基于STM32的信号存储测试系统设计(5)
3.3 存储电路部分
存储电路部分是微控制器与外部flash存储器进行数据的存储与读取部分，主要包括外部flash存储器芯片、存储器芯片与微控制器通信所用到的接口SPI以及其相关引脚的连接。
3.3.1 外部flash存储器芯片
本系统选用W25Q64BV芯片作为外部数据存储器，W25Q64BV芯片是容量为8MB的串行flash存储器芯片，使用时只需一个2.7V～3.6V的供电电源，且正常工作时的电流可低至4mA，在掉电模式下可低至1uA，其大容量、低功耗的特点正是被选为本系统的外部数据存储器的主要原因之一。
该芯片主要特点是：
1）数据读写方式：可通过Standard SPI、Dual SPI和Quad SPI等串行数据传输方式进行数据的读写；
2）高速串行数据传输；
3）高效率的“连续读取”模式；
4）低电源要求，低功耗和宽温度适应范围；
5）灵活的4KB扇区结构；
6）先进的安全保护特性；
本系统使用的W25Q64BV串行flash存储器外形如图3.6所示：
3.3.2 存储电路设计
STM32微控制器通过标准SPI串口和外部存储芯片相连接，图3.7即为系统中的存储电路部分的连接：
其中微控制器作为主设备对W25Q64BV从设备进行读写控制。微控制器的串行外设接口（SPI）资源，具有传输数据量大的特点，该特点恰好满足了采集存储数据过程中数据传输的要求
微控制器的SPI1引脚和串行flash存储器芯片的引脚连接关系如下：
1）微控制器芯片的PA6引脚复用为SPI1的MISO脚，和外部存储器芯片的DO引脚相连，用于接收从存储芯片传输过来的数据；
2）微控制器芯片的PA7引脚复用为SPI1的MOSI脚，和外部存储器芯片的DI引脚相连，用于向存储芯片发送命令或数据；
3）微控制器芯片的PA5引脚复用为SPI1的SCK脚，和外部存储器芯片的CLK引脚相连，用于向存储芯片提供通信所需的时钟；
4）微控制器芯片的PA4引脚配置成标准I/O引脚，和外部存储器芯片的 引脚相连，用于片选存储芯片。
W25Q64BV的 和 引脚均连接到+3.3V正电源，即不使用该芯片的暂停和状态寄存器保护功能，并且在该种连接下，存储器芯片将工作在标准SPI方式下。
数据传输过程：由PA4脚进行存储器芯片的片选，微控制器经PA5脚向存储器芯片提供通信过程中使用 的时钟，并由PA7脚向存储器芯片发送命令或数据，通过PA6脚读取存储器的数据。
3.4 供电电路部分
供电电路主要由两部分组成：电平转换电路、微控制器和存储器芯片的电源电路。
3.4.1 电平转换电路
在本系统中，因整个电路的两个主要芯片：微控制器芯片STM32F103RET6的工作电压为2.0V～3.6V；存储器芯片W25Q64BV的工作电压为2.7V～3.6V。且系统调试时将直接使用由计算机USB口接出来的5V电压进行供电，故设计时使用了AMS1117电平转换芯片，用以将5V的供电电压转换成3.3V电压给微控制器芯片和存储器芯片使用。
电路中AMS1117采用的封装是8L SOLC形式的芯片，该封装如图3.8所示：
由该芯片构成的+5V到+3.3V电平转换电路如图3.9所示：
对系统而言，电源是系统正常工作的最根本保证，稳定的电源供应能够保证系统正常运行，而夹杂过多干扰的电源将有可能直接导致系统异常。为了有效滤除供电电源的各种干扰，在+5V供电电源输入和地之间并联了0.1uF和22uF的电容，在经AMS1117电平转换后的输出；引脚与地之间也并联了0.1uF和22uF的电容。
其中，22uF电容对于滤除低频干扰有较好的作用，但对应高频干扰，电容容易呈感性，阻抗很大，无法有效滤除高频干扰，因此并一个0.1uF的电容滤除高频分量。