AN4467
Application note
Getting started with STM32L0xx hardware development
Introduction
This application note is intended for system designers who require a hardware
implementation overview of the development board features such as the power supply, the
clock management, the reset control, the boot mode settings and the debug management. It
shows how to use STM32L0xx product families and describes the minimum hardware
resources required to develop an STM32L0xx application.
Detailed reference design schematics are also contained in this document with descriptions
of the main components, interfaces and modes.
January 2015
DocID026156 Rev 2
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Contents
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Contents
1
Power supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.1
1.1.2
1.1.3
Independent A/D converter supply and reference voltage . . . . . . . . . . . . 8
Independent LCD supply (STM32L0x3 only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2
1.3
Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Reset and power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
Power-on reset (POR) / Power-down reset (PDR),
Brownout reset (BOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Programmable voltage detector (PVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Brownout reset (BOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
System reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2
Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1
2.2
MSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
HSE OSC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1
2.2.2
External source (HSE bypass) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
External crystal/ceramic resonator (HSE crystal) . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
External crystal/ceramic resonator (LSE crystal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
External source (LSE bypass) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3
LSE OSC clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1
2.3.2
2.4
2.5
2.6
Clock security system on HSE (CSSHSE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
HSI16 clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
LSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3
Boot configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.1
3.2
3.3
Boot mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Embedded boot loader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
BOOT0 pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4
Debug management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1
4.2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
SWD debug port (serial wire) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
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AN4467
Contents
4.3
4.4
Pinout and debug port pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Serial wire debug (SWD) pin assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.1
4.4.2
4.4.3
SWD pin assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Internal pull-up and pull-down on SWD pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
SWD port connection with standard SWD connector . . . . . . . . . . . . . . 25
5
Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
Printed circuit board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Component position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Ground and power supply (V
SS
, V
DD
, V
SSA
, V
DDA
) . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Decoupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Other signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Unused I/Os and features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6
Reference design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.1
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Boot mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
SWD interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.2
Component references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
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3/33
3
List of tables
AN4467
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
V
LCD
rails connections to GPIO pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Boot modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Interfaces for different device categories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
SWD port pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Mandatory components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Optional components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Reference connection for all packages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
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List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Power supply overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Power supply scheme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Optional LCD power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Power supply supervisors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Power on reset/power down reset waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
PVD thresholds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Simplified diagram of the reset circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
External clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Crystal/ceramic resonators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
External clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Crystal/ceramic resonators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Host-to-board connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
SWD port connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Typical layout for V
DD
/ V
SS
pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Reference design (based on STM32L053RBT6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
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