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CuriosityNano PIC16F15244测评报告硬件电路分析

  
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  • 这是我第一次接触Microchip半导体公司的单片机,现在还处于摸索阶段。包括编译环境都不是很熟悉,这一次的测评从最熟悉的硬件电路来分析一下这块体积微小开发板的电路。 对比图.jpg (454.24 KB, 下载次数: 0
这是我第一次接触Microchip半导体公司的单片机,现在还处于摸索阶段。包括编译环境都不是很熟悉,这一次的测评从最熟悉的硬件电路来分析一下这块体积微小开发板的电路。

尺寸只有50.8*20.3mm,对比STM32L432 Nucleo-32开发板,由于CuriosityNano边框做了邮票孔处理以及四角的定位孔处理,体积略大一些。不过从人性化设计上,CuriosityNano开发板完胜Nucleo-32。首先邮票孔可以用来贴片焊接处理,即将此板当做贴片的IC焊接在拓展板上,第二个为人称道的设计是2*15Pin的排针焊接口做了不对齐处理,意思是不需要焊接,直接将排针用力插进去就可以当做焊接效果使用,方便拆卸。第三是焊盘做了沉金处理,使开发板的性能更优越,特别是对I/O接口,减少阻抗和噪声干扰。提高了开发板的处理速度。而且沉金美观大气,有一种低调但奢华的感觉。第四就是四个定位孔,可以使用直径M3的尼龙柱或者铜柱固定,虽然牺牲了一部分板子的体积,但这样拓展了使用的场合,增加了使用的稳定性。


打开Microchip半导体的官网,搜索PIC16F15244型号,给出了大量的数据资料,以及AD的工程文件。我也是第一次这么详细看到生产厂商提供如此详细的硬件电路原理图,包括尺寸,BOM清单,不同的PCB工程文件,甚至连Gerber文件都有了。可以说是一应俱全。用AD18打开工程文件,分为一个PCB文件和三个原理图文件。CuriosityNano开发板是4层板:分别是一个顶层和顶层,外加两个电源层(一个VCC,一个GND)。官方也在PCB中标注了尺寸大小,足见设计者的严谨和细心。板子上的丝印也是大小适中,清晰可见。每个层的颜色不一,方便辨识。

不像STM32L432 Nucleo-32开发板双面均有元器件放置,而CuriosityNano开发板只有单面放置,这也是为了方便邮票孔焊接。

从上至下而看,最上面的是电源供电接口,使用Micro USB接口供电,在输入端还加入PTC自恢复保险丝(MC36213 0805封装),最大电流1A。防止USB输入电流过大以及防止遭受浪涌电流的影响。左侧是绿色的3.3V电源指示灯(0402封装,)板载的3.3V是由U101(MIC5528-3.3YMT)这是一款Microchip公司自研的高性能LDO,输入电压:2.5~5.5V,输出电压1~5V,具有6种输出电压规格(1.1V,1.2V,1.8V,2.8V,3.0V,3.3V)它的静态电流非常小,只有38uA,温漂也很小,最大的输出电流高达800mA,相比较市面上一众的3.3V LDO还是略胜一筹,但是销售渠道较少,而且价格偏贵。一般LDO外围电路都很简单,在输入输出端加上滤波或者旁路电容就完事了,或者直接用104贴片电容代替就完事了。这款LDO封装是1.2*1.2mm的DFN封装,体积非常小,适合高度密集的功能板上。

下面是U102(MIC5353)同样,这是一款高性能,低功耗的LDO,在输入端串联两个分压电阻,通过信号线连接到MCU的PA1引脚,通过MCU内置的MCU,检测输入端的电压,同时可以通过分压电阻来改变输出电压。输入电压2.6~6V,输出电压有7中规格(1.8V,2.5V,2.6V,2.8V,3.0V,3.3V,ADJ)该款芯片最大的特点就是高PSRR(电源抑制比)和超低噪声,适合于射频电路中,而且封装采用1.6*1.6mm的小型封装。
在该款IC后级电路中添加U108(MIC94163)这是一款具有反向阻断功能的3A高端负载开关。6脚1.6*1.6mm的MLF封装。可以在1.7~5.5V的输入电压下工作。在禁用设备时具有反向电流保护,设备将不允许电流从输出流向输入。还具有过压保护功能。

CuriosityNano开发板的调试器使用32位的ATSAMD21E18芯片,这是一款M0+内核的CPU,最高48MHz,256KB Flash ,32KB SRAM,输入电压:1.62~3.63V,4*SPI,4*I2C,10*ADC,5*TIM(16-bit),26*I/Os,12通道DMA,1个看门狗定时器,最多12通道PWM,I2C总线的速率最高3.4NHz。

这款开发板最大的特别之处是具有5个电平转换器,U103~U107(74LVC1T45FW4-7)同样的它也是6脚,类比于ST板卡上的SN74LVC2T45DCUT有两个电源输入端(VCCA,VCCB)DIR控制数据流方向,高电平代表从A流向B,低电平代表从B流向A。DIR都与MCU相接。可控制流向。

板上还设计debug的检测接口,可以使用探针来进行检测数据传输的数据帧,同时也是可以通过探针来下载程序。下面就是开发板的核心:PIC16F15244 VQFN-20芯片。PIC16F152xx 8位产品系列具有基本的外设集,其中包括关键的内核独立外设(CIP),智能模拟和标准通信模块,配合其极低功耗的能力,该系列特别适合各种低功耗应用。功能集中包括多个PWM,各种通信外设,内部温度传感器以及诸如存储器访问分区(MAP)和设备信息区域(DIA)之类的存储器功能。这些产品将提供8至44引脚的多种封装和引脚数选择,以支持各种应用中的客户。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,具有快速恢复功能的可编程欠压复位(BOR)。

芯片的外围没有晶振,内置32MHz的时钟输入。用户LED(黄色的)还有1个用户按键。下面将官网的例程下载到开发板中,需要使用Microchip公司专门的MPLAB X IDE编译器,我使用最新的v5.45版本。

PIC16F15244数据手册.pdf (2.35 MB, 下载次数: 0)
PIC16F15244_Curiosity_Nano_Schematics.pdf (3.16 MB, 下载次数: 0)
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