硬件工程师必懂的基础21IC_硬件工程师基础知识
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1、硬件工程师电路设计必须紧记的十大要点
一、电源是系统的血脉，要舍得成本，这对产品的稳定性和通过各种认证是非常有好处的。
1.尽量采用∏型滤波，增加10uH电感，每个芯片电源管脚要接104旁路电容;
2.采用压敏电阻或瞬态二极管，抑制浪涌；
3.模电和数电地分开，大电流和小电流地回路分开，采用磁珠或零欧电阻隔开；
4.设计要留有余量，避免电源芯片过热，攻耗达到额定值的50%要用散热片。
二、输入IO记得要上拉；
三、输出IO记得核算驱动能力；
四、高速IO，布线过长采用33殴电阻抑制反射；
五、各芯片之间电平匹配；
六、开关器件是否需要避免晶体管开关时的过冲特性；
七、单板有可测试电路，能独立完成功能测试；
八、要有重要信号测试点和接地点；
九、版本标识；
十、状态指示灯。
如果每次的原理图设计，都能仔细的核对上面十点，将会提高产品设计的成功率，减少更改次数，缩短设计周期。
2、为什么单片机内部有看门狗电路,还在外面接看门狗芯片?
1、外狗使用灵活，方便（可能内部的看门狗的喂狗时间不够长或者不够短、内狗不是麻烦，而是在一些大的嵌入式应用中，涉及许多任务运行，你很难决定在哪里喂狗，比如在你的某个用户线程里喂狗，如果线程被挂起，是不是就该复位呢。）例如：喂狗灵活，我以前做过将喂狗线直接挂在刷新显示的时钟引脚上，间接喂狗，方便啊。
2、内部看门狗可能没有时间窗，只有上限没下限。
3、增加可靠性。
3、IO口输出方式：
一、开漏输出：就是不输出电压，低电平时接地，高电平时不接地，引脚呈现高阻态。如果外接上拉电阻，则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。就像一个开关，输出低时，开关合上，接地！输出高时，开关断开，悬空，需要外部提供上拉才能为高电平，这样，你可以接一个电阻到3.3V,也可以接一个电阻到5V,这样,在输出1的时候,就可以是5V电压,也可以是3.3V电压了.但是不接电阻上拉的时候,这个输出高就不能实现了.总结：
1、输出高电平是开关断开，此时引脚不能提供电流输出，需要高电平要在外面
加上拉电阻。
2、输出低电平是开关闭合，此时引脚能提供灌电流，使引脚的电平变低。
3、如果开关是mos管，就称为漏极开路输出、开漏输出、OD输出
4、如果开关是三极管，就称为集电极开路输出、OC输出。
二、浮空：顾名思义就是浮在空中,上面用绳子一拉就上去了,下面用绳子一拉就沉下去了.三、推挽：就是有推有拉,任何时候IO口的电平都是确定的，不需要外接上拉或者下拉电阻，推挽只能输出比芯片小的电压。因为，当引脚输出1时,相当于引脚直接与电源相连。当输出0时,引脚完全高阻态,更有效降低电流消耗。所以你要输出5V高电平，推挽就达不到，开漏能输出比芯片大的电压
四、准双向IO：高电平驱动功能很弱,输出低电平时,电流的吸收能力较强.总结：推挽输出就是单片机引脚可以直接输出高电平电压。低电平时接地，高电平时输出单片机电源电压。这种方式可以不接上拉电阻。但如果输出端可能会接地的话，这个时候输出高电平可能引发单片机运行不稳定，甚至可能烧坏引脚。
4、开关电源和线性电源的区别
1、开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用
电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的；线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的。
2、开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压。
3、开关电源效率高；线性电源效率低。
4、线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大。
开关电源是将利用开关的方式将整流后高压电整成高频方波，然后通过变压器转化其电压值 线性电源是直接用变压器转化成其他电压输出。相比之下，开关电源重量轻、效率高、静态损耗小，线性电源则成本低、没有高频干扰、相对于开关电源可靠性高些
第一种情况属于线性变压器，简单的利用电磁感应原理。变压器的截面积决定次级功率输出能力，因此对于大功率输出需要体积庞大的铁心。具体的可见高压电力变压器和HI－FI音响的电源变压器。
其最大的优点是：不改变输入的（变压前）电压波形，耐高压抗冲击强度大，最关键的是隔离作用效果好。缺点是：体积大，效率较开关电源低（更取决于铁心的质量及其它损耗）。开关电源是非线性电源。通过对交流的电源整流滤波，利用开关器件产生变化的磁通感应电压。考虑到效率，目前无一例外的使用矩形脉冲。这种脉冲按照傅立叶展开有丰富的谐波，也就是意味着，电源是“充满”各种干扰的，需要考虑比较高频谐波的干扰。对于要求高的地方，尽可能的不去使用开关电源。其优点是：频率、效率相当的高，开关变压器因此可以相对的小很多。因此开关电源可以有比较小的体积。缺点是：对浪涌冲击比较脆弱，电路
复杂，电路因为器件的原因，耐压做不到普通变压器的水平和功率等级（目前没人可见过有开关电源的电力变压器吧？）。
