嵌入式系统的硬件电路该如何设想

访客2023-11-27 14:17:1713

  1、MCU的优先选择

  优先选择MCU时要考量MCU所可以完成的功用、MCU的价格、耗电、供电控造系统电流、I/O口阻抗、脚位数量和MCU的封拆等因素。MCU的耗电能够从其电器性能参数中查到。供电控造系统电流有5V、3.3V和1.8V超低电流供电控造系统贸易形式。为了能合理从头分配MCU的I/O资本,在MCU选型时可绘出一张插口从头分配表,供以后的构造设想接纳。

  2、掌控器

  (1)考量收集控造系统掌控器的市场需求,好比控造系统必要三种掌控器,如24V、12V、5V或是3.3V等,预算各必要几输入功率或更大阻抗(mA)。在排序掌控器总输入功率时要考量很大的不变度,可按式子“掌控器总输入功率=2×电子元件总输入功率”来排序。

  (2)考量晶片与电子元件对掌控器市场颠簸率的市场需求。凡是容许掌控器市场颠簸振幅在±5%以上。对A/D切换晶片的参照电畅通常明白要求±1%以上。

  (3)考量工做掌控器是接纳掌控器模块仍是接纳外接掌控器。

  2、掌控器

  (1)考量收集控造系统掌控器的市场需求,好比控造系统必要三种掌控器,如24V、12V、5V或是3.3V等,预算各必要几输入功率或更大阻抗(mA)。在排序掌控器总输入功率时要考量很大的不变度,可按式子“掌控器总输入功率=2×电子元件总输入功率”来排序。

  (2)考量晶片与电子元件对掌控器市场颠簸率的市场需求。凡是容许掌控器市场颠簸振幅在±5%以上。对A/D切换晶片的参照电畅通常明白要求±1%以上。

  (3)考量工做掌控器是接纳掌控器模块仍是接纳外接掌控器。

  3、通俗I/O口

  (1)上拉、下拉阻抗:考量用外部或是外部上/下拉阻抗,外部上/下拉电阻值凡是在700Ω摆布,低耗电贸易形式不宜接纳。外部上/下拉阻抗按照必要可选10KΩ~1MΩ之间。

  (2)控造度量输入:很大体确保多寡电流清楚。抱负情况下高阻抗就是掌控器电流,高阻抗就是地的阻抗。假设外部电阻无法那三类高高阻抗,但多寡仍有较大冷却系统,可考量用A/D搜集的形式构造设想处置。比照热容形式中的取样点,要考量比热容阻抗的优先选择,而因点通过取样端口的阻抗不大于取样最小输入阻抗,不然无法停止取样。

  (3)控造度量输入:根本原则是确保输入高阻抗吻合掌控器电流,高阻抗吻合地阻抗。I/O口的吸纳阻抗凡是大于放出阻抗。对小输入功率元电子元件掌控更好是接纳高阻抗掌控的形式。凡是情况下,若阻抗明白要求大于10mA,则需用晶片插口间接掌控;阻抗在10~100mA时需用三极管掌控,在100mA~1A顶用IC掌控;更大的阻抗则合适用继电器掌控,同时建议接纳光电隔断晶片。

  4、A/D电阻与D/A电阻

  (1)A/D电阻:要清晰前端取样根本原理,对阻抗型、阻抗型和电流型传感器接纳差别的搜集电阻。假设搜集的讯号微弱,还要考量若何停止讯号放大。

  (2)D/A电阻:考量MCU的插口通过何种输入电阻掌控现实对象。

  5、掌控电阻

  对外掌控电阻要留意构造设想的输入输出与反测,要有适宜的讯号隔断办法等。在评估构造设想的布板时,很大体在构件的输入输入端引出检测孔,以便利排查错误时丈量。

  6、考量低耗电

  低耗电构造设想其实不仅仅是为了耗电,更多的益处在于削减了掌控器模块及散热控造系统的成本。因为阻抗的减小也削减了电磁辐射和回波的障碍。跟着设备温度的削减,电子元件寿命则响应耽误,要做到低耗电凡是必要留意以下几点:

  (1)并非所有的是总线讯号都要上拉。每边拉阻抗也有耗电问题必要考量。每边拉阻抗拉一个单纯的输入讯号,阻抗也就几十mA以下。但拉一个被驱动了的讯号,其阻抗将达TNUMBERmAh级。所以必要考量每边拉阻抗对控造系统总耗电的影响。

  (2)不消的I/O口不要断掉,假设断掉的话,受外界的一点点障碍就可能成为频频振荡的输入讯号,而MOS电子元件的耗电根本取决于门电阻的翻转次数。

  (3)对一些外围小晶片的耗电也必要考量。对外部不太复杂的晶片耗电是很难确定的,它次要由插口上的阻抗确定。好比有的是晶片插口在没有阻抗时,耗电大要不到1TNUMBERmAh,但阻抗增大以后,可能耗电很大。

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