蓝牙5.0 BLE芯片模块KT1025A硬件说明和设计注意事项

蓝牙5.0 BLE芯片模块KT1025A硬件说明和设计注意事项
蓝牙5.0 BLE芯片模块KT1025A硬件说明和设计注意事项

KT1025X硬件说明和设计注意事项

1、首先请以提供的测试DEMO为准“BT201”模块,如果单独使用芯片,没测试过dem直接LAYOUT,此时经验不是很丰富,极有可能出现底噪。所以首先对比好厂商的测试板

注意:蓝牙音频类的产品,出现底噪或者杂音是很常见的,layout的时候请不要很随意,基础知识不牢固的,网上多学习,不要想当然的随便,结果出来杂音就是自然而然的事情

2、天线和一些元器件的封装,请直接参考DEMO模块的PCB文件,资料库里面有

3、还需要注意电源供电:

(1)、BT201测试板其实也是有底噪的,只是非常小,人耳基本很难听出来而已

(2)、可以使用手机充电器供电试试,不会有大的底噪

(3)、最好用电池供电,因为电池是觉得对的直流,所以非常干净

(4)、台式电脑的USB输出就有可能产生纹波比较大,会产生底噪

(5)、板子中如果有DCDC,则也容易产生底噪,最优的供电是采用7805之类的LDO

4、如果板子有底噪,该怎么排查?

(1)、首先板子的供电,选一个干净的,最好电池供电,断开前级一切电源电路

(2)、然后接出芯片的耳机输出,用耳机听听,是否有底噪,如果没有就查后级功放电路

(3)、如果播放U盘无底噪,而播放蓝牙有底噪,这个不能说明什么问题。

本身蓝牙属于高频射频,对外就会辐射能量,底噪只能尽可能的小,不可能没有。但是好的设计,你听起来是感受不到底噪的,除非仪器去测量。

5、蓝牙底噪的改善方法:

(1)、蓝牙天线和蓝牙模块尽量远离模拟电路

(2)、芯片的模拟地一定要接到电源地的输入端

(3)、检查芯片周围的接芯片脚的电容有没有问题,是否短路,或者虚焊

(4)、蓝牙部分的GND要多放过孔。

6、晶振的选型和指标要求?

由于蓝牙对频偏要求比较高,所以晶振的品质对蓝牙的性能至关重要,选型过程中

必须保证晶振的一致性和稳定性。晶振的频率偏差必须≤±10ppm,负载CL推荐12pF。

备注:晶振对地电容C102=C103?=2*CL‐(4pF~6pF),其中CL为晶振负载电容。

(1)、体积无要求的,推荐我DEMO上面的晶振,成本低,性能好

(2)、体积要求小的,推荐24M-3225的,成本稍高,性能好

建议直接用原厂配套的晶体,相信比外面随意采购的要优惠和质量保障

7、PCB Layout注意事项

1)LDO_IN的输入电压不要超过+5.5V。

2)芯片必须严格区分数字GND和模拟AGND。(请参照上图区分GND和AGND)1)PCB走线时数字地GND模拟地AGND必须分开走线,最后在电池入口处短接。若方

案中有功放前置地,请将AGND接于功放前置地

2)主控芯片上所有退耦电容都必须尽量靠近芯片管脚放置,退耦电容地的回路尽量短。

3)优先考虑蓝牙天线的摆放位置,RF天线必须靠近板边(某些结构可能做不到,但必

须找一空旷的区域)。蓝牙天线匹配电路必须靠近RF引脚放置,天线走线尽量短。

蓝牙天线的铺地,以发给天线封装里面外框黄线为基准,天线左右两边空间允许的情况下,尽量宽点。参照下图:

4)FM天线匹配网络尽量靠近芯片引脚放置,天线走线要远离干扰源(如LCD/LED屏数

据线)。

5)24M晶振必须靠近芯片的时钟管脚(BTOSCO和BTOSCI)放置。24M晶振走线必须

做立体包地,远离干扰源,走线时不要与其他数据线并行走线。

6)DACL、DACR、AUXL、AUXR、MIC等音频信号走线时,注意远离数字信号(LCD/LED

信号,USB,SD等)

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)

二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略) 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子(-) ?空穴──电子跳走以后留下的坑(+) 三、杂质半导体──N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体(自由电子多) 掺杂为+5价元素。如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增加原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+3价元素。如:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──+3价 载流子组成:

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子; P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况: P区:空穴多 N区:自由电子多 扩散运动: 多的往少的那去,并被复合掉。留下了正、负离子。 (正、负离子不能移动) 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。 方向:N--> P 大小:与材料和温度有关。(很小,约零点几伏)

搬运单元模块设计

河北科技大学 学生个性化教育实训报告 题目:搬运单元模块设计 学生姓名: 指导教师: 日期:2016年1月15日

目录 1 第一章模块化生产系统的简介 (1) 1.1 第1节系统的特点和作用 (1) 1.2 第2节系统的组成 (2) 1.3 第3节MPS的发展 (6) 2 第二章物流过程 (7) 3 第三章MPS单元的结构与控制 (8) 3.1 第1节搬运单元简介 (8) 3.2 第2节搬运单元的机械结构 (9) 3.3 第3节搬运单元的气动控制 (10) 3.4 第4节制定I/O表 (11) 4 第四章材料的选型 (23) 4.1 第1节气缸的选择 (23) 4.2 第2节传感器的选择 (25) 4.3 第3节电磁阀的选用 (26) 5第5章参考文献 (27)

第一章模块化生产系统的简介 第1节系统的特点和作用 模块化生产培训系统:Modular Production Training System,简称MPS。模块化生产培训系统是应用于机电一体化、自动化等相关专业的专业技术职业培训和继续教育的模块化教学培训系统模块化生产培训系统可以从基础部分的简单功能及加工顺序,逐步扩展到复杂的集成控制系统。模块化生产培训系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。各个功能站分别为:上料站、检测站、上料检测站、搬运站、加工检测站安装站、操作手站、传送单元、搬运分拣站和分类存储站。 该实验装置的一大显著特点是:它具有综合性、模块化以及易扩充等特点。它针对学员不同的技术基础进行培训,具有良好的适用性。具有较好的柔性,即每站各有一套PLC控制系统独立控制将各个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本本单元模块培训完成以后,又可以将相邻的两站三站……直至八站连在一起学习复杂系统的控制编程装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC(可编程控制器)传感器等多种技术,给学员提供了一个典型的综合科技环境,使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训,是培养机电一体化人才的理想设备。系统的实体图如图1-1所示 图1-1

硬件电路设计过程经验分享

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb,物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel,也就是altimuml容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。 6)to be continued......

硬件单元模块设计

硬件单元模块设计 正负24V电源为电流变送器供电,正3..3V为MSP430单片机供电,5V为其他器件供电。 该电源主要通过整流、滤波和稳压三部分构成,部分功能如下: 桥式整流电路: 图3.1.1(a)整流电路 电容滤波电路的特点: (1)电流的有效值和平均值的关系与波形有关,在平均值相同的情况下,波形越尖,有效值越大。在纯电阻负载时,变压器副边的有效值I2=1.11I L,而有电容滤波时I2=(1.5~2)I L。 (2)负载平均电压V L升高,纹波(交流成分)减小,且R L C越大,电容放电速率越慢,则负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高。为了得到平滑的负载电压,一般取R L*C≥(3~5)T/2(式中T为电源交流电压的周期)。 (3)负载直流电压随负载电流增加而减小。V L随I L的变化关系称为输出特性或外特性。 电容滤波电路简单,负载直流电压V L较高,纹波也较小,它的缺点是输出特性较差,适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。 一、方案比较、设计与论证 1.1正弦信号发生器的设计方案论证与选择

1.2二线式电流变送器的设计方案论证与选择: 方案一:采用专门集成电流变送器芯片XTR115如图(1),它属于二线制电流变送器,内部的2.5V基准电压可作为传感器的激励源,它能将输入电压转换成4~20mA的电流信号,其输出电压精度为±0.05%,电压温度系数仅为20×10-6/℃,可给外部电路(例如前置放大器)单独供电,从而简化了外部电源的设计.精度高,非线性误差小。转换精度可达±0.05%,非线性误差仅为±0.003%。 图(1) 方案2 采用lm358搭建电流的发送和接收部分的电路,lm358静态偏置电流小,且为单电源供电,即使在没有负电源情况下, 输入端仍能够接受0V输入并能正常工作。相比方案一成本比上减少10倍以上.,更适合实际应用。同时题目明确要求不 能采用专用变送器或电流转换器芯片,所以我们选择方案二。 电流放送

机械手搬运单元控制课程设计说明书

信息与电气工程学院 课程设计说明书(2011/2012学年第一学期) 课程名称:可编程控制器应用 题目:机械手搬运单元控制 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计周数:两周 设计成绩: 2011 年12月23日

目录 一.前言 (2) 二.实验目的 (2) 三.系统设计 (2) 1.控制要求 (2) 2.硬件选择 (3) 3.输入输出点的地址分配 (4) 4.程序设计 (4) 4.1程序流程图 (4) 4.2内存变量分配表 (4) 4.3控制程序 (5) 5.与下位机的通讯连接 (7) 5.1监控组态界面 (7) 5.2监控组态程序清单 (7) 四.总结 (12) 五.参考文献 (13)

机电一体化技术是近十几年来国际上发展最快的高新技术,已渗透到国民经济的各个领域。采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势:对于一般机械而言,可使机械结构简化且控制更为灵活、细致;对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言,较之采用继电器接触控制更为可靠、方便,增加了柔性。微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用,采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、便捷和安全的优点相互结合,使得电子气动技术应运而生。电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分,由于它在工业机器人中的成功应用,使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。 基于PLC控制气动移置机械手系统正是由此出发点而研制开发的,可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验,应用其具有可编程、二次设计、调试等功能特点,可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力,满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。 二.实验目的 利用S7-200系列PLC的各种基本指令进行编写程序,并能熟练掌握PLC编程软件的编程方法和程序调试方法;学会并使用下位机编写程序实现机械手的自动和手动控制,并能利用上位机进行通讯连接实现实时监控。 三.系统设计 1.控制要求 当工件被送到机械手下方后,机械手将向下运动,然后锁紧夹爪;当工件被夹住后,机械手上升,到达上端后,手臂向右旋转180°。当到达右侧后夹爪向下并释放工件,然后上升,最后机械手臂向左摆动、复位,并发出信号,将控制权交给下一单元。 技术要求: 1. 机械夹爪上下运动 2. 机械夹爪锁紧后将有信号产生 3.机械手臂左右摆动(180°) 4. 只有当机械手臂下降到低端时才能作开合动作 5.完成动作后,发出信号给下一单元 2.硬件选择

硬件电路设计具体详解

2系统方案设计 2.1 数字示波器的工作原理 图2.1 数字示波器显示原理 数字示波器的工作原理可以用图2.1 来描述,当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器,首先通过的是示波器的信号调理模块,由于后续的A/D模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围,所以,示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理,通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度,然后才进入A/D转换器。在这一阶段,微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。 在A/D采样模块阶段,信号实时在离散点采样,采样位置的信号电压转换为数字值,而这些数字值成为采样点。该处理过程称为信号数字化。A/D采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。该速率被称为采样速率,表示为样值每秒(S/s)。A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据,传送给捕获存储区。 因为处理器的速度跟不上高速A/D模数转换器的转换速度,所以在两者之间需要添加一个高速缓存,明显,这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。来自ADC的采样点存储在捕获存储区,叫做波形点。几个采样点可以组成一个波形点,波形点共同组成一条波形记录,创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。捕获存储区内部还应包括一个触发系统,触发系统决定记录的起始和终止点。 被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理,微处理器处理信号,包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息,然后调整显示运行。最后,信号通过显示器的显存显示在屏幕上。 2.2 数字示波器的重要技术指标 (1)频带宽度 当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时,屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差,称为示波器的频带宽度,单位为MHz或GHz。

硬件原理图设计规范

上海XXXX电子电器有限公司 原理图设计及评审规范拟制: 审查: 核准:

一.原理图格式: 原理图设计格式基本要求 : 清晰,准确,规范,易读.具体要求如下: 1.1 各功能块布局要合理,整份原理图需布局均衡.避免有些地方很 挤,而有些地方又很松,同 PCB 设计同等道理 . 1.2 尽量将各功能部分模块化(如步进电机驱动、直流电机驱动,PG 电机驱动,开关电源等), 以便于同类机型资源共享 , 各功能模块界线需清晰 . 1.3 接插口(如电源输入,输出负载接口,采样接口等)尽量分布在图 纸的四周围 , 示意出实际接口外形及每一接脚的功能 . 1.4 可调元件(如电位器 ), 切换开关等对应的功能需标识清楚。1.5 每一部件(如 TUNER,IC 等)电源的去耦电阻 / 电容需置于对应 脚的就近处 . 1.6 滤波器件(如高 / 低频滤波电容 , 电感)需置于作用部位的就 近处 . 1.7 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能 . 1.8 CPU 为整机的控制中心,接口线最多 . 故 CPU 周边需留多一些 空间进行布线及相关标注 , 而不致于显得过分拥挤 . 1.9 CPU 的设置二极管需于旁边做一表格进行对应设置的说明 . 1.10 重要器件(如接插座 ,IC, TUNER 等)外框用粗体线(统一 0.5mm). 1.11 用于标识的文字类型需统一 , 文字高度可分为几种(重要器件

如接插座、IC、TUNER 等可用大些的字 , 其它可统一用小些的 ). 1.12 元件标号照公司要求按功能块进行标识 . 1.13 元件参数 / 数值务求准确标识 . 特别留意功率电阻一定需标 明功率值 , 高耐压的滤波电容需标明耐压值 . 1.14 每张原理图都需有公司的标准图框 , 并标明对应图纸的功能 , 文件名 , 制图人名/ 确认人名 , 日期 , 版本号 . 1.15 设计初始阶段工程师完成原理图设计并自我审查合格后 , 需 提交给项目主管进行再审核 , 直到合格后才能开始进行 PCB 设计 . 二.原理图的设计规划: 2.原理图设计前的方案确认的基本原则: 2.1 需符合产品执行的标准与法规 包括国标,行规,企业标准,与客户的合同,技术协议等. 2.2 详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求。一般包括:精度/功能/功率/成本/强度/机构设计合理等考虑因素. 2.3产品的稳定性和可靠性设计原则:

3.2模拟集成电路设计-差分放大器版图

集成电路设计实习Integrated Circuits Design Labs I t t d Ci it D i L b 单元实验三(第二次课) 模拟电路单元实验-差分放大器版图设计 2007-2008 Institute of Microelectronics Peking University

实验内容、实验目的、时间安排 z实验内容: z完成差分放大器的版图 z完成验证:DRC、LVS、后仿真 z目的: z掌握模拟集成电路单元模块的版图设计方法 z时间安排: z一次课完成差分放大器的版图与验证 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习-单元实验三Page1

实验步骤 1.完成上节课设计放大器对应的版图 对版图进行、检查 2.DRC LVS 3.创建后仿真电路 44.后仿真(进度慢的同学可只选做部分分析) z DC分析:直流功耗等 z AC分析:增益、GBW、PM z Tran分析:建立时间、瞬态功耗等 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习-单元实验三Page2

Display Option z Layout->Options ->Display z请按左图操作 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习-单元实验三Page3

由Schematic创建Layout z Schematic->Tools->Design Synthesis->Layout XL->弹出窗口 ->Create New->OK >选择Create New>OK z Virtuoso XL->Design->Gen From Source->弹出窗口 z选择所有Pin z设置Pin的Layer z Update Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习-单元实验三Page4

电路硬件设计基础

1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤:设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板,如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发,首先要进行原理图设计,需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”,除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件,用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具,将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来,构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁,它是设计工具软件自动布线的灵魂,可以从原理图中生成,也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能,这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时,可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能,完成复杂的印制电路板设计,达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步,也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础,因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤,如图所示。

图1-2原理图设计流程图 (1)建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件,然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时,系统电路是针对封装的引脚关系图,与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 (2)设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台,才能够在上面设计符合要求的电路图。 (3)放置元件 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,将元件从元件库中取出放置到图纸上,并根据原理图的需要进行调整,修改位置,对元件的编号、封装进行设置等,为下一步的工作打下基础。 (4)原理图布线 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线,将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的原理图。 (5)检查与校对 在该阶段,设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对,以保证原理图符合电气规则,同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 (6)电路分析与仿真 这一步,设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能,对原理图的性能指标进行仿真,使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试,从而避免前期问题后移,造成不必要的返工。

单元二MPS模块化生产线及传感器的应用

单元二MPS模块化生产线及传感器的应用 2.1 MPS 教学系统简介 一、MPS 概念 模块化生产培训系统(MPS,Modular Production training System)是目前流行的机电一体化教学设备。MPS 体现了机电一体化的技术实际应用。 MPS 设备是一套开放式的设备,用户可以根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型,最多可由9 个单元组成,当然最少时一个单元亦可自成一个独立的控制系统。而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点。二、MPS 的基本组成 多个单元组成的MPS 系统可以较为真实地模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。其中,每个工作单元都可以自成一个独立的系统,同时也都是一个机电一体化的系统。 图2–1 MPS-1型模块化生产线外形图 各个单元的执行机构主要是气动执行机构和电机驱动机构,这些执行机构的运动位置都可以通过安装在其上面的传感器的信号来判断。 在MPS 设备上应用多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体的通过状态、物体的颜色、物体的材质、物体的高度等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工作实现高度自动化的前提之一。 在控制方面,MPS 设备采用PLC 进行控制,用户可根据需要选择不同厂家的PLC(英集斯公司主要使用三菱公司的FX2N 系列PLC、西门子公司的S7-200 系列PLC 和S7-300 系列PLC)。MPS 设备的硬件结构是相对固定的,但学员可以根据自己对设备的理解、对生产

加工工艺的理解,编写一定的生产工艺过程,然后再通过编写PLC 控制程序实现该工艺过程,从而实现对MPS 设备的控制。 三、MPS 的基本功能 MPS 设备给学员提供了一个半开放式的学习环境,虽然各个组成单元的结构已经固定,但是,设备的各个执行机构按照什么样的动作顺序执行、各个单元之间如何配合、最终使MPS 模拟一个什么样的生产加工控制过程、MPS 作为一条自动生产流水线具有怎么样的操作运行模式等,学员都可根据自己的理解,运用所学理论知识,设计出PLC 控制程序,使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。 MPS 系统中每个单元都具有最基本的功能,学员可这些基本功能的基础上进行流程编排设计和发挥。 四、上料检测单元 功能简介:完成整个系统的上料工作,将大工件输出,判断出其颜色,并将其信息发 给后一站。此站可配合触摸屏或组态控制而为整个系统的主站。 PLC 主机:三菱FX2N 系列、西门子S7 系列; 扩展模块:485、PPI、MPI、Profibus 网络; 组成模块:回转料斗、提升装置、光电识别组件。 五、供料单元 功能简介:作用是为加工过程逐一提供加工工件。由双作用气缸从料仓中逐一推出工件,转换模块上的真空吸盘将工件吸起,在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置。 PLC 主机:三菱FX2N 系列、西门子S7 系列; 扩展模块:485、PPI、MPI、Profibus 网络; 组成模块:真空组件、旋转模块、供料模块。 六、检测单元: 功能简介:检测单元主要是检测加工工件的各种特性,如颜色、材质、高度等。 PLC 主机:三菱FX2N 系列、西门子S7 系列; 扩展模块:485、PPI、MPI、Profibus 网络; 组成模块:工件高度检测模块、提升模块、工件材质及颜色识别组件。 七、加工单元: 功能简介:工件将在旋转平台上被检测及加工。通过具有四个工位的加工旋转平台, 进行加工模拟,并进行加工质量的模拟检测。 PLC 主机:三菱FX2N 系列、西门子S7 系列; 扩展模块:485、PPI、MPI、Profibus 网络。 八、搬运单元: 组成模块:旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件功能简介:该搬运单元由无杆气缸、椭圆形活塞气缸和夹爪等部件组成,通过移动、上下伸缩、抓取等动作,将前一单元上的工件传入下一执行单元。 PLC 主机:三菱FX2N 系列、西门子S7 系列; 扩展模块:485、PPI、MPI、Profibus 网络;

STM32硬件电路设计注意事项

STM32的基本系统主要涉及下面几个部分: 1、电源 1)、无论是否使用模拟部分和AD部分,MCU外围出去VCC和GND,VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接,不可悬空; 2)、对于每组对应的VDD和GND都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波,并接该电容应放置尽量靠近MCU; 2、复位、启动选择 1)、Boot引脚与JTAG无关。其仅是用于MCU启动后,判断执行代码的起始地址; 2)、在电路设计上可能Boot引脚不会使用,但要求一定要外部连接电阻到地或电源,切不可悬空; 3、调试接口 4、ADC 1)、ADC是有工作电压的,且与MCU的工作电压不完全相同。MCU工作电压可以到2.0V~3.6V,但ADC模块工作的电压在2.4V~3.6V。设计电路时需要注意。 5、时钟 1)、STM32上电默认是使用内部高速RC时钟(HSI)启动运行,如果做外部时钟(HSE)切换,外部时钟是不会运行的。因此,判断最小系统是否工作用示波器检查OSC是否有时钟信号,是错误的方法; 2)、RTC时钟要求使用的32.768振荡器的寄生电容是6pF,这个电容区别于振荡器外部接的负载电容; 5、GPIO 1)、IO推动LED时,建议尽量考虑使用灌电流的方式。 2)、在Stop等低功耗模式下,为了更省电,通常情况下建议GPIO配置为带上拉的输出模式,输出电平由外部电路决定; 6、FSMC 1)、对应100pin或144pin,FSMC的功能与I2C是存在冲突的,如果FSMC时钟打开,I2C 1的硬件模式无法工作。这在STM32F10xxx的勘误表中是有描述的。 ST官方推荐的几大主流开发板的原理图,在画电路的时候可以做为参考依据: 1、IAR https://www.360docs.net/doc/7819122073.html, 1)、STM32F103RBT6 点击此处下载ourdev_606049.pdf(文件大小:208K)(原文件名:IAR_STM32_SK_revB.pdf)

硬件基础知识

第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习,我们貌似成功的点亮了一个LED小灯,但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的,所以我们不仅仅要学习编程知识,还有硬件知识,也要进一步的学习,这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点,去耦电容的应用,那首先要介绍一下去耦电容的应用背景,这个背景就是电磁干扰,也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候,尤其是空气比较干燥的内陆城市,很多朋友都有这样的经历,手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击,实际上这就是“静电放电”现象,也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历,早期我们使用电钻这种电机设备,并且同时在听收音机或者看电视的时候,收音机或者电视会出现杂音,这就是“快速瞬间群脉冲”的效果,也称之为EFT。 3、以前的老电脑,有的性能不是很好,带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候,内部会产生一个百万分之一秒的电源切换,直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象,就是热插拔的“浪涌”效果,称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多,我们这里不能一一列举,但是有些内容非常重要,后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题,比如一个简单的静电放电,我们用手能感觉到的静电,可能已经达到3KV以上,如果用眼睛能看得到的,至少是5KV了,只是因为 这个电压虽然很高,电量却很小,因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了,一旦瞬间电压过高,就有可能造成器件的损坏。而且,即使不损坏,在2、3里边介绍的两种现象,也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题,就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦

硬件电路设计基础知识

硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物) 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略) 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子(-) 空穴──电子跳走以后留下的坑(+) 三、杂质半导体──N型、P型 (前讲)掺杂可以显着地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 N型半导体(自由电子多) 掺杂为+5价元素。如:磷;砷 P──+5价使自由电子大大增加 原理: Si──+4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成:

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体(空穴多) 掺杂为+3价元素。如:硼;铝使空穴大大增加 原理: Si──+4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──+3价 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子; P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。

综合模块化航电IMA硬件单元

综合模块化航电(IMA)硬件单元 1. 目的 本技术标准规定(CTSO)适用于为综合模块化航电(IMA)硬件单元申请技术标准规定项目批准书(CTSOA)的制造人。本CTSO 规定了综合模块化航电硬件单元为获得批准和使用适用的CTSO标记进行标识所必须满足的最低性能标准(MPS)。 2. 适用范围 a. 本CTSO适用于自其生效之日起提交的申请。本CTSO具体针对以下硬件单元: (1)硬件模块; (2)装载硬件模块的机柜或机架。 b. 符合本CTSO要求的硬件单元可用来支持功能CTSO设备或按照CCAR-21、23、25、27、29、33或35部批准的系统(例如,作为型号合格证组成部分批准的刹车系统)。功能CTSO的批准和飞机级批准不在本CTSO的范围之内。 c. 附录3给出了硬件单元的相关术语。 d. 按本CTSO批准的综合模块化航电硬件单元,设计大改应获得CAAC的批准。参见CCAR-21R3第21.313条。

3. 要求 在本CTSO生效之日或生效之后制造并欲使用本CTSO标记进行标识的硬件单元,必须满足硬件单元最低性能标准。本CTSO附录1给出了综合模块化航电硬件单元最低性能标准制定准则。 a. 功能:本CTSO适用于预期满足按本CTSO附录1准则制定的最低性能标准的设备。本CTSO不针对预期执行的飞机级功能,而是为支持接收、处理和输出数据等通用功能的硬件提出环境鉴定试验要求。获得本CTSO批准的硬件单元在加载相应软件程序时,也可能需要满足其他CTSO功能要求。对于软件与硬件的组合,应使用适用的CTSO对其进行额外的CTSO功能批准。设备或系统执行的未获得CTSO批准的功能,必须在装机过程中由局方评估和批准。 b. 功能限制: (1)本CTSO不适用于为目标发射器生成无线电频率信号的设备。 (2)本CTSO针对的软件功能仅限于支持电子件号和/或功能软件加载的软件。 c. 失效状态类别:失效状态类别取决于在特定飞机环境中执行的功能及其用途。失效状态类别划分必须由安装批准过程中的安全性评估来确定,不属本CTSO范围。制造商必须声明每个硬件单元的硬件设计保证等级和软件等级。任何关于飞机安装、软硬件接口、或硬件设计保证等级和软件等级的假设,都应进行声明,并应包含在安装限制或说明中。

硬件电路原理图设计审核思路和方法

硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求; 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案,对CPU进行选型,CPU 选型有以下几点要求: a)性价比高; b)容易开发:体现在硬件调试工具种类多,参考设计多,软件资源丰富,成功案例多; c)可扩展性好; 3、针对已经选定的CPU芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计,一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证,比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板,我们参考得是yosemite开发板,厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西,也应该是经过严格验证的,否则也会影响到他们的芯片推广应用,纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方,CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的,当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同,可以细读CPU芯片手册和勘误表,或者找厂商确认;另外在设计之前,最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证,如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的;但要注意一点,现在很多CPU 都有若干种启动模式,我们要选一种最适合的启动模式,或者做成兼容设计;

4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型,元器件选型应该遵守 以下原则: a)普遍性原则:所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片,减少风险; b)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,减少成本; c)采购方便原则:尽量选择容易买到,供货周期短的元器件; d)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件;e)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件;f)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件; g)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚; 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改,修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地少数服从多数,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计;这是整个原理图设计过程中最关键的部分,我们必须做到以下几点: a)对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计,越难的应该越多,成功参考设计是“前人”的经验和财富,我们理当借鉴吸收,站在“前人”的肩膀上,也就提高了自己的起点;

模拟电路设计 基础知识(笔试时候容易遇到的题目)

模拟电路设计基础知识(笔试时候容易遇到的 题目) 1、最基本的如三极管曲线特性(太低极了点) 2、基本放大电路,种类,优缺点,特别是广泛采用差分结构的原因 3、反馈之类,如:负反馈的优点(带宽变大) 4、频率响应,如:怎么才算是稳定的,如何改变频响曲线的几个方法 5、锁相环电路组成,振荡器(比如用D触发器如何搭) 6、A/D电路组成,工作原理如果公司做高频电子的,可能还要RF知识,调频,鉴频鉴相之类,不一一列举太底层的MOS管物理特性感觉一般不大会作为笔试面试题,因为全是微电子物理,公式推导太罗索,除非面试出题的是个老学究 ic设计的话需要熟悉的软件adence, Synopsys, Advant,UNIX当然也要大概会操作实际工作所需要的一些技术知识(面试容易问到) 如电路的低功耗,稳定,高速如何做到,调运放,布版图注意的地方等等,一般会针对简历上你所写做过的东西具体问,肯定会问得很细(所以别把什么都写上,精通之类的词也别用太多了),这个东西各个人就不一样了,不好说什么了。 2、数字电路设计当然必问Verilog/VHDL,如设计计数器逻辑方面数字电路的卡诺图化简,时序(同步异步差异),触发器有几种(区别,优点),全加器等等比如:设计一个自动售货

机系统,卖soda水的,只能投进三种硬币,要正确的找回钱数1、画出fsm(有限状态机)2、用verilog编程,语法要符合fpga设计的要求系统方面:如果简历上还说做过cpu之类,就会问到诸如cpu如何工作,流水线之类的问题3、单片机、DSP、FPG A、嵌入式方面(从没碰过,就大概知道几个名字胡扯几句,欢迎拍砖,也欢迎牛人帮忙补充)如单片机中断几个/类型,编中断程序注意什么问题 DSP的结构(冯、诺伊曼结构吗?)嵌入式处理器类型(如ARM),操作系统种类 (Vxworks,ucos,winCE,linux),操作系统方面偏CS方向了,在CS篇里面讲了4、信号系统基础拉氏变换与Z变换公式等类似东西,随便翻翻书把如、h(n)=-a*h(n-1)+b*δ(n) a、求h(n)的z变换 b、问该系统是否为稳定系统 c、写出F IR数字滤波器的差分方程以往各种笔试题举例利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz 用mos管搭出一个二输入与非门。 用传输门和倒向器搭一个边沿触发器用运算放大器组成一个10倍的放大器微波电路的匹配电阻。 名词解释,无聊的外文缩写罢了,比如PCI、EC C、DDR、interrupt、pipeline IRQ,BIOS,USB,VHDL,VLSI VCO(压控振荡器) RAM (动态随机存储器),FIR IIR DFT(离散傅立叶变换) 或者是中文的,比如 a量化误差 b、直方图 c、白平衡共同的注

RS485硬件电路设计中需注意的问题

RS48硬件电路设计中需注意的问题 1 问题的提出 在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485通信接口所组成的工控设备网络。这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。从目前解决单片机之间中长距离通信的诸多方案分析来看,RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。但RS485总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点,如不注意一些细节的处理,常出现通信失败甚至系统瘫痪等故障,因此提高RS-485总线运行可靠性至关重要。 2 硬件电路设计中需注意的问题 图1 RS485通信接口原理 2.1 电路基本原理 某节点的硬件电路设计如图1所示,在该电路中,使用了一种RS-485接口芯片SN75LBC184,它采用单一电源Vcc,电压在+3~+5.5 V范围内都能正常工作。与普通的RS-485芯片相比,它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8 k V的静电放电冲击,片内集成4个瞬时过压保护管,可承受高达400 V的瞬态脉冲电压。因此,它能显著提高防止雷电损坏器件的可靠性。对一些环境比较恶劣的现场,可直接与传输线相接而不需要任何外加保护元件。该芯片还有一个独特的设计,当输入端开路时,其输出为高电平,这样可保证接收器输入端电缆有开路故障时,不影响系统的正常工作。另外,它的输入阻抗为RS485标准输入阻抗的2倍(≥24 kΩ),故可以在总线上连接64个收发器。芯片内部设计了限斜率驱动,使输出信号边沿不会过陡,使传输线上不会产生过多的高频分量,从而有效扼制电磁干扰。在图1中,四位一体的光电耦合器TLP521让单片机与S N75LBC184之间完全没有了电的联系,提高了工作的可靠性。基本原理为:当单片机P1.6=0时,光电耦合器的发光二极管发光,光敏三极管导通,输出高电压(+5 V),选中RS485接口芯片的DE端,允许发送。当单片机P1.6=1时,光电耦合器的发光二极管不发光,光敏三极管不导通,输出低电压(0 V),选

模拟集成电路设计经典教材

1、 CMOS analog circuit design by P.E.ALLEN 评定:理论性90 实用性70 编写 100 精彩内容:运放的设计流程、比较器、 开关电容 这本书在国内非常流行,中文版也 翻译的很好,是很多人的入门教材。 建议大家读影印版,因为ic 领域 的绝大部分文献是以英文写成的。 如果你只能读中文版,你的学习资料 将非常有限。笔者对这本书的评价 并不高,认为该书理论有余,实用性 不足,在内容的安排上也有不妥的地 方,比如没有安排专门的章节讲述反 馈,在小信号的计算方面也没有巧方法。本书最精彩的部分应该就是运放的设计流程了。这是领域里非常重要的问题,像Allen 教授这样将设计流程一步一步表述出来在其他书里是没有的。这正体现了Allen 教授的治学风格:苛求理论的完整性系统性。但是,作为一项工程技术,最关键的是要解决问题,是能够拿出一套实用的经济的保险的方案。所以,读者会发现,看完最后一章关于ADC/DAC 的内容,似乎是面面俱到,几种结构的ADC 都提到了,但是当读者想要根据需求选择并设计一种ADC/DAC 时,却无从下手。书中关于比较器的内容也很精彩,也体现了Allen 教授求全的风格。不过,正好其它教科书里对比较器的系统讲述较少,该书正好弥补了这一缺陷。Allen 教授是开关电容电路和滤波器电路的专家。书中的相关章节很适合作为开关电容电路的入门教材。该书的排版、图表等书籍编写方面的工作也做的很好。像Allen 这样的理论派教授不管在那所大学里,大概都会很快的获得晋升吧。另外,Allen 教授的学生Rincon Moca 教授写的关于LDO 的书非常详尽,值得一读。 2、 CMOS Circuit Design Layout and Simulation CMOS Mixed-Signal Circuit Design by R.J.Baker 评定:理论性80 实用性100 编写80 精彩内容:数据转换器的建模和测量、hspice 网表这本书的风格和Allen 的书刚好相反: 理论的系统性不强,但是极为实用,甚至给出 大量的电路仿真网表和hspice 仿真图线。 这本书的中文版翻译的也很好。最近出了第二 版,翻译人员换了,不知道翻译的水平如何。 不过,第二版好贵啊~~ Baker 教授在工业界 的实战经验丰富,曾经参加过多年的军方项目 的研发,接收器,锁相环,数据转换器,DRAM 等曾设计过。所以,书中的内容几乎了包含 了数字、模拟的所有重要电路,Baker 教授

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物) 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略)

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子(一) ?空穴——电子跳走以后留下的坑(+ ) 三、杂质半导体——N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 *N型半导体(自由电子多) 掺杂为+ 5价元素。女口:磷;砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理:Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+ 3价元素。女口:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

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