контур, упомянутый в 4.3.)

4.5. Почему схема вторичного кварцевого генератора OSC32 не имеет большого сопротивления?

Причины, по которым схема вторичного кварцевого генератора обычно не требует большого резистора, включают:

• Частота и мощность низкие: Кварцевый генератор с частотой 32,768 кГц работает на очень низкой частоте и мощности, его относительно легко запустить, не требуя дополнительных резисторов для облегчения запуска.
• Конструкция с низким энергопотреблением: Схема вторичного кварцевого генератора обычно используется в устройствах реального времени и маломощных устройствах. Добавление резистора большой мощности приведет к увеличению энергопотребления и не соответствует требованиям конструкции с низким энергопотреблением.

4.6 Принципиальная схема

5. Часы реального времени RTC

5.1 Функция контакта VBAT

Вывод VBAT используется для питания RTC и резервных регистров, чтобы RTC мог продолжать работать при отключении основного источника питания.

5.2 Принципы проектирования

1. Основной источник питания (VDD_MCU): Когда основной источник питания (VDD_MCU) включен, диод BAT54-C смещен в прямом направлении, вывод VBAT получает напряжение VDD_MCU через диод, а RTC и резервный регистр работают нормально.
2. Резервный источник питания: При отключении основного источника питания диод BAT54-C предотвращает обратное протекание тока. Часы реального времени и резервный регистр могут продолжать питаться от резервного источника питания (например, батарейки) через разъем ZH1.25-2A. , гарантируя, что время RTC и резервные данные не будут потеряны.

5.3 Принципиальная схема

5.3.1 Функция диода BAT54-C

1. Гарантированное электропитание: При наличии основного источника питания диод смещен в прямом направлении, чтобы гарантировать, что на вывод VBAT поступает стабильное напряжение. При отключении основного источника питания диод смещается в обратном направлении, и резервный источник питания немедленно берет на себя питание для обеспечения; что РТЦ продолжает работать.
2. Предотвращение обратного тока: Убедитесь, что при отключении основного питания ток резервного питания не течет обратно в цепь основного питания, чтобы избежать ненужного потребления энергии и возможного повреждения цепи. В то же время также гарантируется, что при нормальном питании основного источника питания ток чипа не будет течь обратно в резервную батарею, вызывая повреждение.

5.3.2 Функция разъема Ж1.25-2А

1. Интерфейс резервного питания: Предоставляет интерфейс для подключения к резервному источнику питания, упрощая подключение и замену батарей или другого резервного источника питания.
2. Обеспечьте путь электропитания: Через разъем ZH1.25-2A резервный источник питания может надежно подавать напряжение на вывод VBAT, чтобы гарантировать, что питание RTC не будет прерываться.

6. Флэш-чип

6.1 Функции чипа

В микроконтроллерах STM32 внешняя флэш-память (например, W25Q64JVSSIQ, используемая в этом проекте) обычно используется для хранения встроенного ПО, журналов данных или других приложений, требующих энергонезависимого хранения.

6.1 Знакомство с контактами и концепция проектирования схемы

1. CS# (выбор микросхемы):

• дизайн: Вывод CS# управляется через вывод PA15. Низкий уровень активирует чип, высокий уровень выключает чип.
• принцип: Когда CS# низкий, выбран флэш-чип, и STM32 может взаимодействовать с ним; когда CS# высокий, флэш-чип неактивен. Поскольку несколько устройств SPI могут использовать одну и ту же шину SPI, другие устройства могут взаимодействовать.

2. SO (последовательный выход):

• дизайн: Вывод SO подключен к STM32 через вывод PB4 (MISO, Master In Slave Out).
• принцип: Используется для отправки данных с флэш-чипа на STM32 по протоколу SPI.

3. WP# (защита от записи):

• дизайн: Вывод WP# подключен напрямую к источнику питания 3,3 В.
• принцип: Подключите WP# к высокому уровню (3,3 В), чтобы отключить функцию защиты от записи и включить операции записи.

4. GND (земля):

• дизайн: Вывод GND подключен к земле.
• принцип: Обеспечивает цепь питания чипа.

5. SI (последовательный вход):

• дизайн: Вывод SI подключен к STM32 через вывод PB5 (MOSI, Master Out Slave In).
• принцип: Используется для отправки данных из STM32 на флэш-чип при связи SPI.

6. CLK (Часы):

• дизайн: Вывод CLK подключен к STM32 через вывод PB3.
• принцип: Обеспечивает тактовый сигнал для связи SPI, генерируемый и управляемый STM32.

7. УДЕРЖИВАНИЕ3#:

• дизайн: Вывод HOLD3# подключен к источнику питания 3,3 В.
• принцип: Подключите HOLD3# к высокому уровню (3,3 В), чтобы отключить функцию паузы и позволить флэш-чипу работать нормально.

8. VCC (источник питания):

• дизайн: Вывод VCC подключен к источнику питания 3,3 В.
• принцип: Обеспечьте рабочее напряжение для флэш-чипа.

9. Схема фильтра питания

• дизайн: Источник питания 3,3 В подключается к земле через конденсатор емкостью 0,1 мкФ.
• принцип: Развязывающие конденсаторы используются для фильтрации высокочастотных помех в линии электропередачи, стабилизации электропитания и обеспечения нормальной работы Flash-микросхемы.

6.2 Работа схемы

1. Включить: Источник питания 3,3 В обеспечивает питание флэш-чипа, а конденсатор отфильтровывает шум источника питания.
2. SPI-коммуникация: STM32 связывается с чипом Flash через интерфейс SPI (контакты PA15, PB3, PB4, PB5):
   • PA15 управляет CS# и выбирает микросхему.
   • PB3 обеспечивает тактовый сигнал (CLK).
   • PB5 отправляет данные на флэш-чип (MOSI).
   • PB4 получает данные флэш-чипа (MISO).
3. Защита от записи: WP# (на рисунке ниже это IO2) подключен к высокому уровню, чтобы гарантировать, что операция записи не отключена, и облегчает запись данных.
4. Функция паузы: HOLD3# (это IO3 на рисунке ниже) подключен к высокому уровню, чтобы отключить функцию паузы и обеспечить нормальную работу.

6.3 Другие методы проектирования

1. Аппаратная защита от записи: Если вам нужна функция аппаратной защиты от записи, вы можете подключить вывод WP# к выводу GPIO STM32 и контролировать состояние защиты от записи с помощью программного обеспечения.
2. Используйте конденсатор большего размера: В схеме фильтра источника питания можно использовать конденсатор большей емкости (например, 1 мкФ или 10 мкФ) для дальнейшего сглаживания напряжения источника питания в соответствии с реальной ситуацией.
3. Добавьте буферную схему: В шумной среде к сигнальной линии SPI можно добавить буферную схему для повышения надежности связи. (Конкретные методы: используйте буферные микросхемы, последовательные резисторы, конденсаторную фильтрацию и используйте экранированные кабели.)

7. Интерфейс отладки SWD

SWD (Serial Wire Debug) — это интерфейс отладки и программирования, широко используемый в микроконтроллерах серии ARM Cortex-M. Он обеспечивает эффективную отладку и программирование через две линии данных (SWDIO и SWCLK), а его функции заключаются в следующем:

• Отладка и программирование: Интерфейс SWD — стандартный интерфейс для отладки и программирования микроконтроллеров. Через него можно выполнять такие операции, как загрузка прошивки, отладка, установка точки останова, просмотр переменных и т. д.
• Упрощенное подключение: Благодаря стандартизированным контактам и интерфейсам отладчик можно легко подключить, что упрощает процесс отладки и программирования.
• Надежная связь: С помощью подтягивающих и понижающих резисторов убедитесь, что сигнальная линия находится на стабильном уровне в состоянии ожидания, чтобы избежать шумовых помех.

Эта часть схемы в данном проекте состоит из трёх частей:

1. HDR-M-2.54 1x5
   
2. XYXH2.54-5A11
   
3. Jianniu 2,54мм 2x10 прямой
   

Все эти три части предоставляют интерфейсы SWD, но форма и методы подключения немного различаются.

7.1 HDR-M-2.54 1x5

7.1.1 Принципиальная схема

7.1.2 Функции и принципы

• VCC и GND: Подключите провода питания и заземления, чтобы гарантировать, что отладчик и STM32 имеют общий источник питания.
• НРСТ: Используется для внешнего сброса STM32.Отладчик может управлять выводом NRST.Сброс STM32 。
• SWDIO (последовательный проводной отладочный ввод/вывод): Двунаправленная линия данных для передачи данных отладки и программирования.
• SWCLK (тактовая частота последовательного провода): Тактовый сигнал, генерируемый отладчиком, обеспечивает опорное время для связи SWD.

7.2 XYXH2.54-5A11

7.2.1 Принципиальная схема

7.2.2 Функции и принципы

Эта деталь имеет ту же функцию, что и HDR-M-2,54 1x5, но контакты и форма подключения другие.

7.3 Подтягивающие и понижающие резисторы

Что касается того, почему у первого есть подтягивающие и понижающие резисторы, а у второго нет, то объяснение следующее:

(1) Рекомендации по выбору подтягивающих и понижающих резисторов.

1. Окружающий шум: Если система работает в среде с высоким уровнем шума, рекомендуется добавить подтягивающие и понижающие резисторы.
2. Стабильность контакта: Необходимо убедиться, что вывод остается стабильным, когда отладчик не подключен или не включен.
3. Возможности отладчика: Некоторые отладчики имеют встроенные подтягивающие и понижающие резисторы, а внешние резисторы можно не использовать.

(2) Почему HDR-M-2.54 1x5 имеет подтягивающие и понижающие резисторы?

• применимость: Конструкция HDR-M-2.54 1x5 включает в себя подтягивающие и понижающие резисторы, обеспечивающие стабильность вывода, когда отладчик не подключен или не включен.
• Повышение надежности: Подтягивающие и понижающие резисторы используются во избежание сбоев, вызванных шумом, когда отладчик не подключен или не работает, тем самым повышая надежность системы.

      специфическое соединение

• SWDIO (подтягивание): Резистор 10 кОм повышает напряжение до 3,3 В, чтобы гарантировать, что на выводе SWDIO остается высокий уровень, когда отладчик не подключен, и избежать плавающего напряжения.
• SWCLK (опустить): Резистор 10 кОм притягивается к земле, чтобы гарантировать, что на выводе SWCLK остается низкий уровень, когда отладчик не подключен, чтобы избежать плавающего напряжения.

(3) Почему XYXH2.54-5A11 не имеет подтягивающих и понижающих резисторов?

• Упрощение конструкции: В XYXH2.54-5A11 не используются повышающие и понижающие резисторы для простоты конструкции, что обеспечивает большую гибкость в использовании различных отладчиков.
• Зависит от внешней цепи: В некоторых конструкциях это может бытьОпираясь на подтягивающие и понижающие резисторы на отладчике или плате разработки,Вместо того, чтобы настраивать его непосредственно в схеме интерфейса.
• Различные среды: В некоторых прикладных средах можно считать, что внешние помехи невелики и потребность в подтягивающих и понижающих резисторах невелика, поэтому они не используются.

7.4 Джейн Ню 2,54 мм 2x10 прямой

Я должен упомянуть здесь, что существует два режима отладки.： Режим JTAG и режим SWD, первый имеет множество интерфейсов и больше подходит для сложного аппаратного обеспечения, а второй имеет меньше сигнальных линий и подходит для ограниченных встроенных систем.зарезервировано здесь Интерфейс JTAG (удобен для последующих доработок) использует только режим SWD.

7.4.1 Принципиальная схема

7.4.2 Функции и принципы

То же, что и выше.

7.4.3 Расширение

Эта часть предоставляет стандартную форму интерфейса JTAG, но использует только те контакты, которые требуются SWD.Остальные неиспользуемые контакты помечены как неподключенные или перечеркнуты.

(1) Перечеркнутые штифты

1. ТРСТ (контакт 3):

   • Функция: Сигнал сброса JTAG, используемый для сброса логики отладки JTAG.
   • Почему раздвоился: В режиме SWD вывод TRST не используется, поскольку режим SWD не требует отдельного сигнала сброса JTAG.

2. TDI (контакт 5):

   • Функция: Ввод тестовых данных JTAG, используемый для ввода тестовых данных.
   • Почему раздвоился: В режиме SWD вывод TDI не используется, поскольку режим SWD не требует отдельного вывода ввода данных.

3. TDO/SWO (контакт 13):

   • Функция:
     • TDO (выход тестовых данных): Вывод тестовых данных JTAG, используемый для вывода тестовых данных.
     • SWO (выход последовательного провода)： В режиме SWD он используется как последовательный выход для вывода отладочной информации.
   • Почему раздвоился: В некоторых упрощенных конструкциях вывод SWO не используется или не подключен.

4. НЗ (контакты 9, 11, 15, 17):

   • Функция: Не подключено, никакая конкретная функция не назначена.
   • Почему раздвоился: Эти штифты не используются в некоторых конструкциях.

(2) Объяснение мультиплексных контактов

Мультиплексированные контакты (TMS/SWDIO, TCK/SWCLK) выполняют двойные функции и поддерживают протоколы отладки JTAG и SWD. Конкретные функции заключаются в следующем:

1. TMS/SWDIO (контакт 7):

   • TMS (выбор тестового режима)： В режиме JTAG используется для выбора тестового режима.
   • SWDIO (последовательный проводной отладочный ввод/вывод)： В режиме SWD он служит двунаправленной линией данных для передачи данных отладки и программирования.

2. TCK/SWCLK (контакт 9):

   • TCK (тестовые часы)： В режиме JTAG используется для подачи тестового тактового сигнала.
   • SWCLK (тактовая частота последовательного провода)： В режиме SWD используется для подачи последовательного тактового сигнала.

(3) Использование функций повторного использования

При фактическом использовании отладчик и микроконтроллер выбирают соответствующий протокол отладки и функцию вывода в зависимости от конфигурации. Например:

• Когда выбран режим SWD, вывод TMS/SWDIO настраивается как SWDIO, а вывод TCK/SWCLK настраивается как SWCLK.
• Когда выбран режим JTAG, вывод TMS/SWDIO настроен как TMS, вывод TCK/SWCLK настроен как TCK, и можно использовать выводы TDI и TDO.

(4) Другие решения по проектированию аппаратного обеспечения

Помимо вышеперечисленных вариантов оформления, можно рассмотреть и другие конструкции:

1. Только интерфейс SWD: Если вам нужна только функция отладки SWD, вы можете оставить только контакты SWDIO и SWCLK и сохранить ненужные контакты JTAG.
2. Многофункциональный интерфейс: Разработайте многофункциональный интерфейс отладки, который может одновременно поддерживать JTAG и SWD и переключаться по мере необходимости.
3. Встроенный отладчик: Разработайте встроенный отладчик, например ST-LINK, для прямой интеграции в плату разработки и обеспечения более удобного интерфейса отладки и программирования.

(5) Другие режимы отладки

Помимо режимов SWD и JTAG, существует несколько других режимов отладки и программирования:ISP, UART, I2C, SPIждать.

8. СТМ32

Главное событие уже здесь, я немного нервничаю.