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. 单片机最小系统组成

简单来说，单片机最小系统由以下几个部分组成：

1. 单片机电路及其排针。

2. 晶振电路。

3. 复位电路。

4. 启动模式选择电路。

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2. 总体原理图及BOM表

2.1. 总体原理图

最终，单片机最小系统部分的原理图页如下：

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2.2. BOM表

Designator	Footprint	Value	Manufacturer Part
BT1	BAT-SMD_CR1220-2ZX		CR1220-2ZX
C1,C2	CAP-SMD_BD5.0-L5.3-W5.3-FD	4.7uF	EMVE500ADA4R7ME55G
C3,C7,C9,C11,C12,C13,C14,C15,C16,C17,C18,C24	C0603	100nF
C4	C0603	10nF
C5,C6	CAP-SMD_BD5.0-L5.3-W5.3-FD	47uF	EMVE500ADA4R7ME55G
C8,C10	C0603	10UF
C19	C0603	10uF
C20,C21	C0603	20pF
C22,C23	C0603	10pF
CN1	CONN-TH_2P-P3.81_MX128L-3.81-GN01-02P-CU-Y-A		MX128L-3.81-02P-GN01-Cu-Y-A
D1	SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR		BAT54C
DC1	DC-005_2.5
H1	HDR-TH_6P-P2.54-V-R2-C3-S2.54_A2541WV-2X3P
H2,H3	HDR-TH_46P-2.54-V-M-R2-C23-S2.54		X6521WV-2x23H-C60D30
L1	IND-SMD_L7.3-W6.6		15uH
LED1,LED2	LED_0603
R1,R2	R0603	5.1K
R3	R0603	3.16K
R4,R10,R11,R12	R0603	10K
R5	R0603	2K
R6	R0603	3K
R7,R8	R0603	0
R9	R0603	1K
SW1	SW-SMD_4P-L6.0-W6.0-P4.50-LS9.0-2
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
U7	LQFP-100_L14.0-W14.0-P0.50-LS16.0-BL		STM32F103VET6
U8	SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR		TL431
USB1	USB-C-SMD_KH-TYPE-C-16P		HC-TYPE-C-16P-01B
X1	CRYSTAL-SMD_4P-L3.2-W2.5-BL_SIT8008BI	8MHz	XL2EL89CSI-111YLC-8M
X2	OSC-SMD_L3.2-W1.5	-	SF32WK32768D31T002

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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. 单片机电路及其排针

3.1.1. 单片机电路

我认为需要重点关注的如下：

1. VDD是数字核心供电引脚，是用来给单片机内部供电的，所以每个都需要接滤波电容提高稳定性。

2. VBAT用于在MCU断电时维持低功耗模块继续工作，这里使用一个纽扣电池来供电。在MCU上电时，用VCC3V3供电，断电时，才使用纽扣电池供电。因为在上电时，3V3的压差是大于纽扣电池带来的压差的，因此3V3那一条二极管路导通。这样做有利于提高纽扣电池的使用寿命。

3. TL431的作用是提供一个2.5v的参考电压。当REF脚输入的电压大于2.5时，CATHODE会输出一个比较稳定的2.5v电压。该电路参考于TL431的数据手册，如下：

至于为什么参考电压是2.5v，参考于stm32的数据手册，如下：

手册上显示VREF+的范围为2.4到VDD，所以这里选择了2.5v。 

3.1.2. 排针

排针的绘制比较简单，需要注意的是此处排针上的引脚顺序是经过专门设计过的，目的是在后续PCB绘制步骤中获得更加优美的排线布局。 

3.2. 晶振电路

这部分可以分成两个部分：高速外部晶振和低速外部晶振。二者的绘制方法均较为简单。

3.2.1. 高速外部晶振

该晶振(8MHz)的1、3为工作引脚，2、4为散热引脚，接地即可。设计电路可参考stm32的数据手册：

起振电容的推荐值为5到25pF，这里选择20pF。 

3.2.2. 低速外部晶振

该晶振(32.768kHz)的设计同样可以参考数据手册：

3.3. 复位电路

很简单的电路，开关闭合，RST变成低电平，复位；开关松开，高电平，不复位。 

3.4. 启动模式选择电路

启动模式选择的实质是通过BOOT0和BOOT1引脚的高低电平组合来构成不同的启动方式，这里的H1到时候会用排针来实现BOOT0和BOOT1各自与高电平或者是地的短接。具体配置可见stm32的数据手册：

参考：stm32的boot引脚接线_stm32 boot0 boot1 接法-CSDN博客 

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总结

本文讲解了项目-stm32f103vet6开发板设计的单片机最小系统设计部分，主要模块包含单片机电路及其排针、晶振电路、复位电路、启动模式选择电路。