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一窥电路设计中引脚规划

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发表于 2019-3-20 10:00:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
本人对电路设计一直很好奇,感觉很神秘。特别是结合软件开发。隐约知道软件是基于硬件开发的,芯片的一个引脚功能,在软件上可以大作文章,可以有很多用途和处理方法。但是一直不清楚究竟是什么回事。
直到看到了下面资料,才似有所悟。
下文是一款早期F7飞控的硬件引脚规划,引用供大家参考,我会用蓝色字做一下读书笔记和感悟,希望高手指教:

们选择的芯片是STM32F746或者F767,这是因为只有这两款F7的Nucleo板子,这两个芯片差不多,最主要差别是F767的Flash是2M, 512 Kbytes of SRAM,F746的flash是1M,320 Kbytes of SRAM,功能上F767多了个DFSDM,然后SPI和UART在引脚上分布多了些,总的来说,在F746上的程序直接下载到F767是完全没有问题的,官网F767价格要贵些,目前国内F767要便宜些。
(以上是选型时的思考方式之一,关注兼容性,价格因素,考量芯片资源与自己的应用场景,最后做出选型)
       先列出功能所需的引脚:

功能
引脚类型
引脚个数
引脚号
以太网
RMII
9
A1,A2,A7,C1,C4,C5,B13,G11,G13
USB
USB
2
A11,A12
串口输出
UART
2
D8,D9
用户按钮
IO
1
C13
LED指示灯
IO
1
B14
调试
SWD
2
A13,A14
IMU驱动
SPI  IO
8
C2,C3, D3,D4,D5,C0,G2,G3
IMU加热
TIM
1
A3
PPM遥控输入
TIM
1
A0
电机输出
TIM
8
B4,B5,B0,B1,B6,B7,D14,D15
PWM遥控输入
TIM
8
C6 ,C7,A6, E9,E11, A5,B11,F9
3DR GPS接口
UART
2
E7,E8
3DR 磁力计
IIC
2
F0,F1
三色LED灯
IIC
2
F14,F15
SD卡
SDIO
6
C12,D2,C8,C9,C10,C11
Flash:mx25l512
QSPI
6
D11,D12,E2,D13,B2,B10
留出Uart接口
Uart
2
E7,E8  
Sbus遥控输入
Uart
2
E0,E1
电压电流检测
ADC
2
F3,F4
留出PWM输出
PWM
1
PF6
留出Can接口
Can
2
B8,D1
留出ADC接口
ADC
2
F5,F10
留出IIC接口
IIC
2
B8,B9
流出SPI接口
SPI
3×2
E12,E13,E14  F7,F8,F11
留出SDIO接口
SDIO
6
D6,D7,G9,B15,B3,G12
留出SAI接口
SAI
3
E4,E5,E6
(上表我们可以看出,各种功能所使用的引脚类型和引脚个数。注意这些功能都是常见功能,很多东西,以后可以重复使用,甚至根据实际情况套用。)
引脚的确定是画原理图的基础,何况在这种功能复杂,引脚资源有限的情况下,通常的做法是使用datasheet中的引脚功能分布图来规划引脚。
(此次说明,传统方法,是直接用Datasheet上的引脚分布图,根据图上标识的针脚位置布线画板)
这样做比较麻烦,而且也不直观,这次采用CubeMX来选择引脚,使用的CubeMX版本是4.18,打开后选择板子为Nucleo F767,然后展现出来的是一个芯片图,
(说明行业中,有一些工具,可以降低难度,提高效率,要善于使用工具,发现工具,资讯要发达,丰富,敏感)
上面已经将Nucleo上面使用了的引脚给标记了,接下来就是根据功能选择引脚了,
选择的原则是:稀有的功能引脚优先选择,
最后经过一番的修改确定了上表的引脚。
表中以太网、USB串口输出、用户按钮、LED指示灯、调试是Nucleo上面有的,
然后接下来的IMU驱动、PPM遥控输入、电机输出、3DR GPS接口、IMU加热、3DR 磁力计、三色LED灯、SD卡,Flash是第一阶段版主板需要做的。
     下面是CubeMX最后的引脚功能图:




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