5. MCU 보드 제작기 - 마이크로 컨트롤러 주변 회로 구성

 

  마이크로컨트롤러 주변회로를 구성해야 한다. 해야하는 일은 첫 번째, 전원부에 디커플링 커패시터를 달아주는 것, 두 번째 부트모드 스위치와 리셋 스위치 회로를 구성해주는 것이다. 외부 발진회로를 구성하는 것과 로딩 및 디버깅을 위한 회로도 구성해주어야 하지만 나누어서 다루어 보겠다. 

 

디커플링 커패시터

 전원부에 디커플링 커패시터를 달아주는 것은 간단한 일이다. STM32F103RB 소자의 데이터 시트를 보면 권장되는 전원회로 구성 예시가 나오는 데, 이를 따라서 구성해 줄 것이다. 물론 사용자의 요구에 따라서 커패시터의 용량을 조절하는 등 변경을 가할 수 있지만, 일반적인 경우라면 구성예를 따라하는 것이 좋다.(석학들이 미리 실험하고 나온 결과다!)

 

데이터시트 전원회로 구성 예시

 

커패시터는 MLCC 커패시터를 사용하겠다. 저항과 커패시터의 선정 방법에 대해서는 이전 글에 설명하였으니 참고하기를 바란다. VDD_n에 대해서는 각각 100nF 커패시터(VDD_3에 대해서는 100nF, 4.7uF 커패시터), VDDA에 대해서는 10nF, 1uF 커패시터를 디커플링 커패시터로 사용하였다. 

 

부트모드 스위치와 리셋 스위치

 STM32F103RB 소자는 세가지의 부트모드를 제공한다. BOOT0은 60번 핀이고, BOOT1은 PB2(28번) 핀이다. 

메인 플래쉬 메모리에는 유저가 작성한 펌웨어가 저장되고, 해당 모드에서는 유저가 작성한 프로그램이 실시된다. 시스템 메모리의 경우 브트로더 소프트웨어가 저장되어 있으며, 이 모드에서는 UART 통신으로 펌웨어를 다운로드할 수 있다. 해당 방식은 JTAG/SWD 인터페이스가 없을 때 사용할 수 있다. Embedded SRAM은 말그대로 해당 소자를 부트 스페이스로 사용하는 모드로, 프로젝트에서는 별 필요 없는 내용이다.

 

스위치 소자 선정 : 

 두 개의 모드 중 하나를 선택하여야 하므로 SPST 방식과 SPDT 방식 중 SPDT 방식의 스위치를 선정하였다. K3-1296S-E1(C128955) 소자를 선정하였다.

 

과전류 방지를 위해서 BOOT1 핀에 10k 저항 소자를 연결해주었다. 

 

리셋 스위치

 리셋 스위치는 보드가 오동작할 경우, 처음부터 동작할 수 있도록 초기화하는 역할을 한다.(가끔 컴퓨터가 먹통이 되었을 때 전원을 껐다 키면 해결되는 것과 같은 원리다) NRST핀(7 번핀)이 LOW 상태가 되면 전체 시스템은 리셋이 된다. 

 

풀업 저항 : 기본 전압을 HIGH 상태로 유지하기 위해 사용한다. 일반적으로 수십 KΩ 이상이 높은 저항을 사용한다. 실습에서는

1kΩ 저항을 사용하였다. 

 

커패시터 : 스위치를 누르고 때면서 발생하는 잡음을 바이패스 해주는 역할을 한다. 100nF 소자를 사용하였다.

 

스위치 : 택트 스위치를 사용하였다. UK-B0228-G5-160-JZ(C620316) 소자를 사용하였다.

 

다음과 같이 회로를 구성하였다. 

 

전체적으로 구성한 회로는 다음과 같다.

 

 

다음 글에서는 외부 발진 회로, JTAG/SWD 인터페이스에 대해서 다루겠다.