开发板(Development Board)一般是指为了方便开发者以及学习者操作方便的架构板。一方面可以轻松实现结构的物联网开发,同时也可用于学习单片机、嵌入式系统、Linux系统等相关技术。
开发板原理图是开发板设计所必须的核心部分,可以理解为开发板设计的蓝本,是设计者理解和掌握该硬件的关键。原理图需要正确表述完整的功能、信号的流向、电路连接等信息,以便于由此生成PCB布局图。同时,它也是测试的重要工具,进行硬件故障排除、性能改善等工作。
开发板原理图主要由以下几个部分组成:电源、时钟、处理器、存储器、I/O界面等。其主要特点如下:
电源是开发板中不可或缺的部分。开发板需要提供稳定可靠的各个电压,而这些电压的获取和准确度对于板子功能的开发和调试至关重要。
时钟是指开发板运行晶振的频率,如使用40MHz晶振的部分开发板,此时为40MHz。时钟可以控制开发板的时序,也可以提供CPU运行的时钟信号,从而实现设备的正常工作。
处理器指的是芯片的中央处理器。不同的开发板使用的处理器不同,如STM32F103C8T6、STM32F405RGT6等。处理器能够解决大部分开发板的计算需求和数据处理需求,处理器性能的好坏直接影响了开发板的性能表现。
开发板的存储器一般分为Flash、SRAM、SDRAM等等。Flash用于存储程序或者数据,SRAM相对于Flash速度更快,并用于存储中间值。SDRAM用于存储大量数据,并是读写速度非常快的内存。
开发板的I/O界面主要包括各种外设接口,比如看门狗、串口、CAN总线、SPI、I2C等。这些接口可以连接其它外设,如传感器、通信设备、AD/DA、驱动芯片等等。
设计开发板原理图需要注意以下问题:
在设计开发板的原理图时,要确定板子所用到的处理器类型与数量,以及各器件的使用条件和工作范围。需要注意的问题有:处理器电源、IO相位及实现、芯片大小、工作温度等。
原理图需要按时序要求来布置各元件,将电流和信号流转控制在板子中的某个区域范围之内,避免干扰和无法触发的状况。此时需要注意的问题有:时序信号布线、处理器引脚的抽象和封装。
为了避免串扰的情况,开发板原理图中涉及到高速的器件,要尽量避开别的线路或器件。此时需要注意的问题有:高速线路的分叉和地位设计、地位与电源的稳定性。