从0到1入门STM32最小系统板-绘制原理图的设备选择
我们这次选择的芯片是STM32F446RET6，使用立创EDA绘制原理图。
文章目录
- 从0到1入门STM32最小系统板-绘制原理图的设备选择
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- 0.芯片
- 1.电源电路
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- 1.1.电源芯片
- 1.2.去耦电容
- 2.晶振
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- 2.1.晶振选型
- 2.2.电容计算
- 2.3.晶振原理图
- 3.下载电路
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- 3.1.接线端子
- 3.2.SWD原理图
- 4.复位电路
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- 4.1.简易复位电路
- 4.2.按键设计
- 5.检查
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- 5.1.人工检查
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- 5.1.1.VDD，VDDA
- 5.1.2.VSS
- 5.1.3.BOOT0，BOOT1
- 5.2.立创检查
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- 5.2.1.警告
- 5.2.2.错误
- 6.注意事项
0.芯片
这篇文章不解释芯片的选择。先挖个坑，等一会儿再写个博客。
我在这里选择芯片STM32F446RET6。打开立创EDA，新建工程完成后，打开原理图。Shift F快捷键打开设备库，输入STM32F446RET搜索结果如下： 
点击图片进入立创商城，下载其数据手册。数据手册必须保存并仔细查阅。作者的建议是单独放在文件夹中查看。EDA，点击放置，找到合适的位置，左键放置，右键取消放置。
我们修改其位数，并引出电源引脚、时钟引脚等。
1.电源电路
1.1.电源芯片
我们通常使用它USB接口直接向开发板供电，但是USB接口输入电压为5V，超过芯片电压3.3V，因此，为了使板正常工作，我们需要降低压力，通常使用LDO来实现这个功能。
LDO即low dropout regulator，是低压差线性稳压器。这与传统的线性稳压器相比。78XX输入电压至少比输出电压高2V~3V，否则不能正常工作。但在某些情况下，这种情况显然太苛刻了，比如5V转3.3V，输入输出之间的压差只有1.7v，显然，这不符合传统线性稳压器的工作条件。鉴于这种情况，芯片制造商开发了它LDO类电压转换芯片。(百度百科来源)
常用型号有AMS1117-3.3和LM1117-3.3.当然，您也可以选择其他更合适的芯片。我们在立创EDA中按Shift F快捷键打开设备库，输入LDO 3.搜索3，选择线性稳压器进行筛选(LDO)并应用筛选，如下图所示：
LDO一般没有特殊要求，只需注意最大输入电压即可。作者的初步选择是C347376这款，进入立创商城：
最大输入电压为8V，我们USB输入的是5V，足够了。下载其数据手册查看参考电路设计：
VIN和VOUT和地之间连接一个电容，C1的作用有2：
- 第一个功能是滤波，可以过滤VIN中的噪声；
- 第二个功能是可以让VIN电压缓慢上升，起到软启动的作用。VIN上电以后，C1会先充电，充电后VIN值变为5V；
C2的主要功能也可视为滤波。
回到立创EDA，单击鼠标左键放置，然后右键取消放置。这还没有结束。我们还需要根据数据手册中的基本电路再次放置两个电容器Shift F打开设备库搜索1uf 50v在筛选中选择贴片电容(MLCC)，包装选择0603，品牌选择村田
第一个3美分，价格可以，只需查看参数即可使用，点击放置，将两个电容器放置在相应的位置，如下图所示：
选中LDO，翻转空间两次，然后先给它VIN接VCC，VOUT接 3.3V，VSS接地：
然后我们理图中连接两个电容：
注意将注释调整到合适的位置，并注意更改位号以便于阅读。
1.2.去耦电容
去耦电容器的意义主要是去除电源的噪声。如果你想更充分地了解去耦电容器，你可以移动B站老板圈的视频大小吗？位置不对？解耦电容器将如何影响电路工作_哔哩哔哩_bilibili。如何选择去耦电容的大小？
打开芯片数据手册，找到电特性Electrical characteristics一章可以找到供电方案Power supply scheme，如下所示：
可以看到VDD和地之间有几个1000nF和一个4.7uF电容连接：
具体多少个100nF这取决于我们有多少人VDD例如，我们现在有六个需要使用的人VDD，那我们就需要6个100nF的电容。我们按照上面同样的方法选择100nF筛选电容器，综合考虑价格、包装、精度、库存等因素C14663这个电容。然后作者选择了同样的方法C69335这个电容。**组件的选择没有固定，需要看自己的需！要看自己的需要！**这里作者只是为了方便一些没有自己选择组件的人，提供一个选择的想法！
我们把元器件放在原理图中，但是太乱了:
此时可使用EDA其布局功能使其等距分布，快捷键Ctrl Shift H，效果如下：
连接，放置位号：
这里需要注意的是模拟GNDA和数字地GNDD它是不同的，需要分开，两者可以通过0Ω电阻连接，这里作者选择C21189：
2.晶振
2.1.晶振选型
我们在这里选8MHz无源晶振，9倍频可达72MHz。我们搜索“8mhz作者最终选择筛选无源晶振C403948，大家可以自己选择。
2.2.电容计算
打开数据手册，需要找到其负载电容：
即12pF。
这里需要补充一个公式： C f = C d ? C g C d C g C i c Δ C C_f=\frac{C_d*C_g}{C_d C_g} C_ic \Delta C C
2.3.晶振原理图
放置电容，筛选两个18pF的电容，笔者选择的是C107040，放置两个后进行原理图绘制，如下所示：
3.下载电路
STM32的下载有多种方式，为了节省空间，我们选择SWD下载模式，该模式只需要4根线，分别为SWDIO、SWCLK、GND和3.3V。有关下载的部分在这里挖个坑，以后要是发了文章再回来填上这个坑，这里就不再讲了。
3.1.接线端子
我们需要选择一个4pin的接线端子，用于连接ST-Link。我们搜索“4pin”，筛选选择“线对板/线对线连接器”和“插件,P=2.54mm”，如下所示：
然后按自己的需求进行挑选即可，我选择的是C2905435，大概长这个样子：
3.2.SWD原理图
放置到合适的位置，然后四根线分别接GND、3.3V、SWDIO和SWCLK，接好后如下图所示：
但是问题来了，在芯片中，并没有标注SWDIO和SWCLK：
所以我们还需要去芯片数据手册中查找到底要接在哪个IO口上。搜索SWDIO，很轻松找到了相应的IO口：
我们在原理图上标注好引脚的网络号：
4.复位电路
复位电路相对简单，可以选择有按键复位也可以选择无按键复位。我们这里设计一个有按键复位的电路。
4.1.简易复位电路
我们首先先将基础的复位电路画好。基础的复位电路需要一个电阻和一个电容，组成一个RC电路，电容起到一个软启动的作用，在上电之后，电容先进行充电，缓慢达到3.3V。当电容的充电时间大于芯片复位所要求的时间时，就可以完成复位。这里采用的电阻是10K，选项为C25804，电容是0.1uF，与之前用的相同。电路设计如下：
4.2.按键设计
如何通过按下按键实现复位呢？按下按键以后RST变为低电平，松开按键以后给重新进行电容充电实现软启动，从而进行复位。因此，我们的按键应该接在RST和GND中间。按键选型没有太多要求，笔者搜索的是“按键”，筛选类目选择“轻触开关”，封装/规格选择“SMD”。最终选择了C83206这一款按键，原理图更改如下：
5.检查
5.1.人工检查
5.1.1.VDD，VDDA
我们发现在绘制的时候还没有将+3.3V，VDD，VDDA统一，补充如下：
由于我们不使用备用电源，VBAT也要接到VDD上：
5.1.2.VSS
在芯片中没有将VSS标明，进行补充如下：
5.1.3.BOOT0，BOOT1
发现还没有设置BOOT0和BOOT1为0，但是芯片中并没有直接标明BOOT1，只标注了BOOT0，我们打开手册搜索一下BOOT1即可：
将BOOT1从芯片中引出：
我们将两个引脚下拉：
下拉的原因是为了设置单片机的启动模式，如下表所示：
一些单片机是通过跳线帽来选择启动方式，我们为了简洁，就不再设置跳线帽了，直接都置0。
5.2.立创检查
点击设计，点击检查DRC：
为了便于观察，我们首先清空，然后再次检测DRC：
5.2.1.警告
先查看警告：
意思说一串引脚悬空，这是指芯片上没有用到的引脚，我们把它们都打叉，示例如下：
所有没有用到的引脚都这样操作即可，所有引脚都打叉后清空记录，重新进行检查：
警告已经全部修改结束了。
5.2.2.错误
两个错误都是在这一部分，这一部分我在立创社区电子工程师交流社区_电子发烧友论坛_嘉立创&立创商城旗下专业电子论坛【立创社区】 (szlcsc.com)搜索到了两种解决办法，原贴原理图中经常需要将两个PowerPort短接，专业版短接后会报错 - 立创社区 (szlcsc.com)。
：修改设计规则。在设计中打开设计规则：
将特殊符号含有“全局网络名”属性时，所连导线的名称需要与“全局网络名”的值一致这一项取消检查即可。
设置好后清空日志，重新检查一下，已经没有错误了：
：不使用特殊符号，使用导线添加网络名，如下所示：
这样也可以达到效果，无错误：
个人觉得方法二还是更合适一些，不用修改设计规则，而且也同样非常明晰。
6.注意事项
- 遇到问题可以从立创论坛上电子工程师交流社区_电子发烧友论坛_嘉立创&立创商城旗下专业电子论坛【立创社区】 (szlcsc.com)搜索答案，作为新手第一次使用立创EDA进行画图还是难免会有很多奇奇怪怪的问题，论坛上说不定就有其他人也有过类似的问题。比如笔者在做这个原理图时就是通过论坛才搜到了错误的解决办法；
- 如果问题没有搜到结果，可以询问立创的技术支持，注册账号绑定微信后应该会有技术人员加好友的；
- 保存好数据手册，手册占不了特别多的空间，主要是便于查阅；
- 到这里最小系统板的原理图已经绘制完成了，但是还需要进行原理图布局，使得别人在阅读原理图时更加方便。笔者计划在下一篇中再加几个其他的设计，所有设计都完成后再进行布局。