一、原理图设计
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(1) LDO(低压差线性稳压器):降压,输入输出电压差较小,外接元器件较少,一般外围只有旁路电容,成本较低;常见的LDO有AMS1117系列、REF3012等 DC-DC(直流转直流):降压、升压、反相,外围一般要求电感、二极管、电容等器件; 直流电源电路:
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3) 一般还会考虑所带负载要求及散热、封装等要求。
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具体参数的选择参考该微处理器数据手册。
串口、定时器、I2C、SPI、A/D、D/A等都需要时钟才能够正常运行。 设计时钟时应注意问题:
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(3) 微处理器一般有复位引脚对系统进行复位,常用的有简单的按键进行复位和芯片(看门狗)复位电路。
1) 简单复位电路是通过对微处理器复位引脚置高电平或低电平来实现复位。
1) 由于微处理器工作时受到电磁干扰影响,可能会出现程序跑飞,陷入死循环现象,手动复位虽然也能够重启系统使之正常运行,但是每次出现问题都需要手动重启比较麻烦,用看门狗电路则比较合适当出现问题时能够自动重启系统。常用看门狗有微处理器内部看门狗和外部看门狗。 看门狗实现原理:系统开始运行时对看门狗进行“喂狗”操作,即按一定的时间间隔给看门狗的复位引脚输出高电平或低电平脉冲,以保证正常运行。当程序跑飞后系统复位引脚就没有看门狗所需要的脉冲,于是就产生一个复位信号输出给微处理,重启系统。
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(4) JTAG接口一般为仿真器与目标板进行连接的接口,主要进行仿真、调试及程序烧写的功能。 JTAG接口设计一般比较固定,按照数据手册上要求即可。 以上四部分基本为最小系统,同时还需要在微处理器和芯片的电源和地的引脚加去耦电容(消除谐波,使电源平稳),为了让电源模块正常运行时能够正确显示,一般在每种电源处接发光LED,方便电源模块的正确显示。 值得注意的是电阻的选取,发光LED的导通电流一般为2-10Ma, 而二极管导通时的电压为1.7V,设所选择的电阻阻值为Rx,则通过的电流为Ix=(5-1.7)/Rx,让Ix的值在发光LED的导通电流范围内即可。
2、 存储器分为内部存储器和外部存储器,内部存储器包括微处理器内部的RAM、ROM、FLASH(TMS320C6000内部无FLASH,而TMS320F2812则有FLASH),外部存储器是挂载在微处理器外部的存储器,包括SDRAM、FLASH(NANDFLASH和NORFLASH)、E2PROM等。 RAM和SDRAM是易失性存储器,重新上电后就容易将其中的数据丢失; FLASH、ROM、E2PROM是非易失性存储器,重新上电后数据会一直保留,除非用程序命令擦除,否则将一直保存。 外部存储器电路设计一般较固定,但在微处理器和存储器地址连接时应当注意地址偏移的问题。 E2PROM与FLASH及SDRAM连接不同,通过I2C总线进行数据和地址的通信。 为了更好的理解外存内存及RAM和ROM之间的关系,对TMS320C6713的启动过程分析:
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(1) A/D一般是对输入模拟信号采样、保持、量化、编码,得到数字量,D/A则是将数字量转化为模拟量输出。
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3) A/D设计时值得注意的是A/D位数越多,采样精度就准确,但并非位数越多越好,位数增加,则完成一次A/D转换的时间也就越多,芯片支持的采样频率也就相对降低,同时位数越高,成本也会提高。因此选择适当的位数,只要能够满足要求即可。
1) I2C通过两根线SCL和SDA进行通信,SCL为时钟线,而SDA为数据线。
2) SPI总线三根传输线为MOSI、MISO、SCK。
1) UART为微处理器与主机之间进行通信的接口,对于微处理器来说,3V左右为高,0V左右为低,而对于主机,高电平为-15v—3v,低电平为15v-3v(负电平表示),因此两种电平无法兼容,需要对进行转化。常见的UART口有RS-485和RS-232:
2) CAN总线常用于工业控制方面,可靠性比较高,可实现CAN设备之间的通信。如果微控制器内部集成CAN控制模块,只须接外部驱动电路即可:
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(7) 判断方法:令负反馈放大电路的输出电压uO为零,若反馈量也随之为零,则说明引入了电压负反馈;若反馈量依然存在,则说明电路中引入了电流负反馈。
(8) 判断方法:反馈信号与输入信号同一节点输入,则为并联反馈;反馈信号与输入信号不同节点输入,则为串联反馈。
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