1. STM32F103最小系统模块
模块描述
STM32F103最小系统模块是基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器开发板,主频72MHz,具有丰富的外设接口。该模块集成了电源管理、时钟电路、复位电路和调试接口,可直接用于嵌入式系统开发。适合电赛中大部分控制类、数据采集类题目,性价比高,开发资源丰富,是电赛最常用的主控芯片之一。
工作原理
[外部电源5V] → [AMS1117-3.3V稳压] → [3.3V供电]
↓
[8MHz晶振] → [PLL倍频] → [72MHz系统时钟] → [STM32F103C8T6]
↓
[32.768kHz晶振] → [RTC实时时钟] ↓
[GPIO/ADC/UART/SPI/I2C/PWM等外设接口]
[SWD调试接口] ← [SWDIO/SWCLK] ←──────┘
技术指标
- 处理器内核: ARM Cortex-M3
- 主频: 72MHz
- Flash: 64KB/128KB
- SRAM: 20KB
- GPIO: 最多37个I/O口
- ADC: 2个12位ADC,16通道
- 定时器: 7个(包括2个高级定时器)
- 通信接口: 2×UART, 2×SPI, 2×I2C, 1×USB, 1×CAN
- 工作电压: 2.0V-3.6V
- 工作温度: -40°C至+85°C
接口管脚定义
| 管脚号 | 管脚名称 | 功能说明 | 备注 |
| ——– | ———- | ———- | —— |
| 1 | VBAT | 备用电池电源 | RTC供电 |
| 7 | NRST | 复位引脚 | 低电平复位 |
| 8 | VSSA | 模拟地 | ADC参考地 |
| 9 | VDDA | 模拟电源 | ADC参考电源 |
| 10 | PA0-PA15 | GPIO端口A | 复用功能 |
| 26 | PB0-PB15 | GPIO端口B | 复用功能 |
| 44 | BOOT0 | 启动模式选择 | 接地正常运行 |
| 46-47 | SWDIO/SWCLK | SWD调试接口 | 程序下载 |
板上设置和信号指示
- 电源指示灯: 红色LED,3.3V供电指示
- 用户LED: PC13连接LED,可编程控制
- 复位按键: 连接NRST,手动复位
- BOOT跳线: BOOT0接地/3.3V选择启动模式
- SWD接口: 4针排针(3.3V, GND, SWDIO, SWCLK)
- USB接口: Micro USB,可用于供电和通信
电气指标
- 供电电压: 5V(USB)或3.3V-5V(外部)
- 输出电流: 单个I/O最大25mA,总电流150mA
- 功耗: 运行模式36mA@72MHz, 待机模式2μA
- ADC精度: 12位,±1LSB
- ADC采样率: 最高1Msps
- GPIO电平: 3.3V CMOS(5V容忍)
使用说明
- 供电: 通过USB或外部5V供电,自动稳压至3.3V
- 程序下载: 使用ST-Link通过SWD接口下载程序
- 时钟配置: 外部8MHz晶振,PLL倍频至72MHz
- GPIO使用: 配置为输入/输出/复用功能,注意电流限制
- ADC使用: 配置采样时间,注意参考电压为3.3V
- 通信接口: 根据需要配置UART/SPI/I2C波特率和参数
- 中断优先级: 合理配置NVIC中断优先级分组
全国大学生电子设计竞赛相关赛题
- 2019年A题: 电动小车动态无线充电系统(主控制器)
- 2019年C题: 线路负载及故障检测装置(数据采集与处理)
- 2017年A题: 微电网模拟系统(主控制器)
- 2017年E题: 远程幅频特性测试装置(信号处理)
- 2015年B题: 风力摆控制系统(实时控制)
- 2015年D题: 风力摆控制系统(增强版)
- 2013年A题: 单相AC-DC变换电路(控制核心)
- 2011年A题: 开关稳压电源(PWM控制)
应用技术要点总结
- 时钟配置: 正确配置HSE和PLL,确保72MHz稳定运行
- 中断管理: 合理设置中断优先级,避免中断冲突
- 定时器应用: 利用高级定时器实现PWM互补输出和死区控制
- ADC多通道采集: 使用DMA+定时器触发实现高效采集
- 串口通信: 使用DMA发送接收,减少CPU占用
- 低功耗设计: 利用睡眠/停机模式降低功耗
- 抗干扰措施: 电源去耦、地线处理、时钟滤波
- 程序优化: 使用编译器优化、查表法、定点运算提高效率