STM32的Vcap的問題及解決---原來經驗也害人
前言
我有個同事，經常也是設計電路這些的，像stm32f1，stm32f4這些的電路經常在設計，算是經驗豐富吧。但是這次有個案子（平臺：MDK+STM32F405RGT6（LQFP64封裝）），他也參與了改版V2版(之前那個版本是別人設計的，稱之為V1版，其實主要就是改原理圖後lay板)。當時，改版完成後，審圖的時候並沒有仔細看CPU電路，以為和之前的電路一樣（之前的CPU電路是完全OK的）。所以，板子就去打板了。。。。因為板子上還有其他模組被改，所以板子打回來我們就焊接了幾pcs，在確定板子焊接沒問題之後，插上模擬器結果發現板子根本識別不到模擬器（Jlink模擬和STLINK模擬都識別不到
對比V1版電路圖和V2版電路圖，就CPU電路部分而言：V2版的VCAP_1和VCAP_2都接地了。
檢視相關手冊，覺得這個問題（模擬器不識別），是由VCAP_1和VCAP_2接地引起的。
所以用解焊CPU的31引腳（VCAP_1）和47引腳（VCAP_2），用鑷子輕輕挑起，這兩個引腳，使之浮空。
然後重新插上模擬器，發現可以識別模擬器，並且下載程式能夠正常執行。
量測31引腳（VCAP_1）和47引腳（VCAP_2）電壓如下：
最後的解決辦法，在31引腳（VCAP_1）和47引腳（VCAP_2）挑起的情況下，通過飛線焊接2.2UF電容，另外一端接地。
一、原因分析
為什麼對於LQFP64封裝的STM32F4的VCAP_1和VCAP_2都接地就有問題，而對於LQFP64封裝的STM32F10XX的31pin和47pin接地就沒有問題呢？
1、檢視STM32F4 datasheet，我這裡以STM32F405xx/STM32F407xx 的datasheet為具體例項做以說明。在F4的datasheet的page15 對相容性的板子的STM32F10X 和STM32F4XX做了詳細的說明。
注： Ω RESISTOR OR SOLDERING BRIDGE
同樣的，檢視STM32F10XX的datasheet，我這裡以STM32F103xC, STM32F103xD,STM32F103xE 的PDF版的datasheet為例項說明。在datasheet前面一部分的描述中，並未對VCAP或VSS做詳細描述。
2、檢視STM32F4 datasheet對引腳功能的描述表。發現LQFP64的31pin為VCAP_1，47pin為VCAP_2。
同樣的，檢視STM32F1 datasheet ，對引腳功能的描述表：發現F1的31pin是VSS_1，47pin是VSS_2（這個是接地的）。
3、檢視STM32F4 datasheet中Power supply schemes 章節的電源的內部Block，可以看到VCAP_1和VCAP_2是VOLTAGE REGULATOR（調壓器）相關的兩個引腳，並且外接一個2.2UF的電容再接地。
再看，該部分章節對調壓器的描述：
datasheet 關於這部分，對VCAP_1和VCAP_2的外接電容及串聯等效電阻做了明確的規定：
這也就是為什麼，F405RGT6的板子上VCAP_1和VCAP_2外接的電容必須是2.2UF而不是其他容值的電容。
同樣的，檢視STM32F1 datasheet中Power supply schemes 章節的電源的內部Block。發現F1的電源的Block中沒有VCAP，而多了VSS(接地)。
4、檢視F4 中文參考手冊。page89對調壓器的描述。
嵌入式線性調壓器為備份域和待機電路以外的所有數位電路供電。調壓器輸出電壓約為 1.2 V 。
此調壓器需要將兩個外部電容連線到專用引腳 VCAP_1 和 VCAP_2，所有封裝都配有這兩個引腳。為啟用或停用調壓器，必須將特定引腳連線到 VSS或 VDD。具體引腳與封裝有關。
通過軟體啟用時，調壓器在復位後始終處於使能狀態。根據應用模式的不同，可採用三種不同的模式工作。
也就是這裡，對CAP_1 和 VCAP_2的真正作用，做了詳細的說明。CAP_1 和 VCAP_2是連線到調壓器上，為備份域和待機電路以外的所有數位電路供電。也就是手冊中說到的1.2V域。（“調壓器為 1.2 V 域（核心、儲存器和數字外設）提供全功率”）。而有些封裝麼有CAP_1 （pin31）和 VCAP_2（pin47），而有VSS_1(pin31)和VSS_2(pin47)。VSS_1(pin31)和VSS_2(pin47)的真正作用是啟用或者停用調壓器。
同樣的，檢視F1的中文參考手冊中，page37對電源部分的描述：
STM32的工作電壓(V DD) 為2.0～3.6V。通過內建的電壓調節器提供所需的1.8V電源。
也就是說，這裡的調壓器輸出電壓為1.8V，為核心，記憶體和外設等提供電壓。（1.8V域）
所以，我們這個案子問題產生的原因就是：設計人員，因為之前F1的經驗，對F4的設計也是做了相同的處理。而導致板子除其餘電壓正常外，不能識別到模擬器。經驗惹的禍。
二、問題的驗證：
1、我手裡有Nucleo-F466RE的ST的評估板，所以我想看看Nucleo-F466RE對VCAP_1 （31pin）和 VCAP_2（47pin）是怎麼處理的？
通過Nucleo-64的原理圖可以看到，對VCAP_1 （31pin）和 VCAP_2（47pin），Nucleo-F466RE是直接用SB38，SB33這兩個跳線(也可以叫0歐電阻)直接接地了。而在實物圖中也是，C22和C25 沒有焊接。
那麼為什麼Nucleo-F466RE又如此特殊呢？
接下來，我們檢視STM32F466RE的datasheet。
STM32F446RE的datasheet已經在page15，做出了明確的說明（如上圖）：
對於STM32F446RE來說，VCAP_1 （31pin）和 VCAP_2（47pin）是 直接接地，而非接電容。
所以在Nucleo-F466RE的板子中，有了SB38和SB33. 那麼由於SB38和SB33的加入，而使得我們CPU可以根據不同的晶片型號，而非常靈活的更換CPU。
2、STM32F407ZTG6 板子的VCAP_1 和 VCAP_2
原理圖中，對其的處理是：
量測VCAP_1 和 VCAP_2 波形如下：VCAP_1和VCAP_2電壓均為1.27V
總結：
儘管我們說，STM32的CPU電路很簡答，有時候是拿來主義，或者是抄來主義。但是再簡單的問題，也需要注意細節。有時候，設計也好，寫程式碼也好，還是不要光照著經驗走。有些問題具體問題，還是具體對待，特別是這種電路設計，一定要看datasheet，因為datasheet裡面對個別元件或者引數，一定是有詳細的說明的。否則就像我們這樣，還需要重新打板，不過還好其他電路設計也出現一些問題，改版後重新打板。