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一些做“飞卡智能车”时候的总结

写在前面:

? ? ? 我很幸运带领球队参加了11-14届全国大学生智能车比赛,经历了从飞思卡尔杯到恩智浦杯的转变。从最初的摄像头组到最后的六个组(不涉及创意组有点遗憾);从最初的省级比赛中被淘汰,一个弯道不能通过,到最后的电磁三轮,电磁直立组在西部,全国13个摄像头四轮。我在技术、领导经验甚至团队管理方面都收获了很多。 ? ? ? 在我看来,智能汽车比赛真的是一个很好的本科入门级比赛,这里有一个比较好的生态。我看过山外论坛80%的智能车制作帖子。卓青老师的微信官方账号不拉(至今经常看)。有同学的问题,卓老师的回复反复刷。还有正点原子,凡亿PCB以及逐飞科技、蓝宙电子、龙邱、泰庆、呆萌侠等淘宝电商QQ维护。所有这些都使国内智能车圈异常活跃,不大也不小。 ? ? ? 除了良好的生态,简单的汽车控制,集成了基本的C语言操作,PCB基本入门操作、车模机械结构分析、自动控制原理PID控制、多传感器简单融合等操作,也算麻雀虽小,五脏俱全。 ? ? ? 在比赛中,我还简要地与卓青先生交谈了几句话。我也要感谢组委会的努力和学院许多教师的支持和合作。使一批又一批的智能汽车人能够在实际的战斗技术中快速成长。为后续的发展奠定基础。(当然,也可以看到,许多智能汽车人已经成为被迫的技术人员,并在社会电子技术军队中脱颖而出)

一些零碎的总结:

? ? ?在实际生产过程中,很少涉及太深的理论,主要是基本操作,但很小tips还是挺多的,有时候一个不注意就要卡很久。趁着最近的整理总结,不妨发出去。(逻辑上没有顺序,看哪里写,看多少写多少,只是之前的整理。

  1. 功率放大器不使贴片元件在于输出功率问题,贴片元件的功率一般较小;
  2. 20mil线宽–>1A电流,0.5mm过孔–>1A电流
  3. 常见规格的丝印搭配 5/24 , 5/30, 6/45
  4. 原理图绘制,格点修改为5mil, view->grid;
  5. 在原理图检查选项中,将悬浮网络、单端网络修改为致命错误,然后编译;
  6. PCB板框的选择先选择任何一线段,然后按下TAB,则和他相关联的线段都会选中;
  7. 不要在焊盘上打孔,容易漏锡立碑;
  8. 涂铜后进行割铜操作,防止天线效应;
  9. Shift H 关闭左上角的信息栏;
  10. 画板时,将丝印改为10/2 mil,然后移动到设备中间进行操作;
  11. 敷铜可直接选用实心铜,注意间距设置GND通过规则设置回路应加粗;
  12. 过孔最好统一盖油,选择Solder Mask Tenting;
  13. 钻板厂能力:0.3mm,即 12/24mil, 选择过孔大小 x x x --> 2 x 2x 2x ± \plusmn ± 2 2 2mil, 举个例子: 12 -->12*2 ± \plusmn ± 2 即可选12/24 mil;
  14. 在工具栏中找到快点冲突custom ->快捷键排序,找到相应的快捷点,然后取消固有的快捷键;
  15. 风机孔的优点:1)缩短回流路径;2)冲孔占位;
  16. 走线的时候要求回路,即包裹面积尽量小,这样对外吸收的辐射小;
  17. 一般情况下,阻抗要求 100 Ω \Omega Ω,USB差分线为 90 Ω \Omega Ω
  18. 缝合地过孔,减少回流路径,用地过孔包裹天线部分;(晶振)
  19. 调整丝印时,只需打开丝印层、阻焊层、板框层即可;
  20. 丝印到丝印 2-4mil 即可;
  21. 在规则中,阻焊外扩2.5mil。 反焊盘8-10mil可以,反焊盘太大,过孔密集时容易有孤岛;
  22. 阻焊在规则中进行 4-6mil,天线 小于 2mil;
  23. 在设计中,布线长度应尽可能短,以减少布线过长造成的干扰,特别是一些重要的信号线,如时钟线,必须将振荡器放置在靠近设备的地方;
  24. 为减少线间串扰,应保证线间距足够大。当线中心距离不少于3W当倍线宽时,70%的电场可以保持不相互干扰,成为3W规则。如果98%的电场不相互干扰,可以使用10W的间距。
  25. 电解电容器过滤低频信号,独石电容器,瓷片电容器过滤高频信号;
  26. PCB同一网络的布线宽度应保持一致。线宽的变化会导致线路特征阻抗不均匀。当传输速度较高时,会产生反射。设计时应尽量避免这种情况;
  27. TPS7350 小压差,最大电流500ma, KEA单片机,5V*15ma;
  28. L298N 内含2个H桥,最高驱动电压为46V,总驱动电流为4A,每个H桥2A;
  29. MC33886 驱动电压40V,驱动上限频率10Khz, 内部集成输出保护可实时监测欠压、过温、短路等故障,最大驱动电流5A;
  30. BTN8982 导通内阻 10 m Ω 10m\Omega 10mΩ;在25°下,上管内阻(5).3m Ω \Omega Ω)与下管内阻(4.7m Ω \Omega Ω)之和;限流77A,每个BTN驱动芯片内部集成一个上管(P沟道MOSFET)和下管(N沟道MOSFET);
  31. 功率开关器件MOSFET,开关速度可达KHz至MHz:
  32. 由于电机驱动工作时电流较大,会在电机启动或突然加速时出现电池电压被拉低的现象,因此为了尽量降低电池电压的波动,需要设置低频滤波电容,主要用于能量缓冲;
  33. register变量的注意事项:1)必须是能被CPU寄存器接受的类型;2)register变量可能不存放在内存中,所以不能用取地址符(&);3)只有局部变量和形参可以作为register变量,全局变量不行;4)静态变量不能定义为register;
  34. 电机在高频开关状态下的电磁干扰以及寄生电感产生高压,电弧现象—> 续流二极管;
  35. 与前驱相比,后驱结构使车模转向能力更强,更有利于高速过弯。当然,后驱结构较前驱更容易出现车轮打滑的情况;
  36. SD卡遵循SPI协议,要求时钟频率为100KHz~400KHz;SD卡本身为NAND FLASH芯片+ 控制芯片;SD卡的速度等级由Class标注,10为最快;SD卡共9pin,其中3根电源线,1根时钟线,1根命令线,4根数据线;SD的时序是以CLK的上升沿有效;SD卡初始化识别阶段,时钟频率400KHz, 数据传输过程25MHz (高速模式下50MHz)。Stm32系列支持SDSC<2G , 2G<SDHC<32G,对于SDXC>32G 不支持;
  37. 阻焊层开窗的方法是切换到Top Solder或者Bottom Solder层,画线或者填充。尽量不要在元件底部去掉组焊层,否则被元件压住的部分无法上锡;
  38. PCB完成后,一定记得DRC检查;
  39. 根据智能车Logo的规则要求,可以在铜层放置完Logo后,在阻焊层开窗画一个矩形,让铜层字符露出来;
  40. 板厚默认1.6mm;
  41. 对于线性电源,调整管工作在放大区(三极管)或者可变电阻区(场效应管);而对于开关管,调整管工作在导通和截止两种工作状态;
  42. 电容的容抗 X c = 1 / 2 π f c X_{c}=1/2\pi fc Xc​=1/2πfc,电容两端的电压不能突变;利用电容的容抗特性,如果把它串联到电路中,就可以使高频信号通过过一些,低频信号通过少一点;反之,如果把他并联在电路中,则高频信号被削弱的多一些,低频信号被削弱的少一些;
  43. 大端模式:字数据的高字节存储在低地址中,而字的低字节存储在高地址中;小端模式反之;C51采用的是大端对齐;
  44. 头文件的内容没有绝对的要求,其本身不参与编译;
  45. 基于Cortex系列芯片采用的内核都是相同的,区别主要为核外的片上外设的差异,这些差异却导致软件在同内核,不同外设的芯片上移植困难。为了解决不同芯片厂商生产的Cortex微控制器软件的兼容性问题,ARM与芯片厂商建立了CMSIS(Cortex Microcontroller Software Interface Stardard )标准。
  46. STM32有三种启动方式,通过改变启动方式,STM32存储空间的起始地址会对齐到不同的内存空间上,一般情况下boot0必须连接到GND上;
  47. 位带操作:将寄存器中相应位映射成一个32位的地址,这样可以单独对某一位进行操作。
  48. π \pi π型滤波器包括两个电容器和一个电感器,它的输入和输出都呈低阻抗。因为器件排布情况而得名。 π \pi π型电路因为元件多,所以其插入损耗特性比RC型及LC型更好。但是在开关电路中,可能会出现“振铃”现象,所以用时请注意。 π \pi π型滤波有RC和LC两种,在输出电流不大的情况下用RC,R的取值不要太大,一般几欧姆到几十欧姆,其优点是成本低,其缺点是电阻要消耗一些能量,效果不如LC电路。滤波电容取大一点效果也不错;而LC电路中有一个电感,根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小,其缺点是电感体积大,笨重,价格高,现在一般的电子线路的电源都是RC滤波。
  49. 去耦电容一般是接在正负电源之间,滤波作用;在对电源布线是,优先让电源导线经过去耦电容,可以1)本集成电路的蓄能电容;2)高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值为0.1 μ F \mu F μF,这个电容的分布电感的典型值为5 μ H \mu H μH。即:0.1 μ F \mu F μF的去耦电容有5 μ H \mu H μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对于40Mhz以上的噪声几乎不起作用。1 μ F \mu F μF,10 μ F \mu F μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一点。
  50. 旁路电容:铝解电容和钽电容比较适合作旁路电容,一般为10~470 μ F \mu F μF
  51. 功率放大器的主要指标:输出功率 P 0 P_{0} P0​,放大器效率 η \eta η,总谐波失真THD,电源抑制比PSRR。THD:信号源输入时,输出信号(谐波及其倍频成分)比输入信号多出的额外谐波成分,通常用百分比表示。PSRR:PSRR值越大,音频放大器的音质就越好。
  52. OpenMV–Arm cortex M7内核,216MHz, 512K RAM 。可以完成 侦差分算法, 标记跟踪,颜色追踪,人脸识别,眼动跟踪,光流,二维码检测,矩阵码检测,条形码,标记跟踪,直线检测,模板匹配,图像捕捉,视频录制等功能。
  53. 有源晶振需要外接供电,无源晶振只接2个晶振引脚就可以了
  54. 空心杯电机,无铁芯,效率高,重量轻,响应快,机械常数小于28ms。
  55. 半导体三极管是通过基极电流控制集电极电流,属于电流型控制器件;场效应管是通过栅源之间的电压或电场控制漏极电流的器件,是电压控制器件,因而称为场效应管;从结构上,可以把场效应管分为结型(JFET)和绝缘栅(MOSFET,简称MOS);
  56. .crf交叉引用文件,主要包含了浏览信息,实现函数的跳转
  57. RTOS实时操作系统,硬实时–>规定时间内必须完成;软实时–>处理过程中超时的后果不严格。
  58. 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体;将半导体变成本征半导体的原因是使材料导电可控;

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