嵌入式硬件电路设计时需要注意的几点

1、MCU的选择

 根据系统的功能要求,分解为MCU需要具有的外设比如几路串口等资源来选择MCU,另外也需考虑MCU的价格、功耗、供电电压、I/O电平、管脚数目、封装等信息,为了合理的分配其硬件资源,建议使用STM32CubeMX软件。

2、电源

(1)考虑系统对电源的需求,比如需要几种电源,并估计各个需要电压的功率或最大电流,另外还需要给系统的电源留有一定的余量,一般电源总功率 = 2 * 器件总功率。

(2)考虑芯片对电源波动性的需求,一般允许电源波动幅度在正负5%以内,ADC器件的参考电压一般要求在正负1%以内。

3、普通I/O口

(1)上拉、下拉电阻:考虑使用内部或外部上/下拉电阻,内部上/下拉电阻一般在700欧姆左右,低功耗不宜使用内部上下拉。外部上下拉可根据需求再10k到1M欧姆之间选择。

(2)开关量输入:一定要高低电平分明。

(3)开关量输出:若负载要求小于10mA,可直接用芯片引脚控制;若负载电流要求在10-100mA之间,可考虑用三极管驱动;若在100mA - 1A之间用IC控制,更大的电路可用继电器控制,同时建议使用光耦隔离器件。

4、ADC和DAC电路

(1)ADC电路:需要清楚前端采样原理,对电阻型、电流型和电压型传感器采用不同的采集电路。

5、考虑低功耗

低功耗设计不仅仅是省电,更多的是降低电源模块及散热系统的成本。电流的减少也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。设备温度降低,器件寿命也会相应延长,一些不用的I/O口不用悬空,可设定为浮空输入状态。

6、考虑低成本

(1)正确选择电阻和电容。市场上常用的4.99K(精度1%)、5.1K(精度5%),其成本分别是4.7K(精度20%)的4倍和2倍。

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