STM32F1 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程-參考答案 【ch01】STM32開發(fā)平臺(tái)和工具

第1章STM32開發(fā)平臺(tái)和工具1.簡述STM32與ST公司和ARM公司的關(guān)系。STM32是基于ARM?Cortex?M3處理器內(nèi)核的32位閃存微控制器，是一種包含與被包含的關(guān)系。STM32為MCU用戶開辟了一個(gè)全新的自由開發(fā)空間，并提供了各種易于上手的軟硬件輔助工具。STM32的內(nèi)核是ARM推出的基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARMCortex-M3內(nèi)核。STM32是ARM7架構(gòu)中的一員。ARM是賣內(nèi)核的，相當(dāng)于賣CPU的Intel，ST是賣單片機(jī)的，相當(dāng)于賣PC的HP或DELL。ARM是做核的，但自己不生產(chǎn)也不賣芯片，而是向芯片廠家授權(quán)；ST是他們的已經(jīng)授權(quán)廠家，拿到授權(quán)后容，再做二次開發(fā)，像STM32F系列就是ARM的M3系列的芯片。但ST的產(chǎn)品不止商城ARM芯片，還有其他的芯片，像邏輯芯片，老式的單片機(jī)芯片。2.通信-下載模塊接口電路中使用了一個(gè)紅色LED(PWR)作為電源指示，請問如何通過萬用表檢測LED的正、負(fù)端?萬用表選擇電阻檔R，不大于100Ω萬用表紅黑兩線搭LED發(fā)光二極管兩級(jí)（可隨意搭）觀察萬用表是否有讀數(shù)。如果沒有讀數(shù)，調(diào)換紅黑兩線的搭線位置，有讀數(shù)后搭紅線端為正，黑線端為負(fù)，3.通信-下載模塊接口電路中的電阻(R9)有什么作用?該電阻阻值的選取標(biāo)準(zhǔn)是什么?R9電阻起到限流的作用，防止紅色LED被燒壞。4.電源轉(zhuǎn)換電路中的5V電源網(wǎng)絡(luò)能否使用3.3V電壓?請解釋原因。一般情況下，5V電源網(wǎng)絡(luò)不能直接用于3.3V電壓電路。主要原因是因?yàn)?.3V和5V之間存在電壓差異，以及電源網(wǎng)絡(luò)的電流傳輸能力。首先，3.3V電路需要的電壓級(jí)別是3.3V，如果直接使用5V電源，電壓過高可能會(huì)導(dǎo)致電路中的元件工作不正常甚至損壞。此外，3.3V電壓一般是嵌入式系統(tǒng)、微控制器等低功耗電子設(shè)備中常用的工作電壓，對電壓穩(wěn)定性要求較高。其次，電源網(wǎng)絡(luò)的電流傳輸能力也是考慮的因素。如果3.3V電路的負(fù)載電流較大，而5V電源網(wǎng)絡(luò)的電流傳輸能力不足以滿足需求，那么3.3V電壓將會(huì)下降，導(dǎo)致電路無法正常工作。為了解決這個(gè)問題，可以使用適當(dāng)?shù)碾妷航档推鳎ㄈ绶€(wěn)壓芯片）來降低5V電源來滿足3.3V電路的需求。這樣可以確保3.3V電壓穩(wěn)定且適合電路要求。另外，還需要注意將電源和電路之間的地線連接好，以保證電路的正常工作和電壓的穩(wěn)定性。5.電源轉(zhuǎn)換電路中，二極管(VD1)上的壓差為什么不是一個(gè)固定值?這個(gè)壓差的變化有什么規(guī)律?請結(jié)合SS210的數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行解釋。二極管上的壓差不是一個(gè)固定值，主要由于二極管的特性和工作條件的影響。首先，二極管的壓降與其正向偏置電流有關(guān)。正向偏置電流越大，二極管的壓降就越小，反之亦然。這是因?yàn)槎O管在正向偏置下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)通通道，從而使電流流過，形成壓降。當(dāng)正向偏置電流較小時(shí)，導(dǎo)通通道較窄，壓降較大；而正向偏置電流較大時(shí)，導(dǎo)通通道擴(kuò)大，壓降較小。其次，溫度也會(huì)對二極管的壓降產(chǎn)生影響。溫度升高會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通通道的導(dǎo)電性增強(qiáng)，從而使壓降減小。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，二極管內(nèi)部的載流子數(shù)量會(huì)增加，造成電流的導(dǎo)通更加容易，進(jìn)而降低了壓降。對于SS210這款二極管，你可以參考其數(shù)據(jù)手冊，查找關(guān)于壓降特性的信息。數(shù)據(jù)手冊中通常會(huì)提供一張正向特性曲線圖，其中顯示了二極管正向壓降與正向電流之間的關(guān)系。通過觀察曲線，你可以了解到在不同正向偏置電流下，二極管上的壓降是如何變化的。此外，數(shù)據(jù)手冊還可能提供關(guān)于溫度對壓降的影響的信息，你可以查閱這些細(xì)節(jié)來更好地理解二極管壓降的變化規(guī)律。6.什么是低壓差線性穩(wěn)壓電源?請結(jié)合AMS1117-3.3的數(shù)據(jù)手冊，簡述低壓差線性穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)。低壓差線性穩(wěn)壓電源是一種用于提供.3V的輸出電壓，壓降僅為1.1V。2.穩(wěn)定輸出電壓：AMS1117-3.3具有良好的線性調(diào)整特性，可以在輸入電壓變化的情況下保持輸出電壓的穩(wěn)定性。它的輸出電壓精度為±2%。3.過熱保護(hù)：AMS1117-3.3內(nèi)部集成了過熱保護(hù)功能，當(dāng)芯片溫度達(dá)到一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)降低輸出電壓以保護(hù)芯片不被過熱損壞。4.過負(fù)載保護(hù)：這個(gè)芯片還具備過負(fù)載保護(hù)功能，當(dāng)輸出電流超過其最大額定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷輸出以保護(hù)芯片和外部電路的安全性。5.快速響應(yīng)時(shí)間：AMS1117-3.3的響應(yīng)時(shí)間很快，可以在輸入電壓變化時(shí)迅速調(diào)整輸出電壓，以保持穩(wěn)定的輸出。總而言之，低壓差線性穩(wěn)壓電源如AMS1117-3.3具有低壓差、穩(wěn)定輸出、過熱保護(hù)、過負(fù)載保護(hù)和快速響應(yīng)等特點(diǎn)，適用于需求穩(wěn)定電源的電子設(shè)備。7.低壓差線性穩(wěn)壓電源的輸入端和輸出端均有電容(C16、C17、C18),請問這些電容的作用是什么?輸入和輸出端都有電容的低壓差線性穩(wěn)壓電源，這些電容起著以下作用：1.平滑輸入電流：輸入端的電容(C16)可以平滑電源輸入電流的波動(dòng)，避免電源噪聲和干擾對電壓穩(wěn)定性的影響。它能濾除輸入端電源線上的噪聲、干擾和高頻擾動(dòng)，保持輸入電壓的穩(wěn)定性。2.儲(chǔ)存能量：輸出端的電容(C17、C18)可以儲(chǔ)存能量，以滿足負(fù)載瞬時(shí)需求的特性。當(dāng)負(fù)載突然變化或需要更大功率時(shí)，輸出端的電容可以通過放電提供額外的電流，以保持輸出電壓的穩(wěn)定性。3.過濾輸出紋波：輸出端的電容(C17、C18)也有助于減小輸出紋波，使輸出電壓更為穩(wěn)定。電容可以吸收和補(bǔ)償由于線路和負(fù)載變化引起的紋波信號(hào)，以保持輸出電壓的平穩(wěn)性?？傊?，這些電容在低壓差線性穩(wěn)壓電源中起到了平滑輸入電流、儲(chǔ)存能量和過濾輸出紋波的作用，以確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。8.電路板上的測試點(diǎn)有什么作用?哪些位置需要添加測試點(diǎn)?請舉例說明。測試點(diǎn)是電路板上專門用于連接測試設(shè)備的位置，用于檢測和驗(yàn)證電路板的功能和性能。通過測試點(diǎn)，測試儀器可以接入電路板的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行信號(hào)測量、電壓測量、電流測量、時(shí)序分析等測試操作。測試點(diǎn)通常需要在電路板設(shè)計(jì)階段就預(yù)留，并在布局布線過程中添加。一般來說，以下位置需要添加測試點(diǎn)：1.電源線和地線：為了測量電源電壓和電流，測試點(diǎn)需要放置在電源引腳處，以便測量電源電壓和電流的穩(wěn)定性。2.輸入輸出端口：輸入輸出端口是電路板與外部連接的接口，測試點(diǎn)需要放置在輸入輸出端口的連接點(diǎn)處，以便驗(yàn)證信號(hào)的正確性和穩(wěn)定性。3.電源過濾電容器：測試點(diǎn)可以放置在電源過濾電容器的引腳處，以便測量電容器的電壓穩(wěn)定性。4.關(guān)鍵信號(hào)節(jié)點(diǎn)：關(guān)鍵信號(hào)節(jié)點(diǎn)是電路板中重要的信號(hào)路徑，測試點(diǎn)需要放置在這些節(jié)點(diǎn)的連接點(diǎn)處，以便驗(yàn)證信號(hào)的質(zhì)量和時(shí)序。5.調(diào)試用信號(hào)：為了方便調(diào)試和故障排除，測試點(diǎn)可以放置在一些特定信號(hào)路徑上，用于監(jiān)測信號(hào)波形和時(shí)序。舉例來說，如果設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器電路板，測試點(diǎn)可以添加在以下位置：電源輸入端、音頻輸入端、音頻輸出端、放大器芯片引腳等位置。通過這些測試點(diǎn)，可以檢測電源電壓、音頻信號(hào)的輸入和輸出情況，以確保音頻放大器電路板的正常工作和性能達(dá)到要求。9.電源電路中的電感(L2)和電容(C19)有什么作用?二極管起整流作用，把交流電壓變成脈動(dòng)直流電壓。電感起隔離交流電壓的作用，因負(fù)載對電源輸出電壓紋波要求較高，而開關(guān)管的輸出電流是方波，加電容后輸出電壓近似于三角波（自激式開關(guān)電源常利用此紋波電壓作信號(hào)源），故需用電感隔離（電阻也有近似效果，但效率太低，沒有實(shí)用意義），在電感后加電容即可得到質(zhì)量較高的低紋波電壓源。電容起濾波作用，大幅度降低電源紋波，使輸出電壓變成較為平直的直流電壓。10.獨(dú)立按鍵電路中的電容有什么作用?單相電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的是橢圓磁場，因?yàn)椴皇切D(zhuǎn)磁場，所以啟動(dòng)時(shí)不轉(zhuǎn)。這時(shí)轉(zhuǎn)子需用手扳動(dòng)半圈，或由啟動(dòng)繞組加電容，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半圈開始切割磁力線，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流才開始正常旋轉(zhuǎn)。還有運(yùn)行電容電動(dòng)機(jī)，電機(jī)啟動(dòng)后，電容不斷開，他和啟動(dòng)繞組參與運(yùn)行，等于增加一臺(tái)小電動(dòng)機(jī)的功率。11.獨(dú)立按鍵電路為什么要通過一個(gè)電阻連接3.3V電源網(wǎng)絡(luò)?為什么不直接連接3.3V電源網(wǎng)絡(luò)?獨(dú)立按鍵電路通常需要通過一個(gè)電阻連接到電源網(wǎng)絡(luò)，而不是直接連接到3.3V電源。這是因?yàn)殡娮杩梢杂脕硐拗瓢存I電流的流動(dòng)，起到保護(hù)電路的作用。當(dāng)按鍵被按下時(shí)，電流會(huì)通過按鍵電路流入電源網(wǎng)絡(luò)。通過添加