企业官网建设流程全解析

最近，在给我们组流完的片子设计一个PCB，找一个MCU作为控制器与我们的芯片相连，对芯片进行控制、数据输入和输出。PCB的面积有要求，大概在两个大拇指指甲盖的大小多一点。

为了面积需求，在立创商场开始挑选起MCU。正好看到了STM32G031G8U6（UFQFPN28封装）这个芯片，面积、flash、引脚和价格都挺合适的，遂使用该芯片来设计PCB。

在采购物料时，遇到了一点小小的阻碍，在立创商场提交订单时被要求联系客服处理。原因是有些物料（ST、TI、YAGEO和muRata）不能开学校的发票，不仅是芯片还包括电阻电容，学校被狠狠制裁了。

下面记录了一些大家在设计和使用该芯片时可能遇到的问题。

1、 晶振的设计

首先，在STM32G031x4/x6/x8数据手册的第5章节电气特性中给出了如下一张图，使用了一个无源晶振加上两个电容，连接到芯片的两个引脚上。如果你采用如下设计来引入一个高速外部时钟，那么大概率会出现问题。

因为，从数据手册的引脚描述来看，PC14和PC15这两个引脚只能够支持低速外部时钟这样设计（OSC32_IN和OSC32_OUT分别接入32.768kHz的无源晶振两端即可），而不支持这样设计高速时钟（OSC_IN只能使用单端的有源晶振输入，OSC_EN只是控制有源晶振是否使能）。其实，大家在用STM32CubeMX的时候配置RCC时，也可以发现这一点。

1.1 LSE设计

有关低速外部时钟的设计，使用无源晶振即可完成设计（使用有源晶振也可以），无源晶振两端连接两个15pF的电容接地，同时两端再接入stm32芯片即可。原理图摘自STM32G031G8U6_stm32g031g8u6原理图-CSDN博客。

在STM32CubeMX的配置如下图所示，不勾选旁路时钟来源，在低速时钟部分选择晶振即可。在时钟配置页面的红色框中，可以看出无源晶振是双端与芯片相连的。

1.2 HSE设计

有关高速外部时钟的设计，对于stm32g031g8u6只能使用有源晶振（或者其他设备产生的时钟）设计，我在设计中使用的扬兴晶振的8M的有源晶振（OT7EL89CJI-111YLC-8M），原理图如下图所示。PC14引脚作为8M的时钟输入，PC15引脚作为晶振的使能。

在STM32CubeMX的配置如下图所示，勾选旁路时钟来源，勾选OSC enable。在时钟配置页面的红色框中，可以看出有源晶振的时钟是单端进入芯片的。

2、 SWD接口无法被检测

SWD接口是stm32芯片提供的用来下载和调试程序的接口，芯片独立供电的情况下只需要SWCLK、SWDIO和GND三根线即可。

由于PCB面积的限制，我只留了SWD接口进行下载程序，并没有预留其他下载程序的方式。当我收到PCB并完成焊接后，Keil无法检测到我的SWD接口，于是开启漫长的找问题过程。过程中，看到了许多大佬的文章，也是不断加深了我的理解。

我手上有两个调试器，分别是ST-Link和CMSIS-DAP，都无法检测SWD接口。一开始，我认为是芯片虚焊（确实是虚焊，但就是没有发现），重新焊了一片之后用ST-Link检测，依旧无法检测。从此，我误入歧途，不仅仔细阅读了芯片数据手册，还看了许多博客和论坛。最终，我得出了一个错误的结论，该芯片出厂的时候SWD接口是关闭的（实际上出厂即可使用SWD接口）。

于是，我重新画了一块PCB，将STM32G031G8U6的所有引脚都引了出来，也保留了串口下载程序的方式。完成焊接后，上电用串口下载程序没有问题，用ST-Link还是检测不到，折腾了一上午发现我的ST-Link坏掉了，CMSIS-DAP可以检测SWD接口（悔不当初，我怎么不早点用CMSIS-DAP）。

2.1 SWD检测指南

STM32G031系列的全新芯片可以直接通过SWD口进行程序下载，但还是建议大家在设计PCB的时候保留多种下载程序的方式。在使用一块新的芯片时，如果遇到SWD口无法检测，可以从以下几个方面进行尝试：

（1）确认自己的调试器（ST-Link、CMSIS-DAP等）是否正常，可以对手头上好的开发板进行程序下载，确保调试器本身没有问题。如果调试器出现问题，一般SWCLK或SWDIO的端口电压也有问题，可以使用万用表测量进行确认。

（2）下载或更新调试器的驱动程序，确保设备管理器中没有未知（带叹号）的设备输入。

（3）确认STM32芯片上电（推荐单独供电，不用调试器进行供电），确认SWCLK、SWDIO和GND的连接没有问题（确保连接线没有问题）。

（4）确保芯片供电稳定，BOOT模式配置正确。

（5）检测芯片的焊接情况（尤其是QFN类型封装），重新焊接一块新的芯片就行尝试。

如果是已经使用过的芯片，先从上面4个方面进行尝试，不行的话在考虑下面的方法：

（1）PA13和PA14引脚是否被复用成普通的IO口进行使用，即引脚被锁住了。可以通过STM32CubeMX重新配置成SWD接口，并用串口重新编程芯片。

在没有预留串口下载程序的情况下。如果调试器带有复位引脚且PCB板引出了复位引脚，可以把复位引脚也插上去，然后如下图一样配置，就可以正常下载程序。原理是芯片复位后，PA13和PA14默认功能为SWD接口。如果PCB板没有引出复位引脚，也可以手动按键复位，但是成功率不是特别高。

遇到Flash读写保护的情况，可以参考下面这篇博客。STM32的Flash读写保护，SWD引脚锁的各种解决办法汇总（2021-10-21） - STM32F407 - 硬汉嵌入式论坛 - Powered by Discuz!

H7-TOOL脱机烧录解除读写保护和各种遇到情况解决办法汇总，含SWD接口锁，低功耗和看门狗（2023-08-01） - H7-TOOL开发工具 - 硬汉嵌入式论坛 - Powered by Discuz!

（2）对于STM32G031G8U6这款芯片，其VDD和VDDA是一个引脚同时供电。对于其他类型的32芯片，VDDA和VBAT引脚供电不正常也会导致SWD接口无法检测。参考STM32的SWD烧录模式No Target Connected 错误的一种情况-CSDN博客。

2.2 STM32G031G8U6的BOOT模式

不同于STM32F系列的芯片，它们的BOOT模式依靠外部的BOOT1和BOOT0引脚的电平来决定。然而，STM32G031G8U6的BOOT模式是通过选项字节（芯片内部的寄存器）进行配置，如下图所示。

• Main Flash memory：主闪存，用来存储用户代码。一般而言，SWD就是在这里下载程序。
• System memory：系统存储区，芯片出厂自带的程序。串口等下载方式就是从这里启动。
• Embbeded SRAM：内存，存储用户的数据代码。

当nBOOT_SEL bit为0时，芯片启动由nBOOT1 bit（内部寄存器）和BOOT0 pin（外部引脚）共同决定；当nBOOT_SEL bit为1时，芯片启动由nBOOT1 bit（内部寄存器）和nBOOT0 bit（内部寄存器）共同决定。

芯片出厂后，默认nBOOT_SEL = 1 , nBOOT0 bit = 1，即从主闪存启动。但是，芯片启动会检查闪存地址0x080000000（用户程序起始地址）的数据，如果数据为0xFFFFFFFF则表示用户程序为空，此时会从System memory启动。芯片出厂没有下载程序，都会从System memory启动。参考STM32G0系列的启动配置与程序下载_stm32g0包-CSDN博客

当拿到一块新的STM32G031G8U6芯片时，既可以通过SWD接口下载程序，也是可以通过串口等方式下载程序（可以下载程序的方式如下图所示）。

如果直接用SWD接口下载完程序后，再想通过串口下载程序就比较麻烦，需要在程序中配置nBOOT_SEL = 1，让进入System memory由外部的PA14-BOOT0来决定。参考大佬的博客，STM32G0系列的启动配置与程序下载_stm32g0包-CSDN博客

如果想要方便地保留两种下载程序的方式，推荐使用STM32CubeProgrammer一开始使用串口进行连接，然后根据红框的指引直接取消勾选nBOOT_SEL，点击应用Apply后即可。

在配置nBOOT_SEL为0后，想要进入system memory用串口下载程序的方式如下：

（1）将PA14-BOOT0引脚用跳帽或杜邦线接高电平3.3V。

（2）按下复位按键后松手。

（3）使用STM32CubeProgrammer进行串口连接，此时会读取到主闪存里面的代码数据。

（4）打开新的代码文件.hex，下载程序。

（5）拔掉跳帽或杜邦线，再次按下复位按键，程序运行。

相比于串口下载程序，使用SWD接口下载程序简单得多。在设计电路时，一般将PA14-BOOT0引脚下拉到地，然后将SWCLK、SWDIO和GND连接正确即可下载程序。

3、 原理图和PCB设计

为了面积足够小，使用的电阻电容都是0201的封装，焊接的难度还是不小的。相比于电阻电容，不推荐大家用0201的发光二极管，因为看背面的正负极把人眼睛都看花了。如果不是面积需求，大家还是尽量用0402和0603的封装吧。

下面以后来设计的STM32G031G8U6开发板进行介绍，将所有的引脚引了出来。原理图非常简单，只有CH340X和stm32g031g8u6两个芯片，如下图所示。

芯片的PA2、PA3引脚连接到CH340芯片，用于提供串口下载程序的方式。芯片的时钟输入使用外部的8M有源晶振，将PA14-BOOT0接口用10k电阻下拉至地。下面是PCB的效果展示。

R1和R2电阻没有0603的封装了，就用0201的焊上去了，大家可以看看和R4的大小对比。上下两排由于设计时选错了封装（间距选成2mm了），现在连排针都焊不上去，大家画PCB切莫粗心啊。右上角的排针是用于SWD接口调试的，建议将3V3放在SWCLK旁边，这样只需要一个跳帽即可拉高PA14-BOOT0，从而进入system memory使用串口下载模式。

4、 代码相关

4.1 while(1)循环要加延时

while(1){}循环中需要添加延时，没有延时程序将无法正确执行。如下图，使用串口接受中断进行触发。串口从PC端收到一个字节数据，中断触发后将数据重新发送给PC端，并反转LED电平。如果没有红色框中的延时，中断可以正常触发，但是不能正确运行程序。

有大佬知道产生这个现象的原因吗？是否是处理器底层的设计问题，欢迎在评论区讨论。

4.2 用定时器设计us级延时

HAL库只给我们提供了ms级的延时，但在很多情况下us级延时使用的很多。下面提供一种基于定时器设计us级别延时的简单方法，如下图所示。

选择时钟来源，一般可以选择内部时钟，这边选择的是APB总线上的64M时钟。因此，需要对64M时钟进行预分频，分频至1M即可，即计数1次的时间为1us。

由于定时器的计数位宽是16bit，所以函数的最大延时是65535us。延时函数的设计思路简单，首先将定时器的计数器置零，开启定时器并获取计数器数值进行比较，计数器数值达到延时需求时暂停计数器，最后退出延时函数。

void Delay_us(uint16_t Delay) { uint16_t cnt = 0; __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1,0);//inital count 0 HAL_TIM_Base_Start(&htim1); while(cnt < Delay) { cnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1); } HAL_TIM_Base_Stop(&htim1); }

以上就是对STM32G031G8U6的使用总结，希望对大家有帮助。笔者水平有限，文章中可能会出现问题，欢迎大家在评论区进行纠正。