在之前的学习中，我偏向的多是嵌入式软件开发的工作，如果想要自己diy一款具备特定功能的嵌入式工具的话，还需要具备画板子的能力。但由于我目前还没学模电，故我打算直接找个b站的学习视频先跟着画个板子出来，简单理解各个模块的功能，后续再详细了解其内部原理。

我选择的课程是expert实验室的PCB大师篇教学视频，链接如下：

【大师篇】8-stm32开发板原理图设计（单片机最小系统）_哔哩哔哩_bilibili

我将跟随教程做一个stm32f103vet6开发板出来，具体需求和方案如下：

接下来，我会尽可能以博客的形式将我每期的学习总结下来，仅供交流，如有谬误，欢迎指正。

 本系列博客目录如下：

【从0到1制作一块STM32开发板】1. 芯片选型及电源电路设计-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】2. 单片机最小系统设计-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】3. 信号部分设计-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】4. 模块化布局-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】5. 整体布局-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】6. PCB布线--信号部分-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】7. PCB布线--电源部分-CSDN博客

【从0到1制作一块STM32开发板】8. PCB添加丝印-CSDN博客

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1. 本节概述

1.1. 芯片选型

我们选择的芯片是stm32f103vet6，其名称包含的信息如下：

1.2. 电源设计需求

总体来说，我们的目标如下：

1. 拥有两个12V供电输入口，分别采用DC接口和螺旋式接线端子。

2. 拥有一个5V的typec接口。

3. 通过buck电路和ldo电路完成12v转5v、5v转3.3v的电源设计。

电源树如下：

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2. 总体原理图及BOM表

2.1. 总体原理图

最终，电源设计部分的原理图页如下：

2.2. BOM表

Designator	Footprint	Value	Manufacturer Part
C1,C2	CAP-SMD_BD5.0-L5.3-W5.3-FD	4.7uF	EMVE500ADA4R7ME55G
C3,C7,C9,C11,C12	C0603	100nF
C4	C0603	10nF
C5,C6	CAP-SMD_BD5.0-L5.3-W5.3-FD	47uF	EMVE500ADA4R7ME55G
C8,C10	C0603	10UF
CN1	CONN-TH_2P-P3.81_MX128L-3.81-GN01-02P-CU-Y-A		MX128L-3.81-02P-GN01-Cu-Y-A
DC1	DC-005_2.5
L1	IND-SMD_L7.3-W6.6		15uH
LED1,LED2	LED_0603
R1,R2	R0603	5.1K
R3	R0603	3.16K
R4	R0603	10K
R5	R0603	2K
R6	R0603	3K
R7,R8	R0603	0
U1,U3	SMA_L4.2-W2.6-LS5.1-RD		SS54
U2	SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL-EP		TPS5450QDDARQ1
U4	SW-SMD_YSSP2AG00		YSSP2AG00
U5	F1206		JK-nSMD005/60V
U6	SOT-223-3_L6.5-W3.4-P2.30-LS7.0-BR		AMS1117-3.3
USB1	USB-C-SMD_KH-TYPE-C-16P		HC-TYPE-C-16P-01B

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3. 模块设计细节

这部分的讲解可能会因为我在模电知识上的缺乏导致错误，欢迎各位指正！

3.1. typec电路

 参考：

利用type-C(16P)设计电源接口_typec16p接口引脚定义-CSDN博客

要理解为什么typec的电路要这么画，关键是理解typec端子每个引脚的作用.。

1. GND和VUBS:GND是接地引脚，VBUS是输出引脚，也就是说，当typec插头插上的时候，便可以通过VUBS输出5v的电压。

2. EP：散热引脚，直接与地相接。

3. SBU1和SBU2：传输辅助信号，这里用不上，所以直接不接。

4. CC1和CC2：这两个引脚是用来识别正反插的，如果是设备端，则使用下拉电阻，用以表示自己是设备端，需要主机供电。如果是主机端，则接上拉电阻到 VBUS（通常 Rp 为 56k/22k/10k）。这里的单片机为设备端，所以采用下拉电阻。

若正插，则使用CC1检测下拉电阻，若检测到了就用CC1通讯；反之用CC2。为了实现正反插都能通讯，故在CC1和CC2的后面都接一个5.1k的下拉电阻。

5. DP1，DP2和DN1和DN2：usb通讯的差分信号引脚，P表示正极(positive)，N表示负极(negtive)。

3.2. DCDC电路

 这部分的设计可以分成两部分，红框框住的供电端子部分以及没被框住的buck电路部分。

3.2.1. 供电端子部分

这部分非常简单，DC1是DC接口，其端口1为正极输入端；CN1是螺钉式接线端子，其端口2为正极输入端。因此将该两个端口短接作为12v电压的输入端，剩余端口接地即可。

3.2.2. buck电路部分

这部分主要参考TPS5450QDDARQ1的数据手册中的应用示例：

其中每个端口接线如下：

1. VIN：电源输入端口，由之前的dc接口和螺钉式接线端子经过电容滤波后相接。

2. ENA：使能端口，悬空表示始终使能。

3. NC：not connect，不用连接。

4. PwPd：对应我的原理图中的EPAD，散热焊盘，跟地相接即可。

5. VSNS：输出电压反馈端口。

6. PH：开关节点。

7. BOOT：自举电容引脚。

这里输出部分的滤波电容选择是采用了两个47uF的电容并联，与数据手册上不太一样，此处我还不太理解其原理，不过按照数据手册设计应该也可以，此处我先跟着教程这样设计吧。

3.3. 电源合路

这部分比较简单，实际就是用了一个开关，按下后便将typec获得的5v与12v转出来的5v合成一个统一的5v输入。 

3.4. LDO电路

LDO的作用是将5v转成3.3v，其外围电路非常简单，只需在输入和输出上接上两个滤波电容即可。

下面做一下LDO与BUCK降压电路的对比：

3.5. 模数地分离

参考：

“你割了吗？”数字地和模拟地到底要不要分割？_哔哩哔哩_bilibili

模拟电路对电压精度较为敏感，如果采用模拟地和数字地直连，那么数字电路生成的噪声可能会对模拟电路造成影响，因此在数字地和模拟地之间接一个0Ω电阻以作分割。同理，在数字电源和模拟电源之间也接一个0Ω电阻以作分割。

不过就搜到的讲解视频来看，貌似在多层板、高速PCB中采用统一地的方法在变成主流。

总结

本文讲解了项目-stm32f103vet6开发板设计的电源设计部分，主要模块包含typec5v输入、12v输入、buck电路、ldo电路、电流合路、模数地隔离。