基于立创EDA的原理图设计进阶（实战开发一个小项目）

news2024/10/6 12:22:22

学习目标

原理图设计进阶——空气质量检测仪

项目需求

1、功能性需求分析

2、非功能性需求

硬件框架图

元器件选型

MCU

sensor

LCD

WIFI

KEY

PWOER

原理图设计

元件PCB封装设计-DIP，SOP

理论知识

直插式

贴片式

学习目标

1、熟悉电子产品设计-原理图设计具体工作任务

2、掌握具体工作任务中的技术技能点

3、使用所学的知识进行产品设计

原理图设计进阶——空气质量检测仪

项目需求

1、功能性需求分析

产品空气颗粒物测量范围 0.3-1.0; 1.0-2.5;2.5-10，单位微米 (um)屏幕可实时显示空气中的颗粒数，温度值，与RTC时间值。RTC时间可调，每半个小时触发测量一次。数据可接入远程平台
供电USB-5V标准电源。

2、非功能性需求

非低功耗设备·外观小巧·设备未来升级扩展接口

硬件框架图

MCU通过wifi和外部通信，通过LCD进行显示，用按键控制传感器采集

传感器MCU、电源和WIFI都需要经过滤波。

元器件选型

MCU

CPU内核：ARM Cortex-M3 CPU最大主频： 72MHz 工作电压范围：2V~3.6V 程序存储容量：64KB 程序存储器类型：FLASH GPIO端口数量：37

sensor

本传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强度随时间变化的曲线。进而微处理器基于米氏（MIE）理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。

这个传感器的效果还是很不错的，只需要串口就能通信。

LCD

WIFI

KEY

触点电流：50mA 额定电压(DC)：12V 额定功率： 0.6W 绝缘电阻：100MΩ 电路结构：单刀单掷安装方式：立贴带灯：无 .作用力：250gf@±50gf 机械寿命： 7万次带支架

PWOER

AMS1117是一款低压差线性稳压电路,该芯片输出电流能力为1A 。该系列电路包含固定输出电压版本和可调输出电压版本，其输出电压精度为士1.5%。为了保证芯片和电源系统的稳定性，AMS1117内置热保护和过流限制保护功能，同时产品采用了修正技术，保证了输出电压精度控制在+1.5%的范围内。 AMS1117采用 SOT-223 和 TO-252-2L 的封装形式封装.

低压差线性稳压器（LDO）

低压差线性稳压器是新一代的集成电路稳压器，它与三端稳压器最大的不同点在于，低压差线性稳压器（ldo）是一个自耗很低的微型片上系统（soc）。它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的mosfet，肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。pg是新一代ldo，具各输出状态自检、延迟安全供电功能，也可称之为power good，即“电源好或电源稳定”。低压差线性稳压器通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比(psrr，powersupplyrejectionratio)

原理图设计

（真搞啊，又没了，官方大大优化一下呗，写一半没一半受不了啊。）

LCD的电路

wifi电路

空气质量检测模块

type-c与单片机间的串口通信电路，左侧是TYPE-C中间有两个肖特基二极管，屏蔽静电的，直接和地短接。

这个SWD模组是一种单片机烧写调试接口，常见的有JPAG/SWD/ISP/SWIM四种烧写方式

JPAG并口要用很多线，而SWD只需要SWDIO和SWCLK两根线就可以，ST-Link和J-Link就是这种方式

上面带@的不是电阻是磁珠，一个随频率变化的电阻

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，像一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDR SDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。

元件PCB封装设计-DIP，SOP

理论知识

SOP封装是一种元件封装形式，常见的封装材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金属等，基本采用塑料封装.，应用范围很广，主要用在各种集成电路中。

双列直插封装（英语：dual in-line package）也称为DIP封装或DIP包装，简称为DIP或DIL，是一种集成电路的封装方式，集成电路的外形为长方形，在其两侧则有两排平行的金属引脚，称为排针。DIP包装的元件可以焊接在印刷电路板电镀的贯穿孔中，或是插入在DIP插座（socket）上。

DIP包装的元件一般会简称为DIPn，其中n是引脚的个数，例如十四针的集成电路即称为DIP14，概述图即为DIP14的集成电路。