技术

任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。

微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。

(1)、内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连;
(2)、系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连;
(3)、外部总线则是微机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备
一级的互连。

任何一款MCU，其基本原理和功能都是大同小异，所不同的只是其外围功能模块的配置及数量、指令系统等。对于指令系统，虽然形式上看似千差万别，但实际上只是符号的不同，其所代表的含义、所要完成的功能和寻址方式基本上是类似的。因此，对于任何一款MCU，主要应从如下的几个方面来理解和掌握：

<strong><font size="5">MCU的特点</font></strong>

要了解一款MCU，首先需要知道就是其ROM空间、RAM空间、IO口数量、定时器数量和定时方式、所提供的外围功能模块(Peripheral Circuit)、中断源、工作电压及功耗等等。

MLCC——多层片式陶瓷电容器，简称贴片电容，会引起噪声啸叫问题。

<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-08/wen_zhang_/100013882-47368-1.jpg&q…; alt="干货 | MLCC为什么会啸叫？如何解决？"></center>

笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位

<strong>1. STM32的Timer简介</strong>

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick，看门狗定时器以后再详细研究。今天主要是研究剩下的8个定时器。

对于高速的串行总线来说，一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里，然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来，并用这个恢复出来的时钟对数据进行采样，因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传输和接收至关重要。

<strong>CDR电路原理</strong>

时钟恢复的目的是跟踪上发送端的时钟漂移和一部分抖动，以确保正确的数据采样。时钟恢复电路(CDR：Clock Data Recovery)一般都是通过PLL(Phase lock loop)的方式实现，如下图所示。

当前的生活节奏越来越快，对计算处理器的要求也越来越高。即使是有摩尔定律的限制，人们仍然希望在单个芯片中塞入尽可能多的晶体管。尽管现在的MCU动不动就可以跑到几十上百兆，比如NXP高能效的LPC54100系列已破100MHz大关，通用型的LPC54600系列飚到210MHz，i.MX RT1050跨界处理器甚至飞到了怪兽级的600MHz，可是在当下应付图像处理和机器学习等计算大户时，仍然免不了出现“卡”的窘境。这个时候，如果能清楚地知道最消耗性能的具体函数，就有机会制定优化性能的策略。这也是圈子里常说的“profiling”（性能分析）。

<strong>IICvs SPI</strong>

现今，在低端数字通信应用领域，我们随处可见IIC (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips（for IIC）和Motorola（for SPI） 出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。

我们经常在电路中见到0欧的电阻，对于新手来说，往往会很迷惑：既然是0欧的电阻，那就是导线，为何要装上它呢？还有这样的电阻市场上有卖吗？其实0欧的电阻还是蛮有用的。

零欧姆电阻又称为跨接电阻器，是一种特殊用途的电阻，0欧姆电阻的并非真正的阻值为零（那是超导体干的事情），正因为有阻值，也就和常规贴片电阻一样有误差精度这个指标。

以下总结了零欧姆电阻的一系列用法

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。

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。

<strong>1、芯片发热</strong>

这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为2mA，300V的电压加在芯片上面，芯片的功耗为0.6W，当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率MOS管的消耗，简单的计算公式为I=cvf。

考虑充电的电阻效益，实际I=2cvf，其中c为功率MOS管的cgs电容，v为功率管导通时的gate电压，所以为了降低芯片的功耗，必须想办法降低c、v、f。如果c、v、f不能改变，那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件。注意不要引入额外的功耗。再简单一点，就是考虑更好的散热吧。

<strong>2、功率管发热</strong>

在CAN节点的设计中，我们通常为了总线的通讯更为可靠，为CAN接口增加各种器件，但实际并非所有应用都需要，过多防护不仅增加成本，而且器件的寄生参数必然影响信号质量。本文将简单介绍共模电感用于总线的作用。

我们在实际应用中看到许多CAN产品会使用共模电感，但在常规测试中却看不到它对哪一项指标有明显改善，反而影响波形质量。

许多工程师为了以防万一，确保可靠，会对CAN增加全面外围电路。CAN芯片已经有很好的抗静电，瞬态电压能力，有些收发器本身也有很好的EMC性能，我们在应用中可根据设计要求逐个增加防护、滤波等外围。

对于CAN总线要不要加共模电感，我们主要从电磁兼容方面考虑。

很多单片机项目恐怕都是没有操作系统的前后台结构，就是main函数里用while无限循环各种任务，中断处理紧急任务。这种结构最简单，上手很容易，可是当项目比较大时，这种结构就不那么适合了，编写代码前你必须非常小心的设计各个模块和全局变量，否则最终会使整个代码结构杂乱无序，不利于维护，而且往往会因为修改了某部分代码而莫名其妙的影响到其他功能，而使调试陷入困境。

改变其中局面的最有效措施当然是引入嵌入式操作系统，但是大多数的操作系统都是付费的（特别是商业项目）。我们熟悉的uc-os/II如果你应用于非商业项目它是免费的，而应用于商业项目的话则要付费，而且价格不菲。

一直以来，设计中的电磁干扰（EMI）问题十分令人头疼，尤其是在汽车领域。为了尽可能的减小电磁干扰，设计人员通常会在设计原理图和绘制布局时，通过降低高di / dt的环路面积以及开关转换速率来减小噪声源。

但是，有时无论布局和原理图的设计多么谨慎，仍然无法将传导EMI降低到所需的水平。这是因为噪声不仅取决于电路寄生参数，还与电流强度有关。另外，开关打开和关闭的动作会产生不连续的电流，这些不连续电流会在输入电容上产生电压纹波，从而增加EMI。

因此，有必要采用一些其他方法来提高传导EMI的性能。本文主要讨论的是引入输入滤波器来滤除噪声，或增加屏蔽罩来锁住噪声。

<strong>一、解释</strong>

DCpower一般是指带实际电压的源，其他的都是标号(在有些仿真软件中默认的把标号和源相连的)VDD:电源电压(单极器件);电源电压(4000系列数字电路);漏极电压(场效应管)VCC：电源电压(双极器件);电源电压(74系列数字电路);声控载波(VoiceControlledCarrier)VSS:地或电源负极VEE：负电压供电;场效应管的源极(S)VPP：编程/擦除电压。

VCC：C=circuit表示电路的意思,即接入电路的电压;

VDD：D=device表示器件的意思,即器件内部的工作电压;

VSS：S=series表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压。

芯片的加密，保证了芯片内部信息的安全性。有工程师会问：芯片加密后别人还能解密吗？这芯片安全吗？本文将为大家介绍几种不同类型芯片的加密方式。

随着信息技术的发展，信息的载体——芯片的使用也越来越多了，随之而来的是各个芯片厂商对芯片保密性要求越来越高，用芯片加密的方式来确保芯片内部信息的安全性。其实芯片的安全加密问题与芯片的类型有关，不同类型的芯片加密后有不一样的效果。

市面上现有的芯片种类很多，主要包括Flash，MCU，ARM，DSP，CPLD等。

一、Flash类芯片加密

<font color="#FD8900">Graham Mostyn Microchip 时序和通信部 应用工程经理</font>

几乎每个电子器件都需要一个时钟源。例如，单片机（MCU）使用振荡器来前进到下一条指令，无线电需要通过精确的振荡器来将射频信号混合到基带中加以处理。

智能联网设备的出现对时钟性能提出了更高的要求。本文解释了设计师如何在应对这些挑战的同时降低技术风险、缩短设计时间以及削减物料清单。我们着眼于采用石英和基于MEMS的技术的石英晶体、石英晶振（XO）和高度集成的时钟解决方案。

<strong>智能联网设备需要复杂的时钟树</strong>

说到复位，我们都不会陌生，系统基本都有一个复位按键。复位的种类有很多：上电复位、掉电复位、复位引脚复位、看门狗复位、软件复位等。本文探讨的就是在stm32中复位电路如何设计。

<strong>STM32介绍</strong>

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex®-M0，M0+，M3, M4和M7内核在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列；新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。

ESD、EMI、EMC 设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。

EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

作为一名电子工程师，对于电路不说必须要非常精通，但至少能够看得懂电路，知道电路保护器件的作用，在客户提出防护需求时，及时给出有效且具有实施性的整改意见。

电路保护元器件应用领域广泛，只要有电的地方就有安装电路保护元器件的必要，如各类家用电器、家庭视听及数码产品、个人护理等消费类电子产品、计算机及其周边、手机及其周边、照明、医疗电子、汽车电子、电力、工业设备等，涵盖人们生产生活的方方面面。

<strong>什么是ttl电平</strong>

TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑"1"，0V等价于逻辑"0"，这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

与分立器件相比，现代集成运算放大器（op amp）和仪表放大器（in-amp）为设计工程师带来了许多好处。虽然提供了许多巧妙、有用并且吸引人的电路。往往都是这样，由于仓促地组装电路而会忽视了一些非常基本的问题，从而导致电路不能实现预期功能——或者可能根本不工作。

本文将讨论一些最常见的应用问题，并给出实用的解决方案。

<font size="3"><strong> AC耦合时缺少DC偏置电流回路</strong></font>