电路设计

搞懂这10个难点,单片机的电路设计不再愁!

一、单片机上拉电阻的选择

滤波电路设计干货——使用不同的电容组合优化滤波效果

在设计很多电源电路滤波器时,我们希望电源上的滤波器工作的带宽越宽越好。但是我们应该如何去选择电容呢?

一些常见的电容器滤波组合,比如0603 1uF和0603 0.01uF的电容滤波组合和0603 1uF和0402 0.01uF的电容滤波组合那个滤波带宽宽一些呢,他们之间又有什么区别呢,应该怎样去选择呢?

下面我们就详细的分析不同电容的滤波器组合的作用。

“0603
0603 1uF和0603 0.01uF并联滤波

讨论:

电容器件的阻抗--频率特性曲线由其电容分量和ESL分量共同决定,在封装相同的情况下,其ESL分量相同,其阻抗--频率特性曲线如下图所示;

电路板设计为什么要设置这些测试点?

对学电子的人来说,在电路板上设置测试点(test point)是在自然不过的事了,可是对学机械的人来说,测试点是什么?

基本上设置测试点的目的是为了测试电路板上的零组件有没有符合规格以及焊性,比如说想检查一颗电路板上的电阻有没有问题,最简单的方法就是拿万用电表量测其两头就可以知道了。

电路设计干货——微控制器(MCU)IO口类型详解二

在电路设计干货----微控制器(MCU)IO口类型详解一,一文中我们提到IO口分为GPIO口和专用IO口。而GPIO的八种工作模式详解:浮空输入、带上拉输入、带下拉输入、模拟输入、开漏输出、推挽输出、开漏复用输出。那下面我们将主要介绍这些IO口的一些用法。

I/O口的输出模式下,有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)。

这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度,输出信号的速度与程序有关(芯片内部在I/O口 的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路,用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路)。

通过选择速度来选择不同的输出驱动模块,达到最佳的噪声 控制和降低功耗的目的。

高频的驱动电路,噪声也高,当不需要高的输出频率时,请选用低频驱动电路,这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号,但却选用了较低频率的驱动模块,很可能会得到失真的输出信号。

关键是GPIO的引脚速度跟应用匹配。

比如:

1、对于串口,假如最大波特率只需115.2k,那么用2M的GPIO的引脚速度就够了,既省电也噪声小。

电路设计干货——微控制器(MCU)IO口类型详解一

随着智能时代的到来,各种人工智能应用的产品如:车载导航系统、可穿带设备、智能家居等目不暇接,而在这中间,微控制器的应用范围越来越广泛。微控制器(Microcontroller)俗称单片机(Single-chip Microcomputer),也称为微处理器(Microprocessor)。它是把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。那么在学习选用MCU和其他逻辑器件的时候我们常别人说这款芯片是推挽输出驱动能力强,这个引脚是开漏输出需要加上拉电阻。有时候会感觉一头雾水,今天就详解一下各IO口的类型与应用。

IO口分为GPIO口和专用IO口。

GPIO的八种工作模式详解:浮空输入、带上拉输入、带下拉输入、模拟输入、开漏输出、推挽输出、开漏复用输出。

1、浮空输入_IN_FLOATING

工程师必备的8个电路设计技巧!

大多数时候,出现在教科书中的电路图和设计与我们每天工作中完成的真实电路大相径庭。电路设计并非易事,因为它需要对构成电路部分的每个元件都有充分了解,且实现“完美”设计需要大量实践。但是,当你在电路设计中牢记并应用以下技巧时,它们将有助于使你的电路看起来更专业、能以最佳效率工作、并提高你的专业素养。

1.使用框图

本技巧似乎显而易见,但往往被过分自信的人忽视,他们认为自己已经把要做的活都弄明白了。完全按照你的需要表述电路的方框图对电路的成功设计至关重要。在你开始工作之前,方框图为你提供了一个大纲,它还为将要查看和检查你电路的任何人提供了极好的参考资料。

“图1”
图1:单张大幅原理图(来源:experimentalistanonymous.com)

2.各个击破

【电路设计心得】什么是硬件设计?——成功的硬件设计需要什么?

硬件设计就是根据产品经理的需求PRS(Product Requirement Specification),在COGS(Cost of Goods Sale)的要求下,利用目前业界成熟的芯片方案或者技术,在规定时间内完成符合PRS功能(Function),性能(Performance),电源设计(Power Supply), 功耗(Power Consumption),散热(Thermal/Cooling),噪音(Noise),信号完整性(Signal Integrity), 电磁辐射(EMC/EMI),安规(Safety),器件采购(Component Sourcing),可靠性(Reliability),可测试性(DFT: design for test),可生产性(DFM:design for manufacture)等要求的硬件产品(注意:是产品不是开发板)。

DC/DC转换电路设计的这十大法则,你都掌握几个了?

法则一、懂什么是DC/DC电源以及DC/DC转换电路分类

以太网EMC接口电路设计及PCB设计

我们现今使用的网络接口均为以太网接口,目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口,10M应用已经很少,基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口,且基本应用于工控领域,因工控领域的特殊性,所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看,以太网接口电路主要由MAC(Media Access Controlleroler)控制和物理层接口(Physical Layer,PHY)两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制,但并不提供物理层接口,故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路,相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。

下图 1以太网的典型应用。我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线,下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。

经验总结:电路设计的14个误区

电路设计并不是想当然,你脑子一拍就可以设计出来,有没有经验设计出来的东西是相差千里。今天我们来看看电子工程师会出现的下面的几个误区,你是不是也这样想的。

误区一:这板子的PCB 设计要求不高,就用细一点的线,自动布吧。

点评:自动布线必然要占用更大的PCB 面积,同时产生比手动布线多好多倍的过孔,在批量很大的产品中,PCB 厂家降价所考虑的因素除了商务因素外,就是线宽和过孔数量,它们分别影响到PCB 的成品率和钻头的消耗数量,节约了供应商的成本,也就给降价找到了理由。

误区二:这些总线信号都用电阻拉一下,感觉放心些。

点评:信号需要上下拉的原因很多,但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号,电流也就几十微安以下,但拉一个被驱动了的信号,其电流将达毫安级,现在的系统常常是地址数据各32位,可能还有244/245 隔离后的总线及其它信号,都上拉的话,几瓦的功耗就耗在这些电阻上了。

误区三:CPU 和FPGA的这些不用的I/O 口怎么处理呢?先让它空着吧,以后再说。