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CuriosityNano PIC16F15244測(cè)評(píng)報(bào)告硬件電路分析

2022-03-16
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這是我第一次接觸Microchip半導(dǎo)體公司的單片機(jī)，現(xiàn)在還處于摸索階段。包括編譯環(huán)境都不是很熟悉，這一次的測(cè)評(píng)從最熟悉的硬件電路來(lái)分析一下這塊體積微小開(kāi)發(fā)板的電路。對(duì)比圖.jpg (454.24 KB, 下載次數(shù): 0

這是我第一次接觸Microchip半導(dǎo)體公司的單片機(jī)，現(xiàn)在還處于摸索階段。包括編譯環(huán)境都不是很熟悉，這一次的測(cè)評(píng)從最熟悉的硬件電路來(lái)分析一下這塊體積微小開(kāi)發(fā)板的電路。

尺寸只有50.8*20.3mm，對(duì)比STM32L432 Nucleo-32開(kāi)發(fā)板，由于CuriosityNano邊框做了郵票孔處理以及四角的定位孔處理，體積略大一些。不過(guò)從人性化設(shè)計(jì)上，CuriosityNano開(kāi)發(fā)板完勝Nucleo-32。首先郵票孔可以用來(lái)貼片焊接處理，即將此板當(dāng)做貼片的IC焊接在拓展板上，第二個(gè)為人稱道的設(shè)計(jì)是2*15Pin的排針焊接口做了不對(duì)齊處理，意思是不需要焊接，直接將排針用力插進(jìn)去就可以當(dāng)做焊接效果使用，方便拆卸。第三是焊盤做了沉金處理，使開(kāi)發(fā)板的性能更優(yōu)越，特別是對(duì)I/O接口，減少阻抗和噪聲干擾。提高了開(kāi)發(fā)板的處理速度。而且沉金美觀大氣，有一種低調(diào)但奢華的感覺(jué)。第四就是四個(gè)定位孔，可以使用直徑M3的尼龍柱或者銅柱固定，雖然犧牲了一部分板子的體積，但這樣拓展了使用的場(chǎng)合，增加了使用的穩(wěn)定性。

打開(kāi)Microchip半導(dǎo)體的官網(wǎng)，搜索PIC16F15244型號(hào)，給出了大量的數(shù)據(jù)資料，以及AD的工程文件。我也是第一次這么詳細(xì)看到生產(chǎn)廠商提供如此詳細(xì)的硬件電路原理圖，包括尺寸，BOM清單，不同的PCB工程文件，甚至連Gerber文件都有了�？梢哉f(shuō)是一應(yīng)俱全。用AD18打開(kāi)工程文件，分為一個(gè)PCB文件和三個(gè)原理圖文件。CuriosityNano開(kāi)發(fā)板是4層板：分別是一個(gè)頂層和頂層，外加兩個(gè)電源層（一個(gè)VCC，一個(gè)GND）。官方也在PCB中標(biāo)注了尺寸大小，足見(jiàn)設(shè)計(jì)者的嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)心。板子上的絲印也是大小適中，清晰可見(jiàn)。每個(gè)層的顏色不一，方便辨識(shí)。

不像STM32L432 Nucleo-32開(kāi)發(fā)板雙面均有元器件放置，而CuriosityNano開(kāi)發(fā)板只有單面放置，這也是為了方便郵票孔焊接。

從上至下而看，最上面的是電源供電接口，使用Micro USB接口供電，在輸入端還加入PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（MC36213 0805封裝），最大電流1A。防止USB輸入電流過(guò)大以及防止遭受浪涌電流的影響。左側(cè)是綠色的3.3V電源指示燈（0402封裝，）板載的3.3V是由U101（MIC5528-3.3YMT）這是一款Microchip公司自研的高性能LDO，輸入電壓：2.5~5.5V，輸出電壓1~5V，具有6種輸出電壓規(guī)格（1.1V，1.2V，1.8V，2.8V，3.0V，3.3V）它的靜態(tài)電流非常小，只有38uA,溫漂也很小，最大的輸出電流高達(dá)800mA,相比較市面上一眾的3.3V LDO還是略勝一籌，但是銷售渠道較少，而且價(jià)格偏貴。一般LDO外圍電路都很簡(jiǎn)單，在輸入輸出端加上濾波或者旁路電容就完事了，或者直接用104貼片電容代替就完事了。這款LDO封裝是1.2*1.2mm的DFN封裝，體積非常小，適合高度密集的功能板上。

下面是U102（MIC5353）同樣，這是一款高性能，低功耗的LDO，在輸入端串聯(lián)兩個(gè)分壓電阻，通過(guò)信號(hào)線連接到MCU的PA1引腳，通過(guò)MCU內(nèi)置的MCU，檢測(cè)輸入端的電壓，同時(shí)可以通過(guò)分壓電阻來(lái)改變輸出電壓。輸入電壓2.6~6V，輸出電壓有7中規(guī)格（1.8V，2.5V，2.6V，2.8V，3.0V，3.3V，ADJ）該款芯片最大的特點(diǎn)就是高PSRR（電源抑制比）和超低噪聲，適合于射頻電路中，而且封裝采用1.6*1.6mm的小型封裝。
在該款I(lǐng)C后級(jí)電路中添加U108（MIC94163）這是一款具有反向阻斷功能的3A高端負(fù)載開(kāi)關(guān)。6腳1.6*1.6mm的MLF封裝�？梢栽�1.7~5.5V的輸入電壓下工作。在禁用設(shè)備時(shí)具有反向電流保護(hù)，設(shè)備將不允許電流從輸出流向輸入。還具有過(guò)壓保護(hù)功能。

CuriosityNano開(kāi)發(fā)板的調(diào)試器使用32位的ATSAMD21E18芯片，這是一款M0+內(nèi)核的CPU，最高48MHz，256KB Flash ，32KB SRAM，輸入電壓：1.62~3.63V，4*SPI，4*I2C，10*ADC，5*TIM（16-bit），26*I/Os，12通道DMA，1個(gè)看門狗定時(shí)器，最多12通道PWM，I2C總線的速率最高3.4NHz。

這款開(kāi)發(fā)板最大的特別之處是具有5個(gè)電平轉(zhuǎn)換器，U103~U107（74LVC1T45FW4-7）同樣的它也是6腳，類比于ST板卡上的SN74LVC2T45DCUT有兩個(gè)電源輸入端（VCCA，VCCB）DIR控制數(shù)據(jù)流方向，高電平代表從A流向B，低電平代表從B流向A。DIR都與MCU相接�？煽刂屏飨�。

板上還設(shè)計(jì)debug的檢測(cè)接口，可以使用探針來(lái)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，同時(shí)也是可以通過(guò)探針來(lái)下載程序。下面就是開(kāi)發(fā)板的核心：PIC16F15244 VQFN-20芯片。PIC16F152xx 8位產(chǎn)品系列具有基本的外設(shè)集，其中包括關(guān)鍵的內(nèi)核獨(dú)立外設(shè)（CIP），智能模擬和標(biāo)準(zhǔn)通信模塊，配合其極低功耗的能力，該系列特別適合各種低功耗應(yīng)用。功能集中包括多個(gè)PWM，各種通信外設(shè)，內(nèi)部溫度傳感器以及諸如存儲(chǔ)器訪問(wèn)分區(qū)（MAP）和設(shè)備信息區(qū)域（DIA）之類的存儲(chǔ)器功能。這些產(chǎn)品將提供8至44引腳的多種封裝和引腳數(shù)選擇，以支持各種應(yīng)用中的客戶。12通道10-bit ADC，1x8/16-bit Timer(TMR0),1x16-bit Timer(TMR1),1x8-bit Timer(TMR2),2x10-bit PWMs,2xCapture,Compare,PWM(CCP),WDT,具有快速恢復(fù)功能的可編程欠壓復(fù)位（BOR）。