2025 Make Blocks阶段1 - 基于STM32G473的MCU核心板设计【模板】
该项目使用了STM32G473微控制器,实现了原理图和KiCad的核心板的设计,它的主要功能为:USB-C供电,12MHz时钟,30根输入输出管脚,作为示波器开发学习套件的主控,常用于实时信号采集与处理。
标签
嵌入式系统
STM32
核心板
refdesignshare
更新2025-05-21
952
KiCad文件
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任务介绍

这里介绍您参加本次大赛所选的任务

模块介绍

根据任务要求本次我选用的是STM32G473CBT6芯片设计了一款MCU核心板,此板卡主要用于示波器开发学习套件的主控,常用于实时信号采集与处理场景兼容小脚丫FPGA的封装 - DIP40,以及电源供电管脚:

  • Pin1 - 板上DC-DC变换器得到的3.3V数字供电电压,可以为扩展板进行供电,供电电流最大可以达到500mA
  • Pin20 - 地
  • Pin21 - 地
  • Pin30 - Vbus,直接来自USB TypeC的接口供电电压

STM32G473CBT6芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/STM32G473CBT6/18085950?s=N4IgTCBcDaIMoBUCyBmMBxALAdhQYQCEEA2EAXQF8g

原理图和PCB模块介绍

原理图


PCB.png

PCB

由于这块核心板采用了TQFP48封装的STM32G473,可用于扩展的IO有限,除了保留一个管脚用于显示程序运行状态的LED的连接外,其它剩余的30根IO都引到了核心板的扩展引脚上,小脚丫FPGA预留了36根信号引脚,这里的STM32G473CBT6只有30根管脚,因此板上有6根管脚为空,分别是:

  • Pin2
  • Pin3
  • Pin4
  • Pin5
  • Pin7
  • Pin39

这种排列方式是为了适配示波器扩展开发板的设计,没有其它的考虑。

3D效果图

为了方便使用者扩展,核心板两侧的双排20针采用了蛇形孔,在不需要焊接的情况小,只需要将排针插入,就可以通过排孔对排针的压力保持较好的电气连接,当时用完扩展板或面包板,只需要将排阵拔出,就可以单独使用核心板。


为了给STM32G473芯片内部的ADC以及其它模拟部分的电路提供更好的性能,板上采用了一颗3.3V变3.0V的LDO芯片为STM32G473的模拟供电电压管脚VDDA提供低纹波的3.0V。


板上没有下载器,如果要调试该核心板,可以通过核心板靠近2个地线管脚的SWD连接器进行操作,也可通过外部的杜邦线将Pin15管脚的BOOT0拉低到地,同时给核心板加电,核心板即可进入编程模式,使用者可以通过USB对其进行编程。


板上有两颗LED,一个用于指示3.3V电压是否正常,另一个为状态指示灯,使用者可以通过编程对其进行点亮操作,以指示需要表示的状态。

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

类型

MCU核心板

核心芯片

STM32G473CBT6

内核

Arm Cortex-M4

时钟频率

170MHz

SRAM

128KB

Flash

128KB

IO数量

30

板卡尺寸

18mm x 52mm

供电电压

4.5V~5.5V

输出信号电平

3.3V

管脚定义

管脚属性

管脚名

管脚编号

管脚名

管脚属性

P

3.3V

1

40

Vbus

P

-

-

2

39

-

-

-

-

3

38

PB14/SPI2_MISO

I/O

-

-

4

37

PB15/SPI2_MOSI

I/O

-

-

5

36

PB13/SPI2_SCK

I/O

I/O

PB2

6

35

PB12/SPI2_NSS

I/O

-

-

7

34

PB11/ADC4_IN3

I/O

I/O

PB3/SPI3_SCK

8

33

PB10

I/O

I/O

PB5/SPI3_MOSI

9

32

PA8/I2C2_SDA

I/O

I/O

PA10

10

31

PB1

I/O

I/O

PB4/SPI3_MISO

11

30

PA2

I/O

I/O

PA15/SPI3_NSS

12

29

PA7/SPI1_MOSI

I/O

I/O

PB6

13

28

PA5/SPI1_SCK

I/O

I/O

PB7

14

27

PA4/SPI1_NSS

I/O

I/O

PB8/BOOT0

15

26

PA6/SPI1_MISO

I/O

I/O

PB9

16

25

PA3/

I/O

I/O

PC13

17

24

PB0

I/O

I/O

PC14

18

23

PA1

I/O

I/O

PC15

19

22

PA0

I/O

P

GND

20

21

GND

P

板上设置及标识

标记

名称

默认状态

描述

D11

PWR

指示3.3V电压是否工作正常

D12

STA

通过编程可以进行状态指示

R9

0欧姆电阻

不安装

如果板上不安装3.0V LDO需要安装这个电阻

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

物料添加展示图

项目详情图

心得体会

此处放参加大赛的心得体会,可以加入意见或建议或遇到的问题如何解决。





软硬件
元器件
MIC5501-3.0YM5-TR
通用型单路300mA低压差稳压器
XT3406AFMR-G
开关降压芯片 - 1.8-5.5V电压输入,3.3V 1.8V 1.2V或可调输出,输出电流可达800mA,
STM32G473CBT6
带DSP和FPU的170MHz主流ARM Cortex-M4 MCU,具有128 KB Flash存储器、数学加速器和高模拟电平集成
附件下载
MCU_STM32G4.zip
设计工程文件
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