单片机最小系统是指构成能够以最小电路运行单片机的系统，通常最小系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、调试/下载电路，对STM32进行启动选择
根据电源电路的不同，MCU的动作电压可能不同。 例如，51单片机通常为5V，STM32单片机通常为3.3V。 因此，通常要确定工作电压和规格，需要参考本MCU的数据手册。
打开“2_官方资料”中的《1_STM32F103xE数据手册【重要】.pdf》 (以下简称，《数据手册》 )，找到“5.1.6Power supply scheme”电源方案总结，即可看到图5.2.1的框图。
根据《数据手册》“5.3.1 generaloperatingconditions”中的表5.2.1，可以看出上图中各电压值的大小。
VDD-VSS :标准工作电压； 电压范围： 2V~3.6V； VDD1 ~ VDD11、VSS1 ~VSS11一共11组； 需要11个100nF、1个4.7uF去耦电容器； 经过MCU内部的Regulator电源管理，向CPU、存储器等供电； VDDA-VSSA :模拟工作电压； 电压范围： 2.4V~3.6V (未使用ADC ) 2.4V~3.6V (使用ADC )； 需要一个10nF和一个1uF去耦电容；由VDDA输入，向ADC、DAC等供电； VREFVREF-:基准基准电压； 电压范围： 2.4V~ VDDA； 可以使用独立的基准电压vref (需要10 nf-1 uf的高频滤波电容)，也可以使用VDDA输入将ADC、DAC等作为基准基准电压。 VBAT:RTC备用电源电压范围： 1.8V~ 3.6V； 通常使用纽扣电池的外部电源，主电源的VDD断电后，VBAT为实时时钟(RTC )和备份寄存器供电)时，功耗超低)； 从数据手册中获得以上知识后，请看原理图第3页的MCU电源部分。 左侧的U1B(U1a和u1b共同构成u1，即MCU )是MCU的所有电源相关端子，可见VDDA、VDD1 ~ VDD11、VREF直接连接到vdd _ 3v3 (3.3v )、VSSA、 VREF-右侧均为一系列去耦电容器，这些电容器在布局(PCB )走线时，需要均匀分布在各组电源引脚附近。 此时，MCU的电源部分满足数据手册的要求。
上一个VDD_3V3必须从外部提供给MCU。 也就是说，必须通过电源适配器供电，但典型的电源适配器通常为5V或12V，因此还需要将外部输入的12V或5V转换为3.3V的电源转换电路。 下图5.2.3、图5.2.4、图5.2.5分别为12V电源输入电路、12V旋转5V电路、5V旋转3.3V电路。 5V旋转3.3V电路配有红色LED灯，提示用户全系统电源正常工作，这部分电路读者只需理解即可。
最后从RTC电源电路来看，外部12V输入时，VDD_3V3为3.3V，而J5的纽扣电池约为3V，D5为肖特基二极管。 此时，VDD_3V3大于纽扣电池的电压，因此由VDD_3V3供电。 在外部12V没有输入的情况下，VDD_3V3为0V，但J5的纽扣电池约为3V。 在这种情况下，VDD_3V3小于纽扣电池的电压，由纽扣电池供电，确保RTC继续运行。 电路如图5.2.6所示。
时钟电路MCU是由非常复杂的数字电路和其他电路组成的集成芯片，需要稳定的时钟脉冲信号才能保证正常工作。 时钟就像人体内部的心脏一样，心脏跳动一下，让血液流动一下。 一旦发生时钟，就让处理器执行指令。 不仅是CPU，芯片上的所有外围设备(GPIO、I2C、SPI等)都需要时钟，这表明时钟的重要性。
芯片工作的时钟频率越高，芯片的处理速度越快，但同时功耗也越高。 为了兼顾功耗和性能，微处理器通常具有多个时钟源，同时将时钟划分为多个大小以适应不同需求的外围设备。
在《数据手册》中，可以获得类似于图5.2.7的时钟树。 这里，我只关心钟表的来源。 时钟的分配稍后说明。
总共可以看到四个时钟源。HSI(High Speed Internal clock signal)：
HSI是内部的高速时钟信号，频率为8MHz。 因为是内部提供，所以可以降低成本。 缺点是精度差。HSE(High Speed External clock signal):
HSE是外部的高速时钟信号，需要外部电路的晶振，输入频率范围要求为4-16MHz。 因为我们需要外部电路
虽然供给、成本会增加，但是精度很好。LSE(Low Speed External clock signal):
LSE是外部的低速时钟信号，需要外部电路的晶体振荡，输入频率范围要求32.768KHz。 一般在RTC实时使用
手表。LSI(Low Speed Internal clock signal)：
LSI是内部的低速RC振荡器，频率为40KHz。 一般用于看门狗、RTC实时时钟等。
STM32F103系列MCU需要高速时钟和低速时钟。 这两个时钟可以选择使用内部时钟源节约成本，也可以选择外部时钟
时钟源输入提高精度。如果使用内部时钟源，则无需设计外部电路，反之，则需要时钟电路。继续查看《数据手册》，可以看到如图 5.2.8 和图 5.2.9 所示的外部时钟输入参考电路。手册上提到对于HSE，当晶振为8MHz时，CL1和CL2的容值范围为5pF~25pF。REXT用于产生负反馈，保证放大器工作在高增益的线性区，同时也起到限流作用，通常在兆欧级，具体由晶振决定。
对于LSE，当晶振为32.768KHz时，CL1和CL2的容值范围为5pF~15pF。之所以选择32.768KHz，是因为32768=215，分频设置寄存器通常为2n的形式，这样经过15次分频就很容易得到1Hz的频率。
从数据手册了解到以上知识后，再来看看原理图第三页的时钟电路部分，如图 5.2.10 所示。高速时钟和低速时钟都可由外部提供，且电路设计与数据手册一致。
晶振旁的负载电容，应选择高质量陶瓷电容（NPO)，以满足高频率场合。在Layout（PCB布局走线）时，晶振和负载电容，应尽可能的靠近MCU，以减少输出失真和启动时的稳定时间，保证振荡器可靠工作。
嵌入式系统中，由于外界环境干扰，难免出现程序跑飞或死机，这时就需要复位让MCU重新运行。查看《参考手册》，可见如图 5.2.11 所示复位电路。该电路将一个按键接在了NRST引脚，一旦按键按下，NRST就会接地，拉低NRST，实现复位。
再来看看原理图上的复位电路，如图 5.2.12 所示。当开发板正常工作时，VDD_3V3上拉NRST， POWER_EN为前面12V转5V电源芯片的使能引脚，此时被电源芯片钳位在6.5V。当SW1被按下，D1为肖特基二极管，NRST和POWER_EN都会导通接地，拉低NRST和POWER_EN，使MCU复位，同时断开系统供电。
不同的MCU，调试/下载的方式可能不一样。比如51系列单片机，使用串口下载程序，同时也使用仿真调试。对于STM32，可以使用串口下载程序，也能使用串口打印进行简单调试，但STM32支持更高效的JTAG（Joint Test Action Group）调试接口和SWD（Serial Wire Debug）调试接口。
该电路比较简单，所涉及的引脚参考表 3.4.1，原理图如图 5.2.13 所示。
不同的MCU，启动的方式的种类可能不一样。比如51系列单片机，只能从内置存储器读取数据启动，因此没有启动选择的必要。对于STM32，可以从内置存储器启动（默认），可以从系统存储器（用于从USART1下载程序），可以从内部SRAM启动（调电消失，可用于调试），出现多个启动方式，就需要启动选择。
STM32通过BOOT1和BOOT2引脚的电平组合进行启动选择，组合方式和电路设计如图 5.2.14 所示。
当J1拨码开关的1、4脚断开（对应开发板红色拨码开关的1号拨码朝下），2、3脚任意（对应开发板红色拨码开关的2号拨码任意）。此时BOO1为0，BOOT1任意，开发板上电，MCU将从内部主存储器读取数据启动，是最常用的启动方式。
当J1拨码开关的1、4脚连接（对应开发板红色拨码开关的1号拨码朝上），2、3脚断开（对应开发板红色拨码开关的2号拨码朝下）。此时BOO1为1，BOOT1为0，开发板上电，MCU将从系统存储器读取数据启动，在系统存储器里面厂家烧写的串口下载程序，此时可以通过USART1烧写新程序到主存储器。
当J1拨码开关的1、4脚连接（对应开发板红色拨码开关的1号拨码朝上），2、3脚连接（对应开发板红色拨码开关的2号拨码朝上）。此时BOO1为1，BOOT1为1，开发板上电，MCU将直接从内部SRAM启动，SRAM的烧写次数寿命比Flash更多，可用于调试。
各启动模式的启动示意图如图 5.2.15 所示。通常，我们只使用主存储器启动即可。从系统存储器启动，实现从串口下载程序也逐渐被淘汰，STM32的高端MCU已经不支持该方式下载。从SRAM启动也没什么必要，目前Flash的烧写寿命次数也远远超过用户实际烧写次数。
本小结带领读者学习了如何读原理图，也对STM32的最小系统有了一些了解。后面的电路众多，在分析某个电路时，结合相关手册的参考电路和说明， 加上不断积累，相信读者也能灵活分析原理图。
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