【文章內容簡介】 濾除電源抖動，圖38的4個電容是靠近STM32F103C8T6的電源引腳上放的，防止電源引腳有抖動信號的干擾。104電容為通用的選取阻值。圖38 為了實現單片機的正常工作，就需要為單片機提供穩(wěn)定的供電電源，這里使用LM1117線性穩(wěn)壓芯片為單片機提供穩(wěn)定的+，圖39中P6與P7為排針，方便杜邦線的插拔，CC6為+5V電源的輸入濾波電容，穩(wěn)定輸入的+5V電壓，使用100nF濾除高頻干擾，100uF濾除低頻干擾，CC7為輸出濾波電容，穩(wěn)定輸出電壓，使用100nF濾除輸出的高頻干擾，100uF濾除輸出的低頻干擾，為單片機提供可靠的供電電源。圖39圖310為單片機下載方式選擇端，或者是程序驅動方式選擇端。STM32有三種啟動模式對應的存儲介質均是芯片內置的，它們是：1）用戶閃存 = 芯片內置的Flash。2）SRAM = 芯片內置的RAM區(qū)，就是內存啦。3）系統(tǒng)存儲器 = 芯片內部一塊特定的區(qū)域，芯片出廠時在這個區(qū)域預置了一段Bootloader，就是通常說的ISP程序。這個區(qū)域的內容在芯片出廠后沒有人能夠修改或擦除，即它是一個ROM區(qū)。在每個STM32的芯片上都有兩個管腳BOOT0和BOOT1，這兩個管腳在芯片復位時的電平狀態(tài)決定了芯片復位后從哪個區(qū)域開始執(zhí)行程序，見下表： BOOT1=x BOOT0=0 從用戶閃存啟動，這是正常的工作模式。 BOOT1=0 BOOT0=1 從系統(tǒng)存儲器啟動，這種模式啟動的程序功能由廠家設置。 BOOT1=1 BOOT0=1 從內置SRAM啟動，這種模式可以用于調試。要注意的是，一般不使用內置SRAM啟動(BOOT1=1 BOOT0=1)，因為SRAM掉電后數據就丟失。多數情況下SRAM只是在調試時使用，也可以做其他一些用途。如做故障的局部診斷，寫一段小程序加載到SRAM中診斷板上的其他電路，或用此方法讀寫板上的Flash或EEPROM等。還可以通過這種方法解除內部Flash的讀寫保護，當然解除讀寫保護的同時Flash的內容也被自動清除，以防止惡意的軟件拷貝。一般BOOT0和BOOT1跳線都跳到0(地)。串口下載的情況下，BOOT0=1，BOOT1=0 ，再復位，點擊下載，下載完成后，把BOOT0的跳線接回0，也即BOOT0=0，BOOT1=0 。所以為了方便期間我們將BOOT1直接通過100K下拉電阻拉直地，只通過BOOT1就能進行選擇下載方式。圖310STM32的下載方式可以分為兩種方式：第一種是20引線的JTAG下載；第二種是5引線的SW下載方式，這里使用SW下載方式，所以具體分析第二種下載方式（SW下載），五根引線的連接分配如下表格：引腳名描述引腳分配JTMS/SWDIO串行線輸入/輸出PA13JTCK/SWCLK串行線時鐘PA14NRST復位NRSTVDDVDDGND地GND圖311為實物圖中的連接方式，+、GND為電源引腳，SWDIO下載數據的引腳、SWCLK是下載數據的時鐘引腳，NRST為單片機復位引腳，也為下載器的復位引腳。圖311為了方便其他電路與單片機的連接，將單片機的引腳用排針引出，總共30個腳，聰PA0—PA1PB0—PB15。如圖312所示。圖312 Buck電路（降壓斬波模塊）分析. Buck變換器的基本工作原理Buck變換器又稱為降壓變換器，串聯(lián)穩(wěn)壓開關電源和三端開關型降壓穩(wěn)壓電源。圖313 此次設計采用的Buck電路仿真圖Buck基本的原理結構圖如圖314所示。圖314 Buck變換器的基本原理圖由上圖可知，Buck變換器主要包括：開關元件M1，二極管D1，電感L1，電容C1和反饋環(huán)路。而一般的反饋環(huán)路由四部分組成：采樣網絡，誤差放大器（Error Amplifier，E/A），脈寬調制器（Pulse Width Modulation，PWM）和驅動電路。為了便于對Buck變換器基本工作原理的分析，我們首先作以下幾點合理的假設[1]：a、開關元件M1和二極管D1都是理想元件。它們可以快速的導通和關斷，且導通時壓降為零，關斷時漏電流為零；b、電容和電感同樣是理想元件。電感工作在線性區(qū)而未飽和時，寄生電阻等于零。電容的等效串聯(lián)電阻（Equivalent Series Resistance，ESR）和等效串聯(lián)電感（Equivalent Series inductance，ESL）等于零；c、輸出電壓中的紋波電壓和輸出電壓相比非常小，可以忽略不計。d、采樣網絡R1和R2的阻抗很大，從而使得流經它們的電流可以忽略不計。在以上假設的基礎上，下面我們對Buck變換器的基本原理進行分析。如圖313所示，當開關元件M1導通時，電壓V1與輸出電壓Vdc相等，晶體管D1處于反向截至狀態(tài)，電流。電流流經電感L1，電流線性增加。經過電容C1濾波后，產生輸出電流和輸出電壓。采樣網絡R1和R2對輸出電壓進行采樣得到電壓信號，并與參考電壓比較放大得到信號。如圖313（a）所示，信號和線性上升的三角波信號比較。當時，控制信號和跳變?yōu)榈停_關元件M1截至。此時，電感L1為了保持其電流不變，電感L1中的磁場將改變電感L1兩端的電壓極性。這時二極管D1承受正向偏壓，并有電流流過，故稱D1為續(xù)流二極管。若時，電容C1處于放電狀態(tài)，有利于輸出電流和輸出電壓保持恒定。開關元件截至的狀態(tài)一直保持到下一個周期的開始，當又一次滿足條件時，開關元件M1再次導通，重復上面的過程。仔細分析Buck變換器的原理圖可知，它的反饋環(huán)路是一個負反饋環(huán)路。如圖314所示，當輸出電壓升高時，電壓升高，所以誤差放大器的輸出電壓降低。由于的降低，使得三角波更早的達到比較電平，所以導通時間減小。因此，Buck變換器的輸入能量降低。由能量守恒可知，輸出電壓降低。反之亦然[]。圖315 Buck變換器的負反饋環(huán)路. Buck變換器電感的選擇選擇Buck變換器電感的主要依據是變換器輸出電流的大小。假設Buck變換器的最大額定輸出電流為，最小額定輸出電流為。當Buck變換器的輸出電流等于時，仍然要保證電感工作在非飽和狀態(tài)，這樣電感值才能維持恒定不變。電感值的恒定確保了電感上的電流線性上升和下降。其次，最小額定輸出電流和電感值決定了Buck變換器的工作狀態(tài)是否會進入DCM模式。我們知道，當Buck變化器工作在CCM模式時有 (1) 且當輸出電壓，輸入電壓和變換器的工作周期不變時，導通時間保持不變。由CCM模式和DCM模式的臨界條件可知，CCM模式的最小輸出電流為 (2) 又因為 (3) 聯(lián)立式（1）,（2）和（3）得Buck變換器CCM模式和DCM模式的臨界電感值為 . Buck變換器輸出電容的選擇和紋波電壓 Buck變換器輸出電容的選擇和紋波電壓的大小密切相關。我們知道，實際的電容C1可以等效為如圖316所示的電路結構。其中電阻R0為等效串連電阻（Equivalent Series Resistance, ESR）,電感L0為等效串連電感（Equivalent Series Inductance，ESL）。當頻率低于300KHz或500KHz時，電容C1的等效串連電感可以忽略，輸出紋波電壓主要取決于電容C0和等效串連電阻R0。圖316 電容C1的等效電路及電容C1上的電流電壓變化由上圖可知，電容C1上的電流為 （4）所以，電容C1上的電流最大變化量為，故等效串連電阻R0上產生的電壓波動峰峰值為 （5）電容C0上的電壓紋波峰峰值為 （6）所以，輸出電壓上的電壓紋波為 （7）但從一些廠家的產品手冊可知，大多數常用鋁電解電容是一個常數，且等于。而Buck變換器的工作頻率一般為20～50KHz，所以其周期為。因此， （8）所以，一般情況下我們可以忽略電容C0產生的紋波電壓，那么電壓紋波近似為 （9）而電壓紋波和電感電流變化量可以由系統(tǒng)參數得到，所以可以求出變量的值。然后由常用鋁電解電容是一個常數可以計算出系統(tǒng)應該選用的電容值。. Buck電路主要器件——IR3205IR的HEXFET功率場效應管irf3205采用先進的工藝技術制造，具有極低的導通阻抗。irf3205這種特性，加上快速的轉換速率，和以堅固耐用著稱的HEXFET設計，使得irf3205成為極其高效可靠、應用范圍超廣的器件。內部結構圖如下圖317 IR3205內部結構圖基本參數為：VDSS=55V，RDS（0N=，ID=110A。最大額定參數圖318 IRF最大額定參數參數. 驅動Buck電路的主要器件——IR2117IR2117是美國IR公司專為驅動單個MOSFET或IGBT而設計的柵極驅動器,它采用高壓集成電路技術和無閂鎖CMOS技術,并采用雙直插式封裝,可用于工作母線電壓高達600V的系統(tǒng)中。其輸入與標準的CMOS電平兼容,輸出驅動特性可滿足交叉導通時間