工控机,嵌入式工控机,无风扇工控机,嵌入式电脑,工业显示器

025-86112490/18014487552
嵌入式产品开发设计需要考虑哪些问题

嵌入式产品开发设计需要考虑哪些问题

作者:达席耳智能    来源:www.njyanwei.com    发布时间:2018-06-04 02:25    浏览量:440

        现如今嵌入式工控机使用越来越频繁。嵌入式开发项目当中,首先需要做需求分析,然后根据需求分析进行综合考虑,南京达席耳在这里给出几个特别要注意的问题。
1、MCU的选择   
选择 MCU 时要考虑 MCU 所能够完成的功能、MCU 的价格、功耗、供电电压、I/O 口电平、管脚数目以及 MCU 的封装等因素。MCU 的功耗可以从其电气性能参数中查到。供电电压有 5V、3.3V 以及 1.8V 超低电压供电模式。为能合理分配 MCU 的I/O资源,在 MCU 选型时可绘制一张引脚分配表,供以后的设计使用。
2、普通I/O口
(1)上拉、下拉电阻:考虑用内部或者外部上/下拉电阻,内部上/下拉阻值一般在 700Ω 左右,低功耗模式不宜使用。外部上/下拉电阻根据需要可选 10KΩ~1MΩ 之间。
(2)开关量输出:基本原则是保证输出高电平接近电源电压,低电平接近地电平。I/O 口的吸纳电流一般大于放出电流。对小功率元器件控制好是采用低电平控制的方式。一般情况下,若负载要求小于10mA,则可用芯片引脚直接控制;电流在 10~100mA 时可用三管控制,在 100mA~1A 时用 IC 控制;更大的电流则适合用继电器控制,同时建议使用光电隔离芯片。
(3)开关量输入:一定要保证高低电压分明。理想情况下高电平就是电源电压,低电平就是地的电平。如果外部电路无法正确区分高低电平,但高低仍有较大压差,可考虑用 A/D 采集的方式设计处理。对分压方式中的采样点,要考虑分压电阻的选择,使该点通过采样端口的电流不小于采样小输入电流,否则无法进行采样。
3、电源
(1)考虑芯片与器件对电源波动性的需求。一般允许电源波动幅度在 ±5% 以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求 ±1% 以内。
(2)考虑系统对电源的需求,例如系统需要几种电源,如24V、12V、5V或者3.3V等,估计各需要多少功率或大电流(mA)。在计算电源总功率时要考虑一定的余量,可按公式“电源总功率=2×器件总功率”来计算。
(3)考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源。
4、A/D电路与D/A电路
(1)D/A电路:考虑 MCU 的引脚通过何种输出电路控制实际对象。
(2)A/D电路:要清楚前端采样基本原理,对电阻型、电流型和电压型传感器采用不同的采集电路。如果采集的信号微弱,还要考虑如何进行信号放大。
5、控制电路
对外控制电路要注意设计的冗余与反测,要有合适的信号隔离措施等。在评估设计的布板时,一定要在构件的输入输出端引出检测孔,以方便排查错误时测量。
6、考虑低成本
(1)正确选择电阻值与电容值。比如一个上拉电阻,可以使用4.5K-5.3K的电阻,你觉得就选个整数5K,事实上市场上不存在5K的阻值,接近的是4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8几个类别(含10的整数倍);类似地,20%精度的电容也只有以上几种值,如果选了其它的值就必须使用更高的精度,成本就翻了几倍,却不能带来任何好处。
(2)指示灯的选择。面板上的指示灯选什么颜色呢?有些人按颜色选,比如自己喜欢蓝色就选蓝色。但是其它红绿黄橙等颜色的不管大小(5mm以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的,技术成熟度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。 (注: 这一已经是几年前的看法了。
3)不要什么都选好的。在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态,而器件速度每提高一个等级,价格差不多要翻倍,另外还给信号完整性问题带来大的负面影响。
7、考虑低功耗
低功耗设计并不仅仅是为了省电,更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本。由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低,器件寿命则相应延长,要做到低功耗一般需要注意以下几点:
(1)并不是所有的总线信号都要上拉。上下拉电阻也有功耗问题需要考虑。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号,电流也就几十微安以下。但拉一个被驱动了的信号,其电流将达毫安级。所以需要考虑上下拉电阻对系统总功耗的影响。
(2)不用的I/O口不要悬空,如果悬空的话,受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号,而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。
(3)对一些外围小芯片的功耗也需要考虑。对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的,它主要由引脚上的电流确定。例如有的芯片引脚在没有负载时,耗电大概不到1毫安,但负载增大以后,可能功耗很大。
 

企业分站 在线客服 :     服务热线:025-86138771 / 025-86136252 / 15062244194     电子邮箱: [email protected]

公司地址:南京市江宁区秣周东路12号未来网络小镇

南京研维信息技术有限公司结合丰富的行业应用经验,为智能城市、智能工业、智能交通、智能仪器设备等行业提供专业的解决方案及可靠的产品。因为专业,所以我们可以做的更好!经过多年不断积累与努力拼搏,公司打造出了一支专业的研发队伍,专注于8寸、10寸、12寸、15寸、17寸、19寸、21.5寸工业一体机、嵌入式工业电脑、赛扬系统嵌入式工控机、酷睿系列嵌入式BOX等产品,产品广泛应用于电话网络通讯控制中心服务器、电力控制检测中心、纺织行业、工业自动化、化工行业、智能交通中枢系统、智能楼宇控制中心和军队建设等行业。 sitemap

  备案号:苏ICP备18023300号-1    
主营区域:北京江苏浙江上海安徽山东黑龙江四川广东福建天津河北河南湖南湖北陕西辽宁吉林江西重庆
声明:(1)本站遵循《中华人民共和国广告法》,在标题、页面等文案描述中尽量规避违禁词、极限词,如还有违禁词、极限词,在此申明上述词汇表述全部失效,如客户咨询均表示默认此条款,不支持任何形式以违禁词、极限词等理由投诉或要求收取费用私下解决,特此申明!(2)除非研维公司另行申明,本网站内的所有产品、技术、软件、程序、数据及其他信息(包括文字、图标、图片、照片、音频、视频、图标、色彩组合、版面设计等)的所有权利(包括版权、商标权、专利权、商业秘密及其他相关权利)均归研维公司所有。未经研维公司的许可,任何人不得以包括通过机器人、人力等程序或设备监视、复制、传播、展示、镜像、上载、下载等方式擅自使用本网站的任何内容。一旦发现侵权行为,我司将立即进行证据保全并诉诸法律。
在线客服