系统概述
步进电机控制系统的设计分为两大部分：硬件部分和软件部分。硬件部分的设计包括脉冲发生模块、电流驱动模块、液晶显示模块和键盘输入模块四个部分。软件部分的设计包括键盘扫描模块、脉冲发出模块、液晶显示模块、延时模块和速度调节模块等。
图1 系统硬件设计框图
系统硬件设计
1.1 设计概要
在系统硬件设计中主要考虑的事MCU的选型、系统各模块的实际工作效率、模块的接口
1.2 STM32F103C8微处理器
1.2.1 微处理器选型
在步进电机控制系统设计中，微控制器起着关键的作用。步进电机控制的数据处理运算并不多，不要求微控制器具有很高的处理速度和较大的RAM存储空间。从成本和电路简化方面考虑，我们希望寻找一款体积较小、功能全面、价格低廉的单片机。通过系统分析，我们确立微处理器的选型原则如下：
1)基于控制类微处理器
2)内置程序存储空间
3)内置数据存储空间
4)具备足够的I/O端口
5)具有常见的封装形式，且便于电路制作和焊接
6)性价比高，容易选购
此外还需考虑处理器在市场的应用广泛情况、学习与参考的资料是否丰富。结合以上的选型考虑最终选择STM32F10x系列的处理器作为步进电机电机控制系统设计的核心处理器。
1.2.2 STM32F103c8简介
STM32F103c8增强型系列使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。STM32F103xx增强型系列工作于-40°C至+105°C的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。
1.2.3 设计中部分应用介绍
通用输入输出接口(GPIO)
每个GPIO引脚都可以由软件配置成输出(推挽或开漏)、输入(带或不带上拉或下拉)或复用的外设功能端口。多数GPIO引脚都与数字或模拟的复用外设共用。除了具有模拟输入功能的端口，所有的GPIO引脚都有大电流通过能力。在需要的情况下，I/O引脚的外设功能可以通过一个特定的操作锁定，以避免意外的写入I/O寄存器。在APB2上的I/O脚可达18MHz的翻转速度。
图2 I/O端口位的基本结构
在本次步进电机控制系统设计中使用GPIO输出脉冲序列，结合输出特性将配置成推挽输出。采用50MHZ速率输出（不考虑功耗）。
推挽输出的特性：
1)推挽输出可以输出高,低电平,连接数字器件
2)推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候
另一个截止.要实现线与需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小,效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。
Systick定时器
Systick主要的作用就是用来计时，采用Systick计时可以获得准确的时钟间隔，从而获得精准频率的脉冲序列。采用Systick定时器获得时间间隔是采用硬件延时的手段，比较软件延时可以知道有一下几个特点：
1)硬件延时占用了硬件资源，但是不占用CPU的运算资源。硬件延时有着自己的计时系
统，不会占用CPU，只有到达了设定的时间间隔CPU才会响应中断，处理中断过程序。
而软件延时是循环消耗CPU的运算时间，在此间CPU不会处理其他任务。这对于多任务的控制系统是相当浪费资源的。
2)硬件延时准确，不用考虑内部程序的处理情况，就可以反应准确的时间间隔响应；而这
一点软件延时由于内部处理的程序不同，指令周期不同，产生的时间间隔也不同。
外部中断/事件控制器（EXTI）
外部中断/事件控制器有用于阐释事件/中断请求的19个边沿检测器组成。每个输入线可以被单独配置以选择类型（脉冲或者挂起）和相关的触发（上升沿触发或者下降沿触发或者双边沿触发）。每个线也可以被单独屏蔽，一个挂起的寄存器保存了中断请求的状态线。在本次步进电机控制系统设计中使用EXTI作为按键的中断接口。
1.3脉冲发生模块
步进电机的驱动脉冲是由处理器GPIO端口产生的。在这采用GPIO四个端口分别对步进电机的A，B，C，D端口输入脉冲。脉冲的频率通过软件来设定。
单极性5线4相步进电机的工作方式有：
1)单拍：A – B – C – D 它指每次仅给一个绕组通电，使得转子旋转，并且运动到转子永磁
体与具体相反记性的绕组对齐的位置。
2)双拍：AB –BC – CD – DA 它同时给两个绕组通电，这样就使转子旋转，并且在永磁体到
达两个通电绕组的中间位置点时平衡。双拍方式的优点是比单拍方式多获得41.4%的输出力矩，不过代价是需要花费后者的双倍的能量，因为它有两相绕组同时通电。
3)半拍：A – AB – B – BC – C – CD – D – DA 它工作时的则让两个绕组通电与单个绕组通电方
式交替的进行。半拍方式的输出力矩比双拍方式小，随设计不同，在15% - 30%之间变化，不过它可以获得双拍方式两倍的步进分辨率（每圈两倍的步数）。
本文采用半拍方式。其工作方式通电换相的相序如上3)所示，共8个状态。如果GPIOA 口输出的控制信号中，用“0”和“l”分别代表绕组通电和断电，则可用8个控制字来对应这8个状态。在程序中，只要依次将这8个控制字送到GPIOA口，每送一个控制字，就完成一拍，步进电机转过一个步距角，每步转角3.75°。程序可根据这个原理来设计。
1.4电流驱动模块
本文采用的驱动芯片是ULN2003 达林顿芯片。ULN2003 是是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003电路是美国Texas Instruments公司和Sprague公司开发的高压大电流达林顿晶体管阵列电路文中介绍了它的电路构成、特征参数及典型应用。
图3 ULN2003功能逻辑图
本次步进电机控制系统设计只分别使用了四个输入、输出端口。四个输出端口作为步进电机的电流驱动端口。部分电流放大电路原理图如图4
图4 电流驱动电路连接图
1.5其他模块
液晶显示模块
LCD1602显示屏是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。下图是本次设计的显示器的原理图，具体驱动方式可以参考数据手册。
图5 LCD1602显示屏原理图
液晶显示模块用于显示步进电机的正反转向、转速等显示信息。
按键输入模块
键盘中每一个按键都是一个常开的开关电路，当所设置的功能键或数字键按下时，则处于闭合状态，对于一组键或一个键盘，需要通过接口电路与单片机相连，以便把键的开关状态通知单片机。单片机可以采用查询或中断方式了解有无键输入并检查哪一个键被按下，并
通过转移指令转入执行该键的功能程序，执行完又返回到原始状态。一般有独立按键和矩阵键盘两种接口方式。
本文需要按键接口不是很多，采用独立按键方式，独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态，这是一个最简单易懂的按键结构，如下图：
图6 独立按键原理图
0目录 0目录 (2) 1概述 (4) 1.1适用范围 (4) 1.2参考标准或资料 (4) 1.3目的 (5) 2PCB设计任务的受理和计划 (5) 2.1PCB设计任务的受理 (5) 2.2理解设计要求并制定设计计划 (6) 3规范内容 (6) 3.1基本术语定义 (6) 3.2PCB板材要求: (7) 3.3元件库制作要求 (8) 3.3.1原理图元件库管理规范： (8) 3.3.2PCB封装库管理规范 (9) 3.4原理图绘制规范 (11) 3.5PCB设计前的准备 (12) 3.5.1创建网络表 (12) 3.5.2创建PCB板 (13) 3.6布局规范 (13) 3.6.1布局操作的基本原则 (13) 3.6.2热设计要求 (14) 3.6.3基本布局具体要求 (16) 3.7布线要求 (24) 3.7.1布线基本要求 (27) 3.7.2安规要求 (30)
3.8丝印要求 (32) 3.9可测试性要求 (33) 3.10PCB成板要求 (34) 3.10.1成板尺寸、外形要求 (34) 3.10.2固定孔、安装孔、过孔要求 (36) 4PCB存档文件 (37)
1概述 1.1 适用范围 本《规范》适用于设计的所有印制电路板（简称PCB）； 规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。 1.2 参考标准或资料 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列标准最新版本的可能性: GB/4588.3—88 《印制电路板设计和使用》 Q/DKBA-Y001-1999《印制电路板CAD工艺设计规范》 《PCB工艺设计规范》 IEC60194 <<印制板设计、制造与组装术语与定义>> （Printed Circuit Board design manufacture and assembly-terms and definitions） IPC—A—600F <<印制板的验收条件>> （Acceptably of printed board） IEC60950 安规标准 GB/T 4677.16-1988 印制板一般检验方法
硬件总体设计报告 (仅供内部使用) 文档作者：_________________ 日期：____/____/____ 文档校对：_________________ 日期：____/____/____ 管理办：_________________ 日期：____/____/____ 请在这里输入公司名称 版权所有不得复制
硬件总体设计报告 1 引言 1 .1编写目的 软件需求规格说明的目的在于为电能质量数据分析软件项目的开发提供： a．提出软件总体要求；作为软件开发人员和最终使用者之间相互了解的基础。 b．提出软件性能要求，数据结构和采集要求，作为软件设计和程序制作基础。 c．软件确认测试的依据。 1 .2背景 见项目开发计划。 1 .3参考资料 略 1 .4术语和缩写词 略。 特别说明：凡涉及到公司内部秘密的部分用（略）代替 2 概述 2 .1软件总体说明 本软件是一项独立、完整的软件。 本软件的主要功能为对（略）进行分析。 2 .2软件总体描述 ********************************************电能质量分析仪的数据分析软件。 该软件的基本要求有： 1.能够根据要求对所测量的结果文件以图形或表格形式进行分析。 2.软件界面友好，指示明确，显示清晰，易于使用。 3.分析结果可打印输出。
1.打开文件及评估标准设置 使用者选择打开一个测量结果文件（略）。文件选择前，首先出现评估标准设置窗口。设置内容可以存储在一个文件中，设置时也可选择一个已存在的文件。 确定后，可选择测量结果（略）。文件选择后，出现“互感器接法”选择窗口，可选择互感器接法。 评估标准国标规定值： （略）
文档编号： 版 本 号： 密 级： XXX详细设计方案（模板） 项目名称：（此处填入项目中文名称） （此处填入项目英文名称） 项目负责人：（此处填入项目负责人） 拟制： 年 月 日 审核： 年 月 日 批准： 年 月 日
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文 件 控 制 变更记录 日期作者版本更改说明 审阅 日期审阅者意见 分发 编号接收人地点
目录 1 引言5 1.1 编写目的5 1.2背景5 1.3 参考资料5 1.4术语定义及说明5 2 2设计概述5 2.1任务和目标5 2.1.1需求概述5 2.1.2运行环境概述6 2.1.3条件与限制6 2.1.4详细设计方法和工具6 3 系统详细需求分析6 3.1详细需求分析6 3.2接口需求分析6 4 总体方案确认7 4.1系统总体结构确认7 4.2 系统详细界面划分7 4.2.1应用系统与支撑系统的详细界面划分7 4.2.2系统内部详细界面划分7 5 系统详细设计7 5.1系统结构设计及子系统划分7 5.2系统功能模块详细设计8 5.3系统界面详细设计8
5.3.1外部界面设计 5.3.2内部界面设计9 5.3.3用户界面设计9 6 数据库系统设计9 6.1设计要求9 6.2信息模型设计9 6.3数据库设计9 6.3.1设计依据9 6.3.2数据库选型9 6.3.3数据库种类及特点9 6.3.4数据库逻辑结构9 6.3.5物理结构设计10 6.3.6数据库安全10 6.3.7数据字典10 7 网络通信系统设计10 7.1设计要求10 7.2网络结构确认10 7.3网络布局设计10 7.4网络接口设计11 8 8信息编码设计11 8.1代码结构设计11 8.2代码编制11 9 9维护设计11 9.1系统的可靠性和安全性11
硬件总体设计方案
修订记录 目录
1概述 (7) 1.1文档版本说明 (7) 1.2单板名称及版本号 (7) 1.3开发目标 (7) 1.4背景说明 (7) 1.5位置、作用、 (7) 1.6采用标准 (8) 1.7单板尺寸（单位） (8) 2单板功能描述和主要性能指标 (8) 2.1单板功能描述 (8) 2.2单板运行环境说明 (8) 2.3重要性能指标 (8) 3单板总体框图及各功能单元说明 (9) 3.1单板总体框图 (9) 3.1.1单板数据和控制通道流程和图表说明 (10) 3.1.2逻辑功能模块接口和通信协议和标准说明 (10) 3.1.3其他说明 (11) 3.2单板重用和配套技术分析 (11) 3.3功能单元－1 (11) 3.4功能单元－2 ........................................................................................ 错误！未定义书签。3.5功能单元－3 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 4关键器件选型 (12) 5单板主要接口定义、与相关板的关系 (13) 5.1外部接口 (13) 5.1.1外部接口类型1 (13) 5.1.2外部接口类型2 (13) 5.2内部接口 (13) 5.2.1内部接口类型1 (14) 5.2.2内外部接口类型2 (14) 5.3调测接口 (14) 6单板软件需求和配套方案 (14) 6.1硬件对单板软件的需求 (14) 6.1.1功能需求 (14) 6.1.2性能需求 (15) 6.1.3其他需求 (15) 6.1.4需求列表 (15) 6.2业务处理软件对单板硬件的需求可实现性评估 (15) 6.3单板软件与硬件的接口关系和实现方案 (16) 7单板基本逻辑需求和配套方案 (16) 7.1单板内可编程逻辑设计需求 (16) 7.1.1功能需求 (16) 7.1.2性能需求 (17) 7.1.3其他需求 (17) 7.1.4支持的接口类型及接口速率 (17) 7.1.5需求列表 (17) 7.2单板逻辑的配套方案 (18) 7.2.1基本逻辑的功能方案说明 (18)
XXX电子有限公司 XXX电子硬件设计规范 V1.2
xxx 电子有限公司发布 1.目的： 为规范硬件设计、保证产品质量和性能、减少各类差错，特制定本规范。 2.适用范围 XXX公司自行研发、设计的各类产品中硬件设计的全过程，各部门涉及到有关内容者均以此规范为依据。 3.文档命名规定 硬件设计中涉及各种文档及图纸，必须严格按规则命名管理。由于XXX公司早期采用的 6.01设计软件不允许文件名超过8个字符，故文件名一直规定为8.3模式。为保持与以前文件 的兼容，本规范仍保留这一限制，但允许必要情况下在文件名后面附加说明性文字。 3.1.原理图 3.1.1.命名规则 原理图文件名形如 xxxxYmna.sch 其中xxxx：为产品型号，由4位阿拉伯数字组成，型号不足4位的前面加0。 Y：为电路板类型，由1位字母组成，目前已定义的各类板的字母见附录1。 m：为文件方案更改序号，表示至少有一个电路模块不同的电路方案序号，不同方案的电路可同时在生产过程中流通，没有互相取代关系。 n：一般为0，有特殊更改时以此数字表示。 a：为文件修改序号，可为0-z，序号大的文件取代序号小的文件。 例如：1801采用SSM339主控芯片的主板原理图最初名为1801M001.SCH，进行电路设计改进后为1801M002.SCH、1801M003.SCH等；改为采用AK1020主控芯片后名为1801M101.SCH，在此基础上的改进版叫1801M102.SCH、1801M103.SCH等。 3.1.2.标题框 原理图标题框中包含如下各项，每一项都必须认真填写： 型号（MODEL）：产品型号，如1801（没有中间的短横线）； 板名（BOARD）：电路板名称，如MAIN BOARD、FRONT BOARD等； 板号（Board No.）：该电路板的编号，如1801100-1、1801110-1等，纯数字表示，见“3.2.2.”； 页名（SHEET）：本页面的名称，如CPU、AUDIO/POWER、NAND/SD等； 页号（No.）：原理图页数及序号，如1 OF 2、2 OF 2等； 版本（REV.）：该文件修改版本，如0.1、0.11、1.0等，正式发行的第一版为V1.0； 日期（DATE）：出图日期，如2009.10.16等，一定要填出图当天日期； 设计（DESIGN）：设计人，由设计人编辑入标题框； 审核（CHECK）：审核人，需手工签字； 批准（APPROVE）：批准人，需手工签字。 3.2.PCB图 3.2.1.命名规则 PCB文件除后缀为.PCB外，文件名主体及各字段的意义与对应的原理图文件完全相同。 注意：PCB图更改后，即便原理图没有变动，也必须更改原理图文件名，使二者始终保持这种对应关系。
XXX软件详细设计说明书 Prepared by 拟制Date 日期 2010-11-23 Reviewed by 评审人Date 日期 Approved by 批准Date 日期
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目录 1引言 (1) 1.1编写目的 (1) 1.2背景 (1) 1.3参考资料 (1) 1.4术语定义及说明 (1) 2设计概述 (1) 2.1任务和目标 (1) 2.1.1需求概述 (1) 2.1.2运行环境概述 (1) 2.1.3条件与限制 (1) 2.1.4详细设计方法和工具 (2) 3系统详细需求分析 (2) 3.1详细需求分析 (2) 3.2详细系统运行环境及限制条件分析接口需求分析 (2) 4总体方案确认 (2) 4.1系统总体结构确认 (2) 4.2系统详细界面划分 (2) 4.2.1应用系统与支撑系统的详细界面划分 (2) 4.2.2系统内部详细界面划分 (3) 5系统详细设计 (3) 5.1系统结构设计及子系统划分 (3) 5.2系统功能模块详细设计 (3) 5.3系统界面详细设计 (3) 5.3.1外部界面设计 (3) 5.3.2内部界面设计 (4) 5.3.3用户界面设计 (4) 6、数据库系统设计 (4) 6.1设计要求 (4) 6.2 信息模型设计 (4) 6.3 数据库设计 (4) 6.3.1 设计依据 (4) 6.3.2 数据库选型......................................... 错误！未定义书签。 6.3.3 数据库种类及特点 (4) 6.3.4 数据库逻辑结构 (4) 6.3.5 物理结构设计 (4) 6.3.6 数据库安全 (4) 6.3.7 数据字典 (5) 7 信息编码设计 (5) 7.3 代码结构设计 (5) 7.4 代码编制 (5)
USR-C215 wifi模块硬件设计手册
目录 1. 产品概述 (3) 1.1产品简介 (3) 1.2引脚描述 (3) 1.3尺寸描述 (4) 1.4 开发套件 (5) 2.硬件参考设计 (6) 2.1典型应用硬件连接 (6) 2.2电源接口 (6) 2.3 UART接口 (7) 2.4复位控制和恢复出厂设置控制 (8) 2.5天线 (8) 3.免责声明 (9) 4.更新历史 (9) 附件1：评估板原理图 (9)
1.产品概述 1.1产品简介 USR-C215模块硬件上集成了MAC、基频芯片、射频收发单元、以及功率放大器；内置低功耗运行机制，可以有效实现模块的低功耗运行；支持WiFi协议以及TCP/IP协议，用户仅需简单配置，即可实现UART设备的联网功能。尺寸较小，易于组装在客户产品的硬件单板电路上，且模块可选择内置或外置天线的应用，方便客户多重选择。 1.2引脚描述 下图为USR-C215的引脚对应图： 图1 USR-C215 引脚图
表1 USR-C215模块管脚说明 注：在信号类型中，P表示电源，I表示输入，O表示输出，N表示不可用 管脚名称信号类型说明 1 GND P 电源地 2 VDD P 电源正极，3.3V 3 RELOAD I 拉低1-3秒是启动simplelink配置，3S以上是恢复出厂设置 4 RESET I 模块复位，低电平有效 5 UART_RX I 串口接收引脚 6 UART_TX O 串口发送引脚 7 PWR_SW N 悬空，不可用 8 WPS N 悬空，不可用 9 READY O 模块工作正常指示引脚，低有效，可外接LED 10 nLINK O 模块WiFi连接指示引脚，低有效，可外接LED 1.3尺寸描述 外形尺寸为22.0*13.5mm,误差为±0.2mm.引脚尺寸如图2 图2 外形尺寸图
xxx有限公司华为公司详细设计方案模板 文件编号： 受控状态： 分发号： 修订次数：第 1.0 次更改持有者：
XXX软件详细设计说明书 Prepared by 拟制Date 日期 2010-11-23 Reviewed by 评审人Date 日期 Approved by 批准Date 日期
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目录 1 引言........................................................... 错误!未定义书签。 编写目的................................................. 错误!未定义书签。 背景..................................................... 错误!未定义书签。 参考资料................................................. 错误!未定义书签。 术语定义及说明........................................... 错误!未定义书签。 2 设计概述....................................................... 错误!未定义书签。 任务和目标............................................... 错误!未定义书签。 需求概述........................................... 错误!未定义书签。 运行环境概述....................................... 错误!未定义书签。 条件与限制......................................... 错误!未定义书签。 详细设计方法和工具................................. 错误!未定义书签。 3 系统详细需求分析............................................... 错误!未定义书签。 详细需求分析............................................. 错误!未定义书签。 详细系统运行环境及限制条件分析接口需求分析 ............... 错误!未定义书签。 4 总体方案确认................................................... 错误!未定义书签。 系统总体结构确认......................................... 错误!未定义书签。 系统详细界面划分......................................... 错误!未定义书签。 应用系统与支撑系统的详细界面划分 ................... 错误!未定义书签。 系统内部详细界面划分 ............................... 错误!未定义书签。 5 系统详细设计................................................... 错误!未定义书签。 系统结构设计及子系统划分................................. 错误!未定义书签。 系统功能模块详细设计..................................... 错误!未定义书签。 系统界面详细设计......................................... 错误!未定义书签。 外部界面设计....................................... 错误!未定义书签。 内部界面设计....................................... 错误!未定义书签。 用户界面设计....................................... 错误!未定义书签。 6、数据库系统设计............................................. 错误!未定义书签。 设计要求....................................................... 错误!未定义书签。 信息模型设计.................................................. 错误!未定义书签。 数据库设计............................................... 错误!未定义书签。 设计依据........................................... 错误!未定义书签。 数据库选型......................................... 错误!未定义书签。 数据库种类及特点................................... 错误!未定义书签。 数据库逻辑结构..................................... 错误!未定义书签。 物理结构设计....................................... 错误!未定义书签。
SUCHNESS 硬件设计文档 型号：GRC60定位终端 编号： 机密级别：绝密机密内部文件 部门：硬件组 拟制：XXXX年 XX月 XX日 审核：年月日 标准化：年月日 批准：年月日
文档修订历史记录
目录 1系统概述 (3) 2系统硬件设计 (3) 2.1硬件需求说明书 (3) 2.2硬件总体设计报告 (3) 2.3单板总体设计方案 (3) 2.4单板硬件详细设计 (3) 2.5单板硬件过程调试文档 (3) 2.6单板硬件测试文档 (4) 3系统软件设计 (4) 3.1单板软件详细设计 (4) 3.2单板软件过程调试报告 (4) 3.3单板系统联调报告 (4) 3.4单板软件归档详细文档 (4) 4硬件设计文档输出 (4) 4.1硬件总体方案归档详细文档 (4) 4.2硬件信息库 (5) 5需要解决的问题 (5) 6采购成本清单 (5)
1系统概述 2系统硬件设计 2.1、硬件说明书 硬件需求说明书是描写硬件开发目标，基本功能、基本配置，主要性能指标、运行环境，约束条件以及开发经费和进度等要求，它的要求依据是产品规格说明书和系统需求说明书。它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据，具体编写的内容有：系统工程组网及使用说明、硬件整体系统的基本功能和主要性能指标、硬件分系统的基本功能和主要性能指标以及功能模块的划分等 2.2、硬件总体设计报告 硬件总体设计报告是根据需求说明书的要求进行总体设计后出的报告，它是硬件详细设计的依据。编写硬件总体设计报告应包含以下内容：系统总体结构及功能划分，系统逻辑框图、组成系统各功能模块的逻辑框图，电路结构图及单板组成，单板逻辑框图和电路结构图，以及可靠性、安全性、电磁兼容性讨论和硬件测试方案等 2.3、单板总体设计方案 在单板的总体设计方案确定后出此文档，单板总体设计方案应包含单板版本号，单板在整机中的位置、开发目的及主要功能，单板功能描述、单板逻辑框图及各功能模块说明，单板软件功能描述及功能模块划分、接口简单定义与相关板的关系，主要性能指标、功耗和采用标准 2.4、单板硬件详细设计 在单板硬件进入到详细设计阶段，应提交单板硬件详细设计报告。在单板硬件详细设计中应着重体现：单板逻辑框图及各功能模块详细说明，各功能模块实现方式、地址分配、控制方式、接口方式、存贮器空间、中断方式、接口管脚信号详细定义、时序说明、性能指标、指示灯说明、外接线定义、可编程器件图、功能模块说明、原理图、详细物料清单以及单板测试、调试计划。有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发，因此这时候单板硬件详细设计便为软件设计者提供了一个详细的指导，因此单板硬件详细设计报告至关重要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的
M6312硬件设计手册 GSM系列 版本：V006 日期：2017-07-20 中移物联网有限公司 https://www.doczj.com/doc/385436115.html,
V0012016-12-13 张乐原始版本 V0022017-03-27 张乐修改RI引脚描述 V0032017-04-01张乐修改EMERG_OFF引脚定义 V0042017-4-14 张乐修改EMERG_OFF参考设计 V0052017-4-20 贾灿增加包装说明 V0062017-7-20 张乐修改固件升级说明，更新SIM卡切换说明
2.2功能框图 (9) 2.3评估板 (10) 3应用接口 .................................................................. - 11 - 3.1管脚描述 (11) 3.2工作模式 (15) 3.3电源供电 (16)
5电气性能，可靠性 .......................................................... - 31 - 5.1绝对最大值 (31) 5.2工作温度 (32) 5.3电源额定值 (32) 5.4耗流 (33)
图 9 按键紧急关机电路................................................... - 20 - 图 10 串口三线制连接方式示意图.......................................... - 22 - 图 11 串口流控连接方式示意图............................................ - 23 - 图 12 固件升级连线图.................................................... - 23 - 图 13 调试串口连接图.................................................... - 24 - 图 14 3.3V电平转换电路................................................. - 24 - 图 15 5V 电平转换电路................................................... - 25 - 图 16 RS232 电平转换电路................................................ - 25 - 图 17 NETLIGHT参考电路................................................ - 27 - 图 18 STATUS 参考电路.................................................. - 28 -
报告编号： 产品开发计划 项目号： 项目名称： 编制人： 部门： 日期： 版权所有侵权必究 All Copyright Reserve
目录 1 内容简介 (4) 1.1 文档目的 (4) 1.2 文档范围 (4) 2 项目概况 (4) 3 项目组织结构 (4) 4 项目依赖关系分析 (5) 5.1 项目关键路径分析及保障措施 (5) 5.2 项目依赖关系分析 (5) 5.3 项目关键成功因素 (6) 5.3 技术方法和工具 (6) 5 交付件 (6) 6 项目计划 (7) 6.1 项目的里程碑计划 (7) 6.2 项目WBS计划（highlevel计划） (9) 7 人力资源和技能需求 (9) 8 项目所需其它资源 (10) 9.1关键物料需求计划 (10) 9.2实验设备和环境资源计划 (10) 9 资料开发计划 (11) 10 对外合作计划 (11) 11 外包任务 (12) 10.1 子承包商资料 (12) 10.2 外包任务的范围 (12) 10.3 里程碑、交付件 (12) 12 预算/分配（可选） (12) 13 验收标准（可去掉） (12) 14 质量计划(也可单独成文档) (12) 12.1 项目过程定义 (13) 12.2 质量目标 (13) 12.3 通过技术手段保证质量 (13) 12.4 质量控制活动 (13) 12.5 质量保证活动 (15) 15 项目沟通计划 (15) 14.1 项目组会议 (15) 14.2 项目报告机制 (16) 16 项目的重用计划 (16) 15.1 现有重用构件 (16) 15.2 新增重用构件 (16) 17 配置管理计划 (17) 18 问题 (17) 19 风险管理计划 (17) 20 客户的参与 (18) 21 培训计划 (18)
XX High Level Design Specification XX 概要设计说明书 Prepared by 拟制Name+ID 姓名+工号 Date 日期 yyyy-mm-dd Reviewed by 评审人Date 日期 yyyy-mm-dd Approved by 批准 Date 日期 yyyy-mm-dd XXXX Co., Ltd. XXXX有限公司
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Catalog 目录 1Introduction 简介 (6) 1.1Purpose 目的 (6) 1.2Scope 范围 (6) 1.2.1Name 软件名称 (6) 1.2.2Functions 软件功能 (6) 1.2.3Applications软件应用 (6) 2High Level Design概要设计 (6) 2.1Level 0 Design Description第零层设计描述 (6) 2.1.1Software System Context Definition 软件系统上下文定义 (6) 2.1.2Design Considerations (Optional)设计思路(可选) (7) 2.2Level 1 Design Description第一层设计描述 (8) 2.2.1Decomposition Description分解描述 (8) 2.2.2Dependency Description依赖性描述 (9) 2.2.3Interface Description接口描述 (10) 2.3Level 2 Design Description （Optional）第二层设计描述（可选） (12) 2.3.1Module name (1) 模块1名称 (12) 2.3.2Module name (2) 模块2名称 (13) 2.4Configuration and Control （Optional）配置和控制（可选） (14) 2.4.1Startup 启动 (14) 2.4.2Closing 关闭 (14) 2.4.3Creating MIB Table Item MIB表项的创建 (14) 2.4.4Deleting MIB Table Item MIB表项的删除 (14) 2.4.5Modifying MIB Table Item MIB表项的更改 (14) 2.5Database （Optional）数据库（可选） (14) 2.5.1Entity, Attributes and their relationships 实体、属性及它们之间的关系 (14) 2.5.2E-R diagram 实体关系图 (14)
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目
1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.4. 6.1.5. 6.1.6. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 7. 8.
录
概述 .................................................................... 5 外形 .................................................................... 5 设计框图 ................................................................ 5 特性 .................................................................... 6 管脚定义 ................................................................ 7 接口设计参考 ............................................................ 7 电源及复位接口 .........................................................................................................7 电源.........................................................................................................................8 上电时序 .................................................................................................................9 ON/OFF 管脚说明 ..................................................................................................9 EMERGOFF 管脚说明...........................................................................................11 VCCIO 管脚说明..................................................................................................12 模块开机、关机及复位 .........................................................................................12 串口 ..........................................................................................................................13 SIM 卡接口................................................................................................................14 指示灯 ......................................................................................................................15 信号连接器和 PCB 封装 ............................................................................................15 射频连接器...............................................................................................................16 装配 ................................................................... 16 缩略语 ................................................................. 17
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软件需求规格说明 (仅供内部使用) 文档作者：_________________ 日期：____/____/____ 文档校对：_________________ 日期：____/____/____ 管理办：_________________ 日期：____/____/____ 请在这里输入公司名称 版权所有不得复制
软件需求规格说明 1 引言 1 .1编写目的 软件需求规格说明的目的在于为电能质量数据分析软件项目的开发提供： a．提出软件总体要求；作为软件开发人员和最终使用者之间相互了解的基础。 b．提出软件性能要求，数据结构和采集要求，作为软件设计和程序制作基础。 c．软件确认测试的依据。 1 .2背景 见项目开发计划。 1 .3参考资料 略 1 .4术语和缩写词 略。 特别说明：凡涉及到公司内部秘密的部分用（略）代替 2 概述 2 .1软件总体说明 本软件是一项独立、完整的软件。 本软件的主要功能为对（略）进行分析。 2 .2软件总体描述 ********************************************电能质量分析仪的数据分析软件。 该软件的基本要求有： 1.能够根据要求对所测量的结果文件以图形或表格形式进行分析。 2.软件界面友好，指示明确，显示清晰，易于使用。 3.分析结果可打印输出。
1.打开文件及评估标准设置 使用者选择打开一个测量结果文件（略）。文件选择前，首先出现评估标准设置窗口。设置内容可以存储在一个文件中，设置时也可选择一个已存在的文件。 确定后，可选择测量结果（略）。文件选择后，出现“互感器接法”选择窗口，可选择互感器接法。 评估标准国标规定值： （略）
硬件电路板设计规范 制定此《规范》的目的和出发点是为了培养硬件开发人员严谨、务实的工作作风和严肃、认真的工作态度，增强硬件开发人员的责任感和使命感，提高工作效率和开发成功率，保证产品质量。 1、深入理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU等主芯片进行选型，CPU 选型有以下几点要求： 1）容易采购，性价比高； 2）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； 3）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计。 一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进
行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计； 4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守以下原则： 1）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷、偏芯片，减少风险； 2）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； 3）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； 4）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件； 5）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件； 6）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； 7）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；当然，如果所采用的成功参考设计已经是
单板总体设计方案
单板总体设计方案 关键词：能够体现文档描述内容主要方面的词汇。 摘要： 缩略语清单：对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。 缩略语英文全名中文解释
1 概述 1.1 文档版本说明 <如果该文档不是第一版本，应说明导致文档升级的主要设计更改和指出这些改变在本文档中的章节位置。> 1.2 单板名称及版本号 <说明本文档当前版本对应的单板的正式名称及版本> 1.3 开发目标 <说明开发该单板的具体目标。具体目标可能包括这几种情况：一，面向产品，实现产品功能；二，面向方案，包括关键器件或电路的方案选择等；三，面向试验，通过单板的调试过程决定某些可选功能（及相关电路和/或软件模块）的增删。 可以引用上一级设计文件（产品设计规格书）中的相关内容，并根据需要适当补充。> 1.4 背景说明 <包括与以前相关开发预研课题或产品的继承关系、改变等。如果牵涉到重用技术，建议在这里进行说明。> 1.5 位置、作用、 <简要说明单板在系统中的位置和主要作用，最好用框图表示（应与产品设计规格书保持一致）>
1.6 采用标准 <简要说明单板采用的标准（与产品设计规格一致，并细化）。注意遵循公司所有有关的开发设计技术规范。> 1.7 单板尺寸（单位） <说明单板的尺寸（含扣板、特殊器件）和单位。在采用非标准尺寸或尺寸要求特别严格的情况下，应说明使用该尺寸的足够理由。> 2 单板功能描述和主要性能指标 <单板的功能和性能要求主要来自产品设计规格书，以引用其中的相关内容，并作详细解释。注意区分相关单板的功能划分和性能差异。> 2.1 单板功能描述 <本节主要是从单板整体角度说明单板完成的功能，不区分单元电路> 2.2 单板运行环境说明 <需要说明各种可能的物理环境和逻辑环境、软件支持环境等。> 2.3 重要性能指标 <列出单板的主要性能指标，例如处理器性能，缓存容量，端口通信速率等等这些指标；说明指标分配的计算过程和设计思路等。应该说明这些指标的参考标准，比如时钟方面、EMC方面等> 表1 性能指标描述表 性能指标名称性能指标要求说明