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GD32F103基础教程—硬件介绍（四）

2023-11-20

一、教程简介
本章主要是对MINI-GD32F103C8T6 凌智基础开发
板的硬件进行介绍，以及一些对应的电路原理进行说明。对应的原理图以及生成的库文件都在资料文件里面有提供，可以直接使用。
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图1 设计原理图
二、相关事项
1、核心处理器
本次开发教程所用的单片机型号是GD32F103C8T6，将其所有引脚进行定义引出。
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图2 核心处理器
2、复位电路
这是一个比较典型的复位电路，我们在开发过程中，有时候需要复位单片机，如果没有复位电路，那就需要重新上电才可以，复位电路将其产生的信号传递给CPU，使单片机复位，正常状态下，将复位引脚通过10k电路拉高，当复位按键按下后，单片机复位引脚会连接到低电平，使单片机复位。
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图3 复位电路
3、晶振电路
如果时间充足的话，建议新手仔细研究一下单片机的时钟树，在这里，简单说一下原理，单片机的时钟树一共提供两个外部时钟接入接口，一个是外部高速时钟，一个是外部低速时钟，一般情况下，外部高速时钟选择使用8Mhz(这个可以更改)，外部低速时钟使用32.768khz，低速时钟一般用于RTC，关于这个32.768khz的选择原因，凌智君从网上查到的，仅供参考：在选择计时类晶振时，通常会选择32.768KHz的晶振，原因在于32768=2^15，而嵌入式芯片分频设置寄存器通常是2的次幂的形式，这样经过15次分频后，就很容易的1HZ的频率。
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图4 晶振电路
4、滤波电路
单片机一共有四路电源电路，每一路电源电路需要一
个电容进行去耦，去耦电容作用主要是平复芯片上反馈回来的电源波动，芯片内部晶体管动作的时候，会产生一定的功耗变化，所以这个小电容越靠近芯片电源引脚，作用效果越明显，之前查过一次资料，这个去耦电容的有效距离好像是2厘米。
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图5 滤波电路
4、下载电路
凌智君为了将整个电路简单化，单片机采用最简单的
下载方式，SWD下载，下载器在淘宝店有提供，并且开源设计资料，只需要四根线或者三根线即可下载，在这个地方提醒下，这个上拉电阻和下拉电阻对下载比较重要，不然会出现下载失败的情况，对STM32来说，这两个电阻可有可无。
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图6 下载电路
5、供电电路
MINI-GD32F103C8T6 凌智基础开发板采用迷你USB进
行供电，并且在电路中串联了自恢复保险丝进行保护，目前用的保险丝是500mA,采用这个值的原因是，电脑USB输出的最大电流是500mA,可以有效防止电路短路对系统造成损坏。
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图7 供电电路
6、稳压电路
单片机的供电是3.3V，而USB供电是5V，因此需要使
用稳压芯片是AMS1117 3.3v，将电源稳压至3.3V，给系统进行供电。
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图8 稳压电路
7、指示电路
为了比较方便的验证电源电路正常，凌智君在基础开
发板上面设计了两个电源指示灯，只要供电正常，电源灯正常工作，比较方便验证。
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图9 指示电路
8、唤醒按键
GD32F103 有低功耗模式，这个电路的设计主要为了验
证低功耗功能，后期的实验有专门的讲解，在此不多做介绍。
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图10 唤醒按键
9、BOOT电路
在芯片上面有BOOT0和BOOT1设置，这两个引脚主要
作用是：在芯片复位后，这两个引脚的电平决定了芯片里面的程序从哪个区域开始执行。
（1）BOOT1=x BOOT0=0 从用户闪存启动，这是正常的工作模式。
（2）BOOT1=0 BOOT0=1 从系统存储器启动
（3）BOOT1=1 BOOT0=1 从内置SRAM启动。
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图11 BOOT电路
10、按键电路
按键电路和复位电路的设计方案是一致的，默认状态
是高电平，当按键按下时，引脚会输入低电平，此时确认是按键按下，具体配置方法在后期教程中会进行讲解。
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图13 按键电路
11、LED指示电路
在基础版中，一共设置了四路LED控制电路，这样的
设置方式主要是配合后期的实战教程，在这个电路中，由于单片机引脚的最大电流大约在20ma,直接控制LED亮灭也可以，但是亮度不够，在此电路设计中，使用一个三极管当开关使用，单片机控制三极管的导通与关断，直接控制给LED 5V电源，提高亮度。
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图14 LED电路
12、采样电路
在本教程中，涉及到关于采样电路的相关讲解，因此在硬件设计电路中，设有一个点位器，通过调节电位器的值，控制AD采样接口的电压值，实现AD转换的线性变化，具体请见后期相关教程。
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图15 采样电路
13、存储电路
在本次的基础教程中，会涉及到对Flash和EEPROM的
操作，在外设电路中增加存储器电路，通过IIC协议对其进行操作，实现控制，具体操作方法详见源码讲解。
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图16 EEPROM电路
14、串口
在基础版电路设计中，主要采用串口通信方式验证源
码的正确与否，在基础教程中，对串口只进行简单的讲解，在提高篇中，会对串口的各种收发方式进行详细讲解，只需要接一个TTL转USB模块，与串口进行通信，即可实现对程序的监控，模块在淘宝店中有链接，并提供原理图及教程。
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图17 串口电路
15、蜂鸣器
蜂鸣器的控制原理与LED的控制原理一致，在此不进行多余的讲解了。
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图18 蜂鸣器
16、接口
在基础开发板上，除了将一些必要的外设引脚引出，同时也将所有的芯片引脚引出，开发者可以根据自己需求进行控制，同时设有多路电源，方便为外设供电等。
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图19 接口
三、本章总结
本章中主要是对基础开发板的硬件电路进行讲解，初学者可以根据方案进行设计，对于一些外设的使用方法，在后期教程中会进行详解。

淘宝链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-13627328884.10.19e2550aPRKWUh&id=663637756893
（GD32F103基础学习开发板 核心板 提供例程及指导教程）

凌智君的联系方式如下：
QQ:

2228398717

微信：
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微信公众号：
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