STM32单片机电源端并联电容的重要性

最新推荐文章于 2025-07-04 10:38:50 发布

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#stm32 #传感器 #异常 #调试

本文介绍了一种使用STM32F207VET6单片机时遇到的问题及解决方案。在未接电容的情况下，单片机复位时会出现异常高电平，导致触摸传感器无法正常工作。通过添加电容，有效解决了这一问题，并提升了系统的稳定性和可靠性。

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如图，笔者用TQFP(32-100PIN)0.55MM转直插的转接板焊了一个STM32F207VET6的板子。板上引出了SWD调试接口（仅占用PA13和PA14），USART1串口引脚，插了一个触摸传感器和蜂鸣器模块。

所要实现的功能是：用手触碰一下触摸传感器后，蜂鸣器响一声。

接触摸传感器模块输出信号接到PA0口上。在没有接电源电容之前，每一次单片机复位（无论是软件复位还是按下复位键复位），PA0上会自动产生一个异常的高电平，要等上将近10秒才会回到低电平，然后触摸传感器才能正常工作。每次复位的时候蜂鸣器都会响一下，10秒之内按触摸键都没有反应。

后来我接了一个4.7μF的电解电容器和两个100nF的无极性电容器，问题就解决了。单片机复位后蜂鸣器不会响，手按触摸键后马上就能响，不用再等10秒。

还有，不接电容器，串口下载以及SWD/JTAG下载有时也会受影响。特别是没有外接25MHz的HSE晶振的情况下，Flash Loader Demo（串口烧写STM32的工具）经常连不上芯片。

这说明，这些电容对保证单片机以及外围器件运行的可靠性非常重要。

【20-Pin的SWD调试接口连线】

【测试用的程序】

#include <stdio.h>
#include <stm32f2xx.h>

int fputc(int ch, FILE *fp)
{
  if (fp == stdout)
  {
    if (ch == '\n')
    {
      while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
      USART_SendData(USART1, '\r');
    }
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    USART_SendData(USART1, ch);
  }
  return ch;
}

void showclk(void)
{
  RCC_ClocksTypeDef clocks;
  RCC_GetClocksFreq(&clocks);
  printf("USART1->BRR=%d\n", USART1->BRR);
  printf("SYSCLK=%dHz HCLK=%dHz PCLK1=%dHz PCLK2=%dHz\n", clocks.SYSCLK_Frequency, clocks.HCLK_Frequency, clocks.PCLK1_Frequency, clocks.PCLK2_Frequency);
  printf("HSERDY=%d, SYSCLK=%d\n", RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY), RCC_GetSYSCLKSource());
}

int main(void)
{
  EXTI_InitTypeDef exti;
  GPIO_InitTypeDef gpio;
  TIM_OCInitTypeDef oc;
  TIM_TimeBaseInitTypeDef tim;
  USART_InitTypeDef usart;
  
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
  PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_TIM2);
  gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  gpio.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
  gpio.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
  gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
  
  USART_StructInit(&usart);
  usart.USART_BaudRate = 115200;
  USART_Init(USART1, &usart);
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
  
  showclk();
  
  if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == SET)
    printf("LSE on!\n");
  else
  {
    RCC_ITConfig(RCC_IT_LSERDY, ENABLE);
    NVIC_EnableIRQ(RCC_IRQn);
    RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
  }
  
  TIM_UpdateRequestConfig(TIM2, TIM_UpdateSource_Regular);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
  NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
  
  TIM_TimeBaseStructInit(&tim);
  tim.TIM_Period = 9;
  tim.TIM_Prescaler = 1699;
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim);
  
  oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
  oc.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  oc.TIM_Pulse = 4;
  TIM_OC4Init(TIM2, &oc);
  
  exti.EXTI_Line = EXTI_Line0;
  exti.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  exti.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  exti.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
  EXTI_Init(&exti);
  NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
  
  while (1)
    __WFI();
}

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
  if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET)
  {
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    printf("Touch!\n");
  }
  else
    printf("Released!\n");
}

void RCC_IRQHandler(void)
{
  if (RCC_GetITStatus(RCC_IT_LSERDY) == SET)
  {
    RCC_ClearITPendingBit(RCC_IT_LSERDY);
    printf("LSE ready!\n");
  }
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
  static uint16_t counter = 0;
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
  {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    counter++;
    if (counter == 999)
      TIM_SelectOnePulseMode(TIM2, TIM_OPMode_Single);
    else if (counter == 1000)
    {
      counter = 0;
      TIM_SelectOnePulseMode(TIM2, TIM_OPMode_Repetitive);
    }
  }
}