如何绘制主控？
我们通常使用AD或EDA来绘制电路板。 总体思路是：
搭建最小系统电路原理图
有了库之后，就可以开始画板了。 我们需要构建的第一件事是围绕所选芯片构建最小的电路系统。 这个系统可以保证画完之后，我可以正常编程，向单片机写入控制指令。 我还可以从相应的引脚输出我的指令（例如将某个引脚拉高或拉低）。 虽然此时输出没有对应任何外设，但是我们通过物理连接还是可以得到我们想要的效果（也可以用电压表来测试）。
这个最小电路系统包括：晶振电路（产生时钟）、复位电路、下载电路、电源电路、特殊引脚电路（防止单片机不稳定）。 对于任何微控制器来说，其最小系统电路的输入输出引脚都必须是特殊且有意义的。
以STM32F407ZET6为例：晶振电路原理
晶体振荡器，全称石英晶体振荡器，是一种高精度、高稳定度的振荡器。 通过一定的外围电路，可以产生频率和峰值稳定的正弦波。 单片机运行时，需要一个脉冲信号作为触发信号来执行自己的指令。 可以简单地想象为：当单片机收到一个脉冲时，它就会执行一条或多条指令。
晶振本身可以等效为一个电容和电阻并联、一个电容串联的二端网络。 从电学上来说，这个网络有两个谐振点，根据频率划分。 频率较低的是串联谐振，频率较高的是串联谐振。 高频是并联谐振。 由于晶体本身的特性，两个频率之间的距离相当近。 在这个极窄的频率范围内，晶振就相当于一个电感器，所以只要在晶振两端并联适当的电容，就会形成并联谐振电路。 。
该并联谐振电路可加入负反馈电路，构成正弦波振荡电路。 由于相当于电感的晶振的频率范围很窄，即使其他元件的参数发生很大变化，这个振荡器的频率也不会改变。 一个很大的变化。
在该晶振电路中，反相放大器的两端连接有晶振，晶振的两端连接有两个电容器。 另一个电容器接地。 这两个串联电容器的电容等于负载电容。
晶振有一个重要的参数，就是负载电容值。 通过选择与负载电容值相等的并联电容，即可得到晶振的标称谐振频率。 通过实验可以发现，负载电容值在15pF左右，因此选择22pF的并联电容最为合适。 （常数0和4是PCB和芯片内部电路电容）
晶体振荡器就像微控制器的心脏。 如果没有心跳，单片机将无法正常工作。 晶振越大，运行速度越快，但提高速度也会有干扰电路的风险。
通常有两种类型的晶体振荡器：无源和有源。 无源晶振需要内部振荡器，但无源信号质量差，精度差，更换麻烦。 通常采用有源晶体振荡器。
晶振起振：根据压电效应，在极片之间加上交变电压，就会产生机械形变振动。 这种机械振动的振幅比较小，其振动频率非常稳定。 当施加的交流电压的频率等于晶片的固有频率（由晶片的尺寸决定）时，机械振动的振幅将急剧增加。 这种现象称为压电谐振，因此石英晶体也称为石英晶体谐振器。 其特点是频率稳定性高。
如何搭建晶振电路？
芯片内晶振有两个入口：
PH0-OSC_IN和PH1-OSC_OUT连接4-16MZH晶振，产生单片机的主频率；
PC14-OSC32_IN和PC15-OSC32_OUT用于访问32.768KHZ RTC晶体振荡器。
（实时时钟可以理解为用在需要精确计时的领域，32768正好是2的15次方，经过15次分频就可以得到1HZ的信号，如果不需要精确计时的话，可以使用。）
其他单片机的晶振电路也是如此。 晶体振荡器通常标记为
复位电路原理
复位电路的目的是将电路恢复到初始状态。 一般来说，单片机必须能够在上电时自动产生复位，以防止CPU发出错误指令，并在复位完成后开始工作。 可以想象为利用复位来统一单片机运行的“起跑线”。
一般采用电容电压不能突变的原理来串联电容和电阻。 通电时，电容器不充电，两端电压为零。 此时提供复位脉冲，电源不断对电容充电，直至电容两端电压达到电源电压，电路进入正常工作状态。
为了保证单片机能够可靠地复位，RST的高电平必须维持足够长的时间。 这次是准备单片机，让程序从正确的初始位置开始执行。
为什么开机时会重置？
电路图中，电容尺寸为10uf，电阻尺寸为10k。 因此，根据公式可以计算出，将电容充电至0.7倍电源电压（单片机的电源为5V，所以充电至0.7倍为3.5V）所需时间为10K*10UF= 0.1S。
也就是说，电脑启动后0.1S内，电容两端电压升高03.5V。 此时10K电阻两端的电压从51.5V开始下降（串联电路中电压之和即为总电压）。
所以在0.1S内，RST引脚接收到的电压为5V~1.5V。 在5V正常工作的51单片机中，小于1.5V的电压信号为低电平信号，大于1.5V的电压信号为高电平信号。 因此，在上电0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚收到高电平信号的时间约为0.1S）。
如何搭建复位电路？
对于STM32F407ZET6芯片，复位电路的引脚也是固定的。 只需根据复位电路的工作原理连接NRST引脚即可。 其他单片机也是如此，找到对应的复位引脚RESET即可。
下载电路
对于单片机来说，主流的下载电路主要有三种：ISP、SWD、JTAG。 其中SWD和JTAG很相似，也有一定的联系，而ISP可能是我接触最早的烧写方式了。
①ISP方式：该方式是通过单片机的串口TX和RX来实现的，所以基本上所有的单片机都可以通过ISP方式下载。 其本质是一个USB转TTL的工具，如下图：
如下图所示，您可以购买一个USB转TTL（微控制器串口）模块，也可以如下图所示自行设计转换模块的电路。 它的核心在于一颗名为CH340的芯片。 您还可以使用它来进行其他 USB 转换为 TTL 的功能：
构建硬件后，您可以通过单独的烧录软件（例如STC-ISP）下载它。 软件界面如下：
②SWD和JTAG方式：之所以将这两种方式放在一起提及，正是因为它们基本上是相互转换的。 对于可以使用SWD或JTAG编程的单片机，原理图上一定有相应的特殊引脚。
从图中我们不难看出JTAG接口本身就包含了SWD接口。 也就是说，如果你的单片机有SWD四线接口，那么你可以直接用线引出SWDIO、SWCLK，加上JTAG口的VCC和GND。
以正电Atom的32块开发板为例。 它们通常使用 ISP 或 JTAG 接口进行编程：
（如果你使用ISP方式，那么你使用USB线连接PC和单片机，并使用上面提到的ISP下载软件进行下载；而如果你使用JTAG下载方式，那么你很可能使用一个名为JLINK【如下】右图】连接PC和单片机，然后直接在编译器中下载【如KEIL、IAR】）。
如何将 JTAG 转换为 SWD？
下载方法：在JLINK下载器上找到SWD对应的四根线的位置，通过电线连接到有SWD下载接口的单片机上，然后通过编译器直接下载。
对于STM32F407ZET6，下载电路对应的引脚如下：
可以看到，除了SWD和JTAG下载之外，还有两个BOOT0和BOOT1引脚，这是STM32特有的两个管理下载功能的引脚：
通常程序代码存放在主闪存中，配置方法为：BOOT0=0，BOOT1=X；
*闪锁解决方案：
在开发调试过程中，由于某种原因，内部Flash被锁定，无法连接SWD和Jtag进行调试，无法读取器件。 可以通过修改BOOT模式来重写代码。 修改为BOOT0=1、BOOT1=0从系统内存启动。 ST出厂时自带Bootloader程序，SWD和JTAG调试接口是专用的。 重新烧写程序后，可将BOOT模式改为BOOT0=0、BOOT1=X即可正常使用。
电源电路原理
微控制器级别：
对于任何微控制器来说，VCC和VSS是电源的核心。 VCC中的C表示Circuit，指的是整个供电电路的电压（有12V【在线原子板供电电压】、24V、5V等）； VSS S表示Series，一般指公共端。 通常电路中的公共端接地，即地电压； VDD中的D表示Device，指的是设备上的电压，即芯片的工作电压，如STM32芯片。 电压值一般为3.3V，即VDD。 （可见VCC>VDD）
通常，单片机的电平为3.3V/5V格式，也称为CMOS/TTL电平格式。 当你让单片机的某个引脚输出高电平时，其大小为3.3V/5V（STM32为3.3V，51为5V）。 一般我们会使用外部电源VCC（>5V），通过降压、稳压的方式给单片机供电。 这样可以提供更稳定的电源，也可以为外围电路提供更高的电压。
我们现在讲的是单片机的最小系统电路，是以芯片为中心的，所以我们需要的是如何将VCC转换为VDD，然后与VSS形成环路。 （引脚比较简单的芯片会直接把VDD写成VCC）
如何搭建电源电路？
以STM32F407ZET6为例：
我们连接它的所有 VSS 和 VDD。 STM32芯片的工作电压为3.3V，因此VDD接3.3V。 那么现在的问题是如何将VCC转换为3.3V VDD。
电压转换电路：
这里我以9V电源作为外部供电的例子。 首先使用K7805-1000R3芯片将电压降压至5V，然后使用AMS1117-3.3芯片将5V降压至3.3V作为VDD。
电容器用于稳定电压。 具体值主要与所用芯片的参数有关。 这两款芯片电路都非常成熟。 如果有兴趣，可以上网阅读原理。 这是降压和稳定电压的最简单方法。 当然，你也可以将设计变得更加复杂，添加防反接电路、过压保护、过流保护等，以提高电路的安全性。 但总的来说，还是那句话。 对于刚入门的人来说，很多电路设计已经非常成熟，可以直接使用。 创新的前提应该是先了解这些已经成熟的东西。
其他芯片也是同样的情况：
特殊引脚电路
这里所谓的特殊引脚电路，就是与电源和地的大小直接相关的引脚。 如果这些引脚不接任何东西而悬空，很容易导致单片机的某个功能工作不正常，而且它们之间的电平也不同。 确定微控制器的一些功能。 芯片功能越强大（引脚越多），这些特殊功能引脚就越多，我们就越需要注意。
如何搭建特殊引脚电路？
以STM32F407ZET6为例，该芯片的功能较多，因此相应的特殊引脚也较多。 接下来我们就一一介绍：
其他微控制器也是如此：
以上，我们已经成功搭建了一个MCU的最小原理图：
