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2026/1/11 3:38:16
从零开始打造STM32最小系统：嘉立创EDA实战全记录
你是不是也曾在搜索“嘉立创eda画pcb教程”时，翻遍资料却仍被一堆术语绕晕？
电源不稳、晶振不起、程序下不进去……明明照着电路连的，为什么就是跑不起来？
别急。今天我们就以一个真正能点亮、能下载、能运行的STM32最小系统为例，手把手带你用嘉立创EDA（原LCSC EDA）完成从原理图到PCB打样的完整流程。这不是一份堆砌参数的手册，而是一次贴近真实工程场景的实战复盘——告诉你哪些地方最容易踩坑，又该怎么绕过去。
为什么是STM32F103C8T6？
在众多MCU中，STM32F103C8T6几乎成了嵌入式入门者的“标准答案”。它基于ARM Cortex-M3内核，主频72MHz，自带64KB Flash和20KB RAM，支持UART、SPI、I2C等常用外设，最关键的是：价格便宜、生态成熟、资料丰富。
更重要的是，它的封装为LQFP48，引脚间距0.5mm，在手工焊接和PCB布线之间取得了良好平衡——既不会太密难以操作，又能锻炼你的精细设计能力。
但要让这块芯片稳定工作，光靠一个芯片远远不够。你需要一套完整的最小系统来支撑它运转。
最小系统的四大支柱：供电、时钟、复位、调试
任何MCU要正常运行，都离不开四个基本要素：
| 模块 | 功能 |
|---|---|
| 电源管理 | 提供干净稳定的3.3V电压 |
| 时钟源 | 给系统提供精准的时间基准 |
| 复位电路 | 确保上电后可靠启动 |
| 调试接口 | 实现程序烧录与在线调试 |
我们逐一拆解，并结合嘉立创EDA的实际操作说明如何落地。
一、电源怎么搞？AMS1117够用吗？
STM32的工作电压是3.3V ±10%，所以我们需要将常见的5V输入（比如USB）降压至此。虽然现在很多人推荐DC-DC方案，但对于初学者来说，AMS1117-3.3依然是性价比之选。
✅ 为什么选AMS1117？
- 外围简单：只需输入输出各加电容
- 输出纹波极低：适合对噪声敏感的MCU
- 成本极低：几毛钱一片，嘉立创商城直接买得到
但它也有明显短板：
- 效率低：压差越大发热越严重（比如5V→3.3V，效率仅66%）
- 最大电流1A，不适合驱动大功率外设
🛠️建议使用场景：小电流系统（<300mA），如纯MCU+传感器项目。
原理图设计要点
在嘉立创EDA中添加以下元件：
- AMS1117-3.3（搜索“AMS1117-3.3”即可找到官方库元件）
- 输入端：10μF钽电容 或 电解电容 + 0.1μF陶瓷电容
- 输出端：22μF电解电容 + 0.1μF陶瓷电容
⚠️关键提醒：
- 所有去耦电容必须紧挨芯片放置
- 输出电容优先选用低ESR类型（如固态或陶瓷）
- LDO底部散热焊盘要连接大面积铜皮，否则容易过热保护
在PCB布局时，可以把电源模块放在板子一侧，靠近电源输入口（如Micro USB或排针），形成清晰的“电源入口 → 稳压 → 分配”路径。
二、晶振到底要不要外接？8MHz怎么配？
STM32可以使用内部RC振荡器（8MHz ±1%），但如果你要做串口通信、定时中断或后续扩展RTC功能，精度就不够看了。
所以，我们必须加上一颗外部8MHz晶振。
工作原理简析
晶振不是自己振的，而是和MCU内部的反相放大器构成一个皮尔斯振荡电路。两个匹配电容（C1、C2）起到调节负载电容的作用，确保频率准确。
假设你买的晶振标称负载电容是18pF，PCB走线寄生电容约2pF，那么外部电容应为：
$$
C = 2 \times (18\text{pF}) - 2\text{pF} = 34\text{pF}
$$
实际可取两个33pF陶瓷电容，这是最常见且易采购的值。
嘉立创EDA中的封装选择
- 晶体选HC-49S封装（长方形金属壳），引脚中心距11.4mm
- 匹配电容用0805或0603贴片封装，方便手工焊接
📌布线铁律：
- 晶振必须紧贴MCU的OSC_IN/OSC_OUT引脚
- 走线尽量短、直，避免拐弯
- 下方不要走其他信号线，尤其不能穿越数字信号
- 周围用地包围，但不要覆盖顶层（会影响起振）
🔍 如果发现程序跑飞、串口乱码，先怀疑晶振是否起振！
三、复位电路怎么做？RC够不够？
NRST引脚是低电平有效复位。理想情况下，上电时该引脚应保持足够长时间的低电平，等电源稳定后再释放。
最简单的做法就是RC延时电路：10kΩ上拉电阻 + 100nF电容。
计算一下延迟时间
$$
\tau = R \times C = 10kΩ × 100nF = 1ms
$$
等等！1ms太短了！很多LDO从启动到输出稳定需要几十毫秒。这意味着MCU还没准备好就被释放复位，可能导致启动失败。
✅ 正确做法：把电容换成1μF，这样时间常数达到10ms；再配合手动按键并联放电，实现可靠复位。
也可以加一个100nF小电容在NRST引脚对地，滤除干扰毛刺。
BOOT配置别忘了！
BOOT0和BOOT1决定启动模式：
| BOOT0 | BOOT1 | 启动方式 |
|---|---|---|
| 0 | x | 主闪存（正常运行） |
| 1 | 0 | 系统存储器（ISP下载） |
因此：
-BOOT0通过10kΩ电阻接地（默认运行模式）
- 需要烧录时，临时拉高（可用跳线帽或拨码开关）
这个细节看似微不足道，却是新手最常见的“程序下不进去”的根源之一。
四、SWD调试接口怎么接？
STM32支持两种调试方式：JTAG 和 SWD。后者只用两根线（SWCLK、SWDIO），更节省空间。
引脚定义（标准2.54mm排针）
| Pin | 名称 | 连接到MCU |
|---|---|---|
| 1 | VCC | 3.3V |
| 2 | SWCLK | PA14 / SWCLK |
| 3 | GND | GND |
| 4 | SWDIO | PA13 / SWDIO |
| 5 | NRST（可选） | NRST |
| 6 | 空（或预留） | — |
⚠️ 注意：有些下载器会反向供电，建议在VCC引脚串联一个磁珠或二极管，防止冲突。
在嘉立创EDA中可以直接调用“SWD 6pin 排针”模块，或者自己画一个。关键是标注清楚方向，比如加个圆点表示Pin1。
原理图绘制实战：一步步搭建最小系统
打开嘉立创EDA，新建项目 → 创建原理图。
依次拖入以下元件：
- STM32F103C8T6（官方库已有LQFP48封装）
- AMS1117-3.3
- 8MHz晶振 + 2×33pF电容
- 10kΩ电阻 ×2（复位上拉 & BOOT0下拉）
- 100nF电容 ×3（NRST滤波、去耦等）
- LED + 1kΩ限流电阻（用于PA0闪烁测试）
- Micro USB母座 或 电源输入排针
- SWD 6pin 接口
连线时注意：
- 所有VDD/VSS都要连通
- 每个电源引脚附近加0.1μF去耦电容
- 使用网络标签（Net Label）命名GND、3.3V、CLK等公共网络，减少飞线杂乱
📌技巧提示：
- 用“自动标注”功能统一编号元件（R1, R2… C1, C2…）
- 对关键网络使用不同颜色区分（如红色代表电源，蓝色代表时钟）
完成后的原理图应该逻辑清晰、层次分明，一眼就能看出各个模块的关系。
PCB布局布线：高手都在这里拉开差距
点击“转移到PCB”，进入布线阶段。
第一步：合理布局
记住一句话：功能分区，就近连接。
推荐布局顺序：
1. 把STM32放在板子中央
2. 电源模块靠边（靠近电源输入）
3. 晶振紧贴OSC引脚，远离高频信号
4. SWD接口放在边缘，便于插拔
5. 复位按键和LED放在易操作位置
第二步：布线策略
1. 电源先行
- 3.3V走线宽度建议 ≥20mil（0.5mm）
- 可使用多段走线并联增加载流能力
- 在关键节点铺局部铜皮增强供电
2. 地线处理
- 单层板也要尽量做到“单点接地”
- 数字地（DGND）和模拟地（AGND）在靠近VSSA处汇合
- 若做双面板，底层整层铺GND，通过多个过孔连接顶层地
3. 时钟信号
- 晶振走线尽量短，总长度控制在1cm以内
- 不走直角，用45°折线或圆弧
- 两侧用地线包边（Guard Ring），抑制串扰
4. 关键网络检查
- NRST、BOOT0、SWDIO这些信号线远离高频区域
- SWDIO和SWCLK保持等长，避免时序偏差
第三步：铺铜与优化
- Top和Bottom层大面积铺GND，连接到底层地网络
- 设置安全间距（建议≥10mil）
- LDO下方焊盘连接大面积铜皮，提升散热
- 添加多个过孔将上下层地连通，降低阻抗
最后运行一次DRC（设计规则检查），重点关注：
- 是否存在未连接网络（Unrouted Net）
- 是否有短路风险（Short Circuit）
- 线距是否满足工艺要求（Clearance Violation）
打样前必看：这些细节决定成败
当你准备提交制板时，请务必确认以下几点：
| 检查项 | 建议 |
|---|---|
| 板厚 | 1.6mm（嘉立创标准工艺） |
| 表面处理 | HASL（喷锡）适合手工焊 |
| 最小线宽/线距 | ≥8mil（0.2mm）可免费打样 |
| 元件方向 | 丝印标明IC缺口方向、极性元件正负 |
| 测试点 | 在3.3V、NRST、SWDIO预留焊盘 |
| 版本标识 | 加上V1.0字样，方便迭代管理 |
✅贴心建议：勾选“拼版选项”中的“V-cut分板”，可以让嘉立创帮你自动拼板，节省成本。
常见问题排查清单
| 现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 芯片发烫 | 电源短路或反接 | 断电查通断，重点查LDO输入输出 |
| 无法下载程序 | BOOT0电平错误、SWD接触不良 | 检查BOOT0是否接地，重插下载器 |
| 晶振不起振 | 匹配电容不对、走线过长 | 改用33pF电容，缩短走线 |
| 系统频繁重启 | 复位时间太短、电源波动 | 增大复位电容至1μF，加强去耦 |
| ADC读数跳动大 | VDDA未单独滤波 | 在VDDA引脚加100nF + 1μF电容 |
💡 秘籍：第一次打样不妨做个“最小可用版本”——只包含MCU、电源、晶振、复位、SWD，验证核心功能后再扩展外设。
写在最后：这不仅仅是一个教程
这套设计模板我已经在教学和项目中反复验证过多次。它不是最炫酷的，也不是功能最多的，但它足够稳定、简洁、可复制。
更重要的是，它教会你一种思维方式：
每一个元件的存在都有其意义，每一根走线的背后都是电气规律。
未来你可以轻松扩展：
- 加CH340G实现USB转串口自烧录
- 接ESP-01S做Wi-Fi联网终端
- 搭配OLED屏做一个微型物联网节点
而这一切的起点，就是你现在看到的这块小小的PCB。
如果你正在学习“嘉立创eda画pcb教程”，希望这篇实战笔记能成为你真正迈出第一步的助力。
有问题欢迎留言交流，也可以分享你的第一块STM32板子照片，我们一起debug、一起进步。
毕竟，每个老工程师，也都曾是从一块最小系统开始的。