原创 原理图设计原则

1.设计时需要考虑的基本问题<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

1）MCU的选择
    选择MCU时要考虑MCU所能够完成的功能、MCU的价格、功耗、供电电压、I/O口电平、管脚数目以及MCU的封装等因素。MCU的功耗可以从其电气性能参数中查到。供电电压有5V、3.3V以及目前正在开发中的1.8V超低电压供电模式。为了能合理分配MCU的I/O资源，在MCU选型时一定要做一张引脚分配表。

2）电源部分
   （1）要考虑系统对电源的需求，例如系统需要几种电源，如24V、12V、5V或者3.3V等，估计各需要多少功率或最大电流（mA）。在计算电源总功率时要考虑一定的余量，可取2倍，即：电源总功率 =2×器件总功率。

（2）考虑芯片与器件对电源波动性的需求。一般要求在正负5%以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求正负1%以内。

（3）考虑使用电源模块还是外接电源的方式提供工作电源。

     3）普通I/O口
    （1）上拉、下拉问题：考虑用内部或者外部上/下拉电阻，内部上/下拉阻值一般在700Ω欧姆左右，低功耗模式不宜使用。外部上/下拉根据需要可选10KΩ～1MΩ之间。

（2）开关量输入：一定要保证高低电压分明，理想情况下高电平就是电源电压，低电平就是地的电平。如果外部电路无法正确区分高低电平，但高低仍有较大压差，可考虑用A/D采集的方式设计处理。对分压方式中的采样点，要考虑分压电阻的选择，使该点通过采样端口的电流不小于采样最小输入电流，否则无法进行采样。 

(3）开关量输出：基本原则是保证输出高电平接近电源电压，低电平接近地电平。I/O口的吸纳电流一般大于放出电流，对小功率元器件控制是最好采用低电平控制的方式。一般情况下，负载要求小于10mA可用芯片引脚直接控制；电流在10~100mA时可用三极管控制，100mA～<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1A时用IC控制；更大的电流则适合用继电器控制，同时需要使用光电隔离芯片。

4）A/D电路与D/A电路
    A/D电路：要清楚前端采样基本原理，对电阻型、电流型和电压型传感器采用不同的采集电路。如果采集的信号微弱，要考虑怎样进行信号放大。D/A电路：考虑MCU的引脚通过何种输出电路控制实际对象。

    5）其它
    通信接口：如USB、SCI、SPI、以太网接口等。设计接口时一定要分模块设计，各模块之间要完全独立。增加或删除某一接口时按模块取舍。键盘、LCD、LED等注意选型。

2.各模块的设计原则  

（1）每个模块取一个合适的名字。

（2）在文档中，对每个模块分别设计，画出原理图或框图，简明扼要写出基本原理。

（3）任何模块可看成一个基本的输入/输出系统。

3.绘制原理图的基本要求  

（1）用A4纸。

（2）不使用网格，底色为白色。

（3）每个模块独立画出，用虚线框框好，分清输入输出，左侧输入右侧输出。

（4）每个模块要标注模块名。

（5）MCU最小系统不能做任何更改，各系统中的相同MCU的最小系统保持一致。

（6）以MCU为中心扩展其它模块，形成分级结构。网标命名原则是下一级硬件对象迁就上一级硬件对象，例如某一MCU的PTA1引脚控制一盏小灯LED，应该在LED的引脚上标PTA1，而不是在PTA1引脚上标LED。

（7）对外接口的设计，尽可能采用防止反插的接口。

（8）设计时，每个电路板都应该设计有电源指示灯、运行指示灯、故障指示灯等来表达电路的运行状态。实际使用时，若确实不需要这些指示灯，可以不焊接。

（9）文字标注可使用五号或小五号字体，电路原理图中的说明使用汉字。（10）电路绘制完成后，不要忘记要填写版权框中的有关信息。