微控制器硬體電路設計

tags: Hardware

• 微控制器硬體電路設計
  • Preface
  • Basic Component
    • MCU
    • Clock
    • Power
    • Reset
    • Debug
  • Reference
  • 影片資源
  • 待整理 Layout 知識

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
  • NXP
  • Microchip SAM Family
  • 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
REPLACING CRYSTALS AND CERAMIC RESONATORS WITH SILICON OSCILLATORS
CRYSTAL AND OSCILLATOR PRINTED CIRCUIT BOARD DESIGN CONSIDERATIONS
ECS INC 2022 Product Catalog
What is a MultiVolt Oscillator?

Power

能量。
何謂DC/DC轉換器？
什麼是LDO？

• 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
• Getting started with STM32G0 Series hardware development
• 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？

影片資源

• Phil’s Lab

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
• GND 以及 AGND 是否隔離
  • 問題來源
  • 影片參考
  • 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。