Плата микроконтроллера All in One: 8 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В этой конструкции универсальной платы микроконтроллера цель состоит в том, чтобы быть более функциональной, чем Arduino, после примерно 100 часов проектирования я решил поделиться им с сообществом, я надеюсь, вы оцените усилия и поддержите их (любые вопросы или информация будет приветствоваться).

Шаг 1: цели

В любом проекте есть разные потребности: датчики, исполнительные механизмы и вычисления, наиболее экономичный способ - использовать микроконтроллер, как любой Arduino, в этом случае я использую один из микроконтроллеров серии PIC16F, поскольку я лучше знаком.

Информация о PIC16F1829:

Экономический;)

Внутренний 32 МГц

Интерфейс UART или USB (ch340)

SPI или I2C x2

Таймеры (8/16-битные) x4 x1

10-битный АЦП x12

Вводов / выводов x18

и многое другое (информация в даташите)

Существуют разные упаковки, но при изготовлении печатных плат, изготовленных не вручную, самый маленький также является самым дешевым.

Шаг 2: обновления для MCU

микроконтроллеру нужен конденсатор и аппаратная конфигурация для вывода сброса, но этого недостаточно

- Цепь электропитания

- Апгрейды оборудования

- загрузчик

- Человеческий интерфейс

- Конфигурация контактов

Шаг 3: Схема источника питания

- защита от полярности источника питания (MOSFET-P)

Я использую внутренний диод mosfet для управления, и когда это происходит, напряжения затвора достаточно, чтобы иметь очень низкий RDSon link_info

- Типичный регулятор напряжения (VCO), я использую LD1117AG и упаковку TO-252-2 (DPAK) так же, как lm7805, но дешевле и LDO

- типовые емкостные фильтры (100н)

- Предохранитель для питания USB

для предотвращения более 1А

- Ферритовый фильтр для питания USB

под испытанием

Шаг 4: Обновление оборудования

для общих целей решаю добавить:

- Soft-Start Reseif другие вещи контролируются, с задержкой в начальном сбросе он не запускает микроконтроллер, после включения и стабилизации напряжения напряжение безопасно для управления другими вещами

вывод сброса запрещен, это сбрасывает MCU, когда он равен 0 В, RC-цепь (сопротивление конденсатора) делает импульс длиннее, а диод разряжает конденсатор, когда VCC составляет 0 В.

- N-канальный Mosfet AO3400A

потому что стандартный микроконтроллер не может выдавать более 20 мА или 3 мА на вывод, плюс мощность ограничивает общее потребление до 800 мА, а МОП-транзисторы могут использовать преобразование связи от 5 В до 3,3 В.

- OP-AMP LMV358A

для усиления очень слабых сигналов, выходов с низким сопротивлением и приборов для измерения тока и т. д.

Шаг 5: загрузчик

загрузчик дает возможность писать инструкции, но в целом его функция заключается в загрузке программы. в Arduino One, например, есть другой микроконтроллер с встроенной поддержкой USB, в случае всех PIC загрузчиком является PICKIT3, даже если у нас есть CH340C (это не будет загрузчик, это будет микроконтроллер USB to Serial, называемый UART).

PICKIT3 -> загрузчик через ICSP (внутрисхемное последовательное программирование)

CH340C -> Последовательная связь USB

все в разработке, но загрузчик работает.

Шаг 6: человеческий интерфейс

- Поддержка USB

CH340C - это встроенный USB-последовательный преобразователь

Стандартная конфигурация последовательного порта 9600 бод, 8 бит, 1 стоповый бит, без контроля четности, младший бит отправляется первым и не инвертируется

- Кнопка сброса

реализована в схеме сброса с плавным пуском для сброса микроконтроллера, но преобладает ICSP RST

-Пользовательская кнопка

типичные 10 кОм на выходном выводе

- синие светодиоды 3 мм x8 5 В - 2,7 В светодиода = 2,3 Враз

2,3 Враз / 1500 Rres = 1,5 мА (можно увеличить яркость)

2,3 Враз * 1,5 мА => 4 мВт (менее 1/8 Вт)

Шаг 7: Конфигурация контактов

Решение с небольшим пространством состоит в том, чтобы указать слой выводов и припаять их параллельно плате, двухрядные выводы и соответствующую толщину платы, аналогично разъему pci express.

но типичное расстояние между штырями составляет 100 мил = 2,55 мм.

расстояние составляет примерно 2 мм = 2,55 - 0,6 (штифт)

также типичная толщина платы 1,6, это нормально

это пример с 2 досками по 1 мм

Шаг 8: Конец

Каждая часть, которую я интегрировал, была протестирована отдельно с другими компонентами (TH) и версией прототипа, я разработал ее с помощью платформы easyEDA и заказал в JLC и LCSC (так, чтобы заказ был сначала объединен, вы должны заказать в JLC и после того, как заказали с этого же сеанса вы делаете покупку в LCSC и добавляете)

Жаль, что у меня нет фотографии, и я не смог доказать это вместе, поскольку требуется заказ в Китай и изготовление всей документации, но это для следующих инструкций, поскольку он охватывает общий дизайн здесь, любые вопросы вы можете оставить в комментариях.

И вот, когда поступит заказ, я его спаяю, попробую вместе, сообщу о проблемах, обновлю, документацию, программу и, возможно, сделаю видео.

спасибо, до свидания и поддержка!

ссылка: easyEDA, YouTube, очевидно, Instructables