STM32以太网硬件设计——PHY

STM32以太网硬件设计——PHY

OSI 的7 层基准模型中PHY 属于第一层——物理层。PHY是数据链路层的媒体访问控制部分和媒体

的接口。PHY 对所有传输的数据只是进行编码转化，没有对有效数据信号进行任何分析或改变，但是

MAC 所有的数据传输都必须经过PHY 发送和接收才能传输到目标MAC。

PHY 还可以完成连接判断，自动协商以及冲突检测。MAC 可以通过修改PHY 的寄存器完成对自动协

商的监控，当然也可以读取PHY 的寄存器来判断PHY 的状态。

一. PHY寄存器

IEEE802.3标准中定义了PHY的基本寄存器，寄存器偏移 00h ~ 0fh。其中最重要的就是 BCR（Basic

Control Register, offset: 00h），BSR（Basic Status Register, offset: 01h）。

MAC通过SMI接口访问BCR来控制PHY的工作模式，也可以通过访问BSR来得知PHY的工作状态。

需要注意的是，有时PHY的工作速率和工作模式不一定是通过访问BSR来得到的，因此在使用

STM32 MAC外设与不同的PHY通讯时，可能需要修改寄存器定义。以下是ST所提供的驱动中关于

PHY寄存器的定义（节选自stm32f4xx_hal_conf.h）。

/* Section 3: Common PHY Registers */

#define PHY_BCR ((uint16_t)0x00) /*!< Transceiver Basic Control Register */

#define PHY_BSR ((uint16_t)0x01) /*!< Transceiver Basic Status Register */

#define PHY_RESET ((uint16_t)0x8000) /*!< PHY Reset */

#define PHY_LOOPBACK ((uint16_t)0x4000) /*!< Select loop-back mode */

#define PHY_RESTART_AUTONEGOTIATION ((uint16_t)0x0200) /*!< Restart auto-negotiation function */

#define PHY_POWERDOWN ((uint16_t)0x0800) /*!< Select the power down mode */

#define PHY_AUTONEGO_COMPLETE ((uint16_t)0x0020) /*!< Auto-Negotiation process

completed */

/* Section 4: Extended PHY Registers */

#define PHY_SR ((uint16_t)0x10) /*!< PHY status register Offset */

#define PHY_LINK_STATUS ((uint16_t)0x0001) /*!< PHY Link mask */

#define PHY_SPEED_STATUS ((uint16_t)0x0002) /*!< PHY Speed mask */

#define PHY_DUPLEX_STATUS ((uint16_t)0x0004) /*!< PHY Duplex mask */

二．PHY AutoStrapping

现在的多数PHY都具有AutoStrapping功能，即可以在硬件设计时，通过上下拉电阻设定某些引

脚的电平，PHY复位后自动将引脚电平读入指定的寄存器标志位，以相应的方式工作。需要注意的

有以下几项：

1. PHY寄存器地址

SMI接口访问PHY时除了需要PHY的寄存器偏移，也需要PHY的地址，这个地址是在

AutoStrapping中指定的。当然，随后也可以通过SMI接口软件修改PHY的寄存器地址。

/**

* @brief Reads a PHY register

* @param heth: pointer to a ETH_HandleTypeDef structure that contains

* the configuration information for ETHERNET module

* @param PHYReg: PHY register address, is the index of one of the 32 PHY

register.

* This parameter can be one of the following values:

* PHY_BCR: Transceiver Basic Control Register,

* PHY_BSR: Transceiver Basic Status Register.

* More PHY register could be read depending on the used PHY

* @param RegValue: PHY register value

* @retval HAL status

*/

HAL_StatusTypeDef HAL_ETH_ReadPHYRegister(ETH_HandleTypeDef *heth, uint16_t PHYReg, uint32_t *RegValue)

2. 工作模式

工作模式首先需要注意的是是否使能自动协商功能，自动协商遵循的原则就是双方寻找最快的方式。

也可以在不使能自动协商的情况下直接指定PHY的工作模式（例如半双工10Mbits/s）。在ST的驱动中，为了准确的获得此信息，通过SMI接口读取寄存器标志位。

3. LED 接口

PHY中一般都包括指示LED，用来指示链接状态和Activity情况。这些也是可以在此项中设置的。

4. 其它

此外，PHY的AutoStrapping中一般还具有Loopback等功能。

三．总结

MAC和PHY并不困难，在应用时，硬件工程师应该阅读PHY的参考手册，并在原理图中标明所选定的工作方式以方便软件工程师编写驱动程序。

以太网EMC接口电路设计与PCB设计说明

以太网EMC接口电路设计及PCB设计 我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。 下图1以太网的典型应用。我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。 图1 以太网典型应用 1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。 图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考 a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了

顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去； b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小； c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小； d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）； e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。这样做分割处理，就是为了达到初、次级的隔离，控制源端的干扰通过参考平面耦合到次级； f)指示灯的电源线和驱动信号线相邻走线，尽量减小环路面积。指示灯和差分线要进行必要的隔离，两者要保证足够的距离，如有空间可用GND隔开； g)用于连接GND和PGND的电阻及电容需放置地分割区域。 2.以太网的信号线是以差分对（Rx±、Tx±）的形式存在，差分线具有很强共模抑制能力，抗干扰能力强，但是如果布线不当，将会带来严重的信号完整性问题。下面我们来一一介绍差分线的处理要点： a)优先绘制Rx±、Tx±差分对，尽量保持差分对平行、等长、短距，避免过孔、交叉。由于管脚分布、过孔、以及走线空间等因素存在使得差分线长易不匹配，时序会发生偏移，还会引入共模干扰，降低信号质量。所以，相应的要对差分对不匹配的情况作出补偿，使其线长匹配，长度差通常控制在5mil以内，补偿原则是哪里出现长度差补偿哪里； b)当速度要求高时需对Rx±、Tx±差分对进行阻抗控制，通常阻抗控制在100Ω±10%； c)差分信号终端电阻（49.9Ω，有的PHY层芯片可能没有）必须靠近PHY层芯片的Rx±、Tx±管脚放置，这样能更好的消除通信电缆中的信号反射，此电阻有些接电源，有些通过电容接地，这是由PHY芯片决定的； d)差分线对上的滤波电容必须对称放置，否则差模可能转成共模，带来共模噪声，且其走线时不能有stub ，这样才能对高频噪声有良好的抑制能力。

基于STM32的简易电子计算器设计与实现(DOC)

四川师范大学成都学院通信工程学院 基于STM32的简易电子计算器设计与实现---实验综合设计报告 学生姓名陶龑 学号2016301033 所在学院通信工程学院 专业名称嵌入式系统课程设计 班级2014级软件班 指导教师刘强 成绩 四川师范大学成都学院 二○一六年十一月

基于STM32的简易电子计算器设计与实现内容摘要：电子计算器即将传统意义上的计算器进行电子化和数字化，为其减少时间误差和体积，并提供更多的扩展实用功能，从而使电子计算器的应用更加广泛。在经过资料的查找与收集后，本论文以该理念设计了一款基于STM32芯片作为核心控制器，使用Keil5平台，以C语言为基础进行软件编程的简易电子计算器，其内在TFT-LCD液晶屏进行输出，以四个按键进行输入，从而实现显示输入数据以及加减乘除运算的基本功能。 通过软件程序的编写、硬件电路原理的实现、电子计算器正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程，该简易电子计算器现可用于日常生活和工作中。 关键词：简易电子计算器STM32 C语言Keil5

Design and implementation of Multi Function Electronic Clock based on STM32 Abstract: The traditional electronic calculator calculator for electronic and digital, to reduce the time error and volume, and provide more extended utility function, so that the more extensive application of electronic calculators. After searching and collecting data, in this paper, the concept of a design based on STM32 chip as the core controller, using Keil5 platform, simple electronic calculator based on C language software programming, the TFT-LCD LCD screen for input and output, with four keys, so as to realize the display of input data and the basic the function of add, subtract, multiply and divide operations. Through the software program, hardware circuit principle of the electronic calculator realization, normal work process and the principle of graph simulation, hardware installation and hardware debugging process, the simple electronic calculator is used in daily life and work. Key words: Simple electronic calculator STM32 language C Keil5

以太网通信接口电路设计规范

目录 1目的 (3) 2范围 (3) 3定义 (3) 3.1以太网名词范围定义 (3) 3.2缩略语和英文名词解释 (3) 4引用标准和参考资料 (4) 5以太网物理层电路设计规范 (4) 5.1：10M物理层芯片特点 (4) 5.1.1：10M物理层芯片的分层模型 (4) 5.1.2：10M物理层芯片的接口 (5) 5.1.3：10M物理层芯片的发展 (6) 5.2：100M物理层芯片特点 (6) 5.2.1：100M物理层芯片和10M物理层芯片的不同 (6) 5.2.2：100M物理层芯片的分层模型 (6) 5.2.3：100M物理层数据的发送和接收过程 (8) 5.2.4：100M物理层芯片的寄存器分析 (8) 5.2.5：100M物理层芯片的自协商技术 (10) 5.2.5.1：自商技术概述 (10) 5.2.5.2：自协商技术的功能规范 (11) 5.2.5.3：自协商技术中的信息编码 (11) 5.2.5.4：自协商功能的寄存器控制 (14) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (15) 5.3：典型物理层器件分析 (16) 5.4：多口物理层器件分析 (16) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (16) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (17) 6以太网MAC层接口电路设计规范 (17) 6.1：单口MAC层芯片简介 (17) 6.2：以太网MAC层的技术标准 (18) 6.3：单口MAC层芯片的模块和接口 (19) 6.4：单口MAC层芯片的使用范例 (20) 71000M以太网（单口）接口电路设计规范 (21) 8以太网交换芯片电路设计规范 (21) 8.1：以太网交换芯片的特点 (21) 8.1.1：以太网交换芯片的发展过程 (21) 8.1.2：以太网交换芯片的特性 (22) 8.2：以太网交换芯片的接口 (22) 8.3：MII接口分析 (23) 8.3.1：MII发送数据信号接口 (24) 8.3.2：MII接收数据信号接口 (25) 8.3.3：PHY侧状态指示信号接口 (25) 8.3.4：MII的管理信号MDIO接口 (25) 8.4：以太网交换芯片电路设计要点 (27) 8.5：以太网交换芯片典型电路 (27) 8.5.1：以太网交换芯片典型电路一 (28)

STM32硬件电路设计注意事项

STM32的基本系统主要涉及下面几个部分： 1、电源 1)、无论是否使用模拟部分和AD部分，MCU外围出去VCC和GND，VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接，不可悬空； 2)、对于每组对应的VDD和GND都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波，并接该电容应放置尽量靠近MCU； 2、复位、启动选择 1)、Boot引脚与JTAG无关。其仅是用于MCU启动后，判断执行代码的起始地址； 2)、在电路设计上可能Boot引脚不会使用，但要求一定要外部连接电阻到地或电源，切不可悬空； 3、调试接口 4、ADC 1)、ADC是有工作电压的，且与MCU的工作电压不完全相同。MCU工作电压可以到2.0V～3.6V，但ADC模块工作的电压在2.4V～3.6V。设计电路时需要注意。 5、时钟 1)、STM32上电默认是使用内部高速RC时钟(HSI)启动运行，如果做外部时钟(HSE)切换，外部时钟是不会运行的。因此，判断最小系统是否工作用示波器检查OSC是否有时钟信号，是错误的方法； 2)、RTC时钟要求使用的32.768振荡器的寄生电容是6pF，这个电容区别于振荡器外部接的负载电容； 5、GPIO 1)、IO推动LED时，建议尽量考虑使用灌电流的方式。 2)、在Stop等低功耗模式下，为了更省电，通常情况下建议GPIO配置为带上拉的输出模式，输出电平由外部电路决定； 6、FSMC 1)、对应100pin或144pin,FSMC的功能与I2C是存在冲突的，如果FSMC时钟打开，I2C 1的硬件模式无法工作。这在STM32F10xxx的勘误表中是有描述的。 ST官方推荐的几大主流开发板的原理图，在画电路的时候可以做为参考依据： 1、IAR https://www.sodocs.net/doc/c317361063.html, 1)、STM32F103RBT6 点击此处下载ourdev_606049.pdf(文件大小:208K)(原文件名:IAR_STM32_SK_revB.pdf)

基于stm32的智能小车设计毕业设计

海南大学 毕业论文（设计） 题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文 年级：2011级 学院：应用科技学院（儋州校区） 学部：工学部 专业：电子科学与技术 指导教师：张健 完成日期：2014 年12 月 1 日

摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control

基于STM32的激光虚拟键盘的硬件设计

基于STM32的激光虚拟键盘的硬件设计 摘要：随着科技的进步，人们对电影银幕上曾经出现过的各种高新科技产品的 追求越来越强烈，虚拟化、全息技术和云计算作为未来科技的标向，目前已炙手 可热。大到国家工业军事设备，小到身边随处可见的办公生活用品，无一不在向 这个方向发展，我们的课题——激光投影键盘便是顺从了这样的一个发展方向。 关键词：红外光；图像信号定位编码；单片机 虚拟激光投影键盘，简称激光键盘，是虚拟键盘的一种。它是利用激光将键 盘投影在一个平面，以达到在随机环境中使用的功能。该虚拟键盘设备需要满足: 高亮度,可在正常室内照明环境下,显示出清晰的键盘图像; 高稳定性和安全性,可长 时间稳定运行,不对人体造成伤害; 满足低成本,便于推广的要求,从而替代传统的机 械式键盘。 1硬件系统总体方案设计 系统的硬件接口图如图3-1所示。主要电路包括：主控电路、OV7670摄像头电路、电源电路、显示电路、串口通讯电路、指示灯电路。 2 主控芯片的介绍 STM32F103RBT6单片机主要特点：程序储存器内存至少64K，足够本设计程 序的存储；工作电压3.3V，同时摄像头和TFT彩屏工作电压都是3.3V，可以在同 一电压下工作；晶振范围从4到16MHZ，通过PLL产生CPU时钟，主频可以达到72MHZ，速度快；具有两个18M位/秒SPI；3个USRT可供调试使用；JTAG接口 和串行单线调试提供在线下载和调试，为软件调试提供了很大的方便和节约时间；丰富的的I/O口，为彩屏、摄像头提供了接口资源等等；图3-2为STM32微控制 器的电路设计。一端接复位引脚另一端接3.3V的R3上拉电阻，起限流作用，单 片机采用按键复位的方法，高电平复位，当按键按下时，单片机复位被拉为高电平，从而实现单片机复位，在S1按键没按下的时候，复位引脚为高电平，当S1 按键按下时，复位引脚变为低电平，按键松开时，复位引脚再变为高电平，这个 过程复位引脚由高变低再变高，这就实现了硬件复位；C5电容除了过滤一些杂波防止乱复位，还可以在单片机刚刚上电的时候，电容的充放电过程，电平由低变高，从而实现了上电复位。 3 OV7670摄像头电路 OV7670带FIFO模块，是针对慢速的MCU能够实现图像采集控制推出的带 有缓冲存储空间的一种模块。带FIFO的摄像头比不带的多了个3M的缓存,可将 采集的数据暂存在这个缓存中,使用时读取缓存中的图像数据即可,因此可减少对 单片机采集图像数据时对MCU速度的要求。 接下来说明一下摄像头和单片机接口， GDN-----接地点 SIO_C---SCCB 接口的控制时钟 SIO_D---SCCB接口的串行数据输入（出）端 VSYNC---帧同步信号（输出信号） HREF----行同步信号（输出信号） PCLK----像素时钟（输出信号）

RJ 以太网口防雷设计总结

以太网口防雷设计总结 关键字：以太网口；浪涌；TVS管；共模；差模； 问题背景介绍： 对于主要的100M网口接口需要做特殊的保护处理，具体要求需要达到6KV设计目标（10/700雷电模拟电压波），作者在调试过程中对传统bob-smith端接和防雷设计做了相关的工作，在此总结出来供以后网口防雷设计参考。 具体原理及步骤： 一、网口的接口模型： 1，网线： 网口室内连接，一般为CAT-5或者CAT-5E（超5类双绞线，四对UTP无屏蔽双绞线）的网线，支持频率为100MHz，最高传输速率1000Mbps。用于1000Base-T，100Base-T，10Base-T一般家用网线。 2，变压器： 变压器用在RJ45端口主要作用：满足IEEE802.3中电气隔离的要求，不失真的传输以太网信号，EMI抑制。具体变压器模型分析在以太网口辐射设计中详述。 3，RJ45接口： RJ45接口在防浪涌选用中需要注意，如果选用带屏蔽的网口座子，需要注意屏蔽罩和插件/贴片脚之间要有足够的电气间隙，不能发生浪涌时候管脚直接对屏蔽罩放电的现象；如果选用非屏蔽的网口座子，需要注意增加座子固定的方式。不推荐选用带LED灯的座子，这样会增加布线的难度和PCB空间。 二、网口防雷概述： 网线雷击主要分为： 1，室外感应雷击或者直接雷击； 2，建筑物内感应雷击； 防雷器对端口的保护，分为共模保护和差模保护两个方面。RJ45接头的以太网信号电缆是平衡双绞线，感应的雷电过电压以共模为主，线缆间的差模过电压/过电流相对小一些。但是非理想网络变压器情况下，共模的过电压/过电流也可以转化成差模。 网口的防雷可以采用两种思路： 一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性； 另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。 我们设计的防护电路要获得满意的防雷效果，应注意以下几点要求： 1，防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量； 2，防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度； 3，信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容； 4，信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题； 5，信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求；

STM32硬件电路设计注意事项

发现最近有关STM32硬件电路设计的帖子稍有增多，也许STM32对于大家来说还算比较新的东西的缘故吧。因ST 有一份应用笔记：AN2586 “STM32F10xxx hardware development:getting started”已经有很详细的描述了，之前也就没有就STM32的硬件电路设计在论坛上罗嗦什么。这次感觉很多网友都不太爱去ST 的官方网站上更新最新的Aplication note ，其实很多设计中需要注意的事项在官方提供的应用笔记中都有提到，这里就全当做一个总结吧。也欢迎有兴趣的和我（grant_jx@https://www.sodocs.net/doc/c317361063.html, ）沟通电路设计的问题，希望大家相互学习进步，如果说错的地方，也欢迎提出。 STM32的基本系统主要涉及下面几个部分： 1、电源 1)、无论是否使用模拟部分和AD 部分，MCU 外围出去VCC 和GND ，VDDA 、VSSA 、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接，不可悬空； 2)、对于每组对应的VDD 和GND 都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波，并接该电容应放置尽量靠近MCU ； 2、复位、启动选择 1)、Boot 引脚与JTAG 无关。其仅是用于MCU 启动后，判断执行代码的起始地址； 2)、在电路设计上可能Boot 引脚不会使用，但要求一定要外部连接电阻到地或电源，切不可悬空； 3、调试接口 4、ADC 1)、ADC 是有工作电压的，且与MCU 的工作电压不完全相同。MCU 工作电压可以到2.0V ～3.6V ，但ADC 模块工作的电压在2.4V ～3.6V 。设计电路时需要注意。 5、时钟 1)、STM32上电默认是使用内部高速RC 时钟(HSI)启动运行，如果做外部时钟(HSE)切换，外部时钟是不会运行的。因此，判断最小系统是否工作用示波器检查OSC 是否有时钟信号，是错误的方法； 2)、RTC 时钟要求使用的32.768振荡器的寄生电容是6pF ，这个电容区别于振荡器外部接的负载电容； 5、GPIO 1)、IO 推动LED 时，建议尽量考虑使用灌电流的方式。 2)、在Stop 等低功耗模式下，为了更省电，通常情况下建议GPIO 配置为带上拉的输出模式，输出电平由外部电路决定； 6、FSMC 1)、对应100pin 或144pin,FSMC 的功能与I2C 是存在冲突的，如果FSMC 时钟打开，I2C 1的硬件模式无法工作。这在STM32F10xxx 的勘误表中是有描述。 Generated by Foxit PDF Creator ? Foxit Software https://www.sodocs.net/doc/c317361063.html, For evaluation only.

以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书

?以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书 一、UTP（非屏蔽网线）的介绍 非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。 用来衡量UTP的主要指标有： 1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。 2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。 3、直流电阻。 4、衰减串扰比（ACR）。 5、电缆特性。 二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。 1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图 网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。 2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图

网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。 3、网口指示灯电路原理图 带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。 注意点： 1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。 2）、芯片侧中间抽头需要通过磁珠串接电源，并且注意每一路接一个磁珠，并通过电容0.01-0.1uf接数字地。 3）、点灯部分电路，link和ACT灯走线要加磁珠处理，同时供电电源也要加磁珠处理。但所有显示驱动灯的电源可以共用一个磁珠。 4）、变压器与连接器部分的匹配电阻75欧姆和50欧姆精度可以放低到5％。

基于STM32的多功能智能插座硬件设计

基于STM32的多功能智能插座硬件设计 发表时间：2019-01-10T16:03:26.853Z 来源：《科技新时代》2018年11期作者：王逸俣竺伟勒曹栋飞 [导读] 本文结合当前市场智能家电的应用考虑和当下智能家居中智能插座的发展近况，设计了基于一种侵入式的智能插座工作状态的监测系统。 （衢州学院浙江衢州 324000） 摘要：本文结合当前市场智能家电的应用考虑和当下智能家居中智能插座的发展近况，设计了基于一种侵入式的智能插座工作状态的监测系统。针对市场上现有的智能或非智能的插座功能单一，没有保护功能和安全事故预防功能，不能对电器非正常状况进行监测与断电控制，无法满足用户对用电安全需求，以及其无线通信方式给家庭环境带来布线和信号辐射的问题，本文提出一种基于电力载波通信的多功能智能插座设计方案。 1.前言 该智能插座采用低功耗单片机STM32系列为控制核心、集成了电力线载波、电能计量、继电器等模块，具有电能计量、过流保护、电器状态监控、蜂鸣报警、摄像监看和充电保护等功能。采用电力载波通信技术，通过电力线传输数据，克服了无线传输信号衰减严重以及信号辐射的问题，同时不需要布设专用的传输线路，具有结构简单、通信距离较远、抗干扰能力强等特点。以多功能的智能插座作为系统监测设备，并将电器状态监测算法嵌入核心控制器中，无需将电器数据传输至终端进行处理，使电器状态监测系统结构更加简单，确保了系统的实时性，同时使家用电器可监测、可控制，满足了用户对多功能的需求，保证了用电安全，实现了传统家电的智能化和信息化，在智能家居中具有广阔的应用前景。 2.系统整体设计 基于载波通信的多功能智能插座系统结构图如图1所示，本设计以配备全速USB3.0接口，具有设备充电检测功能的STML32作为核心控制器，实现USB充电及保护功能，可连接免驱USB摄像头实现摄像监看功能；配合外部24位高精度电能计量芯片实现对电压、电流、频率、有用功、无用功等计量信息的检测并用于电能计量和电器状态监控；为确保安全，隔离强电，数据经由光电耦合传输至单片机；扩充EEPROM用于存储智能插座中需要存储的电器电量历史数据，用于实时电量统计，还可以用于电器状态监测算法的数据存储与计算；通信模块完成智能插座与外部设备的信息交互；开关驱动和继电器完成对用户电器供电和断电的控制；蜂鸣器用于异常情况的警报；可恢复过流保护器安置在插座电力入口处，保护插座；设计过流保护电路直接控制继电器，当电器出现非正常工作状态比如过流时，可及时断电，保护电器。 图1 智能插座硬件结构框图图2 智能插座系统接口图 MCU作为智能插座的核心控制器，通过来自终端的指令控制和协调各模块工作，如图2所示。通信模块作为智能插座与终端通信的核心，MCU接收来自终端的命令传输并进行执行；另外对处理后的数据包括电能计量数据、视频数据等都需要经过MCU转发再通过串口到通信模块进行远程传输。从存储空间上考虑，应要求MCU的SRAM至少存储2张或更多图片，即SRAM存储空间至少为72KB；从串口速率上考虑，图像数据通过MCU转发到通信模块，则要求MCU串口速率至少达到兆量级(按25倍压缩比计算为7M左右，改变压缩格式，增大压缩比，则可降低速率要求)才能满足实时传输的需求，如果摄像头像素高于30W，则对MCU和PLC串口速率要求更大。 4.结论 本设计预采用STM32系列处理器，需要配置4M字节Flash，并搭载了丰富的接口，有24个通用I/O端口供实际应用，使在IC内部进行TCP/IP等协议处理成为可能。本系统的实现对目前市场上的智能插座增加了安全控制功能。 参考文献： [1]肖宛昂．一种WiFi智能插座构成的智能家居[J].单片机与嵌入式系统应用，2014． [2]裴超.基于云计算的智能家居系统架构研究[J].软件导刊，2014． 作者简介：王逸俣，衢州学院2016级物联网工程专业学生；指导教师:陈佳泉。项目基金：国家大学生创新项目（201711488001）。

基于STM32的LED驱动电源设计

基于STM32的LED驱动电源设计 摘要 高亮LED是当今照明技术的重大进步。LED驱动电源的控制核心采用ARM系列微处理器STM32，实现LED驱动的智能控制。ARM系列微处理器的应用越来越广泛，其采用当前最先进的设计理念，使得性能大大提升。能使我们在微控制器、集成开发软件、编程语言等知识的学习和掌握水平，使我们在微控制器设计、软件编程等方面的应用能力得到全面训练和提高。 对于一般照明而言，人们更需要白色的的光源。作为一种新型的光源，LED具有无污染、长寿命、耐振动和抗冲击的鲜明特点。虽然白光LED的发光效率正在逐步提高，但是与LED灯配套的驱动器性能不佳，故障率高成了LED推广应用的瓶颈。因此众多厂家选用恒流方式驱动LED，从而设计的开关电源就需要一个能恒流的直流驱动电源。传统的开关电源控制集成电路具有效率高、输出稳定、可靠性高，并可实现远程控制等功能。完全适合用来驱动LED的开关电源。 本文主要通过设计一个恒流驱动电源来驱动LED。通过各种电力电子组件和电力电子电路组成一个恒流的电源，达到设计的要求。 关键词：LED，电源，驱动，STM32

STM32-based software design of the LED drive power Author : Dai Y uanwei Tutor : Zhang Yuxiang Abstract Bright LED lighting technology is today a major advancement. LED drive power control core with ARM family of microprocessor STM32, realization of LED-driven intelligent control.ARM family of microprocessor used more widely, which uses the most advanced design concepts, making the performance greatly enhanced.Allow us to micro-controllers, integrated development software, programming languages, such as knowledge, learning and mastery level, so that we in micro-controller design, software programming and other aspects of competency have been fully trained and improved. For general lighting purposes, people need white light.As a new type of light source, LED has no pollution, long life, resistance to vibration and shock of the distinct characteristics.Although the luminous efficiency white LED is gradually improving, but with LED lights matching drive poor performance, promote the use of LED failure rate has become the bottleneck.So many manufacturers use constant current mode to drive LED, and thus the design of switching power supply will need a constant current of the DC drive power.The conventional switching power supply control IC with high efficiency, output stability, high reliability, and offer features such as remote control.Entirely suitable for driving LED's switching power supply. In this paper, through the design of a constant current drive power to drive the LED.Through a variety of power electronic components and power electronic circuits to form a constant current power supply, to meet the design requirements. Key words: LED, Power , Drive, STM32

以太网接口PCB设计经验分享

以太网口PCB布线经验分享 目前大部分32位处理器都支持以太网口。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC 控制器和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成，目前常见的以太网接口芯片，如LXT971、RTL8019、RTL8201、RTL8039、CS8900、DM9008等，其内部结构也主要包含这两部分。 一般32位处理器内部实际上已包含了以太网MAC控制，但并未提供物理层接口，因此，需外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。 常用的单口10M/100Mbps高速以太网物理层接口器件主要有RTL8201、LXT971等，均提供MII接口和传统7线制网络接口，可方便的与CPU接口。以太网物理层接口器件主要功能一般包括：物理编码子层、物理媒体附件、双绞线物理媒体子层、10BASE-TX编码/解码器和双绞线媒体访问单元等。 下面以RTL8201为例，详细描述以太网接口的有关布局布线问题。 一、布局 1、RJ45和变压器之间的距离应当尽可能的缩短. 2、RTL8201的复位信号Rtset信号（RTL8201 pin 28）应当尽可能靠近RTL8021,并且，如果可能的话应当远离TX+/-,RX+/-, 和时钟信号。 3、RTL8201的晶体不应该放置在靠近I/O端口、电路板边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围. 4、RTL8201和变压器之间的距离也应该尽可能的短。为了实际操作的方便，这一点经常被放弃。但是，保持Tx±, Rx±信号走线的对称性是非常重要的，而且RTL8201和变压器之间的距离需要保持在一个合理的范围内，最大约10~12cm。 5、Tx+ and Tx- (Rx+ and Rx-) 信号走线长度差应当保持在2cm之内。 二、布线 1、走线的长度不应当超过该信号的最高次谐波(大约10th)波长的1/20。例如： 25M的时钟走线不应该超过30cm，125M信号走线不应该超过12cm (Tx±, Rx±)。 2、电源信号的走线(退耦电容走线,电源线,地线)应该保持短而宽。退耦电容上的过孔直径最好稍大一点。 3、每一个电容都应当有一个独立的过孔到地。 4、退耦电容应当放在靠近IC的正端（电源），走线要短。每一个RTL8201 模拟电源端都需要退耦电容(pin 32, 36, 48).每一个RTL8201 数字电源最好也配一个退耦电容。 5、Tx±, Rx±布线应当注意以下几点 : (1)Tx+, Tx- 应当尽可能的等长，Rx+, Rx- s应当尽可能的等长； (2)Tx±和Rx±走线之间的距离满足下图 : (3)Rx± 最好不要有过孔, Rx± 布线在元件侧等。

以太网电接口EMC设计指导书

以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书

目录 前言 (4) 1范围和简介 (5) 1.1范围 (5) 1.2简介 (5) 1.3关键词 (5) 2规范性引用文件 (5) 3术语和定义 (6) 4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6) 510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7) 610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7) 6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7) 6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.3网口指示灯电路原理图 (9) 6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10) 6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11) 6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12) 6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则 12 6.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15) 6.2.3其它的布局、布线建议 (16) 7实际测试案例： (19)

8结论: (22) 9附录： (24) 10参考文献 (26)

前言 本规范的其他系列规范：无 与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无 规范代替或作废的全部或部分其他文件：无 与其他规范或文件的关系：无 与规范前一版本相比的升级更改的内容： 如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。 本规范由XX部门提出。 本规范主要起草和解释部门： 本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范主要评审专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范批准部门：XX部门 本规范所替代的历次修订情况和修订专家为： 规范号主要起草专家主要评审专家 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号) 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号)

以太网收发电路设计方案详解

以太网收发电路设计方案详解 以太网收发电路由RJ45 接口、耦合变压器、以太网收发器，以及收 发器与调制驱动电路、接收解调电路之间的接口组成。其中以太网收发器是核 心单元，直接决定了系统的工作性能。以太网收发器IP113IP113 是二端口 10/100Mbps 以太网集成交换器，由一个二端口交换控制器和两个以太网快速收发器组成。每个收发器都遵守IEEE802.3、IEEE802.3μ、IEEE802.3x 规则。为帧缓冲保留了SSRAM，可以存储1K 字节的MAC 地址，全数字自适应调整和时序恢复，基线漂移校正，工作在10/100baseTX 和100baseFX 的全双工/半双工方式。使用2.5V 单电源，25MHz 单时钟源，0.25μm 工艺，128 脚PQFP 封装。 Port1 的速率是自适应调整的结果，因而不需要外加存储器以缓冲数据包。每个端口都有自己的接收缓冲管理、发射缓冲管理、发射排队管理、发射 MAC 和接收MAC。各个端口共享一个散列单元、一个存储器接口单元、一个 空缓冲管理器和一个地址表。 主要由以太网收发芯片IP113、专用配置芯片EEPROM 93C46、LED 显示矩阵，以及IP113 的Port1 与TP 模块、Port2 与FX 模块之间的接口组成。 IP113 支持很多功能，通过设置适当的参数满足不同的需要，既可以由特定的 管脚设定，也可以用EEPROM 配置。为提高系统的整体性能，这里采用专用 串行EEP ROM 93C46 芯片。系统复位时，管脚LED_SEL［1:0］分别作为93C46 的时钟EESK 和片选EECS，BP_KIND［1:0］分别作为93C46 地址EEDI 和数据输出EEDO，将93C46 内部的参数读入IP113 内部的寄存器。复 位结束后，这些管脚均变成输入信号，以使IP113 脱离93C46 而独立工作。

基于STM32的锂电池充放电系统的设计

基于STM32的锂电池充放电系统的设计——硬件部分 专业：电子科学与技术学号：111100630 姓名：许金科 指导老师：曾益彬 摘要 锂电池的使用越来越广泛，为了能够充分发挥锂电池的性能，提高电池使用效率并延长电池寿命，需要设计一个锂电池充放电管理系统，该系统是以STM32为控制核心，通过使用RT9545来实现对电池保护。通过使用电源管理芯片BQ24230实现对锂电池充放电路径管理，通过使用电池电量检测芯片BQ27410来实现对电池剩余电池容量SOC、充电状态、电池电压、电池充放电电流、电池温度等参数的检测。通过使用DC-DC升压芯片LMR62421能够输出稳定的电压，实现对整个系统的供电，最后通过STM32实现对电池状态信息的读取与显示。 关键词：电池管理系统，SOC，充电方式 Lithium Battery Charging and Discharging System Design Based on STM32———Hardware Abstract More widespread use of lithium batteries, in order to give full play to the performance of lithium batteries, to improve battery efficiency and extend battery life, it need to design a lithium battery charge and discharge management system, which is based STM32 control core, through the use of RT9545 to realization of battery protection. By using the power management chip BQ24230 lithium battery charge and discharge path to achieve the management, through the use of battery detection chip BQ27410 to achieve the battery remaining battery capacity SOC, detection current, temperature and other parameters of the battery state of charge, battery voltage, battery charge and discharge. By using the DC-DC boost chip output stable voltage LMR62421 able to achieve power to the entire system, and finally through STM32 achieve read and display the battery status information. Key words：Battery Management System，SOC，Charge Mode