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发布时间:2022-07-07 15:17:24 来源:华体会体育官网 作者:华体会体育官网app

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  系统级的电源设计,主要从整个系统的功能、产品的应用场合、开发周期、性价比等整体出发,综合评估系统前级、板内功能模块、对外供电接口、通讯接口、数据采集接口等对电源的需求及相应需达到的防护等级。在实际的工程应用中,市场机会稍纵即逝,往往留给产品的开发周期都很短,从产品的可靠性出发,系统级的电源设计,通常都尽量采用成熟的模块化电源来设计,降低风险,使产品尽早面世,占领市场。

  以如图6.10所示的工控系统应用为例进行说明,系统较为复杂,包括了多种信号的数据采集、CAN、RS-485等现场总线、板内要求双电源供电的运放、电机驱动等多种功能。每个功能模块,对电源的要求都有所不同,且整个系统对EMS的要求达到工业四级。

  以一个工业现场使用的数据集中器为例,该系统使用M283邮票孔核心板,系统采用12V~24V供电,需要隔离的RS485,隔离CAN总线通信,画出系统框图,如图6.2所示。

  以表6.1为模板,列出系统中用到几种电压,作为列标题。将耗电模块作为行标题,将系统中不耗电的部分去除,例如DB9插座,RJ45插座,JTAG接口等连接器。使用Excel表格建立如表6.2所示的表格,以方便电流的计算和排序。

  以集中器的设计为例,各模块的电流消耗主要以查询数据手册为准,同时加以估算的手段进行填表。在绘制PCB时,PCB设计人员就可以根据模块消耗的电流,对大功率的模块进行特别关注。

  查询《MiniARM M28A 数据手册V1.05.pdf》第“3.1 电源静态参数”章节,i.MX283核心板可以使用5V或4.2V两种方式供电。厂商建议采用4.2V供电,供电电流典型值为100mA,将100mA填入到表6.2中。手册并未给出最小值和最大值,因此需要根据经验填写最大值,可不填写最小值

  M283-128LI核心板的LCD接口设计可以外接4.3寸、7寸、8寸等多种尺寸的TFT模块。因此在计算LCD接口的电流时要考虑多种屏的兼容性。

  液晶屏对电源的消耗主要用在背光上面,最大电流值的估算以经验估算为典型值的1.5倍~2倍。集中器主板的LCD接口不仅提供了5V电源,同时也提供了3.3V的电源,查看《TM070RDH12》的手册“4.1 Recommended Operating Condition”章节给出了Ivcc的最大值为10mA,并未给出典型值。因此在LCD接口一行对应3.3V一列,填写最大值为10mA。

  集中器主板采用普通的按键,作为无源器件,按键本身可以通过很大的电流,为了确保不烧坏CPU的IO口,必须对按键进行电流限制。以IO的电压值为0~3.3V,按键的上拉电阻选值10K,因此按键本身消耗的电流仅0.3mA左右。按键数量为3个,因此在按键一行对应3.3V一列,填写典型值为1mA。

  集中器主板为用户预留40个GPIO。对于ARM7内核以上的处理器,IO口的灌电流和拉电流能力通常不超过4mA。在设计IO口驱动的电流时,用户亦需要将电流限制在2mA以下。在GPIO一行对应3.3V一列,填写典型值为80mA,最大值为160mA。

  工作在3V~5V的蜂鸣器,不同功率的蜂鸣器消耗电流是10mA~80mA ,集中器主板采用AX-1203-LF,查询蜂鸣器厂家提供的数据手册,在蜂鸣器一行对应3.3V一列,填写典型值为15mA,最大值为45mA。

  USB HOST接口为插入的U盘,鼠标等提供电流。U盘、鼠标等设备消耗电流在200mA左右,根据USB2.0的规范,USB HOST接口提供最大电流不超过500mA。在USB HOST一行对应5.0V一列,填写典型值为200mA,最大值为500mA。

  SP3232作为TTL和RS232电平转换器,采用3.3V供电。查看SP3232的数据手册,仅给出了极限工作电流±100mA,正常工作不带负载时最大电流为1mA,输出短路电流最大值为±60mA和±100mA, SP3232的电流估算会不非常准。在SP3232一行对应3.3V一列,填写典型值为1mA,最大值为100mA。

  DP83848作为PHY芯片连接CPU和RJ45插座。对以太网的信号进行转换。查看DP83848的数据手册,100M全双工模式下的典型电流为81mA,10M全双工模式下的典型电流为92mA。最大工作电流按照1.5倍计算为138mA。在DP83848一行对应3.3V一列,填写典型值为92mA,最大值为138mA。

  RSM3485隔离485收发器是致远电子设计的小体积、高性能的隔离收发器,可以完美取代传统的分立隔离方案。查询RSM3485的datasheet。静态电流小于40mA,发送电流小于100mA。

  CTM8251隔离CAN收发器是致远电子设计的小体积、高性能的隔离收发器。查询CTM8251的datasheet。静态电流小于30mA,发送电流小于55mA。

  注意:表6.2的右下角有一组数字“1352”,“2979”为折算为5V后的电流累加,整板的典型电流估算值为1.35A,最大电流为2.9A。

  集中器主板电源框图设计是将图6.1和表6.2整合在一起,这样能够清晰表达整板电源分布的图。是PCB电源布线的抽象设计。

  由于处理器速度越来越快、功耗要求越来越低,不同的外设需要不同的电源域进行管理,因此常见的电源域有3.3V,1.8V,1.5V,1.2V,1.1V,0.9V。由于i.MX28x系列处理器内部集成了上电时序控制,因此不需要用户再设计电源时序。为了方便介绍,引用某半导体的一个Cortex-A8处理器的上电时序作为介绍上电时序的对象,如图6.5所示。

  多电源处理器域出现的时候,由于缺乏设计经验,不少工程师设计出的产品要么不工作、要么工作不稳定。IC厂家看到了这种现象,推出了相应的电源时序管理IC,典型的就有ADI公司,但是这些时序控制IC提供的功能有限,与此同时还诞生了一些IC公司专门设计了电源管理芯片PMU。后来处理器厂商在推广处理器时,配套提供相对应的PMU, 推广CPU+PMU方案了。CPU+PMU的方案不仅解决了硬件工程师头痛的问题,而且有效地降低了系统的体积和功耗。

  原厂配套的PMU一般价格比较贵,而且PMU的主要作用是动态功耗调整,上电时序只是一个小的功能。在一些并不需要动态功耗控制的应用,可以采用低成本分立元件搭建的RC延时电路 + DC-DC转换器的方法亦可以实现电源时序的控制。

  根据图6.5将不同电压的电源、使能信号转换为如图6.6所示的上电时序,可以更加直观地从电压等级以及时间上看出时序的要求。

  RC延时电路采用了电容充放电的原理,电容端电压Vc初始时刻为0V,DC-DC使能端电压要大于0.7V。根据电容充电公式,图6.7中的上电延时时间为0.7ms。假定延时时间t,电容C,使能电压 ,计算R的值为:

  。若延时要求为10us,使能电压为0.7V,电容选用0.01uF,计算出R值为6.6KΩ,选择6.8KΩ即可。

  Atmel最新的AT91SAM9x5系列包括了5个型号的低功耗ARM926EJ-S处理器,公共的特性:400MHz ARM926EJ-S core / 16KB Data/Instruction Cache / DDR2 / MLC NAND / 3xHS USB HOST 1xHS USB DEVICE / HS SDIO SD MMC / Software Modem / BGA217差异化的外设主要针对不同的应用场合:AT91SAM9G15 (LCD) 适合手持式人机界面的应用,AT91SAM9261,AT91SAM9G10升级版AT91SAM9G25 (Ethernet)

  U-boot-2014.04移植到MINI2440(7) nand flash datasheet及

  我的MINI2440上有一个256M的nand flash,后面我们需要从nand启动u-boot,然后引导加载内核,再挂载根文件系统,这里先对其做一个较为细致的认识。主要是硬件管脚定义,控制方式,处理器的控制寄存器对其做一个了解,因为现在市面上nand的用途比较广泛,数码相机,mp3都要使用,进入正题。一.nand flash datasheeet在移植好的u-boot下输入nand info会出现下面的信息:Device 0: NAND 256MiB 3,3V 8-bit, sector size 128 KiB这说明nand大小为256M,工作电压3.3v,数据总线K。首先我们要明确,nand flas

  控制寄存器分析 /

  几天前一个学生问我ARM中断嵌套的问题,我才发现原在我心中理所当然的事对学生来说理解实属不易。ARM有七种模式,我们这里只讨论SVC、IRQ和FIQ模式。我们可以假设ARM核心有两根中断引脚(实际上是看不见的),一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.在ARM的cpsr中,有一个I位和一个F位,分别用来禁止IRQ和FIQ的。先不说中断控制器,只说ARM核心。正常情况下,ARM核都只是机械地随着pc的指示去做事情,当CPSR中的I和F位为1的时候,IRQ和FIQ全部处 于禁止状态。无论你在irq pin和fiq pin上面发什么样的中断信号,ARM是不会理你的,你根本不能打断他,因为他耳聋了,眼也瞎了。在I位和F位为0的时候,

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  (2440A) 从启动代码到应用程序(Main) 1 /

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  )中Ucos移植相关 /

  本文主要介绍AT91RM9200以及S3C2440处理器的时钟体系结构。0 概要 处理器的时钟源都是外部晶振振荡器产生的,有12MHz也有18MHz的(当然通常情况下外部还会挂接一个数百KHz的晶振,它是RTC所需),但无论是何种都不可能满足ARM核的数百兆赫兹的工作频率(关于各种ARM核的工作频率见附0)。因此需要通过芯片内部的锁相环电路产生更高的工作频率,产生的工作频率再经过分频或者倍频分别供给处理器核以及外设使用。整体框架如下图所示。图处理器时钟架构 注:上图之所以将USB单独列出是因为总结的两个处理器(S3C2440以及9200)都有独立提供USB的时钟,至于具体的原因以及与外围控制器中USB控制器的区别不甚理解。针

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