當(dāng)前位置:首頁(yè) > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志
[導(dǎo)讀]摘 要:文中從電子工程師應(yīng)用的角度,簡(jiǎn)單介紹了集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè),就集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的快速閱讀內(nèi)容、方法等作了歸納總結(jié),并給出了快速閱讀建議,以供電子工程師設(shè)計(jì)時(shí)參考。

引 言

目前電子產(chǎn)品的智能化、微型化乃是大勢(shì)所趨,而設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要為硬件電路設(shè)計(jì)與軟件程序設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)必須熟悉集成電路芯片的功能及相應(yīng)的應(yīng)用電路,為此我們經(jīng)常需要閱讀集成電路芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)(Datasheet)。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的芯片選型、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì),直至后期的產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試等,都離不開集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的技術(shù)支持。從閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的角度來(lái)看,數(shù)據(jù)手冊(cè)大致可分為兩大類,一類是不帶有 CPU 的集成電路芯片,如常用的 74HC 系列數(shù)字電路、功率 MOSFET 電子器件等;另一類是帶 CPU 的集成電路芯片- 微控制器等, 如STM8S 系列、ARM Cortex-M4。

如何在最短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的功能要求,選擇并熟悉集成電路芯片功能參數(shù)、設(shè)計(jì)硬件原理圖及印制電路板圖, 直至最終完成系統(tǒng)調(diào)試工作,本文從電子工程師應(yīng)用的角度, 就集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的快速閱讀內(nèi)容、方法、建議作歸納總結(jié),供設(shè)計(jì)者參考。

1 集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)簡(jiǎn)介

集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)是集成電路芯片制造商提供的芯片使用手冊(cè),比較詳細(xì)地描述產(chǎn)品的特性(Features)、電氣特 性(Electrical Characteristics)、 引腳功 能(Pinout and Pin Description)、 典型應(yīng)用電 路(Typical Application Circuit)、封 裝 尺 寸(Package Dimensions) 或 封 裝 信 息(Package Information)、PCB 庫(kù)元件封裝參考圖(Soldering Footprint or Recommended Package Footprint)、備用功能映射(Alternate Function Remapping)、 通 用 硬 件 寄 存 器 映 射(General Hardware Register Map)、時(shí)序圖(Timing Diagram)、詳細(xì)型號(hào)說(shuō)明及訂貨信息(Ordering Information)等,是工程師在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、維修等工作過(guò)程中查閱最多的文檔資料。

2 集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的閱讀內(nèi)容

2.1 閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的簡(jiǎn)介部分

閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)(Datasheet)簡(jiǎn)介部分的目在于知道這是什么元件,有什么功能,可應(yīng)用在什么場(chǎng)合。主要包括產(chǎn)品提供商、元器件型號(hào)、封裝類型、基本特性或應(yīng)用場(chǎng)合等內(nèi)容。概述(General Description),相對(duì)而言比較籠統(tǒng)的介紹了芯片的功能;特性(Features)標(biāo)注的是基本電氣的性能;應(yīng)用(Applications)大致了解芯片的用途,可應(yīng)用在哪些方面等。有些手冊(cè)會(huì)給出等效原理圖(Schematic Diagram),但只是電路效果相同,并非芯片內(nèi)部的實(shí)際電路,即使按該電路搭建,也無(wú)法替代該芯片的使用。

2.2 熟悉元器件的功能框圖、引腳功能描述及注意事項(xiàng)

首先要特別注意元器件的工作電源及引腳編號(hào),若單片機(jī)集成電路AT89S52 是5 V 工作電源,只有一個(gè)接地引腳,而目前很多基于ARM Cortex-M0、ARM Contex-M4 等微控制器的工作電源為 3.3 V,且有多個(gè)工作電源 VDD 引腳與多個(gè)接地引腳GND。其次接線圖(Connection Diagram)或引腳描述(Pinout andPin Description)會(huì)告訴讀者引腳的編號(hào)、功能,注意選用的芯片封裝,不同的封裝往往編號(hào)相同但引腳功能不同。最后功能塊圖(Block Diagram)會(huì)描述芯片內(nèi)部的主要功能模塊, 方便使用者進(jìn)一步熟悉芯片內(nèi)部的資源;注意事項(xiàng)是指芯片工作所能長(zhǎng)期承受的電氣參數(shù)及工作環(huán)境,超出這一條件芯片便會(huì)損壞或無(wú)法正常工作。正確理解引腳功能描述是使用芯片、正確設(shè)計(jì)外圍接口電路并選取正確電路參數(shù)的前提。

2.3 外圍電路的設(shè)計(jì)

閱讀芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的最終目的是使用電子元器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。正確設(shè)計(jì)外圍電路是應(yīng)用該電子元器件的前提。所謂外圍電路設(shè)計(jì)就是在電子元器件的外面添加一些電阻以限流,添加電容進(jìn)行濾波,添加三極管進(jìn)行電流放大,添加光電藕合器進(jìn)行隔離以提高抗干擾或?qū)崿F(xiàn)電平轉(zhuǎn)換等,以便電子元器件能夠按照工藝控制要求正常、穩(wěn)定、長(zhǎng)期工作。不僅要查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的典型應(yīng)用電路(Typical Application Circuit) 作為參考,還要特別注意制造商提供的應(yīng)用筆記(Application Note),應(yīng)用筆記是生產(chǎn)制造商對(duì) Data Sheet 的延伸和補(bǔ)充,是制造商對(duì)芯片使用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),提供的參考電路具有非常好的實(shí)用效果,若有應(yīng)用筆記一般會(huì)在 Data Sheet 中加以說(shuō)明。

2.4 器件的封裝

在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí),必須確定芯片的封裝,因?yàn)椴煌姆庋b其引腳的編號(hào)很可能不同,且制作電路板時(shí)必須有詳細(xì)的尺寸才能建PCB 元件庫(kù)。封裝尺寸(Package Dimensions) 或封裝信息(Package Information) 會(huì)詳細(xì)說(shuō)明芯片的機(jī)械尺寸,主要包括芯片大小、引腳間距、引腳寬度及 PCB 庫(kù)元件封裝參考圖(Soldering Footprint or Recommended Package Footprint)。

2.5 橫向閱讀

通過(guò)橫向閱讀可以閱讀不同公司相同產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè), 因?yàn)橛械闹圃焐烫峁┑臄?shù)據(jù)手冊(cè)比較詳細(xì),而有的則比較簡(jiǎn)單,且僅部分制造商會(huì)提供應(yīng)用筆記參考。同時(shí)還可以從互聯(lián)網(wǎng)上百度芯片的應(yīng)用案例,并進(jìn)入知網(wǎng)查閱芯片的相關(guān)應(yīng)用論文,以進(jìn)一步加深對(duì)芯片應(yīng)用的理解,正確、快速設(shè)計(jì)出芯片的應(yīng)用電路。

2.6 元器件的采購(gòu)

認(rèn)真閱讀訂貨須知(Ordering Information),主要內(nèi)容為型號(hào)的詳細(xì)含義,注意芯片引腳數(shù)、芯片封裝、引腳間距、工作溫度范圍、包裝形式等標(biāo)識(shí),需提供詳細(xì)的型號(hào)才能采購(gòu), 同時(shí)注意包裝信息,方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)貼裝。

2.7 微控制器的閱讀

對(duì)于微控制器的閱讀,必須注意內(nèi)部資源及相關(guān)寄存器, 具體內(nèi)容為程序空間及存貯類型、數(shù)據(jù)空間 RAM、掉電保護(hù)E2PROM 或D_Flash 空間、系統(tǒng)振蕩電路及時(shí)鐘、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器、A/D 轉(zhuǎn)換及D/A 轉(zhuǎn)換、SPI 接口、I2C 總線、CAN 總線、異步通信口UART 等。值得注意的是,通用輸入輸出(GPIO) 引腳往往是復(fù)合多功能引腳,其功能的確定由相關(guān)寄存器設(shè)置,因此硬件設(shè)計(jì)必須與軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合。此外,從編程的角度出發(fā),還要熟悉編譯系統(tǒng)及程序下載適配器等。

3 快速閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)方法建議

閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)方法

快速閱讀集成電路芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè),建議采用如下步驟:

1)到芯片制造商官方網(wǎng)站下載數(shù)據(jù)手冊(cè)及芯片應(yīng)用筆記資料,亦可通過(guò)供貨商提供;

2)正確理解參數(shù)的含義,熟悉芯片的相關(guān)參數(shù),確認(rèn)該芯片能否滿足功能需求;

3)硬件設(shè)計(jì)時(shí)要研究與引腳、功能控制等相關(guān)的芯片內(nèi)部資源;

4)軟件編程要熟悉相關(guān)寄存器;

5)無(wú)需閱讀全文,只需閱讀所要使用的功能部分即可, 且需注意所選型號(hào)與所提供資源的關(guān)系;

6)注意關(guān)連性,如用到定時(shí)器時(shí)要熟悉系統(tǒng)時(shí)鐘,因?yàn)槎〞r(shí)器的時(shí)鐘源來(lái)自系統(tǒng)時(shí)鐘分頻;

7)軟件編程時(shí)應(yīng)注意分析并讀懂時(shí)序圖,不必閱讀大量的文字說(shuō)明;

8)到百度或智庫(kù)查閱相關(guān)應(yīng)用性案例作為參考,以節(jié)省研究時(shí)間,盡快正確使用。

9)注意結(jié)合芯片采購(gòu),選中的型號(hào)或封裝需能在市場(chǎng)采購(gòu)到且要考慮供貨時(shí)間、價(jià)格成本等,尤其對(duì)于用量不大的產(chǎn)品設(shè)計(jì),更應(yīng)注意供貨市場(chǎng)的穩(wěn)定性。

10)考慮芯片的生命周期,同時(shí)盡可能選用小封裝貼片元件,注意其后續(xù)的供貨生命周期及需求量,有些元件雖然新, 但用戶少,有些元件雖然老但用戶多,典型的如 AT89C52芯片。

11)注意數(shù)據(jù)手冊(cè)中的 note, 重要通知(Important Notice)以及法律責(zé)任申明等信息,這也是較好利用芯片的關(guān)鍵所在。

3.2 閱讀集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)建議

閱讀芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的目的是為了正確應(yīng)用芯片。因此對(duì)工程師做出如下建議:

1)平時(shí)可以通過(guò)選擇兩篇典型的數(shù)據(jù)手冊(cè),如美國(guó)安森美(ONSemiconductor)的 NTD5865NL功率 MOSFET管和意法半導(dǎo)體ST的STM8S103微控制器,閱讀研究并積累;

2)注意提高英文閱讀能力,因?yàn)榇蠖鄶?shù)集成電路芯片產(chǎn)自國(guó)外;

3)盡可能找制造廠家的英文版數(shù)據(jù)手冊(cè)閱讀,翻譯的中文數(shù)據(jù)手冊(cè)中往往存在錯(cuò)誤。

4 結(jié) 語(yǔ)

閱讀英文版集成電路芯片數(shù)據(jù)手冊(cè),在閱讀過(guò)程中要將重點(diǎn)內(nèi)容與所需功能相結(jié)合,芯片選型和市場(chǎng)供貨相結(jié)合,硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合,在閱讀過(guò)程中注意查閱并理解參數(shù)的正確含義,具備快速閱讀芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的能力,是所有電子工程師必須具備的基本能力,本文僅作一些探討。


本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉