SIM800F_SIM900 _硬件差异文档_V1.01
2015年8月19日
SIM800F 与SIM900 引脚定义上的差别
引脚编号SIM800F SIM900
2GND NC
23KPLED NC
24VBUS NC
27USB_DP DBG_TXD
28USB_DM DBG_RXD
①
53ANT_BT GND
标注①：客户在使用SIM800F替换SIM900时，请务必确认蓝牙功能
不会被打开，以免造成不可预估的影响。
2
SIM800F 与SIM900 功能上的差异
Difference SIM800F SIM900
蓝牙功能支持不支持
PCM/SPI接口全都支持只支持SPI
中断功能部分GPIO可配置为中断所有GPIO都可配置为中断
USB 接口支持不支持
调试端口USB接口调试DEBUG_TXD/RXD
射频同步信号支持（提前量220uS）不支持
*Note: Due to the different platforms.
3
SIM800F 与SIM900 电气特性上的差异
Difference SIM800F SIM900 VBAT供电范围 3.4~4.4V 3.2~4.8V
开机键电压域VBAT3V
VRTC 供电范围 1.2~3.0V2~3.15V
VDD_EXT 带载能力50mA10mA 按键背光灯支持，最大60mA不支持PWRKEY有效低电平<0.7V<0.42V
RESET有效拉低时间大于105mS大于20uS
数字接口输入有效高电平(VIH) 2.1 数字接口输入有效低电平(VIL)-0.3 数字接口输出有效高电平(VOH)>2.4V>2.7V 数字接口输出有效低电平(VOL)<0.4V<0.1V *Note: Due to the different platforms. 4 5 SIM800F和SIM900对应的净空区局存在差异，如上图绿色框所示，净空区内不允许走线和铺铜。 若要在设计上满足SIM800F和SIM900的兼容，可以将对应区域都进行净空处理。 SIM900 top view SIM800F top view SIM800F 与SIM900 封装设计上的差异 SIM800F 对比SIM900 ?SIM800F 兼容SIM900. 关于在硬件设计上的详细差异, 请参考“SIM800F_Hardware Design”和“SIM900_Hardware Design”这两份文档. 关于在软件设计上的详细差异,请参考“SIM800 Series_AT Command Manual”和" SIM900_AT Command Manual ". 6 硬件电路设计说明书V1 文档版本 1.0 编写人：彭威 编写时间：2015-06-10 部门：研发部 审核人： 审核时间： 1.引言 1.1编写目的 本文档是无刷直流电机风机盘管电源电路及控制驱动电路的硬件设计说明文档，它详细描述了整个硬件模块的设计原理，其主要目的是为无刷直流电机控制驱动电路的原理图设计提供依据，并作为 PCB 设计、软件驱动设计和上层应用软件设计的参考和设计指导。 1.2产品背景 1.3参考资料 Datasheet：Kinetis KE02 Datasheet：MKE02Z16VLC2 Datasheet：MKE02Z64M20SF0RM Datasheet：FSB50760SFT Datasheet：TNY266 Datasheet：FAN7527 2.硬件电路概述 2.1电源部分 电源部分主要功能是提供400V直流电供给电机，另外提供15V直流电给电机驱动芯片供电。采用反激式开关电源设计。 2.1.1总体方案 设计一款 100W驱动开关电源。给定电源具体参数如下： （1）输入电压：AC 85V~265V （2）输入频率：50Hz （3）工作温度：-20℃~+70℃ （4）输出电压/电流：400V/0.25A （5）转换效率：≧85% （6）功率因数：≧90% （7）输出电压精度：±5% 系统整体框架如下 如图所示为电源的整体架构框图，主要目的是在输入的85~265V、50Hz交流电下，输出稳定的恒压电机驱动直流电。由图可知，电源电路主要包括了前级保护电路模块、差模共模滤波模块、整流模块、功率因数校正模块、DC/DC模块。其中EMI滤波电路能够抑制自身和电源线产生的电磁污染，功率因数校正电路采用Boost有源功率因数 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） 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。 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) 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 硬件系统可靠性设计规范 一、概论 可靠性的定义：产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。有完善的抗干扰措施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。设备可靠性设计规范的一个核心思想是监控过程，而不是监控结果。 二、可靠性设计方法 1、元器件：构成系统的基本部件，作为设计与使用者，主要是保证所选用的元器件的质量或可靠性指标满足设计的要求 2、降额设计：使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，从而达到降低基本故障率，保证系统可靠性的目的。幅度的大小可分为一、二、三级降额，一级降额（(实际承受应力)/(器件额定应力) < 50%的降额），建议使用二级降额设计方法，一级降额<70% 3、冗余设计：也称为容错技术或故障掩盖技术，它是通过增加完成同一功能的并联或备用单元（包括硬件单元或软件单元）数目来提高系统可靠性的一种设计方法，实现方法主要包括：硬件冗余；软件冗余；信息冗余；时间冗余等 4、电磁兼容设计：系统在电磁环境中运行的适应性，即在电磁环境下能保持完成规定功能的能力。电磁兼容性设计的目的是使系统既不受外部电磁干扰的影响，也不对其它电子设备产生电磁干扰。硬件措施主要有滤波技术、去耦电路、屏蔽技术、接地技术等；软件措施主要有数字滤波、软件冗余、程序运行监视及故障自动恢复技术等 5、故障自动检测及诊断 6、软件可靠性设计：为了提高软件的可靠性，应尽量将软件规范化、标准化、模块化 7、失效保险技术 8、热设计 9、EMC设计：电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）两个方面 三、可靠性设计准则 硬件设计流程 一、硬件设计 １．1单板设计需求 单板设计之前需要明确单板的设计需求。单板的功能属性。单板的设计目的，使用场合,具体需求包括: 1.单板外部接口的种类，接口的数量，电气属性即电平标准。 2.单板内部的接口种类，电气属性。 3.单板外部输入电源大小 4.单板的尺寸 5.单板的使用场合,防护标准 若设计中需要用到CPU，需要确定设计中需要用到的FLASH大小和需求的内存的大小和ＣPU的处理能力。单板设计需求中需要明确单板的名字和版本并且要以文档的形式表现出来，是后续单板设计和追溯的主要依据。 单板设计需求完成之后,需要召开项目评审会，需要对设计需求说明中各类需求逐个确认。当各类需求均满足设计需要时则进入下一步。 １.2 单板设计说明 单板需求明确后,需要开始编写单板设计说明。其中需要包括单板设计所需要的各种信息如： 1.单板设计详细方案，需要具体到用到什么芯片,什么接口。 2.器件选型，器件选型需要满足设计的需求。 3.单板功耗、单板选型之后需要确定单板的功耗，为单板散热和电源设计提供依据 4.电源设计、电源设计需要包含单板中需要用到的各类电源。若相同的电源需要做隔离 的需要做需要详细指出。 5.时钟设计，单板若是用到多种时钟，则需要描述时钟的设计方法，时钟拓扑。 6.单板的实际尺寸 7.详细描述各个功能模块给出详细的设计方法 8.详细描述各接口的设计方法和接口的电气属性。 若设计模块有多种设计方法,选择在本设计中最佳的设计方案。若软件对单板中用到的器件有独特的要求，需要明确指出（如对某些制定管脚的使用情况）。除了各个功能模块之外单板设计说明中需要详细描述接口的防护方法。设计说明需要以文档的形式给出，是单板设计过程中重要的文档,其中需要包括单板的名称和单板的版本。如果有条件单板设计说明完成后项目中进行评审。 1.3原理图设计 设计说明完成之后就要开始单板的原理图设计,单板设计说明是单板原理图设计的重要依据。原理图设计之气需要确定单板设计用用到的各个器件原理图库中是否具有原理图符号,如果没有需要提前绘制。新绘制的原理图符号需要反应器件的电气属性,器件型号，最好包含品号信息，绘制完成之后将其放到相应的库中,原理图设计需要包含: 1.各个器件接口的正确电气连接。 2.原理图中的各个器件需要有单独的位号。 3.原理图中需要包含安装孔和定位孔。 4.原理图中的兼容设计或者在实际应用中不需要焊接的器件需要在原理图中明确标出。 原理图的名字需要和单板的名字一致。考虑到单板上所用器件可能会有较长的采购周 xxx硬件详细设计方案 2010年11月26日 目录 xxx硬件详细设计方案 (1) 1 产品概述 (3) 2需求描述（来自于需求规格书） (3) 2.1功能描述 (3) 2.2性能描述 (3) 2.3 其它需求描述 (3) 3硬件总体框图和各功能单元说明 (3) 3.1硬件总体框图 (3) 3.2功能单元1 (3) 3.3功能单元2 (3) 3.4功能单元3 (3) 3.5其它 (4) 3.5.1 其它 (4) 4硬件外部接口描述 (4) 4.1硬件主要外部接口 (4) 4.2外部接口1 (4) 4.3外部接口2 (4) 5硬件的软件需求 (4) 5.1系统软件 (4) 5.2配置软件 (4) 5.3应用软件 (5) 6硬件的产品化 (5) 6.1可靠性设计 (5) 6.2电源 (5) 6.3电磁兼容设计与安规设计 (5) 6.4环境适应性与防护设计 (5) 6.5工艺路线设计 (5) 6.6结构设计 (5) 6.7热设计 (5) 6.8监控设计 (6) 6.9可测试性与可维护性设计 (6) 7硬件成本分析 (6) 8硬件开发环境 (6) 9其它 (6) 1产品概述 2需求描述（来自于需求规格书） 2.1功能描述 2.2性能描述 2.3 其它需求描述 3硬件总体框图和各功能单元说明3.1硬件总体框图 3.2功能单元1 3.3功能单元2 3.4功能单元3 3.5其它 3.5.1其它 4硬件外部接口描述4.1硬件主要外部接口 4.2外部接口1 4.3外部接口2 5硬件的软件需求5.1系统软件 5.2配置软件 5.3应用软件 6硬件的产品化 6.1可靠性设计 6.2电源 6.3电磁兼容设计与安规设计6.4环境适应性与防护设计6.5工艺路线设计 6.6结构设计 6.7热设计 硬件开发文档规范 §2.2.1 硬件开发文档规范文件介绍 为规范硬件开发过程中文档的编写，明确文档的格式和内容，规定硬件开发过程中所需文档清单，与《硬件开发流程》对应制定《硬件开发文档编制规范》。开发人员在写文档时往往会漏掉一些该写的内容，编制规范在开发人员写文档时也有一定的提示作用。《硬件开发文档编制规范》适用于项目组立项项目硬件系统的开发阶段及测试阶段的文档编制。规范中共列出以下文档的规范： 1 硬件需求说明书 2 硬件总体设计报告 3 单板硬件总体设计方案 4 单板硬件详细设计 5 单板硬件过程调试文档 6 单板硬件系统调试报告 7 单板硬件测试文档 8 硬件总体方案归档详细文档 9 硬件单板总体方案归档详细文档 10 硬件信息库 2.2.2 硬件开发文档编制规范详解 1、硬件需求说明书 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、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。 3、单板总体设计方案 在单板的总体设计方案定下来之后应出这份文档，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 XX项目 总体设计方案 版本： 拟制： 校对： 审核： 批准： 二零XX年X月制 修订情况记录 目录 一引言 (5) 1.1项目背景及目标 (5) 1.2术语及缩略语 (5) 1.3设计参考文档 (5) 二项目需求分析 (5) 2.1产品需求 (5) 2.2产品定位 (5) 2.3功能要求 (5) 2.4性能要求 (5) 2.5设计思路 (5) 2.6质量目标 (5) 三外观设计方案 (6) 3.1外观设计整体要求 (6) 3.2外观设计注意事项 (6) 四硬件设计方案 (6) 4.1部件选择 (6) 4.2系统连接框图 (6) 4.3系统逻辑框图 (7) 4.4系统接口及资源分配 (7) 五软件设计方案 (7) 5.1开发调试环境 (7) 5.2开发资源需求 (7) 5.3程序设计方案 (7) 5.4程序设计周期 (7) 5.5生产工具 (7) 六结构设计方案 (7) 6.1结构设计方案 (7) 6.2结构件延用情况 (7) 6.3结构设计注意事项 (8) 七可靠性、安全性、电磁兼容性设计 (8) 7.1可靠性设计要求 (8) 7.2安全性设计要求 (8) 7.3电磁兼容性要求 (8) 7.4其它（包装、泡沫等） (8) 八电源设计 (8) 8.1电源电气参数要求 (8) 8.2电源安全设计要求 (8) 8.3电源其它要求 (8) 九散热设计 (9) 9.1整机散热设计 (9) 9.2部件散热设计 (9) 十测试要求 (9) 10.1整机结构方面测试要求 (9) 10.2整机电气方面测试要求 (9) 10.3整机环境方面测试要求 (9) 十一成本估算及控制 (9) 11.1成本估算 (9) 11.2成本控制 (10) 十二项目风险及控制 (10) 硬件开发流程及规范 硬件开发流程及规范 一、主板 二、辅助PCB及FPC 三、液晶屏 四、摄像头 五、天线 六、SPEAKER 七、RECEIVER 八、MIC 九、马达 十、电池 十一、充电器 十二、数据线 十三、耳机 V1.0版2008-12-13 (一)主板 1.开发流程： 2.资料规范 1)主板规格书 a)基本方案平台； b)硬件附加功能： c)软件附加功能； d)格式和排版布局合理，便于打印； 范例格式见下表： E519 PDA主板规格书 2)元件排布图 a)标明所有接插件名称、引脚定义，方向及连接器型号； b)标明所有外部焊接位置的名称，极性； c)位号图可用放大的图纸单独标示，并标明需区分方向和极性的器件； d)标明所有结构尺寸比较高可能影响装配的器件； e)格式和排版布局合理，便于打印； 范例格式见下图： 3)BOM a)每次改版记录要明确记录在改版记录中，明确试产版和量产版及版本号和日期； b)保证数据正确性，物料编码与物料描述一致，位号数量与用量一致，物料种数和数量与改版 记录一致； c)结构件、IC、阻容件分类，按一定顺序排列； d)功能可选项分开列出（注意相互的关联性）； e)格式和排版布局合理，便于打印（所用文字全部显示）； 范例格式见下表： 4)SMT试产报告 a)召开试产会议，所用发现的问题要全部列出，并修改相关的文件； b)所用问题要有解决措施，并明确责任人限时处理； c)有代表性的问题要列入设计查核表，防止类似问题再次出现； d)记录试产环境及关键参数； e)报告审核后发相关部门负责人； f)保证数据真实性，有任何问题要找到确实的原因，不可用习惯性思维处理； 范例格式见下表： SMT试产报告 生物医学工程学院硬件设计说明书 年级：2015级 专业：生物医学工程 学生姓名：陆俊林 学号：2015 201521121032 20152 学生姓名：张慧 学号：201521120132 2017 年 5 月26 日 一．实习目的 （1）学习并掌握常用电子元件的辨识及其使用； （2）学习并掌握MSP430单片机基本原理、IAR for MSP430开发软件的使用； （3）按照图纸使用电烙铁焊接电子元件，组装一台单片机系统，并掌握其调试方法。 （4）提高实践操作能力，动手能力。 （5）学习并掌握MSP430单片机C程序设计方法。 二．实习器材和材料（常用工具及器件） 1.核心板器材及焊接顺序 2.扩展板器材及焊接顺序 三．实习内容 1．电子实训用电安全及常识 （1）安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。在电子装焊调试中，要使用各种工具、电子仪器等设备，同时还要接触危险的高电压，如果不掌握必要的安全知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能发生人身、设备事故。 因此，必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上，掌握一些安全用电知识，做到防患于未然。 （2）人体触电，当通过电流的时间越长，愈易造成心室颤动，生命危险性就愈大。 据统计，触电1-5min内急救，90%有良好的效果，10分钟内60%救生率，超过15分钟希望甚微。 （3）触电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mAs。实 际产品一般额定动作电流30 mA，动作时间0.1s，故小于30 mAs可有效防止触电事故。 （4）双相触电是指当人体同时接触电网的两根相线，电流从一相导体通过人体流入另一相导体，构成一个闭合回路，从而发生触电，这种触电形式称为双相触电，如图2-2所示。两相触电加在人体上的电压为线电压(380V) ，因此不论电网的中性点接地与否，其触电的危险性都最大。 （5）目前我国触电保护装置有电压型和电流型两大类。触电保护装置在对人身安全的保护作用方面远比接地、接零保护优越，并且效果显著，已得到广泛应用。 （6）电压型:用于中性点不直接接地的低压供电系统中 （7）电流型:用于中性点直接接地的低压供电系统中 2．焊接基本步骤及安装注意事项（以贴片焊接练习板和直流稳压电源焊接组装为例） (1)、右手持电烙铁。根据情况左手持焊锡丝或者用尖嘴钳或镊子夹持无件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热,烙铁头刃面上要带一定量焊锡。 (2)、将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成45度角左右。左手向下送锡，右手送烙铁。送锡时间决定锡量大小，烙铁停留时间决定加热时间。当焊锡、烙铁头在无件引脚根部焊盘处相接触后，烙铁头在焊点处停留的时间应根据焊盘大小拄制在0.5～2秒钟。 (3)、抬开烙铁头。待焊点处的锡冷却凝固。 3．认识MSP430单片机系统的主要硬件资源 MSP430单片机AD输入接口电源 JIAG接入口复位按钮IO扩展口 CR1220 3V电池RS232串口USB接口 LED灯（8个）LED数码管（4个）一个蜂鸣器 4*4矩阵键盘红外遥控接口24C16串行EEPROM DS1320时钟芯片DS18B20单总线数字温度氧传感器 nR905接口nRF24101接口SD卡接口 LCD1602字符型液晶接口LCD12864图形液晶接口步进电机接口 硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。 1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范：......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。 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 步进电机 随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 步进电机是一种能够将电子脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它实际上是一种单相或多相同步进电动机。单相步进电动机有单路电脉 冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多 相方波脉冲驱动，用途很广。 使用多相步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转为多相 脉冲信号，在经过功率放大后分别送入步进电机各项绕组。每输入一个脉冲 信号，电动机电动机各项的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度， 也就是步距角。 正常情况下步进电机转过的总角度和输入的脉冲的频率保持严格的对 应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电机能直接接受数字量 的输入，所以特别适合微机控制。 步进电机的一些特点： 1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2．步进电机外表允许的最高温度。 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃 至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率 越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相 电流减小，从而导致力矩下降。 4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有 啸叫声。 单板硬件详细设计报告 目录 1 概述 (7) 1.1 背景 (7) 1.2 单板功能描述 (7) 1.3 单板运行环境说明 (7) 1.4 重要性能指标 (7) 1.5 单板功耗 (7) 1.6 必要的预备知识(可选) (8) 2 关键器件 (8) 3 单板各单元详细说明 (8) 3.1 单板功能单元划分和业务描述 (8) 3.2 单元详细描述 (9) 3.2.1 单元1 (9) 3.2.2 单元2 (10) 3.3 单元间配合描述 (11) 3.3.1 总线设计 (11) 3.3.2 时钟分配 (11) 3.3.3 单板上电、复位设计 (11) 3.3.4 各单元间的时序关系 (12) 3.3.5 单板整体可测试性设计 (12) 3.3.6 软件加载方式说明 (13) 3.3.7 基本逻辑和大规模逻辑加载方式说明 (13) 4 硬件对外接口 (13) 4.1 板际接口 (13) 4.2 系统接口 (14) 4.3 软件接口 (14) 4.4 大规模逻辑接口 (14) 4.5 调测接口 (15) 4.6 用户接口 (15) 5 单板可靠性综合设计说明 (15) 5.1 单板可靠性指标 (15) 5.2 单板故障管理设计 (16) 5.2.1 主要故障模式和改进措施 (16) 5.2.2 故障定位率计算 (17) 5.2.3 冗余单元倒换成功率计算 (17) 5.2.4 冗余单板倒换流程 (17) 6 单板可维护性设计说明 (18) 7 单板信号完整性设计说明 (18) 7.1 关键器件及相关信息 (18) 7.2 关键信号时序要求 (19) 7.3 信号串扰、毛刺、过冲的限制围和保障措施： (19) 7.4 其他重要信号及相关处理方案 (19) 7.5 物理实现关键技术分析 (19) 8 单板电源设计说明 (20) 8.1 单板供电原理框图 (20) 8.2 单板电源各功能模块详细设计 (20) 9 器件应用可靠性设计说明 (21) 9.1 单板器件可靠应用分析结论 (21) 9.2 器件工程可靠性需求符合度分析 (22) 9.2.1 器件质量可靠性要求 (22) 9.2.2 机械应力 (22) 9.2.3 可加工性 (22) 9.2.4 电应力 (23) 9.2.5 环境应力 (23) 9.2.6 温度应力 (23) 9.2.7 寿命及可维护性 (23) 9.3 固有失效率较高器件改进对策 (24) 9.4 上、下电过程分析 (24) 9.4.1 上下电浪涌 (24) 9.4.2 器件的上下电要求 (25) 9.5 器件可靠应用薄弱点分析 (25) 9.6 器件离散及最坏情况分析 (25) 10 单板热设计说明 (26) 11 EMC、ESD、防护及安规设计说明 (27) 11.1 单板电源、地的分配图 (27) 11.2 关键器件和关键信号的EMC设计 (27) 11.3 防护设计 (28) 11.4 安规设计 (28) 11.4.1 安规器件清单 (28) 11.4.2 安规实现方案说明 (29) 12 单板工艺设计说明 (29) 12.1 PCB工艺设计 (29) 12.2 工艺路线设计 (29) 12.3 工艺互连可靠性分析 (30) 12.4 元器件工艺解决方案 (30) 12.5 单板工艺结构设计 (30) 12.6 新工艺详细设计方案 (30) 13 单板结构设计说明 (31) 13.1 拉手条或机箱结构 (31) 13.2 指示灯、面板开关 (31) 华为硬件总体设计模板 单板总体设计方案 修订记录 目录 1概述 (9) 1.1文档版本说明 (9) 1.2单板名称及版本号 (9) 1.3开发目标 (9) 1.4背景说明 (10) 1.5位置、作用、 (10) 1.6采用标准 (10) 1.7单板尺寸（单位） (11) 2单板功能描述和主要性能指标 (11) 2.1单板功能描述 (11) 2.2单板运行环境说明 (12) 2.3重要性能指标 (12) 3单板总体框图及各功能单元说明 (13) 3.1单板总体框图 (13) 3.1.1............ 单板数据和控制通道流程和图表说明14 3.1.2.... 逻辑功能模块接口和通信协议和标准说明14 3.1.3............................................................ 其他说明15 3.2单板重用和配套技术分析 .. (15) 3.3功能单元－1 (15) 3.4功能单元－2 (16) 3.5功能单元－3 (16) 4关键器件选型 (16) 5单板主要接口定义、与相关板的关系 (17) 5.1外部接口 (17) 5.1.1.................................................. 外部接口类型118 5.1.2.................................................. 外部接口类型218 5.2内部接口. (18) 5.2.1.................................................. 内部接口类型118 5.2.2.............................................. 内外部接口类型219 5.3调测接口. (19) 6单板软件需求和配套方案 (19) 6.1硬件对单板软件的需求 (20) 6.1.1............................................................ 功能需求20 6.1.2............................................................ 性能需求20 6.1.3............................................................ 其他需求21 6.1.4............................................................ 需求列表21 6.2业务处理软件对单板硬件的需求可实现性评 估 (22) 6.3单板软件与硬件的接口关系和实现方案 (23) 7单板基本逻辑需求和配套方案 (24) 7.1单板内可编程逻辑设计需求 (25) 7.1.1............................................................ 功能需求25 7.1.2............................................................ 性能需求25 7.1.3............................................................ 其他需求26 7.1.4............................ 支持的接口类型及接口速率26 7.1.5............................................................ 需求列表26 7.2单板逻辑的配套方案. (27) 7.2.1................................ 基本逻辑的功能方案说明27 7.2.2........................................ 基本逻辑的支持方案28 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直流无刷电机硬件设计文档
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