• 关于RS-485总线,这篇写的不错

    ▼点击下方名片,关注公众号▼今天来聊聊RS-485总线。RS-485也是应用非常广泛的一种通信接口,本文来讨论一下要点,文章稍微有点长,约5000字。前世今生 RS-485,RS是什么意思呢?是Recommended Standard的缩写,就是推荐标准的意思。485是标准标识号,至于为什么定这个标识号,则无需深究。RS-485又称为ANSI/TIA/EIA-485,这几个前缀是标准协会的名称缩写,比如EIA就是电子工业协会 (Electronics Industries Association EIA)的缩写。1983年,RS-485通讯接口被电子工业协会 (Electronics Industries Association EIA)批准为一种通讯接口标准。即便在现在IOT火热的今天,RS-485仍然有大量的应用。很多协议使用RS-485作为物理层,比如常用标准协议使用RS-485作为物理层的有哪些呢?比如:工业HART总线modbus协议Profibus DP.......电气特性 信号采样差模传输,差模是相对于共模而言的,差模也称为差分,那么什么样的传输是差模呢?一图胜千言,看下面两个图就明白了:共模传输采用共模传输方式时,共模噪声将会叠加在最终的输出信号上面,污染了原始的信号。差模传输而采用差模传输方式,则源端发出的信号 与信号-相位是相反的,而对于共模噪声而言在 /-两条线上都会存在,理想情况是等幅同相的,而接收端,相当于一个减法器,有用信号由于相位相反则经过减法器仍然保留,而噪声则会被抵消。而实际电路中,则会大幅度削弱。由此可见,差模传输相对于共模传输方式,优势在于差模方式可以有效抵消共模干扰。差模方式在有的地方又称为平衡模式,而共模模式也称为非平衡模式。对于这个干扰,我们来实际抓个波形看看:在A/B信号的边缘处,波形都略微有些变形,但是你看A-B做差(红色的为示波器的MATH减功能,为A-B),边沿则变得非常的干净!这例子就可以很好地说明差模传输可以有效的抵抗共模干扰。电气参数RS-485的电气参数为:共模电压范围为-7~ 12V可支持32个多点拓扑连接,见下面的网络拓扑图使用40英尺线缆时,传输速率可达10Mbps,1英尺相当于30.48cm,这里Mbps是兆bit/s的意思使用4000英尺线缆时,传输速率可达到100kbps半双工通信最小差分电压容限:200mV,也就是说接收端在差分电压低于200mV时就无法正确识别0/1了。这句话应该怎么理解呢?上面这个图怎么理解呢?RS-485收发器的发送电路至少提供1.5V差分电压输出能力,经由总线线路阻抗衰减,32个接收电路输入阻抗,以及120Ω端接电阻,差分信号的幅度必然逐渐衰减,那么至最末端还需要至少提供200mV的差分电压给末端接收电路。:对于接收电路是判决A线共模电压与B线共模电压之差:如果 ,则接收电路R识别为逻辑 1如果 ,则接收电路R识别为逻辑0简单说就是,A线的绝对电压值比B线的至少大于200mV则识别为逻辑1,或者A线的绝对电压值比B线的至少小200mV,才识别为逻辑0这里的参数,应该是在一定特征阻抗线缆时的理论值,实际工程使用的时候需要做相应的调整以及现场测试。一般以不超出这个理论极限为好。说到电气特性参数,首先来看看一般的接口电路:从这样一个接口电路来看,有这么些要点:RS-485通信从单片机/DSP/处理器接口而言,是利用UART接口与RS-485收发器接口。当然你说我用FPGA难道不行么?肯定是可以的,用FPGA实现一个串口收发的IP模块,当然也是可以的。甚至你想说,我拿GPIO去模拟一下 UART 是不是就不行?也是能办得到的,只不过这么干意义不大,需要占用CPU资源实现底层BIT的收发。前面说到半双工,有半双工就有全双工。什么是半双工呢?首先半双工以及全双工,所界定的对象一定是点对点而言的,这里说点对点就是指在同一时刻而言,所谓半双工,就是设备在同一时刻要么处于收数据状态, 要么处于发数据状态, 不允许同时收发数据。 全双工则刚好相反,允许同时收发。比如 I2C 总线就是半双工总线,4线制 SPI 是全双工,而三线制SPI则是半双工总线;又譬如RS-422或者RS-232 是全双工接口;而CAN总线则是半双工总线。RS-485就是一种半双工总线:当Host发送数据时,数据沿着红色的线经由双绞线,传输至Slave的差分接收电路,当slave应答时,数据沿着兰色的方向传输至Host的接收电路,但是传输介质是一对双绞线,所以一方在传输数据的时候,另一方是无法传输信号的,从收发器的控制角度来看:控制芯片侧,用一个GPIO脚来控制收发使能,来一张芯片内部原理框图,就很容易理解了:当DIR=0时,接收电路使能,发送电路禁止DE=0,对总线而言相当于高阻;当 DIR=1 时,接收电路使能 ,发送电路禁止DE=1,对总线A/B信号取决于DI的信号。这里有两个问题:1.为什么芯片要把和设计成相反的有效逻辑呢?这样其实也是方便用一个GPIO同时控制收发电路的考虑。2.那收发器芯片收发使能为什么不做成一个脚呢?比如就叫DIR?做成两个脚收/发也可以用两个脚单独控制,比如:甚至可以在DE=1的时候,将设置为0,这样是不是就可以自环了?产品中也可以就这样设计,可以实现收发器以及布线的自诊断,通过接收到的报文与发送出去的报文比较,可以诊断出芯片焊接,收发器是否损坏或者断路,以及布线是否存在短路故障。或许你会说,瞎扯!你前面才说RS-485不能同时收发,这里又说能同时收发,岂不是自相矛盾吗?不矛盾,前面所说的不能同时收发,是指发的同时不能收来自其他设备的发送报文,这里收的是自身发出的报文。所以半双工的本质,是通讯介质不存在双向通道,在向总线发送数据的时候,介质被占用,即便想发送也是无法正确的将信号发送到介质上的,如果强行发送,数据将会错乱,甚至收发器芯片有可能损坏。: Receiver Output Enable,接收器使能,DE:Driver Output Enable,驱动输出使能图中的DIR脚就是控制当前RS-485是处于“收”还是处于“发”模式。前面说到共模电压指标以及差模传输方式,这里来实际抓抓波形看看:示波器的CH2接485输出A端,CH3接485输出A端,红色的为示波器的MATH功能:CH2-CH3。大部分示波器都具有数学运算功能。如果想看差分信号,就可以利用双通道示波器加MATH减功能观测。或许有的示波器没有MATH功能,那么这里还可以使用一个技巧:将B通道,或者说差分信号的负端反相,然后将B通道上移至空闲电平重合,这样是不是也就比较直观的可以看出A-B了?通过这个图,能发现哪些有价值的信号特征呢?信号A在空闲时候为高电平;信号B在空闲时为低电平。所以你会看到有设备上会标识485_A ,485_B-。每个通道的共模电压值都在标准要求的-7~12V之内,信号A为4V,信号B为5V:那么数据怎么去解读呢?这里抓的数据是一个MODBUS-RTU主端发送给从设备的报文,其内容前面两个字节是0x01 0x03,UART模式为1个起始位,8个数据位,1个停止位,无校验位,低位在前,此例中UART的通讯格式为先根据UART通讯模式,来计算一下几个参数,每bit占用时间,每字节占用时间:这个图就是起始位,宽度正好是104us。对于解析这种异步串行时序波形而言,最重要就是根据通信格式计算位时间,字节时间,进而可以直接解析波形数据。从这一点思考,假设要利用FPGA来实现一个UART协议逻辑分析仪,这就是最为核心的指标,通过检测到起始位边沿,进而通过时间轴将数据解析出来。这里我来充当一个肉眼UART逻辑分析仪吧:8bit数据的时间宽度刚好是832us,由于格式是低位在前,所以要反过来看,与实际发送的数据0x01 0x03是吻合的。这里在调试底层的时候遇到问题,就可以通过这种方式可以检查软件是否正确的驱动了硬件,譬如在调试I2C/SPI等等其他底层接口的时候,都可以类似的去检查硬件波形,唯一不一样的是,I2C/SPI属于同步通信,所谓同步通信,是指其通信底层有同步时钟信号,I2C的SCL,SPI的SCK都属于同步时钟。驱动能力电气参数里总结说RS-485最大电气驱动能力,在多点网络拓扑结构下,可最大驱动32个站点。那么怎么去解读这一指标呢?首先来考察一个站点收发电路特性,收发器的接收电路其标准等效输入阻抗为12kΩ,比如MAX 485数据手册为例:至于为什么是32个呢?主要是由于前面200mV最小驱动能力的规定。也可以这样理解一下,每一个接收电路输入阻抗并非理想的高阻,而是12kΩ,那么比如其中一个站点发送,就相当于有32个站点的输入阻抗并联,为什么是32个呢?别忘了发送站点自身也有接收电路,所以在不考虑端接电阻以及线路阻抗的情况下,对于发送电路接了一个等效负载:,而发送电路驱动能力肯定是有限的,这样就好理解了。下面这个图就是所谓的多点网络拓扑,所有的站点都是沿着双绞线的排布并接在总线上的。所以,你有可能会在一些地方看到所谓的一个单位RS-485负载的说法,这里所谓的单位负载就是指12kΩ标准输入阻抗,这个12kΩ就是EIA-485标准定义的。从而看到比如 单位负载之类的说法,就是源于此处。数据监控比如一个基于RS-485的Modbus-RTU多点网络中,在做协议编程或者实际多站点总线调试的时候,有可能需要监控总线上所有的报文。甚至还有可能就像实现一个总线报文的的记录器,将总线上所有的报文都记录下来。应该怎么实现呢?买一根USB转RS-485的转换线或者自己做一个也可以。将A/B线并接在总线上,USB 插入电脑。使用串口监控终端或者自己写一个串口接收小软件,就可以监控所有总线上的报文了。比如这个AccessPort串口工具就比较好用:应用设计 作为应用设计而言,需要考虑这些维度:端接设计接口芯片隔离设计端接设计首先为什么要端接?这是由于RS-485采用双绞线传输,标准规定的双绞线的差分特征阻抗在100Ω至150Ω之间。RS-485标准制定者选择120Ω作为标称特征阻抗。假定信号自左边站点发出,如果没有端接,信号在线路上传输其阻抗是连续的,但是到达右侧的时候则,等效阻抗变成了接收电路的输入阻抗,比如是12kΩ,阻抗不连续了,阻抗突变!信号的一部分能量就会按照原路径返回,如返回回去的信号由于容抗及感抗,就会产生相差。反射回去的信号与原信号叠加在一起。这样就会造成通信发生错误,严重的时候,通信就无法正确进行。要想更深入的了解背后的原理,可以去学习一下传输线理论。或许做过Profibus DP(物理层也是采用的RS-485)的朋友会说,你看profibus DP为什么推荐的终端匹配电路是下面这样的呢?其实是因为Profibus DP采用的通信介质其标称特征阻抗不一样。所以实际工程应用的时候则会有小的差异。在TI的资料上看到这样一个端接接法:在噪声比较严重的场合,建议使用右边的端接方案,利用两个60Ω电阻以及220pF电容形成低通滤波器,将增加线路的抗噪声能力。在实际工程布线的时候,如果遇到噪声比较严重的时候,一方面可以利用示波器查看总线信号质量,在将端接方式做一些小的调整。接口设计RS-485收发器芯片很多芯片公司都提供,比如TI,Microchip 等厂家都有,选择接口芯片的时候需要考虑,芯片的供电电压输入逻辑是否与使用的单片机/DSP的电平兼容,另外就是前面提到的其接收电路的阻抗是否是符合RS-485标准输入阻抗的。如果不是的,那么在考虑网络部署的时候,所能带的负载数量就有可能需要做调整。另外注意一下,有的新设计RS-485收发器具备fail-safe功能。另外,前面说到标准收发器可以驱动32个标准收发器负载设备,也即是(12kΩ)标准单位输入阻抗。在做具体接口电路设计的时候还需要考虑EMC要求,在一些设备现场真的有很强的干扰,比如电网上有大的电机等感性设备运行,有时候就会干扰设备;另外也有可能有空间辐射干扰,这时候可以考虑采用带屏蔽双绞线,屏蔽层接大地,抗干扰方面我了解的不是很深入,仅整理一下。在这里看到一个防雷接口电路的设计方案,可以参考一下:https://www.programmersought.com/article/95833359295/前面说通常标准RS-485可以容纳32个标准接收阻抗收发设备。实际系统中就是想接入超过32个站点设备,怎么办呢?可以设计一个中继设备。想当于将两个网段利用中继给衔接起来,以解决驱动能力不足的问题。当然也有这样的现成产品。隔离设计为什么要隔离,是为了降低接地噪声。在很多现场可能有大电流开关设备,电机感性设备等,噪声很有可能通过通讯的接地耦合进设备。尤其在工业设备中,一般都会设计成带隔离的接口电路。要设计隔离接口,可以考虑选择具有隔离功能的芯片,比如ADI的 iCoupler技术产品ADM2481,ADM2485。当然也可以采用光耦 普通RS-485收发器的方式。唯一需要注意的是需要设计一个带隔离的电源,给隔离两侧电路分别供电。上面这个图来自TI的《The RS-485 Design Guide》,这份资料感觉很不错,本文很多地方也参考这份文档整理的。如对这份资料有兴趣,可以在后台回复485自动领取。总结一下 RS-485看似简单,实际应用设计的时候还是有很多需要去理解和注意的地方。做一个稳健的产品,往往所差不是大方向,而是一些细微处容易导致产品不稳定。参考:TI: The RS-485 Design Guideend微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 运放7大经典电路实图分析!

    ▼点击下方名片,关注公众号▼运放的基本分析方法:虚断,虚短。对于不熟悉的运放应用电路,就使用该基本分析方法。运放是用途广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器 、有源滤波器、振荡器及电压比较器 。8号线攻城狮1运放在有源滤波中的应用上图是典型的有源滤波电路(赛伦-凯电路,是巴特沃兹电路的一种)。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减,而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。该电路的设计要点是:在满足合适的截止频率的条件下,尽可能将R233和R230的阻值选一致,C50和C201的容量大小选取一致(两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路),这样就可以在满足滤波性能的情况下,将器件的种类归一化。其中电阻R280是防止输入悬空会导致运放输出异常。滤波最常用二阶有源低通滤波电路为巴特沃兹低通滤波,单调下降,曲线平坦最平滑;●巴特沃兹低通滤波中用的最多的是赛伦凯乐电路,即仿真的该电路。一个滤波器,要知道其截至频率是多少,或者能写出传递函数和频率响应也可以。如果该滤波器还有放大功能,要知道该滤波器的增益是多少。当两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路,在二阶有源电路中引入一个负反馈,目的是使输出电压在高频率段迅速下降。二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1 Rf /R1 ,与一阶低通滤波电路相同;截止频率为:注明,m的单位为 欧姆, N 的单位为 u。所以计算得出 截止频率为:●切比雪夫,迅速衰减,但通带中有纹波;●贝塞尔(椭圆),相移与频率成正比,群延时基本是恒定。8号线攻城狮2运放在电压比较器中的应用 上图是典型信号转换电路,将输入的交流信号,通过比较器LM393,将其转化为同频率的方波信号(存在反相让软件处理一下就可以),该电路在交流信号测频中广泛使用。该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。将输出进行(1 R292/R273)倍的放大,放大倍数越高,方波的上升边缘越陡峭。该电路中还有一个关键器件的阻值要注意,那就是R275,R275决定了方波的上升速度。8号线攻城狮3恒流源电路的设计 如图所示,恒流原理分析过程如下:U5B(上图中下边的运放)为电压跟随器,故V1=V4;由运算放大器的虚短原理,对于运放U4A(上图中上边的运放)有:V3=V5;有以上等式组合运算得:当参考电压Vr ef固定为1.8V时,电阻R30为3.6,电流 恒定输出0.5mA。该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源,其基本思路就是:所有的电阻都需要采用高精度电阻,且阻值一致,用输入的参考电压(用专门的参考电压芯片)比上阻值,就是获得的输出电流。但在实际使用中,为了保护恒流源电路,一般会在输出端串一只二极管和一只电阻,这样做的好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路,导致恒流源电路的损坏,二是可以防止外界负载短路 时,不至于对恒流源电路造成损坏。8号线攻城狮4整流电路中的应用上述电路是一个整流电路,将输入的一定频率的脉冲整流成固定的电平电压,再用此电压控制4-20mA电流的输出电流。该电路功能类似一些DAC 功能的接口 。8号线攻城狮5热电阻测量电路上图的电路是典型的热电阻/电偶的测量电路,其测量思路为:将1-10mA的恒流源加于负载,将会在负载上产生一定的电压,将该电压进行有源滤波处理,处理后在进行信号的调整(信号放大或衰减),最后将信号送入ADC 接口。该电路应用时,要注意在输入端施加保护,可以并TVS ,但要注意节电容对测量精度的影响,当然,如果在一些低成本场合,上述电路图可简化为下电路:8号线攻城狮6电压跟随器在运放的使用中,电压跟随器是一种常见的应用,该电路的好处是:一是减小负载对信号源的影响;二是提高信号带负载的能力。上图是运用运放实现了电阻分压的功能,首先用电阻获得需要输出的电压,然后用运放对该电压进行跟随,提高其输出能力。8号线攻城狮7单电源的应用在运放的实际使用,我们一般为了保持运放的频率特性,一般都采用双电源供电,但有的时候在实际使用,我们只有单电源的情况,也能实现运放的正常工作。首先我们运用运放跟随电路,实现一个VCC/2的分压:当然,如果在要求不是很高的场合,我们可以直接电阻分压,获得 VCC/2,但由于电阻分压的特性所在,其动态的响应速度会非常慢,请谨慎使用。获得 VCC/2后,我们可以用单电源实现信号放大功能,如下图:该电路中 R66=R67//R68, 信号的输出增益G=-R67/R68 。具体应用如下图,运放为单 5V_AD供电,AD芯片的电压是3.3V(基准电压芯片REF3033得到),该3.3V再电阻分压和经过运放跟随后得到1.65V,给到运放的同相输入端。附:运放的应用要点文章整理自网络,如有侵权,请联系删除!end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 信号线上串个小电阻干啥用的?

    ▼点击下方名片,关注公众号▼问题:查看有些原理图的设计时,经常看到串一些小电阻,如0Ω,22Ω,33Ω等等,但是也不是一定串。同样场合有的串,有的不串。这是为什么呢?这里电阻串联的意义是什么呢?什么时候需要串电阻呢,阻值取多大呢?关于这个问题,我们先看下网上的一些答案:有人说:参考设计上推荐的,应该是经验设计预留,为了后续调试方便。有人说:为了保护接口,抵抗小能量电压脉冲,防止信号脉冲损坏接口的。举个简单的例子:一个串口通讯的提示信号,当接上串口时,因为瞬间的插拔产生了一个很窄的电压脉冲,如果这个脉冲直接打到GPIO口,很可能打坏芯片,但是串了一个小电阻,很容易把能力给消耗掉。如果脉冲是5mA 5.1V,那么过了30Ω后就是5v左右了。还有人说:主要是基于阻抗匹配方面的考虑,以达到时序统一,延迟时间,走线电容等不会超过范围!原因在于LAYOUT时可能走线方面不是很匹配!那么到底是为了什么呢?很多时候,高速数字信号传输线上会串电阻,目的是解决阻抗匹配问题,阻抗不匹配会导致信号反射、过冲等问题。电磁波类似光一样在同一种介质中传播方向和能量不会衰减,但如果光从一种介质发射到另外一种介质的时候会发生反射和折射现象,那么光到达终端的能量会衰减很多吧。同理高速数字信号从源端向终端传输过程中由于连接线或者PCB LAYOUT的原因导致部分阻抗不连续(比如要求传输线阻抗为100欧,但是PCB有的部分是100欧,但是中途打过孔或者线宽发生变化就会引起阻抗的不连续)就会导致信号反射,反射的信号在传输线中又会与原信号叠加,信号被干扰了,终端接收这样的信号解码会出错。一般来讲,高速信号接口上串电阻基本就是阻抗匹配作用,一般来说如果LAYOUT比较好此电阻贴0欧没问题的,如果出现问题,就可以通过改变串连的小电阻来调节信号质量,从而达到消除过冲、振铃目的。end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 附源码!怎么从零到一用STM32 NB-IoT模块做一个智能消防项目?

    你有没有从零到一自己完整实操过STM32或者NB-IoT开发项目?或者是想学却找不到好的项目、没人答疑?又或者对嵌入式物联网开发感兴趣不知道怎么入门?嵌入式物联网开发薪资高,前景好!STM32开发 NB-IoT协议是其中必学的部分,强烈推荐大家领取下方福利,学习一波!7天STM32 NB-IoT智能消防项目,包括【全套课程 老师答疑 完整项目 项目源码 配套硬件】。粉丝专享:0元上课 0元用硬件,扫描下方二维码抢占福利。STM32 NB-IoT项目介绍项目介绍这个项目由前华为研发总监大海老师亲自带学,配合华清自研的开发硬件,从零到一用STM32 NB-IoT模块做一个完整的智能消防项目。非常适合想获得亮眼开发经验、想学习STM32开发、NB-IoT开发、或者想要入门嵌入式物联网开发却没人带的同学。STM32 NB-IoT项目收获在7天的学习中你至少可以收获:✔️玩转STM32开发✔️掌握NB-IoT开发环境的搭建与使用✔️掌握串口通信、AT指令✔️掌握服务器搭建,实现NB联网项目实操:完成4个热门项目一个可以写进简历的项目经验✔️技术答疑,大咖1V1技术答疑诊断✔️硬件实操,包邮免费租用8大开发套件✔️项目源码,完整项目源码,学习大佬编程习惯✔️社群督学,小姐姐督促学习,7天掌握一个高薪技能上课时间

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  • 推荐几个不错的公众号

    写公众号这么久了,认识了一批软硬件方面技术不错的号主,今天再次推荐给大家。1    人人都是极客这是个神奇的男人,喜欢扒内核的底裤,网络上风靡的著作《扒开 Linux 内存管理的底裤》,《扒开 Linux 进程管理的底裤》,《扒开 Linux 中断管理的底裤》就出自他手。他用简练的语言和详细的绘图把枯燥的操作系统以裸体的形式展现在你面前。他就是 Peter,芯片大厂资深工程师,幸福物联技术合伙人,谷歌社区优秀讲师,腾讯云社区评审,CSDN 博客专家。【人人都是极客】是难得的内核交流平台,Peter 手把手和你一起撸 Linux 内核的来龙去脉,后续还会增加设计 CPU 的专栏。Linux 原创文章汇总Linux 内存管理Linux 进程管理拥有 EMBA 的 Peter 在技术之外还会分享职场进阶,宏观经济和商业理财的剖析。认知·成长如果你有面试或者职业发展的困惑也可以找 Peter 聊哦。超经典的大厂面试题,内核全集,网络剖析指南等,公众号回复 peter 即可免费领取。强烈建议大家关注他的公众号,获取海量学习资料!▼点击下方名片关注公众号▼2    一口Linux公众号「一口Linux」号主**彭老师**,曾就职于中兴等全球知名企业,曾任华清远见教学总监。《从0学Linux驱动第一期》视频共32期已经更新完毕,并发布于B站,ARM系列入门视频正在更新中。彭老师精通Linux系统编程、计算机网络、ARM、Linux驱动、龙芯、物联网,已建立多个高质量粉丝群,耐心解答问题,在读者中有非常好的反响。如果你缺乏动力,或不知所措,或无法坚持,或迷茫懈怠,可以找彭老师聊一聊,一定会有新的收获。一口Linux / 原创文章汇总一口Linux / 从0学ARM关注,后台回复 【电子文档】,获取精选Linux入门视频和海量资料。▼点击下方名片关注公众号▼3    朱老师IT充电站【朱老师IT充电站】微信公众号由朱有鹏老师建立,目标是帮助IT类相关专业大学生和从业者全方位成长。公众号内可获取《朱老师物联网大讲堂》课程资料、课程介绍等,不定期更新朱老师原创文章及视频,内容涉及当前IT行业热点技术(譬如5G、物联网、AI人工智能等),个人学习路线规划、职业发展规划,学习方法和技巧思路,IT行业的产品起底解密,行业发展分析和点评等,并且会推送岗位内推信息。总之,IT充电站关注一名IT行业从业者的技术、思维、知识、技能等全方位的成长。想要不断提升自己,升职加薪走向人生巅峰,关注IT充电站吧!往期文章汇总: IT 人成长之路学长们的工作内推▼点击下方名片关注公众号▼4    txp玩Linux参与过技术书籍的编写,一个痴迷音视频的后浪!主要分享音视频、流媒体相关知识,如果对音视频感兴趣的朋友可以关注他哦!可以领取音视频相关学习资料!同时有任何问题都可以加他个人微信交流,从 2020 至今,至少交流过 100 个以上的应届生毕业生 offer 选择问题,同时还有关于如何转行、书籍推荐、学习路线、面试、租房、相关音视频技术等话题!下面是他的个人微信:tu18879499804相关音视频文章:流媒体面试被问到的一些问题汇总!音视频学习路线!▼点击下方名片关注公众号▼5    工程师进阶笔记公众号:工程师进阶笔记,号主温工,从事嵌入式物联网技术开发多年,会画板子,能拿烙铁,专业写代码,热衷于技术分享和职场提升。从大学毕业到现在,待过民企、外企、上市公司,从刚毕业实习进工厂画板子拿烙铁,再到敲键盘复制粘贴写代码,再到现在逐渐摆脱技术思维学习各种管理知识。从业经历:聊一聊我自己的从业经历和感悟致力成为一名终身学习者,有一点技术强迫症,在分享技术的同时,也分享自己对生活和职场的思考和见解!工程师进阶笔记 | 原创技术专辑汇总,可供下载。▼点击下方名片关注公众号▼6    南山扫地僧号主王工,嵌入式硬件工程师,目前主要从事汽车类相关硬件开发工作,主要分享硬件电路设计、嵌入式软件、行业资讯等相关内容。精彩推荐:干货文章合集▼点击下方名片关注公众号▼

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  • 想用GD32替换STM32? 这些细节一定要知道

    ▼点击下方名片,关注公众号▼GD32是国内开发的一款单片机,据说开发的人员是来自ST公司的,GD32也是以STM32作为模板做出来的。所以GD32和STM32有很多地方都是一样的。不过GD32毕竟是不同的产品,不可能所有东西都沿用STM32,有些自主开发的东西还是有区别的。相同的地方我们就不说了,下面列一下不同的地方。1 内核GD32采用二代的M3内核,STM32主要采用一代M3内核,下图是ARM公司的M3内核勘误表,GD使用的内核只有752419这一个BUG。2 主频使用HSE(高速外部时钟):GD32的主频最大108M,STM32的主频最大72M使用HSI(高速内部时钟):GD32的主频最大108M,STM32的主频最大64M主频大意味着单片机代码运行的速度会更快,项目中如果需要进行刷屏,开方运算,电机控制等操作,GD是一个不错的选择。3 供电外部供电:GD32外部供电范围是2.6-3.6V,STM32外部供电范围是2-3.6V。GD的供电范围比STM32相对要窄一点。内核电压:GD32内核电压是1.2V,STM32内核电压是1.8V。GD的内核电压比STM32的内核电压要低,所以GD的芯片在运行的时候运行功耗更低。4 Flash差异GD32的Flash是自主研发的,和STM32的不一样。GD Flash执行速度:GD32 Flash中程序执行为0等待周期。STM32 Flash执行速度:ST系统频率不访问flash等待时间关系,0等待周期,当0

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  • 你真的懂串口通信吗?

    ▼点击下方名片,关注公众号▼一、什么是串口通讯?串行通讯是指仅用一根接收线和一根发送线就能将数据以位进行传输的一种通讯方式。尽管串行通讯的比按字节传输的并行通信慢,但是串口可以在仅仅使用两根线的情况下就能实现数据的传输。典型的串口通信使用3根线完成,分别是地线、发送、接收。由于串口通信是异步的,所以端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶的校验。对于两个需要进行串口通信的端口,这些参数必须匹配,这也是能够实现串口通讯的前提。图1:串行通讯示数据传输意图二、串口通讯的通讯协议?最初数据是模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口出现了RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能,这就促生了RS485。我们知道串口通信的数据传输都是0和1,在单总线、I2C、UART中都是通过一根线的高低电平来判断逻辑1或者逻辑0,但这种信号线的GND再与其他设备形成共地模式的通信,这种共地模式传输容易产生干扰,并且抗干扰性能也比较弱。所以差分通信、支持多机通信、抗干扰强的RS485就被广泛的使用了。RS485通信最大特点就是传输速度可以达到10Mb/s以上,传输距离可以达到3000米左右。大家需要注意的是虽然485最大速度和最大传输距离都很大,但是传输的速度是会随距离的增加而变慢的,所以两者是不可以兼得的。三、串口通讯的物理层串口通讯的物理层有很多标准,例如上面提到的,我们主要讲解RS-232标准,RS-232标准主要规定了信号的用途、通讯接口以及信号的电平标准。在上面的通讯方式中,两个通讯设备的"DB9接口"之间通过串口信号线建立起连接,串口信号线中使用"RS-232标准"传输数据信号。由于RS-232电平标准的信号不能直接被控制器直接识别,所以这些信号会经过一个"电平转换芯片"转换成控制器能识别的"TTL校准"的电平信号,才能实现通讯。下图为DB9标准串口通讯接口:DB9引脚说明:上表中的是计算机端的DB9公头标准接法,由于两个通讯设备之间的收发信号(RXD与TXD)应交叉相连,所以调制调解器端的DB9母头的收发信号接法一般与公头的相反,两个设备之间连接时,只要使用"直通型"的串口线连接起来即可。串口线中的RTS、CTS、DSR、DTR及DCD信号,使用逻辑 1表示信号有效,逻辑0表示信号无效。例如,当计算机端控制DTR信号线表示为逻辑1时,它是为了告知远端的调制调解器,本机已准备好接收数据,0则表示还没准备就绪。四、波特率波特率是指数据信号对载波的调制速率,它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示;比如波特率为9600bps;代表的就是每秒中传输9600bit,也就是相当于每一秒中划分成了9600等份。因此,那么每1bit的时间就是1/9600秒=104.1666...us。约0.1ms。既然是9600等份,即每1bit紧接着下一个比特,不存在额外的间隔。两台设备要想实现串口通讯,这收发端设置的波特率必须相同,否则是没办法实现通讯的。收发波特率一致可以实现通讯:收发波特率不一致,导致RX端不能正常接收:五、串口通讯的数据结构起始位: 起始位必须是持续一个比特时间的逻辑0电平,标志传输一个字符的开始,接收方可用起始位使自己的接收时钟与发送方的数据同步。数据位: 数据位紧跟在起始位之后,是通信中的真正有效信息。数据位的位数可以由通信双方共同约定。传输数据时先传送字符的低位,后传送字符的高位。奇偶校验位: 奇偶校验位仅占一位,用于进行奇校验或偶校验,奇偶检验位不是必须有的。如果是奇校验,需要保证传输的数据总共有奇数个逻辑高位;如果是偶校验,需要保证传输的数据总共有偶数个逻辑高位。停止位: 停止位可以是是1位、1.5位或2位,可以由软件设定。它一定是逻辑1电平,标志着传输一个字符的结束。空闲位: 空闲位是指从一个字符的停止位结束到下一个字符的起始位开始,表示线路处于空闲状态,必须由高电平来填充。六、单双工通讯单工: 数据传输只支持数据在一个方向上传输;半双工: 允许数据在两个方向上传输,但某一时刻只允许数据在一个方向上传输,实际上是一种切换方向的单工通信,不需要独立的接收端和发送端,两者可合并为一个端口;全双工: 允许数据同时在两个方向上传输,因此全双工通信是两个单工方式的结合,需要独立的接收端和发送端。七、STM32中的串口通讯STM32串口通信接口有两种,分别是:UART(通用异步收发器)、USART(通用同步异步收发器),对于大容量STM32F10x系列芯片,分别由3个USART和两个UART。TXD:数据发送引脚;RXD:数据输入引脚对于两芯片的间的连接,两个芯片GND共地,同时TXD和RXD交叉连接,这样两个芯片间可进行TTL电平通信。但如果对于芯片和PC机相连,除了共地条件外,不能使用如上的直接交叉连接,虽然两者都有TXD和RXD引脚,但通常PC机使用的是RS232接口(9针),通常是TXC和RXD经过电平转换得到,故如果要使芯片与PC机的RS232接口直接通信,需要将芯片的输入输出端口也电平转换为RS232类型,再交叉连接,二者的电平标准不同:单片机的点评标准(TTL电平): 5V表示1,0V表示0;RS232电平标准: 15/ 13V表示0,-15/-13表示1。因此单片机与PC机进行串口通信应该遵循:在单片机串口与上位机给出的RS232口之间,通过电平转换电路实现TTL电平与RS232电平间的转换.如果使用USB转串口也可以实现串口通讯,USB转串口电路图如下所示STM32串口通讯代码STM32中串口通讯已经给大家建好了相应的库函数,大家在使用和配置串口的时候直接进行调用库函数和配置就行了,请大家参照一下代码:1、初始化结构体代码typedef struct { uint32_t USART_BaudRate; // 波特率 uint16_t USART_WordLength; // 字长 uint16_t USART_StopBits; // 停止位 uint16_t USART_Parity; // 校验位 uint16_t USART_Mode; // USART 模式 uint16_t USART_HardwareFlowControl; // 硬件流控制 } USART_InitTypeDef;2、NVIC配置中断优先级NVIC_Configuration(void){  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    /* 嵌套向量中断控制器组选择 */  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    /* 配置USART为中断源 */  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;  /* 抢断优先级*/  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  /* 子优先级 */  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  /* 使能中断 */  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  /* 初始化配置NVIC */  NVIC_Init(

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  • 物联网技术之LoRa通信(一)

    ▼点击下方名片,关注公众号▼      当前物联网市场发展迅速,各种新技术不断的被应用与实际的解决方案中,这里从这一篇短文开始一块探讨一下物联网终端无线通信技术中的佼佼者-LORA,本篇主要介绍一下Lora到底是啥?相对其它无线通信技术有啥优缺点?实际的应用场景是啥?01LoRa是啥?      Lora的英文全称是Long Range,取得两个单词的前两个字母组成,从字面意思可以理解到是一种长距离通信技术,其工作在免费的工作频段(即非授权频段),包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。使用时不需要申请,在我国实际解决方案中使用最多的频段主要在410MHz-510MHz,按照1MHz间隔一个信道去算,能够支持100多个信道,实际可以缩短信道之间的间隔,扩宽频段来增加信道的数量。      Lora在我们的实际应用中共有两种方式,我把它们分为组网模式和非组网,组网主要以星型网络为主的网关带节点的通信方式,lorawan也是其中一种,后面会专门讲解Lora完的相关知识;非组网模式主要是点对点,也就是单个lora设备和单个Lora设备建立的通信方式。当然还有不同的用法,前面我说的两种用法只是使用场景最多的两种方式。      LoRa因其功耗低、传输距离远、组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合,因此被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业,前景广阔。      LoRa基本技术指标如下:传输距离:城镇可达5km,郊区可达15km。·工作频率:ISM频段包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。·标准:IEEE 802.15.4g、LoRaWAN。·调制方式:基于扩频技术,CSS的一个变种,具有前向纠错能力。容量:一个lora网关可以连接成千上万个节点。电池寿命:长达十年。安全:AES128位加密。传输速率:18b/s~62.5kb/s.      上述的是semtech官方给的参考值,根据我们的实际应用反馈,在城市环境,相对空旷的路段,22dbm发射功率最慢速率传输最大距离超过5km,30dbm发射功率相同环境能传输8km左右。传输速率整体偏低,这与lora的独特调制方式相关,后面我们会详细介绍lora的调制方式。      总结一下:lora就是一种具有低功耗、长距离传输特性的无线技术,其中实现长距离的最关键一个指标就是高接收灵敏度,对该词汇不了解的可以问一下度娘,这个作业就布置给大家了,可以对比下面的图进行比较一下几种技术的灵敏度。02LoRa相比其他无线技术有啥优缺点?      无线通信技术较多,这里我们主要列举几种物联网领域用到较多的无线通信技术来作比较:蓝牙、wifi、NFC、zigbee、UWB。蓝牙         蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇、个人之间的 短距离数据交换(使用2.4~2.48GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙可连接多个 设备,克服了数据同步的难题。从音频传输、图文传输、视频传输,再到以低功耗为主的物联 网传输,蓝牙应用的场景也越来越广。目前蓝牙的协议经过多年的发展,从我们熟知的蓝牙协议3.0、4.0发展到现在的5.0协议,最新小版本协议应该已经到了5.3协议,蓝牙协议发展到5代后,在低功耗模式下具备更快更远的传输能力,传输速率是上代技术的2倍(速率上限为2Mb/s),有效传输距离是上一代技术的4倍(理论上可达300m),数据包容量更是上一代技术的8倍。同时,为了更好地服务物联网,蓝牙技术发展了一套Mesh网状网络,有别于传统的蓝牙连接的“一对一”配对,Mesh网络能够使设备实现“多对多”的关系。WiFi         Wifi是我们目前最常见的一种无线技术,我们常用的手机、pc、智能音箱等设备都支持wifi技术。人们目前所使用的WiFi标准是由最早于1997年发布的802.11b演变而来, 802. 11b的速率仅为2Mb/s, 1999年提出的802. 11g将速率提升至11Mb/s目前最新的802. 11ax( Wi—Fi 6)理论最大速率为10Gb/s左右。      传统的Wi—Fi使用2.4GHz频段,随着使用2.4GHz频段的设备越来越多,比如上面说到的蓝牙技术就是2.4GHz频率,相互之间干扰增强,因此第五代Wi—Fi技术研制了运行在5GHz以上的高频段。理论上5GHz频段相较2.4GHz速率更高,但两者各有优缺点。2. 4GHz穿墙衰减更少,传播距离更远,但使用设备多,干扰大;5GHz网速更稳定,速率更高,但穿墙等衰减大,覆盖距离小。对于5GHz频率可以做一个试验,使用pc下载文件,会发现靠近路由器很近的时候速率非常快,距离稍微拉远一点就会变慢很多,相对2.4GHz效果会比较明显。NFC        NFC (Near-Field Communication,近场通信)是一种短距高频的无线电技术,属于 RFID技术的一种,该技术是我接触最早的一种技术,记得初中时食堂的饭卡就是使用的这种技术,该技术工作频率在13. 56MHz,有效工作距离在20cm以内。其传输速率有 106k/s.212b/s或者424kb/s三种。较近的传输距离帮助我们防止同学盗刷我们的饭卡了。      NFC技术存在很多优点,例如通信保密性好、无功耗、方案的成本较低等,尤其NFC能够通过 简单的碰触瞬间完成连接。在整合至IoT设备中 之后,可以通过物联网系统收集与用户有关的习 惯和使用方式等数据,之后再提供给云端或大数 据服务器做数据分析,提高用户生活质量。就像我们使用的泉城一卡通,既可以使用其乘坐公交车,也可以实现乘坐地铁,所有的数据都会通过刷卡机上传到服务器进行相关的操作,实现数据的同步等功能。NFC技术的缺点也是相当明显,通信距离短,数据传输量小,也限制了近场通信的使用场景,不过随着物联网的发展,NFC会和其它技术进行深入的融合,从而发挥其优势,丰富应用场景。Zigbee               Zigbee是我接触的第一种组网通信方式,ZigBee是一种可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上的无线连接技术,分别具有最高250kb/s、20kb/s和40kb/s的传输速率,它的传输距离为10~75m,但可以通过Mesh继续增加。zigbee技术发展至今已经发展到了3.0版本,在组网性能上,ZigBee可以构造为星状网络或者点对点对等网络,广泛的应用于智慧医疗、智能家居等领域。UWB             UWB是一种超宽带技术,是近年来新兴的一项全新的、与传统通信技术有极大差异的无线通信新技术。它无须使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以 下的极窄脉冲来传输数据,从而具有3.1~10.6GHz量级的带宽。通过在较宽的频谱上传 送极低功率的信号,UWB能在10m左右的范围内实现数百兆比特每秒至数吉比特每秒的数据传输速率。 除了高传输速率外,UWB技术还有发射功率较低、穿透能力较强、抗干扰性能强等优点,在室内定位领域可得到较为精确的结果,广泛应用于小范围、高分辨率、能够穿透墙壁、 地面和身体的雷达和图像系统中。我曾经用uwb技术做过一个定位系统,该系统主要有3个基站和1个标签,标签放置在AGV小车上,同UWB的定位功能可以实现AGV小车在区域内的精确定位,经过多次试验确认其测距的精度最小10cm,且容易受到旁边铁皮的影响,,基站的摆放位置也是影响因素。      上面已经介绍完了5种技术,下面进行了总结,通过列出的参数对比一下第一节中介绍lora可以清晰知道孰优孰劣。      在低功耗、长距离通信的应用场景中,lora技术与其它技术打擂台的话,应该是直接KO.03LoRa实际应用场景是啥?      在说我们实际应用场景之前,先抛出一个问题,那就是lora到底能传多远,第一节中说到的都是城镇、地面空旷,那如果是在太空中呢?其实现在有很多家卫星公司吧lora发射到了近地卫星轨道,近地卫星轨道的高度一般为600-1600km,在地面上只要使用lorawan的设备就能接收到lora信号,牛不牛?再回到我们的实际场景,根据lora的特点我们总结出来主要以下3大类场景:蜂窝信号弱或不可用场景   1)农业和畜牧业中的位置跟踪和动植物健康状况监测:灌溉设备跟踪管理等项目由于此类应用的环境多为农村或偏僻地区,这里的蜂窝网络覆盖比较差,且要介入系统的物联网设备较多,最好的实现方式就是使用LoRa自建网络。2)采矿和石油作业:这个场景所处的地方基本都属于无人区,环境偏僻恶劣,缺少人烟,基本没有移动网络覆盖,尤其是矿井下等一些有安全要求区域的网络覆盖,lora能够很好的满足要求。3)森林火灾监测:森林区域人烟稀少,且部署蜂窝网基站的成本偏高(需要光纤接人),而架设LoRa网络成本很低且覆盖范围广泛,成本低。4)环境监测;环境监测的监测点种类繁多,有的漂浮在江河中,有的在高山悬崖边,许多加方便。区域信号覆盖较差,而且这些环境监测的传感器具有一定的分布特性,使用LoRa网络会更加方便。功耗、距离要求严格的应用   1)水、气表:水、气表一般的工作寿命都要8~10年,尤其是水表在整个生命周期中是无法更换电池的,这就需要超低的功耗,所以LoRa非常适合这样的应用场景。2)泊车传感器/锁具:泊车系统传感器的电池更换很困难,尤其路内停车的地磁传感器,埋入地下后更换电池成本很高,这就需要有非常好的功耗。现在市场上绝大多数的泊车传感器都是使用LoRa技术的。3)门禁、烟感、垃圾监测:这类应用传感器都要求轻量级且电池很小,然而需要工作2~3年不更换电池,再加上这类应用的工作距离也有一定的要求,LoRa技术就比较合适。 4)智能穿戴:智能穿戴对功耗要求严格,尤其一些针对户外的远距离应用,采用LoRa技术是最佳的选择。私有/企业网络         工业控制/生产线监测:一般的客户对于生产控制以及生产数据管理都是非常看重的,多数都会使用私有或企业物联网,而LoRa的灵活部署、超强的抗干扰特性(产线的射频干扰较大)对于智慧工业的应用是非常合适的。      园区、物业管理:大量的住宅小区和商业地产,都对其内部管理以及设施服务进行升级,而且更希望是自己可以掌控的私有网络,当前国内前几名的房地产公司均在其物业采用了LoRa网络的覆盖,对其小区及商业地产进行精细化管理。      上面主要就文章开头提出的三个问题进行了简单的回答,下一篇我们将对无线的调制方式进行剖析。end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 10种免费好用的电路设计软件盘点!

    ▼点击下方名片,关注公众号▼工程软件和在线资源往往比较昂贵,但是对于专业人员、学生和爱好者来说非常有益。用户开展项目或者仅进行工程验证时,这些资源往往是必要的,但是相关成本却令许多人望而却步。本文为工程师和工程研究爱好者们寻找了几款高质量的免费资源,现在将其概述如下。PART1.电路仿真01PartSim网址:www.partsim.comPartSim是一款基于浏览器的电路仿真器,用户可以通过该软件进行电路实验。该仿真器布局简单,从而确保易用性,同时提供完整的SPICE仿真引擎、基于Web的原理图捕获工具和图形示波器,可以监视电路的模拟/数字信号电平。该工具还包含Digi-Key BOM(物料清单),允许用户为设计组件分配零件号,然后找到分销商。PartSim02EasyEDA网址:easyeda.comEasyEDA旨在“通过为电子设计提供全面的数据和协作工具,帮助设计人员更快地将创意转化为制造原型”。EasyEDA提供免费的在线电路仿真、PCB设计和电子电路设计功能。人们可以访问大量的原理图元件库、PCB封装和包装、spice仿真、模型和子电路,从而节省设计时间。还可以邀请他人进行项目协作,并轻松地在团队中分享设计。标准版免费使用,并提供无限公共项目和2个私人项目。EasyEDA03Autodesk Circuits网址:circuits.io/Autodesk Circuits是用于电子设计和实验的一组工具。初学者可以通过Electronics Lab或Circuit Scribe开始简单的实验,而经验丰富的用户则可以直接跳至PCB设计。该软件提供大量的免费入门教程和项目教程,可以通过Electronics Lab学习。AutodeskPART2.PCB设计01DesignSpark PCB官网:https://www.rs-online.com/designspark/pcb-softwareDesignSpark PCB将自己称为“世界上最易于使用的电子设计软件,专门用于快速原型设计,并且可以将你的电路想法更快地转化为可测试的电路板”。这个软件对原理图尺寸没有限制,所以用户在创建PCB设计时也没有限制。用户也可以导入和导出他们需要的任何格式的文件,并且能够以所需格式创建BOM(物料清单)。虽然该工具完全免费,但是要注意重要的一点,即用户必须在其网站上注册才能解锁程序,并且在开始工作之前必须确认所显示的广告。DesignSpark02KiCad EDA网址:kicad-pcb.org/KiCad是一款跨平台的开源电子设计自动化套件。该套件由三个不同的工具组成:Eeschema(原理图捕捉)、PcbNEW(PCB布局)和3D Viewer(通过3D方式查看电路板设计)。其中3D Viewer是一个独特的工具,可以旋转和平移你的电路板,从而查看2D图中无法看到的细节。KiCad EDA03PCBWeb网址:https://www.pcbweb.comPCBWeb是一种既支持原理图也支持PCB布局的全功能免费电子设计工具。对于希望简化硬件设计的电子工程师来说,PCBWeb是设计和制造电子硬件的理想工具。用户可以通过PCBWeb的快速、易用的书写工具来设计多页原理图;PCBWeb还支持覆铜和DRC检查功能,允许用户布局多层板。该资源还集成了Digi-Key零件目录和BOM Manager(物料清单管理器)。PCBWebPART3.CAD建模01FreeCAD网址:freecadweb.org/FreeCAD是一款多平台开源参数化3D建模工具,旨在帮助用户将设计项目变为现实。这是一款通用多功能工具,适合不同级别的用户。想要涉及3D打印的初学者、教育工作者或经验丰富的CAD用户都可以使用FreeCAD。程序员还可以利用Python“扩展FreeCAD的功能、用脚本实现自动化、构建自己的模块,甚至将FreeCAD嵌入到自己的应用程序中。”FreeCAD02QCAD网址:qcad.org/en/QCAD是一款免费的开源2D CAD应用程序。QCAD能够让用户创建各种各样的技术图纸,比如建筑平面图、内饰图、机械零件图、原理图和图表。该程序的功能列举如下:图层、块(分组)、35种CAD字体、40多种施工工具、20多种修改工具等等。许多用户都非常喜欢QCAD易于使用的界面和多功能性,给出了很高的评价。QCAD03ImplicitCAD官网:implicitcad.org/ImplicitCAD网站表示:“ImplicitCAD项目致力于利用数学和计算机科学的力量来解决3D打印革命中的愚蠢设计问题”。ImplicitCAD是一款开源程序化CAD工具。这意味着ImplicitCAD使用了一种可以编译成3D对象的编程语言。程序化CAD的优点包括:对象的可重用性和抽象性;重复性任务的自动化;参数化设计以及软件开发(比如版本控制)的常用工具。ImplicitCAD04OpenSCAD官网:openscad.orgOpenSCAD是一款可以创建实体三维CAD模型的免费软件。它允许设计人员创建精确的3D模型和参数化设计,并且可以通过更改参数进行轻松调整。这些文档都是ASCII纯文本脚本。因此,OpenSCAD更像是面向程序员的实体建模工具,通常被认为是设计开源硬件的入门级CAD工具,比如科研和教育科学工具。OpenSCAD来自:罗姆R课堂,侵删。end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 必看干货 | 电感和磁珠有什么联系与区别?

    ▼点击下方名片,关注公众号▼电感与磁珠的不同点 1、电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感和磁珠都可以用于滤波,但是机理不一样。电感滤波是将电能转化为磁能,磁能将通过两种方式影响电路:一种方式是重新转换回电能,表现为噪声;一种方式是向外部辐射,表现为EMI(电磁干扰)。而磁珠是将电能转换为热能,不会对电路构成二次干扰。2、电感在低频段滤波性能较好,但在50MHz以上的频段滤波性能较差;磁珠利用其电阻成分能充分地利用高频噪声,并将之转换为热能已达到彻底消除高频噪声的目的。3、从EMC(电磁兼容)的层面说,由于磁珠能将高频噪声转换为热能,因此具有非常好的抗辐射功能,是常用的抗EMI器件,常用于用户接口信号线滤波、单板上高速时钟器件的电源滤波等。4、电感和电容构成低通滤波器时,由于电感和电容都是储能器件,因此两者的配合可能产生自激;磁珠是耗能器件,与电容协同工作时,不会产生自激。5、一般,电源用电感的额定电流相对较大,因此,电感常用于需要通过大电流的电源电路上,如用于电源模块滤波;而磁珠一般仅用于芯片级电源滤波(不过,目前市场上已经出现了大额定电流的磁珠)。6、磁珠和电感都具有直流电阻,磁珠的直流电阻相对于同样滤波性能的电感更小一些,因此用于电源滤波时,磁珠上的压降更小。7、用于滤波时,电感的工作电流小于额定电流,否则,电感不一定会损坏,但是电感值会出现偏差,电感与磁珠的共同点 1、 额定电流。当电感的额定电流超过其额定电流时,电感值将迅速减小,但电感器件未必损坏;而磁珠的工作电流超过其额定电流时,将会对磁珠造成损伤。2、直流电阻。用于电源线路时,线路上存在一定的电流,如果电感或磁珠本身的直流电阻较大,则会产生一定压降。因此选型中,都要求选择直流电阻小的器件。3、频率特性曲线。电感和磁珠的厂家资料都附有器件频率特性曲线图。在选型中,需仔细参考这些曲线,以选择合适的器件。应用时,注意其谐振频率。磁珠的选型 由磁珠的阻抗特性曲线可知:转换点频率以下,磁珠体现电感性,转换点频率以上,磁珠体现电阻性。电感性的作用是反射噪声,电阻性的作用是吸收噪声并转换为热能。因此,转换点所在频率越高,磁珠表现电感性的带宽越宽,对低频噪声的吸收能力越弱;转换点所在频率越低,磁珠体现电阻性的频带越宽,对低频噪声的吸收能力越强。在磁珠选型时,需要清楚电路上信号和噪声所在的频带,所选磁珠应满足:电路噪声的频带大于磁珠转换点频率,以便使磁珠吸收噪声而不是反射噪声;电路信号的频带尽量小于磁珠转换频率,以防有效信号被磁珠衰减。参考《高速电路设计时间》-王剑宇end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 干货|零欧姆电阻与接地问题

    ▼点击下方名片,关注公众号▼0欧姆电阻作用 1、在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因;2、可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观);3;在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替,比如某些高速信号阻抗匹配电路,在设计之初并不知道需要多大匹配电阻,通常会用0欧姆电阻先贴上,后面调试完成再做替换;4、想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流;5、在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻,通常对成本控制非常苛刻的单层板常见;6、在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间;7、单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统);8、熔丝作用。由于PCB上走线的熔断电流较大,如果发生短路过流等故障时,很难熔断,可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱(其实0欧电阻也是有一定的电阻的,只是很小而已),过流时就先将0欧电阻熔断了,从而将电路断开;9、在数字和模拟等混合电路中,往往要求两个地分开,并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地,而不是直接连在一起。这样做的好处就是,地线被分成了两个网络,在大面积铺铜等处理时,就会方便得多。附带提示一下,这样的场合,有时也会用电感或者磁珠等来连接;10、跨接时用于电流回路。当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰;11、配置电路,一般产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上(空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好)。关于接地 只要是地,最终都要在板子上接到一起,最终接入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰,不短接又不妥。对此有四种解决方法:1、用磁珠连接:磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。2、用电容连接:电容隔直通交,造成浮地。3、用电感连接:电感体积大,杂散参数多,不稳定。4、用0欧姆电阻连接;0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)。来源|网络整理end微信公众号后台回复关键字“加群”,添加小编微信,拉你入技术群。

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  • 雄起:国产半导体公司把英国晶圆厂给收了

    编辑:芯智讯-浪客剑8月15日消息,今天闻泰科技发布公告,宣布公司全资子公司安世半导体已经完成了对英国最大的芯片制造商Newport Wafer Fab(以下简称“NWF”)母公司 NEPTUNE 6 LIMITED 全部的100%股权的收购。今年7月5日晚间,闻泰科技发布公告,宣布旗下全资子公司安世半导体已与NWF母公司NEPTUNE 6 LIMITED及其股东签署了有关收购协议。本次交易完成后,安世半导体将持有NEPTUNE 100%股权,并通过NEPTUNE 持有 Newport Wafer Fab 100%权益。根据最新的公告显示,安世半导体已于英国当地时间8月12日收到英国公司注册处(Companies House)的股东权益确认通知书,确认了安世半导体持有NEPTUNE 6 LIMITED 全部股东权益。截至本公告日,本次交易过户手续已全部完成,公司间接持有标的公司 100%权益。也就是说,目前安世半导体已经正式完成了对于“NWF”的收购。这也使得之前关于该收购案的种种传闻不攻自破。资料显示,NEPTUNE公司的主要资产为8吋晶圆厂Newport Wafer Fab,位于南威尔士的纽波特,该厂始建于1982年,是英国仅存的最大的半导体工厂。根据官网资料显示,目前NWF目前月产能为32000片8吋晶圆,最大产能可扩充至每月44000片8吋晶圆,主要从事0.18μm-0.7μm工艺制程的半导体芯片制造,主要产品为应用于汽车行业的MOSFET、IGBT芯片,以及CMOS、模拟芯片。此外,NWF还具备化合物半导体(主要是SiC和GaN)开发能力。由于目前安世半导体自己的晶圆厂目前还不具备IGBT芯片的生产能力。因此,此次成功收购NWF,将有助于安世半导体将产品线进一步延伸,进一步丰富车用芯片的供给能力,提升市占率。此外NWF的化合物半导体技术也能强化安世半导体在化合物半导体领域的布局。不过,就在安世半导体宣布对对NWF收购之后,一些国外媒体开始持续炒作此事,并报道了各种不利于该项收购的传闻。只是因为,安世半导体是由中国企业闻泰科技100%控股的企业。比如,一开始,就有美国媒体爆料称,NWF的CEO德鲁·纳尔逊 (Drew Nelson) 可能将剥离旗下的化合物半导体业务再出售。事实上,从闻泰科技的公告来看,这是一个假消息。随后,美国媒体CNBC又发布消息称,英国政府将以国家安全名义阻挠这次并购案。当时CNBC还援引英国政府中国研究基金会负责人汤姆·图根哈特在6月给英国商务大臣夸西·克瓦滕的信的内容,表达了对NWF将被中国企业接管对于英国国家安全和经济风险的担忧。此外,CNBC还报道称,NWF拥有十多份英国政府研究合同,总金额大约为 5500万英镑(7500 万美元),其中甚至涉及一些军用芯片的开发。如果安世半导体收购NWF的收购,将引发安全担忧。并称,英国政府计划终止其中一些合同,取消对于NWF的资助。不过,一位熟悉安世半导体的人士否认了这种情况,并表示收购NWF后将履行任何现有合同。有意思的是,近日美媒又爆料称,英国GPU技术厂商Imagination Technologies前首席执行官Ron Black参与的一个财团也跳出来表示,如果安世半导体收购NWF的交易被英国政府否决,该财团准备收购NWF,同时该财团将有3亿英镑可用于投资该工厂。虽然NWF号称是英国最大的芯片制造厂,但实际上,NWF只是一座8吋晶圆厂,制程工艺也是相对落后的0.18μm-0.7μm工艺,产能也相对有限。更何况,之前外媒的爆料还显示,目前NWF仍背负着至少3800万英镑的未偿还的债务。此外NWF的财务数据也显示,NWF经营得并不好。在2020 财年末,其总资产为4470.76万英镑,净资产为-517.73万英镑,2020财年实现营业收入3091.10万英镑,净亏损1861.10万英镑。而对于NWF的收购,之前消息显示,安世半导体的收购价是6300万英镑。Ron Black的财团真的会傻到愿意拿出3亿英镑来收购吗?这更像是为了凸显NWF“重要性”,阻挠安世半导体收购NWF的“烟雾弹”而已。8月13日,美国CNBC又开始炒作,安世半导体对NWF的收购将会对美国企业造成伤害。该报道称,一家美国半导体初创企业称,它与英国最大芯片工厂NWF的合作关系,在后者7月被中资旗下企业安世半导体(Nexperia)收购后突然终止。事实上,这与安世半导体完全无关。外媒的持续炒作,也引发了英国反对党议员对于安世半导体收购NWF的反对。工党议员认为,政府应“利用其根据《国家安全和投资法》(National Security and Investment Act)行使的权力,紧急审查这一收购”。英国影子内阁商务大臣埃德•米利班德(Ed Miliband)也表示:“鉴于半导体对我国关键基础设施的重要性,显然有理由从国家安全的角度来审视这一问题。”在一些议员的施压下,英国首相约翰逊政府于7月7日表示,他已下令让国家安全顾问斯蒂芬·洛夫格罗夫(Stephen Lovegrove)审查这笔收。不过,约翰逊补充说,他并不希望由于“反华情绪”,让英国“驱逐掉”每一笔中国投资。随后,英国商业、能源和工业战略部部长阿曼达·索洛韦 (Amanda Solloway) 表示,政府不打算进行干预,称目前这不是国家安全问题。“商业交易主要是有关各方的事情,这是正确的,”她说。“政府一直与 Newport Wafer Fab 保持密切联系,但目前这种情况不适合干预。”显然,英国政府并未因为外媒的炒作及部分议员的反华言论而将该收购案“政治化”。英国政府也完全清楚,NWF对于英国的重要性根本没有外界热炒得那么大。不然,这座始建于1982年的晶圆厂,也不至于在发展了近40年之后,仍然还是现在这个落魄的样子。更何况此次直接收购NWF的安世半导体,虽然其已成为了中国科技企业闻泰科技的子公司,但是其总部仍然是在欧洲的荷兰,其管理团队也仍然是原班团队。而且,作为全球知名的功率半导体IDM厂商,NWF的业务与安世半导体极为契合的,可以说,安世半导体可以为NWF带来更好的发展前景,这也是英国政府所愿意看到的。5元变70,哎,芯片又缺货了不是起火就是停电,晶圆报废!国内MCU再涨价车用芯片雪上加霜!瑞萨芯片工厂突发大火!一个技术员工的离职成本,到底有多高?请善待做技术的我们吧!

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  • 芯片跑操作系统时,RTOS和Android该如何选择?

    写在前面操作系统的出现方便了多任务多线程、高并发,提高了效率。现在移动互联网比较流行,开源的Android成为了智能设备的优选操作系统,那么RTOS和Android之间该如何选择呢?排版:嵌入式专栏有一朋友研究生做了两年Android应用,实习时转了嵌入式应用软件开发,拿着一块移植了RTOS的设备学习。入门了才发现,两者都是开源、稳定、经历众多设备厂商打磨的优秀操作系统,根据以下几点对比学习。两个操作系统经常一起应用Android手机的双MCU1. AP(Application Processor)是ARM架构搭载Android,运行系统和应用,由于高功耗待机时和WIFI、LCD均休眠。2. BP(BaseBand Processor)架构搭载RTOS,运行通信协议、射频、GPIO,低功耗。TP_Link小白路由的双系统1. 搭载Android4.2,运行APP加强应用功能。2. 搭载RTOS,完成安全、严密、专业的路由功能。高通骁龙810/7系列处理器1. 一个ARM运行基于Linux的Android OS。2. 一个ARM运行(RTOS)。适用于 TI 处理器的可扩展 Linux 和 TI RTOS 解决方案查资料过程中,发现TI也提供了一套基于自己家处理器的可扩展Linux、Android、RTOS解决方案,同样的处理器,可选的SDK和操作系统,也是棒。当然Android做为操作系统更为丰满,更上层,而实时操作系统比如ucos,比如最近在学的rtos,都仅提供了任务调度、同步、互斥、时钟等功能,所以必须内核组,BSP

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  • 哪些把人笑哭的奇葩注释

    排版:程序员的幽默【0】新人默默的在后面增加一行注释:浪费在这里的总时间=48h【1】即使系统终止运行,这个BUG依然存在【2】新人看到这样的注释都不用再尝试了,感恩前辈【3】项目没有问题的时候,用上这个注释吧【4】即使系统终止运行,这个BUG依然存在【5】只能说下家公司真惨,这是有多大的积怨呢【6】这么标准的键盘布局,不多见【7】没有错,不好用就不是我写的【8】说程序员是诗人,没人反吧。【9】整个网站就此垮掉......【10】敢这么诅咒老板的,我敬你是条汉子【11】这是一段来自贝尔实验室的,第六版Unix Kernel,注释语句为“you are not expected to understand this”,意思就是,你不可能看懂这个。【12】仿佛看到两个程序员相隔时空的diss【13】不解释,看注释【14】听前辈的话,把这块程序去掉就好了【15】喝大了【16】调试了半天才看到这个,新人表示已泪奔【17】隔着屏幕都想打他一顿【18】你有freestyle吗,也来一个?【19】本人对本代码概不负责【20】我读书少,别骗我【21】顾客要是不会看个代码注释,被坑了可能还不知道【22】刚入职的程序员估计会被吓跑,然后感谢一下前辈。【23】就连Nike也尝试了在他们的robots文件里加入了一个有趣的图案:【24】超级有自知之明的代码注释【25】致敬每一个勇敢的编程骑士【26】当然,闲的蛋疼的猿,还会做这样的注释:或者这样的:【27】看了这么多注释,最喜欢的还是这两个【28】注释是真的注释,狗也是真的狗【29】最后,送给广大开发者们,恭祝代码无BugPCB板画废了,才知道阻抗设计这么重要!当程序员听到Bug后……芯片跑操作系统时,RTOS和Android该如何选择?CAN总线很难吗?CAN总线看不懂是不可能的!

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  • 性能分析报告咋写

    近10年,技术迭代迅速,科技改变了人类社会的生活方式,中国互联网从无到有,发展迅猛,互联网用户数量激增。截至2020年底中国移动互联网用户总量已增长至16亿 ,5G网络用户数超过1.6亿。面对当下的局势,用户体验自然就成为了互联网企业面临的最大考验。那么对于系统升级快,用户基数大,业务链复杂,注重用户体验的互联网公司来说,性能测试就显得至关重要。性能测试工具≠性能测试企业规模越大,性能瓶颈就越明显,但是目前的性能测试停滞在只测不调,提交的性能报告缺乏价值,无法判断性能测试的有效性。因为性能测试人才能力的差异和企业工作需求的局限,大部分工程师只会使用压力工具。而性能测试是个系统性工程,对工程师的技术广度和深度都有要求。它不仅需要你精通编程语言,还需要深刻理解操作系统、框架原理的相互作用关系,需要你多维度、全方面地去分析排查。发展行情和现状据招聘网站数据统计:83.7% 的高级研发岗位招聘都会考察应试者是否从性能角度去进行产品研发。大厂JD(滑动查看更多)可以说,性能测试是研发工程师走向高薪路上绕不过去的坎儿。而且具备性能测试和性能分析技能的工程师,是 BAT、FLAG等互联网大厂在招聘时的香饽饽,因为大厂都有自己的测试部门,对于保障服务质量来说,算法和架构上的设计保障只是理想的空谈,性能测试才是检验真理的唯一标准。怎样才能给出具有价值的性能测试报告?做好性能测试得经过各种实践以及尝试,大家都想做性能测试,因为现在面试门槛高,如果你没接触过,那么无形的减分不少。如何做出具有价值的性能测试报告,提高自己的核心竞争力呢?最近,我参加了《阿里P7专家 手把手教你完成 服务器性能分析报告》训练营,很受启发,现在推荐给大家。它从性能测试报告切入,分析性能测试行业,剖析报告中的关键点,并带你完成一份完整的性能测试报告。本号粉丝只要0元即可报名不过,我只争取来一些名额先到先得,赶紧扫码占位别忘记添加助教老师微信,回复【服务器】领取听课福利#01一线技术导师亲授教学训练营由前阿里P7技术专家,第33届 ACM/ICPC 亚洲区银牌获得者——李超老师全程直播授课。计软专业的同学基本都知道ACM竞赛,它是公认最顶级的算法竞赛,被称为『算法竞赛的奥林匹克』。#02三天高效学习,逐个击破知识点通过亲手完成一份完整的性能测试报告,你能:学习能卖1万的一张纸长什么样;学习CPU的运行机制;了解计算机工作时,CPU和网络在干什么;触达底层原理 — 程序是如何工作的;认识到网络流量都流去哪儿了。通过导师对性能报告的分析学习,你能:独立完成一份服务器性能分析报告,助力你的大厂求职;用具像化数字化的方法评估自己项目,形成优化方案;提升自己的核心竞争力,快速突破职业瓶颈。#03预习资料、社群服务…应有尽有,提供学习所需的服务参加训练营,不仅提供社群交流、答疑指导等学习服务,还有机会获得学习资料和听课福利!Day1听课3分钟可获得课件源码 回放权限听课10分钟赠《C 编程思想》听课70分钟赠《C语言程序设计》Day2听课3分钟可获得课件源码 回放权限听课10分钟赠《Leetcode刷题》听课70分钟赠《线程池》Day3听课3分钟可获得课件源码 回放权限听课10分钟赠《百度内部编码规范》听课70分钟赠《剑指offer MySQL面试题库》3天均听课70分钟赠:《名企面经与真题》扫描下方二维码开始学习吧 现在,0元报名!注:只有添加助教老师,回复【服务器】才能获取上课通知和相关福利资料哦!

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