前言
做個usb轉序列槽,同時相容ttl,講述硬體子產品基礎的開發流程,本篇描述了全流程過程,然後選型了合适的元器件。
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基本流程
以下是筆者個人從事過相關硬體研發,總結出來的流程,僅代表個人意見。
設計原理圖
原理圖至關重要的第一步,後續PCB依據原理圖設計,本子產品涉及電源電路,485與ttl晶片以及其外圍電路,還有子產品輸出輸入。
設計原理圖的時候是與選型晶片方案相輔相成的:
- 如果已經設計好或者有了隻是更改下主晶片,那麼就是先選型晶片後修改原理圖了。
- 如果什麼都沒有,那麼也可以先選擇主485與ttl轉換晶片,然後設計依據其需要的外圍電路設計電路圖。
此步驟并沒有什麼标準,是做硬體最關鍵的步驟,後續的一切都基于原理圖的正确設計,原理圖一旦設計存在錯誤,後續能補救的空間是沒有的(硬體出版後的調試 過程中,可以采取外接電源,外接信号,飛線等方式進行硬體上的調試)。
封裝映射階段
此階段是需要對上述原理圖使用到的一些元器件的示意圖進行元器件硬體上的映射,元器件的大小引腳映射。
元器件封裝庫:一般來說供應商公司、官網等相關管道會提供其出售的元器件封裝,以避免設計者自行建立,網上也有封裝庫購買,硬體工程師有積累的封裝庫。
PCB設計階段
PCB設計階段,就是将原理圖與封裝庫映射完後,然後生成PCB,生成的PCB是雜亂無章的,元器件的引腳是通過線網絡來連接配接的(實際上實體上的連接配接是沒有的),需要自己通過比如機械層來劃定PCB的實際大小,然後把元器件布上去(多層闆,焊盤,過孔,差分,屏蔽,DIP涉及的知識非常多,設計者需要知識經驗的長期積累)。
PCB打樣階段
PCB設計好後,導出bom表和可供生産的檔案,交給打闆子常見,bom表用于采購元器件,如果是像量比較多或者bga等封裝,都是等樣闆出來後,交給專門的貼片廠子去貼片,元器件比較少又沒有難焊接的,則一般都是研發人員手焊。
PCB的程式調試研發測試階段
PCB成型之後,需要驅動系統人員聯合硬體人員一起調試并測試,确認闆子上的電路基本沒啥問題(隻能說明調試的時候沒問題,一般調試的時候沒問題不涉及高速等複雜電路,後續生産一般也不會有問題),則可以開始進入小批量階段。有些電磁幹擾,震動實驗一般也是在此階段測試。
小批量生産階段
小批量階段一般是生産10-50塊闆子,然後刷入程式(此時基礎的測試程式都已經完成,如果是應用開發,可能應用開發也完成),然後進行老化等相關的測試(高溫、48小時連續運作等一些出廠前的老化測試),通過測試之後,小批量可以發貨。
批量生産階段
小批量穩了,然後就會根據需求進入批量階段,批量階段有些傳統企業(筆者就認識這樣一家企業,月出貨3-4K左右),都會進行老化測試,進一步確定産品品質穩定。(其實産品前期不做足夠的實驗,發出去出現問題的幾率更大,而維保售後的費用成本則更高)
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USB轉232按照需求大緻選型過程
選型usb轉序列槽晶片
![](https://img.laitimes.com/img/__Qf2AjLwojIjJCLyojI0JCLi0zaHRGcWdUYuVzVa9GczoVdG1mWfVGc5RHLwIzX39GZhh2csATMflHLwEzX4xSZz91ZsAzMfRHLGZkRGZkRfJ3bs92YskmNhVTYykVNQJVMRhXVEF1X0hXZ0xCNx8VZ6l2cssmch1mclRXY39CXldWYtlWPzNXZj9mcw1ycz9WL49zZuBnLwkTN3EWYhRzMwITNlFGOyYzXyMjNzkDMzIzLcVDMyIDMy8CXn9Gbi9CXzV2Zh1WavwVbvNmLvR3YxUjL0M3Lc9CX6MHc0RHaiojIsJye.png)
選型的過程,不多說,一般是需要什麼子產品就檢視什麼子產品,也可以使用自己有存貨的子產品。
選型還涉及選型後的晶片的外圍器件,外圍器件多了成本也高了,總直硬體設計一個複雜的過程,複雜在成本計算(晶片,外圍器件,是否貼片等),個人熟悉程度等等,挺麻煩的一個事。
usb轉ttl晶片選型
CH340+SP232
usb轉ttl的usart,不帶232電平功能,這樣既可以拿到5V又可以拿到3.3V的ttl。
電腦的USB是5V的,是以需要比對個5V的ttl轉232電平:
- 5V的TTL轉232電平晶片:max232,sp232
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3.3V的TTL轉232電平晶片:max3232,sp3232
ttl分為5V和3.3V,設計的時候,我們全部留出來,然後看看,選擇5V,
CP2102
隻能輸出3.3V的ttl。
PL2303
最終選型結果:CH340G+MAX232
5V轉3.3V電源晶片
晶振
2DIP的即可,CH340G需要一個有源12MHz的晶振。
USB口
這個不需要選型,找個便宜的即可,使用dip的牢固些。
晶片轉換口
這個是切換輸出的ttl是3.3V和5V的,使用标準2.54mm的DIP: