單片機是嵌入式系統(tǒng)的核心元件,使用單片機的電路要復雜得多,但在更改和添加新功能時,帶有單片機的電路更加容易實現(xiàn),這也正是電器設備使用單片機的原因。那么在單片機電路的設計中需要注意的難點有哪些?
1、充分了解各方的設計需求,確定合適的解決方案
啟動一個硬件開發(fā)項目,原始的推動力會來自于很多方面,比如市場的需要,基于整個系統(tǒng)架構的需要,應用軟件部門的功能實現(xiàn)需要,提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等,所以作為一個硬件系統(tǒng)的設計者,要主動的去了解各個方面的需求,并且綜合起來,提出最合適的硬件解決方案。
2、原理圖設計中要注意的問題
原理圖設計中要有“拿來主義”,現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設計的原理圖,所以要盡量的借助這些資源,在充分理解參考設計的基礎上,做一些自己的發(fā)揮。當主要的芯片選定以后,最關鍵的外圍設計包括了電源,時鐘和芯片間的互連。
3、PCB設計中要注意的問題
PCB設計中要做到目的明確,對于重要的信號線要非常嚴格的要求布線的長度和處理地環(huán)路,而對于低速和不重要的信號線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級上。重要的部分包括:電源的分割;內(nèi)存的時鐘線,控制線和數(shù)據(jù)線的長度要求;高速差分線的布線等等。
4、檢查和調(diào)試
當準備調(diào)試一塊板的時候,一定要先認真的做好目視檢查,檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障,檢查是否有元器件型號放置錯誤,第一腳放置錯誤,漏裝配等問題,然后用萬用表測量各個電源到地的電阻,以檢查是否有短路,這個好習慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài),遇見問題是非常正常的,要做的就是多做比較和分析,逐步的排除可能的原因,要堅信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”,這樣最后一定能調(diào)試成功。
現(xiàn)在從技術的角度來說,每個設計最終都可以做出來,但是一個項目的成功與否,不僅僅取決于技術上的實現(xiàn),還與完成的時間,產(chǎn)品的質(zhì)量,團隊的配合密切相關,所以良好的團隊協(xié)作,透明坦誠的項目溝通,精細周密的研發(fā)安排,充裕的物料和人員安排,這樣才能保證一個項目的成功。
一個好的硬件工程師實際上就是一個項目經(jīng)理,他/她需要從外界交流獲取對自己設計的需求,然后匯總,分析成具體的硬件實現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應商聯(lián)系,從中挑選出合適的方案,當原理圖完成后,他/她要組織同事來進行配合評審和檢查,還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設計。與此同時,還要準備好BOM清單,開始采購和準備物料,聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關調(diào)試,配合測試工程師一起解決測試中發(fā)現(xiàn)的問題,等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場,如果出現(xiàn)問題,還需要做到及時的支持。所以做一個硬件設計人員要鍛煉出良好的溝通能力,面對壓力的調(diào)節(jié)能力,同一時間處理多個事務的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。
還有細心和認真,因為硬件設計上的一個小疏忽往往就會造成非常大的經(jīng)濟損失,比如以前碰到一塊板在PCB設計完備出制造文件的時候誤操作造成了電源層和地層連在了一起,PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝,到測試的時候才發(fā)現(xiàn)短路問題,但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了,結果造成了幾十萬的損失。所以細心和認真的檢查,負責任的測試,不懈的學習和積累,才能使得一個硬件單片機設計人員持續(xù)不斷的進步,而后事業(yè)有所小成。