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嵌入式硬件设计需要考虑的一些问题总结

1.MCU的选择

选择 MCU 时要考虑 MCU 能够完成的功能,MCU 价格、功耗、供电电压、I/O 口电平、管脚数量、 MCU 包装等因素。MCU 其电气性能参数可以找到功耗。供电电压有 5V、3.3V 以及 1.8V 超低电压供电模式。合理分配 MCU 的I/O资源,在 MCU 选型时可绘制引脚分配表,供以后设计使用。

2.电源

(1)考虑系统对电源的需求,如系统需要多种电源,如24V、12V、5V或者3.3V等等,估计需要多少功率或最大电流(mA)。在计算电源总功率时,应考虑一定的余量,按公式电源总功率=2×计算器件总功率。

(2)考虑芯片和设备对电源波动的要求。一般允许电源波动范围在 ±5% 以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求 ±1% 以内。

(3)考虑工作电源是使用电源模块还是外部电源。

3.普通I/O口

(1)上下拉电阻:考虑内外上下拉电阻,内上下拉电阻一般在 700Ω 左右,低功耗模式不宜使用。根据需要可选择外部上下拉电阻。 10KΩ~1MΩ 之间。

(2)开关量输入:确保高低电压清晰。理想情况下,高电平为电源电压,低电平为地面电平。如果外部电路不能正确区分高低电平,但高低压差仍较大,则可考虑使用 A/D 采集方法的设计和处理。对于分压方法中的采样点,应考虑分压电阻的选择,使通过采样端口的电流不小于采样的最小输入电流,否则采样。

(3)开关量输出:基本原理是保证输出高电平接近电源电压,低电平接近地电平。I/O 口腔的吸收电流一般大于释放电流。嵌入式物联网更多信息加企鹅意义气呜呜,长时间零就容易了功率元件控制最好采用低电平控制。一般情况下,如果负载要求小于10,mA,芯片引脚可直接控制;电流在 10~100mA 三极管可用于控制 100mA~1A 时用 IC 控制;更大的电流适用于继电器控制,建议使用光电隔离芯片。

4.A/D电路与D/A电路

(1)A/D电路:明确前端采样的基本原理,对电阻、电流和电压传感器采用不同的采集电路。如果收集到的信号较弱,请考虑如何扩大信号。

(2)D/A电路:考虑 MCU 什么样的输出电路出电路控制?

5.控制电路

外部控制电路应注意设计的冗余和反测,并采取适当的信号隔离措施。在评估设计布板时,必须在构件的输入输出端引出检测孔,以便在检查错误时进行测量。

6. 考虑低功耗

低功耗设计不仅是为了节约电力,而且是为了降低电源模块和散热系统的成本。电流的降低也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低,设备寿命相应延长,低功耗一般需要注意以下几点:

(1)并不是所有的总线信号都要上拉。上下拉电阻也有功耗问题需要考虑。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。所以需要考虑上下拉电阻对系统总功耗的影响。

(2)不用的I/O不要悬挂嘴。如果悬挂,受外界干扰,可能会成为反复振荡的输入信号,MOS设备的功耗基本上取决于门电路的翻转次数。

(3)还需要考虑一些外围小芯片的功耗。很难确定内部不太复杂的芯片功耗,主要由引脚上的电流决定。例如,当一些芯片引脚没有负载时,功耗不到1毫安,但在负载增加后,功耗可能非常大。

考虑低成本

(1)正确选择电阻值和电容值。例如,可以使用4个上拉电阻.5K-5.3K你认为选择整数5的电阻K,事实上,市场上没有5K最接近的阻值是4.99K(精度1%).1K(精度5%)成本分别比精度20%的4%高.7K高4倍和2倍。精度为20%的电阻值仅为1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8类(包括10整数倍);类似地,20%精度的电容器只有上述值。如果选择其他值,则必须使用更高的精度,成本将增加几倍,但不能带来任何好处。

(2)指示灯的选择。面板上的指示灯选择什么颜色?有些人根据颜色选择蓝色,比如他们喜欢蓝色。但其他红、绿、黄、橙等颜色无论大小(5mm以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的,技术成熟度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。 (注: 这是几年前的看法.)

(3)不要选择最好的。在高速系统中,并不是每个部分都在高速状态下工作,每次设备速度提高一个水平,价格几乎翻了一番,但也对信号完整性产生了巨大的负面影响.

标签: 外接5k电阻到5v

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