任务介绍

本次挑选的是任务一

设计一款基于STM32G4系列的MCU最小系统核心板。

任务要求：

1. 8MHz主晶振 + 32.768kHz RTC晶振
2. 完整复位电路（含手动复位按键）
3. 3V LDO稳压电路，支持5V USB供电
4. SWD调试接口（4Pin）
5. 用户LED×1、用户按键×1
6. 引出不少于30个GPIO（含SPI、I2C、UART、PWM）
7. PCB采用双层板设计

方案介绍

本设计采用STM32G474VET6搭建最小系统板作为硬件控制平台。最小系统围绕电源电路、复位电路、时钟电路、下载调试接口以及核心控制器构成，为整个系统提供稳定、可靠的运行基础，并在此基础上引出fdcan接口和uart接口,三个用户led，一个用户按键等。

模块介绍

STM32G474xx 系列是Cortex-M4内核单片机，是面向高实时性、高精度模拟与数学运算需求的主流工业级微控制器，核心特性如下：

1. 核心性能
   搭载 Arm Cortex-M4 内（带 FPU 浮点单元），最高主频 170 MHz，配合 ART 自适应实时加速器实现 Flash 零等待执行，运算性能达 213 DMIPS，支持 DSP 指令与 MPU 内存保护。
   内置CORDIC 三角函数加速器与FMAC 滤波数学加速器可高效完成复杂信号处理与控制算法。
2. 存储资源
   片内集成512 KB Flash（带 ECC 校验、双 Bank 读写与代码保护）、96 KB SRAM（含 32 KB 指令缓存 SRAM 与 64 KB 带奇偶校验 SRAM），另有 1 KB OTP 存储；
   支持外部存储器扩展（FSMC 接口、Quad-SPI 接口），满足大容量数据与程序存储需求。
3. 模拟与外设能力
   高精度模拟前端：5 路 12-bit ADC（最高 250 kSPS，16-bit 过采样分辨率）、7 路 12-bit DAC、7 路高速轨到轨比较器、6 路可配置运算放大器，内置电压参考缓冲器；
   丰富通信接口：3 路 FDCAN 控制器、4 路 I²C、4 路 SPI、5 路 USART/UART、1 路 USB Type-C/PD 控制器、1 路 SAI 音频接口等；
   高精度定时器：含 16 通道 HRTIM 高分辨率定时器（184 ps 分辨率），支持复杂波形生成与电机控制，另有多路通用/高级定时器满足 PWM、编码器输入等场景。
4. 电源与可靠性
   供电电压范围 1.71 V–3.6 V，支持睡眠/停止/待机等低功耗模式，VBAT 独立供电可维持 RTC 与备份寄存器；
   内置 POR/PDR 复位、可编程电压监测器（PVD），具备真随机数发生器（TRNG）与 CRC 计算单元，提升系统安全性与数据完整性；
   部分 I/O 支持 5 V tolerant，兼容多种外设电平。
5. 应用定位
   该芯片特别适合**电机控制、工业自动化、电源管理、高精度测量**等场景，可作为最小系统板核心，为 FDCAN 通信、模拟采集与实时控制提供强大硬件支撑。

STM32G474VET6芯片DigiKey链接：STM32G474VET6 STMicroelectronics | 集成电路（IC） | DigiKey

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

该核心板采用双层板设计，将板上所有可用的gpio口引出，并用XH2.54 接端子把一路FDCAN，UART, SWD调试接口引出，方便插拔并防止潜在的反插风险。

其中，PD11,PD12,PD13分别接到三个不同颜色的LED上，PD10接到用户自定义按键上。boot引脚用2.54mm 间距 1×3P 直插排针引出，可使用跳线帽选择拉高或者拉低。

3D效果图

电源方面主要由USB并通过LDO芯片转化为3.3v供mcu供电，并将DM,DP引脚接到PA12,PA11上，可支持usb2.0。板上使用REF3030AIDBZR给ADDV提供基准电压。

主要性能指标

引出引脚均已用丝印标注

心得体会

本次选择的板子引脚较多，在二层板布线上挑战较大，特别是最后很难有一个完整的地平面，花费了不少功夫不断调整位置，算是也涨了不少经验值，下次画这种还是4层板算了。