硬件电路设计
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PLC硬件电路设计1.选择PLC机型机型选择的基本原则是在满足控制要求的前提下,保证可靠、维护使用方便,并取得最佳的性能价格比。
具体应考虑以下几点。
(1)性能与任务相适应①要看PLC的控制规模,即最大I/O点数,例如,CPM1A的最大I/O点数为160 点, CQM1H可达520点。
②要看PLC 工作速度。
PLC 的输出对输入响应存在滞后现象,对于一般工业控制是允许的。
现代PLC设置了一些动作很快的功能,例如,高速响应输入、高速计数、脉冲输出等,可以满足一些特殊的要求。
③选择PLC还要看其内存容量、内存配置。
PLC 一般装有RAM 内存,并有电池支持,可以掉电保护。
但为了程序安全,通常还可配置EPROM或EEPROM型内存卡。
④ PLC 使用时要考虑电源问题。
一方面PLC 自身需要电源,选用交流或直流,型号会不一样;另一方面,PLC 的输入、输出电路需要驱动电源,PLC 向外提供一个DC 24V电源,使用时注意不要超出其额定容量。
⑤要选择 PLC 的输出方式。
继电器输出适用的电压范围较宽,承受瞬时过电压和过电流的能力较强。
但其触点的动作速度较慢、寿命较短,因此适用不频繁通断的负载。
对于频繁通断的负载,应选用晶体管输出。
⑥要看系统是否需要特殊功能配置。
如果有温度、压力、流量、液位等连续量的检测与控制,应选用模拟量输入单元和模拟量输出单元,配接相应的传感器、变送器和驱动装置。
对于温度控制,OMRON 公司还提供了温度传感器单元和温控单元,可以方便选用。
如果需要一个人机界面监控PLC,也就是既向PLC输入控制数据,又能观察PLC 的内部数据信息,则可以选择可编程终端(PT)。
⑦有时要考虑 PLC 的安装尺寸。
机电一体化的趋势之一是产品向轻、薄、短、小巧化方向发展,控制柜的体积越来越小,这就要求PLC的体积尽可能小,大的PLC生产厂家都开发了高性能、超小型的PLC,如OMRON公司的CPM2C、CJ1。
人工智能硬件电路设计人工智能(AI)硬件电路设计是一门涉及计算机工程、电子工程和人工智能领域的复杂学科。
下面是人工智能硬件电路设计的一般步骤和关键考虑因素:1.需求分析:首先,确定人工智能应用的具体需求。
不同的应用,如机器学习、深度学习或边缘计算,可能需要不同类型的硬件架构和电路设计。
2.选择硬件平台:根据需求选择适当的硬件平台,例如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)等。
3.算法优化:针对所选硬件平台,对人工智能算法进行优化。
这可能涉及到量化模型、减少计算复杂度、提高并行性等方面的工作。
4.电路设计:根据优化后的算法,进行电路设计。
这包括设计处理单元、存储单元、数据通信通道等。
对于深度学习应用,可能涉及到神经网络加速器的设计。
5.功耗和散热考虑:人工智能硬件通常需要处理大量的数据和计算,因此功耗和散热是重要的考虑因素。
设计时需要注意降低功耗和有效散热的方法。
6.性能优化:优化硬件电路以提高性能,包括加速计算速度、提高吞吐量等。
这可能需要使用并行计算、流水线设计等技术。
7.测试和验证:在硬件电路设计完成后,进行测试和验证确保其符合规格和预期性能。
这可能涉及到硬件仿真、验证工具的使用以及实际硬件的测试。
8.生产和集成:一旦硬件设计通过测试和验证,可以进入生产阶段。
在生产过程中,硬件可能需要与其他系统或芯片集成。
9.软硬件协同设计:在某些情况下,硬件电路的设计可能需要与软件开发协同工作,以确保硬件和软件的兼容性和协同工作。
10.更新和维护:随着技术的发展和应用需求的变化,硬件设计可能需要定期更新和维护。
人工智能硬件电路设计是一个综合性的工作,需要涉及多个学科领域的知识和技能,包括计算机工程、电子工程、算法优化等。
实验报告硬件电路设计一、引言本实验旨在通过设计硬件电路来实现特定功能,并验证电路设计的正确性和可行性。
本实验选择了某款电子产品的核心功能进行设计与实现。
二、设计原理本实验设计的硬件电路包括输入接口、中央处理器、输出接口等多个模块,其工作原理如下:1. 输入接口:负责接收用户输入的指令或数据,例如按钮、触摸屏等。
2. 中央处理器:接收输入接口传入的指令或数据,根据预设的算法进行计算、逻辑判断等操作,将计算结果保存到存储器中,并控制输出接口的工作状态。
3. 存储器:用于存放中央处理器计算的结果以及其他需要保存的数据。
4. 输出接口:负责将存储器中的数据进行输出,例如显示屏、声音输出器等。
三、设计步骤1. 根据电子产品的需求和功能,确定硬件电路的整体架构和模块划分。
2. 选择合适的元器件,例如电阻、电容、晶体管等,并进行元器件的布线和连线设计。
3. 按照设计的电路原理图,进行电路板的布局设计,确保各个元器件的位置合理,以及连线的长度、走向等因素。
4. 制作电路板原型,喷锡、焊接元器件,并进行连接测试。
5. 调试并修改电路设计中的问题,确保硬件电路的正确和可靠性。
6. 验证设计的电路是否满足预期功能,检查电路的功耗、稳定性等指标,以及其与其他系统的兼容性。
7. 进行电路板的大规模生产,并进行质检,保证产品的质量和可靠性。
四、实验结果经过多次调试和修改,本实验设计的硬件电路稳定运行,成功实现了特定功能。
根据测试结果显示,电路运行良好,没有出现异常情况。
同时,电路设计满足了产品的要求,功能达到预期。
五、总结与展望本实验通过设计硬件电路,成功实现了特定功能,并验证了电路设计的正确性和可行性。
电路设计经过多次调试和修改,达到了预期效果。
然而,仍有一些改进的空间,如进一步优化电路的功耗、增加系统的稳定性等。
在未来的研究中,可以考虑使用更先进的元器件,提升电路的性能,以及进一步优化电路布局,减小电路的体积。
六、参考文献1. 电路设计与实践,XXX,XXX出版社,XXXX年。
硬件工程师电路设计的九大模块电路下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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硬件电路设计岗位职责、要求
硬件电路设计岗位职责:
1. 负责硬件电路的设计、原理图设计、PCB设计等等工作;
2. 对硬件电路进行分析、评估,提出提高性能和可靠性的方案;
3. 协助软硬件工程师进行系统级的开发和调试工作;
4. 了解产品性能和规格以及制造流程,以保证产品能够按时交付,并符合规格和质量要求;
5. 负责测试并验证硬件电路设计的可行性和正确性;
6. 提供硬件电路相关的技术支持和培训,以帮助团队成员提高
技能水平;
7. 指定和管理供应商,确保从供应商处获取到符合要求的硬件
电路元器件。
硬件电路设计岗位要求:
1. 本科及以上学位,电子工程、电气工程或通信工程专业优先;
2. 具有3年及以上商业产品硬件设计经验;
3. 熟悉基础电子理论,理解数字、模拟、高速电路和电力电子
电路设计;
4. 熟悉EDA和PCB设计工具,如Altium、OrCAD等等;
5. 具备封装和排布BGA、QFN等高难度元件的能力;
6. 熟悉测试和验证电路设计的方法,并能进行问题的排查和解决;
7. 具有沟通能力、团队协作能力、责任心和抗压能力;
8. 有创新意识和富有进取心,能够独立开展新技术的研究并用
于产品设计中;
9. 有项目管理经验优先考虑。
硬件开发中的电路设计和测试技术电路设计和测试技术是硬件开发过程中最基础、最重要的环节之一。
在硬件产品的设计和开发中,电路设计和测试技术的优劣直接关系到整个产品的性能和可靠性。
因此,本文将为大家介绍电路设计和测试技术的基础知识、流程、工具和注意事项等方面内容,以期为广大电子工程师提供一些有用的参考和指导。
一、电路设计流程电路设计流程是指在硬件产品开发过程中,电路设计师从需求分析到电路设计、电路验证和布局设计等全过程的规划和安排。
具体来说,电路设计流程一般包括以下几个阶段:1、需求分析需求分析是电路设计流程中最基础、最重要的环节之一。
这个环节主要利用市场调研、用户需求分析等方法确定电路设计的目标和功能需求。
同时,需要考虑到实现这些需求的成本、质量、时间和技术可行性等因素。
2、电路原理设计在确定了电路功能需求后,电路设计师需要对这些需求进行原理设计。
具体来说,需要制定电路结构、方案和流程,确定元器件的性能参数和规格,制定电路板布局和优化方案,制定电路模拟和数字仿真方案等。
电路原理设计是整个电路设计流程中最为关键的阶段。
好的原理设计可以保证电路功能的实现和性能的优化,而不良的原理设计则容易导致电路性能不佳、布线混乱、成本增加等不良后果。
3、电路仿真与优化电路仿真可以帮助电路设计师预先预测电路性能和优化方案,降低制造成本和调试时间。
常用的电路仿真软件有PSPICE、SIMULINK、Matlab等。
尤其是在复杂电路设计中,电路仿真显得尤为重要。
在电路仿真与优化过程中,电路设计师可以根据仿真结果进行电路参数调整、性能优化、可靠性分析以及防雷击设计等方面的优化。
4、电路验证电路验证是电路设计流程中的最后一步,也是确保电路正确性和可靠性的一步。
常用的电路验证方法包括物理验证和电路仿真验证。
电路设计师需要利用硬件测量、逻辑分析器、示波器等工具全面检查电路的实际性能和可靠性,确保实际电路与仿真电路的一致性。
二、电路设计中常用的工具和技术1、电路设计软件电路设计软件是电路设计中不可或缺的工具。
单片机硬件电路设计(一)引言概述:单片机硬件电路设计在嵌入式系统中起到至关重要的作用。
本文将从五个大点来详细阐述单片机硬件电路设计的相关内容,包括时钟电路设计、电源电路设计、IO口设计、通信接口设计和复位电路设计。
正文:一、时钟电路设计:1. 确定单片机所需的时钟频率2. 选择适当的晶体振荡器并连接到单片机3. 添加适当的外部电容以稳定时钟信号4. 考虑时钟精度和干扰对系统性能的影响5. 调整时钟电路以满足具体应用需求二、电源电路设计:1. 选择适当的电源电压及电流供应方案2. 考虑电源的稳定性和抗干扰能力3. 添加滤波电容和电感以降低电源噪音4. 设计适当的电源电路保护措施5. 调整电源电路以满足功耗和能效要求三、IO口设计:1. 确定所需的IO口数量及类型2. 分配IO口的输入输出功能3. 添加适当的电阻以避免信号干扰4. 考虑IO口的阻抗匹配和电平转换问题5. 调整IO口设计以满足具体外设的连接要求四、通信接口设计:1. 选择适当的通信接口类型(例如UART、SPI、I2C等)2. 设计接口电路以满足通信速率和数据传输要求3. 添加适当的电平转换和电流放大电路4. 考虑通信协议和数据格式的要求5. 调整通信接口设计以满足实际应用需求五、复位电路设计:1. 设计适当的复位电路以确保系统启动时的稳定性2. 添加上电复位电路以保证单片机正确复位3. 考虑复位电路的响应时间和抗干扰能力4. 添加外部复位按钮以人工触发系统复位5. 调整复位电路设计以满足系统的可靠性和可维护性要求总结:单片机硬件电路设计是嵌入式系统开发中非常关键的一环。
本文从时钟电路设计、电源电路设计、IO口设计、通信接口设计和复位电路设计五个大点进行了详细阐述。
合理的硬件电路设计可以提高单片机系统的可靠性、灵活性和适应性,并为后续的软件开发和系统测试提供良好的基础。
STM32单片机原理及硬件电路设计一、本文概述Overview of this article本文旨在全面解析STM32单片机的原理及其硬件电路设计。
STM32单片机作为现代电子系统中不可或缺的核心组件,广泛应用于嵌入式系统、智能设备、工业自动化等多个领域。
本文将首先简要介绍STM32单片机的基本概念、特点和应用领域,然后从硬件设计的角度出发,详细阐述STM32单片机的核心电路设计、外围电路设计以及电源电路设计等方面的原理和实践。
通过本文的学习,读者将能够深入了解STM32单片机的内部架构和工作原理,掌握其硬件电路设计的要点和技巧,为实际应用中的STM32单片机选型、设计和开发提供有力的理论支持和实践指导。
This article aims to comprehensively analyze the principle and hardware circuit design of the STM32 microcontroller. The STM32 microcontroller, as an indispensable core component in modern electronic systems, is widely used in multiple fields such as embedded systems, intelligent devices, and industrial automation. This article will first briefly introduce the basicconcept, characteristics, and application areas of the STM32 microcontroller. Then, from the perspective of hardware design, it will elaborate in detail on the principles and practices of the core circuit design, peripheral circuit design, and power circuit design of the STM32 microcontroller. Through the study of this article, readers will be able to gain a deeper understanding of the internal architecture and working principle of the STM32 microcontroller, master the key points and skills of its hardware circuit design, and provide strong theoretical support and practical guidance for the selection, design, and development of STM32 microcontrollers in practical applications.二、STM32单片机基础原理Basic Principles of STM32 MicrocontrollerSTM32单片机,作为STMicroelectronics(意法半导体)公司推出的一款基于ARM Cortex-M系列内核的32位Flash微控制器,自推出以来就因其高性能、低功耗、易于编程和广泛的外部设备集成而备受工程师们的青睐。
硬件电路设计献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。
时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。
刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。
在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。
像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。
别急,一切要慢慢来。
1)总体思路。
设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。
有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。
2)理解电路。
如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。
马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。
3)没有找到参考设计? 没关系。
先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。
这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。
4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb ,物料清单(BOM)表。
原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。
它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。
完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。
5)用什么工具?Prote,也就是altimuml容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。
6)to be continued......其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具,硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos,是post-command型的;而cadence的产品concept & allegro 是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的工具,会不习惯就是这个原因)。
硬件电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
(略)1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子(-)•空穴──电子跳走以后留下的坑(+)三、杂质半导体──N型、P型(前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。
•N型半导体(自由电子多)掺杂为+5价元素。
如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增长原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体(空穴多)掺杂为+3价元素。
如:硼;铝使空穴大大增长原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──+3价载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子;P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况:P区:空穴多N区:自由电子多扩散运动:多的往少的那去,并被复合掉。
留下了正、负离子。
(正、负离子不能移动)留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。
方向:N--> P大小:与材料和温度有关。
(很小,约零点几伏)漂移运动:由于内建电场的吸引,个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。
时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。
刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。
在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。
像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。
别急,一切要慢慢来。
1)总体思路。
设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。
有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。
2)理解电路。
如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。
马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。
3)没有找到参考设计? 没关系。
先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。
这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。
4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb ,物料清单(BOM)表。
原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。
它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。
完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。
5)用什么工具?Prote,也就是altimuml容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。
6)to be continued......其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具,硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos,是post-command型的;而cadence的产品concept & allegro 是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的工具,会不习惯就是这个原因)。
设计大环节都要有1)原理图设计。
2)pcb设计。
3)制作BOM表。
现在简要谈一下设计流程(步骤):1)原理图库建立。
要将一个新元件摆放在原理图上,我们必须得建立改元件的库。
库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性,并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY),周围许多短线(代表IC管脚))。
protel创建库及其简单,而且因为用的人多,许多元件都能找到现成的库,这一点对使用者极为方便。
应搞清楚ic body,ic pins,input pin,output pin, analog pin, digital pin, power pin等区别。
2)有了充足的库之后,就可以在原理图上画图了,按照datasheet和系统设计的要求,通过wire把相关元件连接起来。
在相关的地方添加line和text注释。
wire和line的区别在于,前者有电气属性,后者没有。
wire适用于连接相同网络,line适用于注释图形。
这个时候,应搞清一些基本概念,如:wire,line,bus,part,footprint,等等。
3)做完这一步,我们就可以生成netlist了,这个netlist是原理图与pcb之间的桥梁。
原理图是我们能认知的形式,电脑要将其转化为pcb,就必须将原理图转化它认识的形式netlist,然后再处理、转化为pcb。
4)得到netlist,马上画pcb?别急,先做ERC先。
ERC是电气规则检查的缩写。
它能对一些原理图基本的设计错误进行排查,如多个output 接在一起等问题。
(但是一定要仔细检查自己的原理图,不能过分依赖工具,毕竟工具并不能明白你的系统,它只是纯粹地根据一些基本规则排查。
)5)从netlist得到了pcb,一堆密密麻麻的元件,和数不清的飞线是不是让你吓了一跳?呵呵,别急还得慢慢来。
6)确定板框大小。
在keepout区(或mechanic区)画个板框,这将限制了你布线的区域。
需要根据需求好考虑板长,板宽(有时,还得考虑板厚)。
当然了,叠层也得考虑好。
(叠层的意思就是,板层有几层,怎么应用,比如板总共4层,顶层走信号,中间第一层铺电源,中间第二层铺地,底层走信号)。
7)to be continued......先解释一下(2)中的术语。
post-command,例如我们要拷贝一个object (元件),我们要先选中这个object,然后按ctrl+C,然后按ctrl+V (copy命令发生在选中object之后)。
这种操作windows和protel 都采用的这种方式。
但是concept就是另外一种方式,我们叫做pre-command。
同样我们要拷贝一个东西,先按ctrl+C,然后再选中object,再在外面单击(copy命令发生在选中object之前)。
1)确定完板框之后,就该元件布局(摆放)了,布局这步极为关键。
它往往决定了后期布线的难易。
哪些元器件该摆正面,哪些元件该摆背面,都要有所考量。
但是这些都是一个仁者见仁,智者见智的问题;从不同角度考虑摆放位置都可以不一样。
其实自己画了原理图,明白所有元件功能,自然对元件摆放有清楚的认识(如果让一个不是画原理图的人来摆放元件,其结果往往会让你大吃一惊^_^)。
对于初入门的,注意模拟元件,数字元件的隔离,以及机械位置的摆放,同时注意电源的拓扑就可以了。
2)接下来就是布线。
这与布局往往是互动的。
有经验的人往往在开始就能看出哪些地方能布线成功。
如果有些地方难以布线还需要改动布局。
对于fpga设计来说往往还要改动原理图来使布线更加顺畅。
布线和布局问题涉及的因素很多,对于高速数字部分,因为牵扯到信号完整性问题而变得复杂,但往往这些问题又是难以定量或即使定量也难以计算的。
所以,在信号频率不是很高的情况下,应以布通为第一原则。
3)OK了?别急,用DRC检查检查先。
这是一定要检查的。
DRC对于布线完成覆盖率以及规则违反的地方都会有所标注,按照这个再一一的排查,修正。
4)有些pcb还要加上敷铜(可能会导致成本增加),将出线部分做成泪滴(工厂也许会帮你加)。
最后的pcb文件转成gerber文件就可交付pcb生产了。
(有些直接给pcb也成,工厂会帮你转gerber)。
5)要装配pcb,准备bom表吧,一般能直接从原理图中导出。
但是需要注意的是,原理图中哪些部分元件该上,哪些部分元件不该上,要做到心理有数。
对于小批量或研究板而言,用excel自己管理倒也方便(大公司往往要专业软件来管理)。
而对于新手而言,第一个版本,不建议直接交给装配工厂或焊接工厂将bom的料全部焊上,这样不便于排查问题。
最好的方法就是,根据bom表自己准备好元件。
等到板来了之后,一步步上元件、调试。
6)to be continued......再谈谈调试吧。
1)拿到板第一步做什么,不要急急忙忙供电看功能,硬件调试不可能一步调试完成的。
先拿万用表看看关键网络是否有不正常,主要是看电源与地之间有否短路(尽管生产厂商已经帮你做过测试,这一步还是要自己亲自看看,有时候看起来某些步骤挺繁琐,但是可以节约你后面不少时间!),其实短路与否不光pcb有关,在生产制作的任何一个环节可能导致这个问题,IO短路一般不会造成灾难性的后果,但是电源短路就......2)电源网络没短路?那么好,那就看看电源输出是否是自己理想的值,对于初学者,调试的时候最好IC一件件芯片上,第一个要上的就是电源芯片。
3)电源网络短路了?这个比较麻烦,不过要仔细看看自己原理图是否有可能这样的情况,同时结合割线的方法一步步排查倒底是什么地方短路了,是pcb的问题(一般比较烂的pcb厂就可能出现这种情况),还是装配的问题,还是自己设计的问题。
关于检查短路还有一些技巧,这在今后登出......3)电源芯片没有输出?检查检查你的电源芯片输入是否正常吧,还需要检查的地方有使能信号,分压电阻,反馈网络......4) 电源芯片输出值不在预料范围?如果超过很离谱,比如到了10%,那么看看分压电阻先,这两个分压电阻一般要用1%的精度,这个你做到了没有,同时看看反馈网络吧,这也会影响你的输出电源的范围。
5)电源输出正常了,别高兴,如果有条件的话,拿示波器看看吧,看看电源的输出跳变是否正常。
也就是抓取开电的瞬间,看看电源从无到有的情况(至于为什么要看着个,嘿嘿......专业人士还是要看的~)6)To be continued......这一节谈谈电源。
无疑电源设计是整个电路板最重要的一环。
电源不稳定,其他啥都别谈。
我想不用balabala述说它究竟有多么重要了。
在电源设计我们用得最多的场合是,从一个稳定的“高”电压得到一个稳定的“低”电压。
这也就是经常说的DC-DC(直流-直流),而直流-直流中用得最多的电源稳压芯片有两种,一种叫LDO(低压差线性稳压器,我们后面说的线性稳压电源,也是指它),另一种叫PWM(脉宽调制开关电源,我们在本文也称它开关电源)。
我们常常听到PWM的效率高,但是LDO的响应快,这是为什么呢?别着急,先让我们看看它们的原理。
下面会涉及一些理论知识,但是依然非常浅显易懂,如果你不懂,嘿嘿,得检查一下自己的基础了。
一)线性稳压电源的工作原理如图是线性稳压电源内部结构的简单示意图。
我们的目的是从高电压Vs 得到低电压Vo。
在图中,Vo经过两个分压电阻分压得到V+,V+被送入放大器(我们把这个放大器叫做误差放大器)的正端,而放大器的负端Vref是电源内部的参考电平(这个参考电平是恒定的)。
放大器的输出Va连接到MOSFET的栅极来控制MOSFET的阻抗。
Va变大时,MOSFET的阻抗变大;Va变小时,MOSFET的阻抗变小。
MOSFET上的压降将是Vs-Vo。
现在我们来看Vo是怎么稳定的,假设Vo变小,那么V+将变小,放大器的输出Va也将变小,这将导致MOSFET的阻抗变小,这样经过同样的电流,MOSFET的压差将变小,于是将Vo上抬来抑制Vo的变小。
同理,Vo 变大,V+变大,Va变大,MOSFET的阻抗变大,经过同样的电流,MOSFET 的压差变大,于是抑制Vo变大。
二)开关电源的工作原理如上图,为了从高电压Vs得到Vo,开关电源采用了用一定占空比的方波Vg1,Vg2推动上下MOS管,Vg1和Vg2是反相的,Vg1为高,Vg2为低;上MOS管打开时,下MOS管关闭;下MOS管打开时,上MOS管关闭。