一、项目简介

    HK32F103C8T6内置高性能的ARM Cortex-M3内核，拥有丰富的外设配置，价格便宜，超低功耗，性价比高。因此参照STM32F103C8T6最小系统设计出兼容的航顺HK32F103C8T6最小系统。

二、板载资源

图2-1 HK32F103C8T6核心板资源图解

• 主控芯片：HK32F103C8T6，LQFP-48;
• 电源接口：TYPE C，插件2Pin;
• LED显示：1个电源指示灯，1个状态显示灯；
• 启动模式：BOOT模式配置，2x3Pin直插排针；
• 调试接口：SWD烧录方式，4Pin弯插排针；
• 外接引脚：引出可编程IO口，2个1x20Pin直插排针；

三、优势特点

图3-1 HK32F103C8T6核心板尺寸图

• 板子外观小巧，尺寸仅为53.3mm*22.9mm(2100mil*900mil)；
• 兼容STM32F103C8T6和其它主流F103核心板引脚排列；
• 价格便宜，超低功耗，功能引脚丰富，性价比高；
• 使用嘉立创优质PCB以及正品元器件，保障产品质量；

四、电路解析

图4-1 SCH_HK32F103C8T6最小系统

1. 电源电路

  电源电路主要由TYPE-C供电电路和LDO-5V转3.3V电路组成，采用2Pin的TYPE-C接口，简单方便，易于焊接。

 

图4-2 TYPE-C供电电路

      LDO-5V转3.3V降压电路，从TYPE-C供电电路的5V输入经过LDO降压输出为3.3V，给主控芯片供电。电容为滤波作用，让输出的电压信号更加平稳。

图4-3 LDO-5V转3.3V电路

2. 主控电路

      HK32F103C8T6引脚大致可分为电源，时钟，控制和I/O引脚4个种类；图4-4为HK32F103C8T6引脚定义图，下文对各个引脚的定义复用进行解释说明。

VBAT(1.8-5.5V)：接外部电池，为RTC、外部振荡器和后备寄存器供电，不需要可以接电源；

VDD(2.0-5.5V)：单片机的供电电压，为I/O管脚和内部LDO供电；

VDDA(2.0-5.5V)：为芯片内部ADC、温度传感器等模拟器件部分供电；

VSS：单片机的接地端；

VSSA：表示模拟器件的公共地；

OSC32_IN：晶振振荡器电路反相输入端；

OSC32_OUT：晶振振荡器电路反相输出端；

PC13-TAMPER-RTC：IO口/RTC的外接接口，有入侵检测功能，当引脚电平状态发声变化时，会产生一个侵入检测事件，侵入检测事件会将所有数据备份寄存器内容清除。

PC14-OSC32_IN/PC15-OSC32_OUT：外部低速晶振（RTC晶振IO）；

PD0-OSC32_IN/PD1-OSC_OUT：外部高速晶振（主晶振IO）；

NRST：复位引脚，用于外部手动复位；

BOOT0/BOOT1：启动设置引脚，启动时通过读取接口状态，决定系统的启动模式；

图4-4 HK32F103C8T6（LQFP48）引脚定义图

 

  将HK32F103C8T6引脚全部引出，方便扩展项目开发，这里的电容为滤波作用，在绘制PCB时应尽量靠近芯片的引脚放置，主控电路引脚接法如图4-5所示。

图4-5 HK32F103C8T6主控电路

3. 晶振电路

  晶振的作用是给最小系统提供的时钟信号，晶振旁的电容作用是保证输出的震荡频率更加稳定，32.768kHz晶振为RTC提供时钟信号， 8MHz晶振电路为单片机提供时钟信号；若用不到RTC功能，那么RTC晶振可以不连接。

 

图4-6 RTC晶振电路

图4-7 主晶振电路

4. 复位电路

  复位也叫重启，按下SW1按键，主控NRST引脚被拉低，产生外部复位脉冲使系统复位；松开SW1按键，恢复正常工作状态，复位引脚处于高电平状态。

图4-8 复位电路

5. 外围电路

  通电时，电源指示灯（红）亮起，证明最小系统供电部分正常工作。测试状态显示灯（蓝）用于给单片机PC13引脚测试，通过程序实现测试灯的亮灭。

图4-9 LED指示灯电路

  采用SWD烧录方式，预留出1x4Pin的弯插排针接口，用于下载调试仿真程序，电容为滤波作用，使下载烧录性能更加稳定。

图4-10 下载电路

  下载烧录前需通过BOOT0和BOOT1两个引脚的高低电平来控制单片机的启动模式才能成功下载程序，详细配置见下表1-1所示。

图4-11 BOOT模式选择

表1-1 BOOT引脚配置启动模式

• 使用SWD烧录时，需要把BOOT0和BOOT1接地。
• 使用串口ISP烧录时，需要把BOOT0接电源，BOOT1接地。

  方便扩展项目，便于各种功能的验证，使用2个1x20Pin的2.54mm排针，将单片机的I/O引脚引出，兼容其它主流单片机核心板的引脚排列。

图4-12 外接IO口

五、物料清单

六、注意事项

在绘制原理图中应注意：

• 按模块电路划分进行绘制，注明电路功能；
• 用不上的引脚应放置非连接符号，专业规范；
• 在图纸属性上填写工程名称等信息；

 

在购买物料中应注意：

• 先筛选有库存物料，再筛选价格排序购买；
• 尽量购买同一仓库物料，选择靠近的货仓，缩短交货时间；
• 购买有多个订单时，可以通过绑定订单方式，节省运费；

 

在PCB Layout中应注意：

• 主控芯片以45度摆放，方便与扩展引脚的外接排针走线；
• 滤波电容应注意电流流向，尽量离需滤波元件近一点；
• 晶振尽量紧挨芯片，底部不要走线，防止信号串扰；
• 走线优先走直线，需要拐弯的地方以钝角或圆弧为主；
• 在绘制调整完PCB后加上泪滴，使板子更加美观稳固；
• 添加丝印标识，注释说明接口功能；
• JLCJLCJLCJLC指定客编丝印可藏在器件下，成板美观；

图6-1-1 PCB走线参考图-顶层

图6-1-2 PCB走线参考图-底层

 

在焊接中应注意：

• 在进行焊接时，可在嘉立创EDA的工具栏中点击焊接辅助工具，实时交互方便焊接；
• 在焊接顶层时，主控芯片建议优先焊接，避免其它器件影响焊接；
• 焊接排针时可用一块空板或洞洞板顶住，防止焊斜，影响使用；
• 焊接顺序应遵循从低到高原则进行，避免影响小器件的焊接；

图6-2-1 PCB空板-顶层

图6-2-2 PCB空板-底层

图6-3-1 PCBA实物图-顶面

图6-3-2 PCBA实物图-底面

图6-4 3D渲染图

在调试中应注意：

• 上电调试前应检查焊接是否有虚焊短路等问题，检查无误才可上电测试；
• 使用SWD烧录时，需要将BOOT0和BOOT1用短路帽接地；
• 需提前下载安装HK32F103支持包（https://www.hsxp-hk.com/companyfile/167/）；

图6-5 HK32F103C8T6最小系统工作图