1.2 STM32单片机的最小系统电路

单独一块单片机芯片是无法工作的，需要增加外围电路给芯片提供电源、时钟信号和复位信号，为了能将编写的程序下载到单片机芯片，还应有下载电路。单片机芯片与提供基本工作条件的电路（电源电路、时钟电路、复位电路和程序下载电路）一起，就构成了单片机的最小系统电路。

1.2.1 STM32F103C8T6单片机介绍

STM32单片机型号很多，STM32F103C8T6单片机是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，程序存储器容量是64KB，电源电压为2~3.6V，其性价比高，很适合初学者学习使用。STM32F103C8T6单片机的外形、参数与引脚功能如图1-4所示。

STM32F103C8T6单片机有48个引脚，其中37个I/O引脚（PA0~PA15、PB0~PB15、PC13~PC15、PD0、PD1），很多引脚有多个功能，可以编程决定使用何种功能；其他主要是电源引脚（VDD、VSS）、复位引脚（NRST）、时钟引脚（OSC，与IO引脚共用）和启动设置（BOOT）引脚。

1.2.2 STM32单片机的最小系统电路简介

图1-5是STM32F103C8T6单片机的最小系统电路原理图。该电路主要由STM32单片机芯片及其工作必需的电源电路、复位电路、时钟电路、启动方式设置电路和下载调试端组成。为了方便测试该最小系统能否正常工作，在单片机的PC13端（②脚）外接了一个发光二极管VD2，测试时，往单片机下载驱动VD2闪烁发光的程序，若VD2会闪烁发光，则表明该系统可正常工作。

图1-5所示电路原理图的电气连接关系是采用标号来表示的，相同的标号在电气上是直接连接的，比如电路中所有的标号“VCC3V3”在电气上都直接连接在一起。

1）电源电路

X1是一个Micro USB接口（与手机同类型充电接口相同），外部5V电源（如来自手机充电器）通过接口的Vbus、G端（即1、5脚）将5V电压送到电源芯片U1的1、2脚，经内部电路降压后从5脚输出3.3V电压，该电压一方面将电源指示灯VD1点亮，另一方面送给单片机4个VDD端、复位电路和启动方式设置电路。单片机4个VDD端各接了一个滤波电容，减小各VDD端电压的波动。

2）复位电路

复位电路的功能是在接通电源时为单片机提供一个低电平（有的单片机为高电平）信号，使单片机内部电路全部进入初始状态，当低电平变为高电平时复位完成，内部电路开始工作。复位信号就像上课的铃声，不管学生正在做什么，一听到铃声，就会马上回到教室坐好等待上课。

R2、C2和SW1构成复位电路，在系统接通电源时，3.3V电压送到复位电路，由于C2还未充电，两端电压很低，该电压为低电平，送到单片机的NRST端（7脚，复位端），对单片机内部电路进行复位，使电路回到初始状态。随着3.3V电压经R2为C2充电，C2两端电压上升，升高到3.3V时充电结束，单片机的NRST端电压也为3.3V，此为高电平，单片机内部电路复位完成。SW1为手动复位按键，按下SW1，C2被短路而迅速放电，C2两端电压下降为低电平，单片机的NRST端也为低电平，内部电路被强制复位；只有当NRST端变为高电平时，单片机才能重新开始工作。

3）时钟电路

时钟电路的功能是为单片机内部电路提供时钟信号，使这些电路有节拍地工作。时钟信号频率越高，电路的工作速度越快，没有时钟信号，单片机内部电路将无法工作。时钟信号就像做操时喊的节拍，做操的动作按节拍进行，节拍喊得快，做操的动作也变快，节拍声一停，做操动作也停止。

STM32F103C8T6单片机有两个时钟电路，C9、C12、Y3（晶振，频率为32.768kHz）与单片机PC14、PC15端（3、4脚）内部的电路构成时钟电路，产生32.768kHz的时钟信号；C13、C14、Y2（晶振，频率为8MHz）与单片机OSCIN、OSCOUT端（5、6脚）内部的电路也构成时钟电路，产生8MHz的时钟信号。在单片机编程时，可根据情况通过程序来设置需要哪个时钟信号。

4）启动方式设置电路

STM32单片机有3种启动方式，由BOOT1、BOOT0端的电平控制，见表1-2。6脚排针X3与R3、R4构成启动方式设置电路，单片机的BOOT1端（20脚）通过R4与X3的4脚连接，单片机的BOOT0端（44脚）通过R3与X3的3脚连接，当用两个跳线（短路片）分别短路X3的1、3脚和4、6脚时，BOOT1=0，BOOT0=1，单片机启动方式被设为从系统存储器启动。

5）下载调试端

单片机是由程序驱动工作的，在计算机中用编程软件编写的程序需要下载到单片机。STM32单片机下载程序的方式有串口下载和SWD下载，SWD方式不但支持下载程序，还支持在线仿真、调试程序，图1-5中的单片机最小系统电路采用SWD方式下载程序。

X2为SWD下载接插件，1、4脚分别与3.3V电源和地连接，2脚与单片机的SWDIO端（34脚）连接，3脚与单片机的SWCLK端（37脚）连接。在下载调试程序时，单片机经X2通过下载调试器（如ST-Link）与计算机连接，传送程序数据。

1.2.3 最小系统实验电路板

图1-6是STM32F103C8T6单片机的最小系统实验电路板，该电路采用双面电路板，一些主要的元器件放置在正面，而一些电阻、电容元器件放置在电路板的反面，正、反面的元器件和电路是通过穿板而过的导电过孔来连接的。