开发板原理图如下

电源部分：

工作原理:
A.5V电源(VCC+5V)首先经过自恢复保险丝U2，起到过流保护作用。之后由C1和C2组成的滤波网络对5V输入进行滤波，去除纹波和噪声，为稳压芯片U1提供干净的输入电压。

B.稳压芯片U1(AMS1117-3.3)将经过滤波的5V电压线性降压至3.3V，从VOUT引脚输出。输出端的C3和C4进一步滤波确保3.3V输出电压稳定、纹波小。

C.3.3V输出电压通过限流电阻R1后，驱动LED1。当3.3V电源正常时，LED1点亮，直观显示电源工作状态;若3.3V输出异常，LED1熄灭，起到故障指示作用

SWD调试部分：

电源与复位

• +3.3V：为 STM32 芯片和调试接口的逻辑电路供电，确保调试信号电平匹配。
• VCC+5V：主要为调试器提供电源，部分调试器可以通过此引脚从开发板取电，无需额外供电。
• RST 引脚：虽然在板上未与其他电路直接相连，但通过调试器可以主动拉低此引脚，实现对 STM32 芯片的硬件复位，这在调试卡死的程序时非常关键。

SWD 调试原理

SWD（Serial Wire Debug）是一种串行调试协议，相比传统的 JTAG 接口，它只需要两根线（SWCLK 和 SWDIO）就能实现：

• 程序烧录（下载固件到 STM32 的 Flash）
• 在线调试（单步执行、设置断点、查看寄存器和内存）
• 芯片状态控制（复位、停止、运行）

调试器通过 SWCLK 提供同步时钟，在每个时钟周期内通过 SWDIO 发送指令或读取数据，实现对芯片的深度控制。

电路作用总结

• 程序下载：通过 SWD 接口将编译好的固件烧录到 STM32 芯片中。
• 在线调试：在程序运行时实时监控芯片状态，快速定位和修复代码问题。
• 硬件复位：通过 RST 引脚强制复位芯片，解决程序跑飞或卡死的问题。
• 供电支持：为调试器提供 3.3V 和 5V 电源，简化调试连接。

DS18B20部分：

DS18B20 是单总线数字温度传感器，可直接将温度信号转换为数字信号。本电路中，传感器通过单根 DQ 线与 STM32 的 PB1 引脚通信，同时由 + 3.3V 供电；上拉电阻保证通信电平稳定，接口 H2 用于传感器的物理连接，最终由 STM32 读取 DQ 线上的数字信号并解析为温度值。

其中，4.7kΩ 上拉电阻是单总线通信的必备匹配元件，是该电路的核心关键。

• 初始化：STM32 将 PB1 拉低一段时间后释放，DS18B20 检测到上升沿后，主动拉低 DQ 线作为应答，完成初始化。
• 发送指令：STM32 通过 PB1 向 DS18B20 发送 “温度转换指令”，传感器开始采集并转换温度。
• 读取数据：转换完成后，STM32 发送 “读取数据指令”，从 DQ 线读取 16 位的温度数据。
• 数据解析：STM32 将读取的数字信号按 DS18B20 协议解析，得到实际温度值

DHT11部分：

DHT11 是一款单总线数字温湿度传感器，通过单根数据线与 MCU 通信。

• 电路采用 外部供电模式：VDD 接 +3.3V，GND 接地，DATA 引脚通过上拉电阻保持高电平。
• STM32 的 PA5 引脚（DHT11_DATA）作为通信引脚，通过发送特定时序指令，触发 DHT11 采集温湿度数据，并接收返回的 40 位数据（8 位湿度整数 + 8 位湿度小数 + 8 位温度整数 + 8 位温度小数 + 8 位校验和），再由软件解析出实际温湿度值。

上拉电阻：R2（4.7kΩ）

• 一端接 +3.3V，另一端接 DATA 线，是单总线通信的关键元件。
• 作用：
  • 使总线在空闲状态下保持高电平，符合单总线协议要求。
  • 增强信号抗干扰能力，确保通信稳定。
  • 4.7kΩ 是 DHT11 推荐的上拉电阻值，兼顾速度与稳定性。

数据采集流程

1. 起始信号：PA5 拉低 ≥18ms，再释放（上拉至高电平），唤醒 DHT11。
2. 响应信号：DHT11 拉低总线 80µs 作为应答，再拉高 80µs，通知 MCU 准备发送数据。
3. 数据传输：DHT11 逐位发送 40 位数据，“0” 和 “1” 通过不同的低电平时长区分。
4. 数据解析：MCU 接收数据后，校验和验证数据完整性，再解析出湿度和温度值。