电路设计

一个复杂的系统需要进行原理方案的构思，也就是用什么原理来实现系统要求。因此，应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究，找出其关键问题是什么，然后根据此关键问题提出实现的原理与方法，并画出其原理框图（即提出原理方案）。

在电源等设备中通常需要做电流检测或反馈，电流检测通常用串联采样电阻在通过放大器放大电阻上的电压的方法，如果要提高检测精度这地方往往要用到比较昂贵的仪表放大器，以为普通运放失调电压比较大。

高频滤波电容一般用104容(0.1uF)，目的是短路高频分量，保护器件免受高频干扰。普通的IC(集成)器件的电源与地之间都要加，去除高频干扰(空气静电)。

单端数据传输仅使用一条信号线，其电势被看作接地。在信号线为信号电流提供正向通道时，接地线会提供回流通道。

RF工程师在设计芯片和天线间的阻抗匹配时，根据数据手册的参数进行匹配设计，最后测试发现实际结果和手册的性能大相径庭，你是否考虑过为什么会出现这么大的差别？匹配调试过程中尝试不同的电容、电感，来回焊接元器件，这样的调试方法我们能改善吗？

电阻在电子产品中是最常用的器件之一，基本上只要是电子产品，内部就会存在电阻。电阻可以在电路中用作分压器、分流器和负载电阻；它与电容器—起可以组成滤波器及延时电路；在电源电路或控制电路中用作取样电阻；在半导体管电路中用作偏置电阻确定工作点；使用特殊性质的电阻如压敏电阻、热敏电阻实现防浪涌电压、抑制冲击电流，实现过温保护等等。电阻是最普通的器件，同时也是电路中不可或缺的器件，选好用好电阻对产品的稳定运行及使用可靠性是至关重要的。

<font color="blue"><strong>引言</strong></font>

电阻的种类很多，普通常用的电阻有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等；特殊电阻有压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等。不同类型电阻其特性参数都有一定的差异，在电路使用时需要考虑的点也不一样。对于刚接触电路设计的工程师来说很可能会忽略电阻的某些特殊的参数，导致产品的稳定性和可靠性得不到保证。正确的理解电阻各个参数及选型的注意事项，且全面的理解电阻在电路中起到的真正作用，才能够从底层最基本的电路设计上保证产品的优质性。

在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候，下面就来分享一下代换IC时的技巧，帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。

<strong>一、直接代换</strong>

直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。

其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同，还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数(或主要特性曲线)、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。

1、同一型号IC的代换

同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成PCB电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放ICLA4507，引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注(色点或凹坑)方向不同：没有后缀与后缀为“R”，的IC等，例如M5115P与M5115RP。

2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换

嵌入式开发项目中，首先需要做需求分析，然后根据需求分析进行综合考虑，这里给出几个嵌入式硬件设计时特别要注意的问题。

<strong>1、MCU的选择</strong>

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。为了能合理分配 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。

<strong>2、电源</strong>

①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最大电流（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。

②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。

③考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源。

<strong>3、普通I/O口</strong>

单片机是嵌入式系统的核心元件，使用单片机的电路要复杂得多，但在更改和添加新功能时，带有单片机的电路更加容易实现，这也正是电器设备使用单片机的原因。那么在单片机电路的设计中需要注意的难点有哪些？你都解决了吗？下面分享10个单片机电路设计中的难点，一起来学习吧~

<strong>一、单片机上拉电阻的选择</strong>

一个单片机硬件系统的硬件电路设计包含两部分内容：
一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。
二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。

系统的扩展和配置应遵循以下原则：

1、尽可能选择典型电路，并符合单片机硬件系统常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。

2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。

3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。

4、单片机硬件系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。 如选用CMOS芯片单片机硬件系统构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。

5、可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。