# 微控制器硬體電路設計
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## Preface
本篇介紹如何設計讓 MCU 運作的基本電路 (最小系統)。

> 圖為在麵包板上接出 ATmega328P 最小系統，可以透過 SPI 進行燒錄，執行 blink 功能。

## Basic Component
### MCU
大腦。
針對需求選型，包括，通訊能力，IO 數量，運算能力，應用場景 ... 等。
#### 架構選擇
- ARM Cortex-M (32-bits 主流)
- [STM32](https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus.html)
- [NXP](https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-microcontrollers/general-purpose-mcus:GENERAL-PURPOSE-MCUS)
- [Microchip SAM Family](https://www.microchip.com/en-us/products/microcontrollers-and-microprocessors/32-bit-mcus/sam-32-bit-mcus)
- Teensy
- ARM Cortex-A (64-bits 主流)
- Raspberry Pi
- TI BeagleBone
- ...
- RISC-V (崛起中 ... 包括 32-bits 與 64-bits)
- SiFive
- ESP32-C series
- AVR
- Arduino
- PIC
- Intel 8051
- Xtensa
- ESP32

### Clock
心跳。
[Quartz Crystals Vs. Ceramic Resonator: The Differences And Why A Crystal Oscillator May Be A Superior Choice](https://ecsxtal.com/ecs-electronic-component-new-product-announcements/334-quartz-crystals-vs-ceramic-resonator)
[REPLACING CRYSTALS AND CERAMIC RESONATORS WITH SILICON OSCILLATORS](https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/3/3582.html)
[CRYSTAL AND OSCILLATOR PRINTED CIRCUIT BOARD DESIGN CONSIDERATIONS](https://ecsxtal.com/crystal-and-oscillator-printed-circuit-board-design-considerations)
[ECS INC 2022 Product Catalog](https://ecsxtal.com/store/pdf/ECS_Catalog.pdf)
[What is a MultiVolt Oscillator?](https://ecsxtal.com/images//technicalguides/whatisamultivoltoscillator/what-is-a-multivolt-oscillator.pdf)

### Power
能量。
[何謂DC/DC轉換器？](https://www.rohm.com.tw/electronics-basics/dc-dc-converters/dcdc_what1)
[什麼是LDO？](https://www.rohm.com.tw/electronics-basics/dc-dc-converters/dcdc_what8)

- 5V
- 3.3V
- LDO 線性穩壓器電路

### Reset

### Debug
注入靈魂。
- 常見協議
- JTAG
- SPI
- SWD

## Reference
- [AVR® Microcontroller Hardware Design Considerations](http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/AN2519-AVR-Microcontroller-Hardware-Design-Considerations-00002519B.pdf)
- [Getting started with STM32G0 Series hardware development](https://www.st.com/resource/en/application_note/dm00443870-getting-started-with-stm32g0-series-hardware-development-stmicroelectronics.pdf)
- [稚暉君 - 【硬核】真●自制超迷你个人服务器 树莓派你可以退群了？](https://www.bilibili.com/video/BV1q7411h73t)

## 影片資源
- [Phil’s Lab](https://www.youtube.com/@PhilsLab)

## 待整理 Layout 知識
- 旁路電容/去耦電容比較
- 震盪器種類
- 主動式 vs. 被動式
- 陶瓷震盪器
- 石英震盪器
- ...
- 0 ohm 電阻用途
[Solder bridge in schematics and 0 resistors](https://electronics.stackexchange.com/questions/261106/solder-bridge-in-schematics-and-0-resistors)
- GND 以及 AGND 是否隔離
- [問題來源](https://www.facebook.com/twembedded/posts/pfbid0GKs5PCrhQi89U8dY6CBD7mqaYM8HbAchXPDqUABrEfvwNg8AqgtRYjXUktYJKgb1l)
- [影片參考](https://www.youtube.com/watch?v=vALt6Sd9vlY&t=517s)
- :::spoiler 阿亮觀點與建議
- 所有的線都有對應的阻抗 接在上面的元件都會把他的回流電流灌上去 - 就造成 這一段線上有 電壓落差 。
- 分析電路效能時把它所在放進電路特性示意圖中，看看對各個、感測器、放大器會有什麼/有多大的影響。
- 受 [電流、頻率、大小、走線阻&抗的頻率響應&大小 以及相對穩定電源與影響的元件之間，還是有其他部份、是否串聯在有效的感測分枝上?還是可以被修改成並聯的分支上? ] 會有不一樣的影響。
- 分析變動磁場通量/或/變動電流造成的變動磁場所感應出來的電壓訊號會有什麼/多大的影響, 也可以用一樣的做法。受 頻率 面積法線方向內積耦合的積分的影響。
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