Neo_M590E模块硬件设计指南 V1.1
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Neo_M590E?
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硬件设计指南
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有无线，方精彩 Let's enjoy the wireless life!
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Neo_M590E 硬件设计指南
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版权声明?
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说明?
本指南的使用对象为系统工程师，开发工程师及测试工程师。 由于产品版本升级或其它原因，本手册内容会在不预先通知的情况下进行必要的更新。 除非另有约定，本手册中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 深圳市有方科技有限公司为客户提供全方位的技术支持，任何垂询请直接联系您的客户经理 或发送邮件至以下邮箱： Sales@https://www.360docs.net/doc/304573289.html, Support@https://www.360docs.net/doc/304573289.html, 公司网址：https://www.360docs.net/doc/304573289.html,
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Neo_M590E 硬件设计指南
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目 录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.4. 6.1.5. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 7. 8. 9. 10. 概述 ....................................................................5 外形 ....................................................................5 设计框图 ................................................................5 特性 ....................................................................6 管脚定义 ................................................................7 接口设计参考 ............................................................8 电源及复位接口.................................................................................................................... 8 电源 .................................................................................................................................... 8 上电时序 .......................................................................................................................... 12 ON/OFF 管脚说明 ............................................................................................................ 13 模块的异常恢复 .............................................................................................................. 14 VCCIO 管脚说明 ............................................................................................................... 15 串口...................................................................................................................................... 15 SIM 卡接口........................................................................................................................... 18 指示灯.................................................................................................................................. 19 射频连接器.......................................................................................................................... 20 信号连接器和 PCB 封装...................................................................................................... 20 装配 ...................................................................23 包装 ...................................................................23 缩略语 .................................................................24 附录一 M590E 的休眠（低功耗）模式使用说明...............................26
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修 订 记 录?
版本号 V1.0 V1.1 更改内容 初始版本 修订版本，完善客户设计中的问题 生效年月 201004 201106
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1. 概述
M590E 通信模块是一款 Dual Band 的 GSM/GPRS 工业无线模块，提供短信、数据业务 等功能，在各种工业和民用领域得到广泛的应用。
2. 外形
表 1 规格 尺寸 重量 M590E 外形规格 描述 27.6mm*21.6mm*2.6mm (长*宽*高) 5g
正视图
说明：21pin 半孔（邮票孔）连接
3. 设计框图
PA
RF Section?
Baseband Controller?
RAM/FLASH?
Application?Interface?
SIM?
Power Manager?
UART?
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4. 特性
表 2 规格 频段 灵敏度 最大发射功率 瞬间电流 工作电流 待机电流（Idle） 休眠电流（Sleep） 工作温度 工作电压 协议 AT 连接器 短消息 分组数据 电路交换数据 -106dBm
850/900 Class4(2W) 1800/1900 Class1(1W)
M590E 主要规格 描述
双频 EGSM900/DCS180，可选 GSM850/1900 或者四频
Max 2A 210mA 25mA 2.5mA -40℃～+80℃ 3.3V～4.5V（推荐值 3.9V ） 兼容 GSM/GPRS Phase2/2+ GSM07.07 扩展指令集 21Pin 焊盘式连接 Murata（村田）GSC 射频连接器 TEXT/PDU 点对点/小区广播 GPRS CLASS 10 编码方式 CS1，CS2，CS3，CS4 支持 CSD 数据业务 支持 USSD
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5. 管脚定义
表 3 管脚 1 2-3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 信号名称 GND VBAT GND LIGHT VCCIO RXD TXD DTR RING SIMIO SIMCLK SIMRST SIMVCC GND DCD DSR EMERGOFF I/O PWR PWR PWR O O I O I O I/O O O PWR PWR O O I/O M590E 模块管脚定义 备注 功能描述 地 模块主电源输入 地 工作状态指示 2.85V接口电平输出 模块接收数据 模块发送数据 用户电路就绪 振铃指示 SIM卡数据 SIM卡时钟 SIM卡复位 SIM卡电源输出 地 数据载波检测 模块就绪 紧急关机 暂不支持,0V 输出 暂不支持,2.85V 输出 模块内部上拉到 VCCRTC，外 部不能输入超过 2.0V 的高电 平。 低电平开机。 更多说明请参见 后面开机、复位说明。 IO 参考电平，负载能力<3mA 最大输入电压<3.3V 高电平2.85V输出 默认为低电平 高电平2.85V输出 需要外部通过上拉电阻上拉 到SIMVCC
19 20 21 注意：
ON/OFF GND RF_ANT
I PWR I/O
开关机控制 地 射频输入/输出
其他焊盘为测试点，主板走线时请注意对应位置不能露铜，防止贴片时短路
因为模块采用 2.85V 的 IO 电源系统， 所有 IO 口的最高输入限制电压最大不能超过 3.3V， 否则可能损坏模块 IO 口。3.3V 的电源系统下的 IO 口输出电压，由于信号完整性设计等方面 的不完善，IO 口输出电压很有可能因为过冲现象而导致 IO 输出实际上超过了 3.3V，有时甚 至能达到 3.5V，这时的 3.3V IO 信号直接连接模块 2.85V 系统的 IO，很可能就会损坏模块的 IO 管脚。这时需要增加串电阻和并电容等设计措施，请参考本文 6.2 节。
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6. 接口设计参考
6.1. 电源及复位接口
表 4 管脚 1,4,15,20 2,3 6 18 19 信号名称 GND VBAT VCCIO EMERGOFF ON/OFF I/O PWR PWR O I/O I 地 模块主电源输入 2.85V 接口电平输出 紧急关机 开关机控制 IO 参考电平，负载能力<3mA 低电平，10uS 低电平，300ms 电源及复位接口 功能描述 备注
6.1.1. 电源
电源部分设计要特别注意，它除了给模块的数字信号和模拟信号供电外，还给射频功放 供电，电源部分的参数，比如负载能力、纹波的大小等等，都会直接影响模块的性能和稳定 性。在电源电路中，必须增加一个大容量的铝电解电容或者稍小容量的钽电解电容，提高电 源的瞬间大电流续流能力， 此外在靠近模块的管脚还要增加 0.1uF， 100pF 和 33pF 的滤波电容， 以降低射频干扰的影响。 第 2、3pin 的 VBAT 为模块主电源，电源输入范围为 3.3V-4.5V，推荐值为 3.9V。模块 管脚处输入的瞬间最大电流为 2A，请在靠近模块处放置低阻抗大容量的滤波电容，电容的容 值越大，要求电源输出的最大电流越低；具体数据请见下图：
C1 推荐使用 1000uF 的低阻抗铝电解电容，如果体积受限，可以改用 470uF 的钽电解。 如果是锂电池直接供电，由于锂电池自身的内阻小，瞬间大电流的驱动能力强，C1 可以考虑
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Neo_M590E 硬件设计指南 用 100uF 的钽电容。
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最大电流出现在弱信号下的通话或者数据传输过程中，典型的电流、电压曲线如下图：
电源设计要保证在运行过程中，瞬间电压不能低于 3.3 V，否则模块会关机保护。 电源部分在 PCB 中走线要远离射频部分，走线宽度要保证 2A 的电流安全通过而且不能 有明显的回路压降。综上，VBAT 主电源走线宽度要求大约为 2mm 左右。电源部分的地平面 尽量完整，且多打地孔。 模块每个数字 IO，包括串口信号、LIGTH，以及 SIM 卡信号，内部都集成有 ESD 过压 保护，或者输入电平钳位电路，具体电路示意见图 1。使用中需要注意：该电路在模块主电源 断电、但 IO 还有信号注入（比如串口接收 3.3V）的情况下，该外加的信号会通过模块内部两 个保护二极管串到 VBATT 和其他 IO 上。见图中红色路径，可能会表现出在 VBAT/VCCIO 上出 现 2.3V/2.8V 左右的电压。该情况不会对模块造成损坏，但可能导致模块外部的其它 CPU 的 IO 电流过载，以及影响模块的正常开机。
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图 1
IO 电流反馈到 VBATT 上或其他 IO 上
该问题解决办法：在模块未加电时，请保证单片机和模块的连接都为低电平或者高阻， 比如将单片机的串口发送设置为低电平或者配置为 IO 输入等。 模块的复位信号处理。 22pin 的 EMERGOFF 为模块紧急关机脚， 第 功能类似于 MCU 的 硬件复位信号。最小复位脉冲宽度为 1ms。 VCCRTC 为 RTC 电源， 在 VBATT 高于 2.5V 时，VCCRTC 会持续输出 2.0V 电压， 不管是开机还是关机、休眠。 注意： 模块主电源电压不能超过 4.8V，过压会造成产品损坏，最明显的特征是模块内部电源对 地短路，请对模块主电源做过压保护处理。 如果低温-40°运行出现问题，故障率最高的是电源部分，表现为电源纹波增大，负载能 力降低。如果电源最低点低于或者接近3.3V，则模块会保护自动关机。低温下，电解电容的 活性降低，相对容量下降，ESR增大，滤波作用减弱，建议用低温特性好的电解电容或者高耐 压的，或者增大电容容量，并注意电解电容在低温下的特性变化（容量和阻抗）。另外电源
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如果是DC/DC变化过来的，IC和电感在-40°的特性也会变化很大。所以针对超低温应用设计 时，电源电路更需要谨慎。 禁止使用二极管直接降压来给模块供电；二极管在大电流时压降会显著增大，从而造成 电源极不稳定，致使模块工作不稳定； 在做静电或者浪涌测试时，应保证电源的稳定性，电源输入端和输出端均要考虑EMC抗干 扰设计，避免造成电源毛刺、尖峰，建议适当增加滤波电容以保证电源的稳定性，例如，适 当增加并联10uF或者4.7uF左右的陶瓷电容。另外电源的使能控制端也要避免被干扰，否则也 会造成电源意外开或者关。
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6.1.2. 上电时序
图 2 注意：
模块上电时序图
模块主电源上电不能早于外部 MCU 上电，以防止模块在上电瞬间，MCU 的串口处于不 稳定状态，导致模块进入错误的运行模式。所以请务必在设计中保证 MCU 稳定运行后，再控 制模块上电，尤其要注意电源模块的使能端的上电默认状态。?
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6.1.3. ON/OFF 管脚说明
第 19pin 的 ON/OFF 为输入管脚，可由外部控制模块开机和关机，低电平有效。ON/OFF 模块内部有弱上拉。 开机流程：在模块处于关机时，先将模块的 ON/OFF 管脚拉低，再给模块上电；模块上 电后，ON/OFF 管脚持续拉低 300ms 以上（建议为 500ms，下同），则模块开机（见图 2）。 开机时，模块的串口会自动输出“MODEM STARTUP”提示，同时模块的 LIGHT 会开始 1 秒的闪烁，VCCIO 持续输出 2.85V。 关机流程： 在开机状态下， ON/OFF 为高电平， 若 此时将 ON/OFF 加低电平并持续 300ms， 则模块会进入关机流程， 注销网络， 通常 5 秒左右会完全关机， 此时再将主电源关闭； ON/OFF 若 为低电平，将 ON/OFF 拉高后再加低电平并持续 300ms，模块会进入关机流程，注销网络，通 常 5 秒左右会完全关机，此后再将主电源关闭。或者使用 AT 指令关机，具体请参考 AT 指令 手册。 如果要改变开机电平，可用反相器实现。下面是推荐的 M590E 高电平开机电路：
图 3 M590E 推荐的高开机电路 M590E 的 ON/OFF 低电平有效，通过以上电平变换后，用户控制侧（USER_ON）为高电 平开机。ON/OFF 也可以直接和地短接，这样模块会上电自动开机。 注意： ON/OFF 管脚具备关机和开机功能，注意避免重复触发导致开机或关机混乱。如：用户 希望进行开机时，却给了 2 次 300 ms 的低电平脉冲，导致模块开机后又关机。另外注意若模 块 IO 在开机前有电流反灌时（如图 1 状况， 串口接收为高电平） 可能会影响模块开机时序， ， 此时若模块先上电再用 ON/OFF 开机，有可能会开机失败。所以为了保证模块正常开机，可
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先将 ON/OFF 置于开机电平的状态，再给模块上电，等模块开机后，再释放 ON/OFF 控制管 脚即可。 ON/OFF 管脚的开关机功能是通过模块软件识别的，即软开机和软关机，如模块软件未 正常运行，则可能开/关机不可控。请参考下面的模块异常恢复。
6.1.4. 模块的异常恢复
模块由于运行环境复杂，工作时间长，可能出现死机、假连接等异常问题。出现异常时 如何自动恢复，在模块的应用设计时必须充分考虑。我们推荐两种方式： （1） 模块的主电源可以控制，关闭主电源，待主电源跌落到 3..0V 以下时，再重新上 电。这种方式最彻底、最可靠，无人值守的设备，建议用这种方式。 （2） 控制 EMERGOFF 脚（紧急关机）为低电平 100ms，使模块硬关机，类似于处理 器硬复位。这种方式一般用于电池供电的手持设备，如果这种方式无法恢复，可 能需要手动断电。 在断电或者复位前，不管模块是否有响应，请先执行关机流程，5 秒后再开始上述操作。 因为在硬关机时，如果模块正执行存储器写操作，有可能造成程序损坏。 EMERGOFF 在模块内部上拉到 VCCRTC，外部不能输入高电平，否则可能会导致开机异 常。EMERGOFF 在模块内部的连接示意见图 1。在上电复位时，EMERGOFF 会输出低电平， 脉冲宽度为 22ms 左右。 紧急关机电路设计建议： 1) 对 EMERGOFF 的控制最好为 OC 输出，见图 4。
图 4 EMERGOFF OC 控制（C6、R11 要靠近模块管脚）
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EMERGOFF 的有效紧急关机脉冲宽度最少 1mS。有效低电平不能高于 0.4V。 EMERGOFF 若不用，可以悬空。
6.1.5. VCCIO 管脚说明
第 6pin 的 VCCIO 是模块提供的参考电压，幅值为 2.85V，负载能力为 3mA，建议仅用于 接口电平转换，不作它用。关机后，VCCIO 输出关闭。 另外这个管脚可以用作模块运行的指示：正常运行或者休眠为为高电平，关机时为低电 平。 注意： VCCIO 管脚可配合 LIGHT 管脚来对模块进行是否开机确认，若 VCCIO 管脚有 2.85V 电 压输出，且 LIGHT 管脚有高低电平变化，则表示模块已开机。若此时出现串口不通等状况， 应查找外围电路是否正确，比如串口电平变换电路物料是否焊错焊反向；串口滤波电容是否 过大；用示波器来测试串口波形是否正常等。
6.2. 串口
表 5 管脚 17 10 8 7 9 16 信号名称 DSR RING TXD RXD DTR DCD I/O O O O I I O 模块就绪 振铃指示 模块发送数据 模块接收数据 用户电路就绪 数据载波检测 暂不支持 串口接口 备注 暂不支持 功能描述
模块作为 DCE 设备，模块和终端（DTE）设备信号连接如下图：
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图 5 DCE 和 DTE 设备信号连接图 模块串口为 2.85V 的 CMOS 电平信号，最高允许 3.3V 输入，支持 1200，2400，4800， 9600，19200，38400，57600，115200 的波特率，默认速率为 115200 bps。 串口通讯设计时，若外部 MCU 主电源为 3.3V，建议串接 200 欧的电阻与模块相连接， 而这个电阻，要靠近信号的输出源端放置，参考下图：
图 6 3.3V MCU 与模块串口通讯推荐电路图 当 MCU 电压为 5V 时，模块接收要进行电平变换(注意，此电平变换电路无法对模块进 行软件升级，使用时请根据需要选择方案)，参考电路如下：
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图 7 5V MCU 与模块串口通讯推荐电路图 图 6、图 7 中 100pF 的滤波电容要靠近模块接收管脚放置，为了提高模块接收的抗干扰 能力，电容不能大于 470PF。 请注意：串口请避免在模块加电瞬间有数据产生，应等模块开机至少 2S 后再给模块发 送数据，目的是为了避免模块进入错误的运行模式。 串口通常用于 AT 指令、数据业务、升级模块软件等。特别提醒：目前不提供 DCD/DSR 功能。 表格 6 数字 IO（不含 SIM 卡）输入/输出特性 IO 输入/输出特性描述 IO 输入/输出特性 低电平输入范围 高电平输入范围 低电平输出范围 高电平输出范围 符号 VIL VIH VOL VOH 2.5 最小值 -0.2 2.0 最大值 0.57 3.3 0.2 2.85 单位 V V V V 负 载 电 流 <2mA 条件
DTR 管脚为低功耗控制管脚，若不使用建议悬空。低功耗使用见 AT 指令集。 RING 信号指示： 1) 语音来电：有语音来电时，输出周期为 5s 脉宽为 30ms 的低脉冲。电话接通后，恢
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Neo_M590E 硬件设计指南 复成高电平； 2)
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来短信：若短信提示功能打开，在有短信到来时，会产生一个 35ms 脉宽的低脉冲 提示；
注意： DTR 管脚与 RING 管脚若不用，可短接。 串口滤波电容不得大于 470pF，否则会造成串口波形异常，从而导致串口不通；若出现串 口不通的状况，请先将滤波电容去掉来确认串口是否通讯正常；若通讯正常，再确认滤波电 容的大小。滤波电容建议 100~220pF。 串口与 CPU 之间串联的电阻越大，可适配的串口通讯的波特率越低，设计时请注意此电 阻大小。 PCB 走线时， 为避免 TXD 与 RXD 互扰， 请尽量保证 TXD 与 RXD 的并线走线时的间距， 尽量确保走线的中心间距不小于 3 倍线宽，当两线并线走线距离越长，这个间距越重要。或 者将 TXD 与 RXD 用地线隔离且周围用地包围，多打接地过孔。
6.3. SIM 卡接口
表 7 管脚 11 12 13 14 信号名称 SIMIO SIMCLK SIMRST SIMVCC I/O I/O O O PWR SIM 卡接口 备注 模块外部需要接上拉电阻（约 10K）到 SIMVCC 分布电容（含 ESD 保护器件结电容） <100pF 功能描述 SIM 卡数据 SIM 卡时钟 SIM卡复位 SIM卡电源输出
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图 8 SIM 卡接口设计参考Ⅱ 模块支持 3V 和 1.8V 的 SIM 卡，自适应。 第 23pin 的 SIMVCC 是 SIM 卡供电电源，电压 2.85V，负载能力 30mA。只有对 SIM 有 操作时，该电源才有输出。 第 24pin 的 SIMIO，需要外接上拉电阻到 SIMVCC，上拉电阻的大小可以根据 SIM 卡走 线情况选择，一般为 10K。 第 25pin 的 SIMCLK 是 SIM 卡时钟线，一般为 3.25MHz，要求 PCB 布线不能分叉，尽 量短且包地，远离天线和射频部分，该信号上的分布电容（含 ESD 器件的结电容等）不能超 过 100pF。 SIM 卡电路建议在靠近卡座除 SIMVCC 脚用 0.1UF 的电容外，其他管脚并接 27~33pF 的电容（见图 8），该电容要尽量靠近 SIM 卡管脚放置。 注：小的滤波电容主要防止天线距离主板、SIM 卡过近，导致射频辐射相互干扰，造成 不能正常读卡或者天线的接收灵敏度变差，使用短胶棒天线或者内置天线尤其要注意。
6.4. 指示灯
表 8 管脚 5 信号名称 LIGHT I/O O 指示灯接口 功能描述 工作状态指示 备注
模块运行时，指示灯就 1 秒亮、1 秒灭地闪烁，没有插卡或者没有信号也是如此。若改 变 LIGHT 的工作状态指示，请参考 AT 指令集。模块进入休眠模式后，LIGHT 闪烁停止。
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6.5. 射频连接器
M590E 使用的天线接口为 Murata（村田）公司的 GSC 射频连接器，具体型号为 MM9329-2700RA1，外接天线通过射频电缆连接。该连接器封装信息如下图所示。
射频接口的阻抗为 50Ω，模块天线部分应采取必要措施避免有用频段干扰信号，在外部 天线和射频连接之间要有良好的屏蔽，而且，要使外部的射频缆线远离所有的干扰源，特别 是高速数字信号及开关电源等。 模块所用天线按照移动设备标准，驻波比应在 1.1 到 1.5 之间，输入阻抗 50Ω，使用环 境不同，对天线的增益要求也不同，一般情况下，带内增益越大，带外增益越小，天线的性 能越好。当使用多端口天线时，各个端口之间的隔离度应大于 30dB。如双极化天线的两个不 同极化端口，双频天线的两个不同频段端口之间，以及双频双极化天线的四个端口之间，隔 离度应大于 30dB。
6.6. 信号连接器和 PCB 封装
M590E 采用 21pin 半孔（邮票孔）连接，管脚间距为 2.54mm。 推荐的模块 PCB 封装如图 9 所示。
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超声波测距仪硬件电路的设计
超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的：了解超声波测距仪的原理，掌握焊接方法，掌握电路串接方法，熟悉电路元件。 实验设备及器材：电烙铁，锡线，电路元件 实验步骤：1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序： #include
unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }
硬件电路板设计规范标准
0目录 0目录 (2) 1概述 (4) 1.1适用范围 (4) 1.2参考标准或资料 (4) 1.3目的 (5) 2PCB设计任务的受理和计划 (5) 2.1PCB设计任务的受理 (5) 2.2理解设计要求并制定设计计划 (6) 3规范内容 (6) 3.1基本术语定义 (6) 3.2PCB板材要求: (7) 3.3元件库制作要求 (8) 3.3.1原理图元件库管理规范： (8) 3.3.2PCB封装库管理规范 (9) 3.4原理图绘制规范 (11) 3.5PCB设计前的准备 (12) 3.5.1创建网络表 (12) 3.5.2创建PCB板 (13) 3.6布局规范 (13) 3.6.1布局操作的基本原则 (13) 3.6.2热设计要求 (14) 3.6.3基本布局具体要求 (16) 3.7布线要求 (24) 3.7.1布线基本要求 (27) 3.7.2安规要求 (30)
3.8丝印要求 (32) 3.9可测试性要求 (33) 3.10PCB成板要求 (34) 3.10.1成板尺寸、外形要求 (34) 3.10.2固定孔、安装孔、过孔要求 (36) 4PCB存档文件 (37)
1概述 1.1 适用范围 本《规范》适用于设计的所有印制电路板（简称PCB）； 规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。 1.2 参考标准或资料 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列标准最新版本的可能性: GB/4588.3—88 《印制电路板设计和使用》 Q/DKBA-Y001-1999《印制电路板CAD工艺设计规范》 《PCB工艺设计规范》 IEC60194 <<印制板设计、制造与组装术语与定义>> （Printed Circuit Board design manufacture and assembly-terms and definitions） IPC—A—600F <<印制板的验收条件>> （Acceptably of printed board） IEC60950 安规标准 GB/T 4677.16-1988 印制板一般检验方法
搬运单元模块设计
河北科技大学 学生个性化教育实训报告 题目：搬运单元模块设计 学生姓名： 指导教师： 日期：2016年1月15日
目录 1 第一章模块化生产系统的简介 (1) 1.1 第1节系统的特点和作用 (1) 1.2 第2节系统的组成 (2) 1.3 第3节MPS的发展 (6) 2 第二章物流过程 (7) 3 第三章MPS单元的结构与控制 (8) 3.1 第1节搬运单元简介 (8) 3.2 第2节搬运单元的机械结构 (9) 3.3 第3节搬运单元的气动控制 (10) 3.4 第4节制定I/O表 (11) 4 第四章材料的选型 (23) 4.1 第1节气缸的选择 (23) 4.2 第2节传感器的选择 (25) 4.3 第3节电磁阀的选用 (26) 5第5章参考文献 (27)
第一章模块化生产系统的简介 第1节系统的特点和作用 模块化生产培训系统：Modular Production Training System,简称MPS。模块化生产培训系统是应用于机电一体化、自动化等相关专业的专业技术职业培训和继续教育的模块化教学培训系统模块化生产培训系统可以从基础部分的简单功能及加工顺序，逐步扩展到复杂的集成控制系统。模块化生产培训系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。各个功能站分别为：上料站、检测站、上料检测站、搬运站、加工检测站安装站、操作手站、传送单元、搬运分拣站和分类存储站。 该实验装置的一大显著特点是：它具有综合性、模块化以及易扩充等特点。它针对学员不同的技术基础进行培训，具有良好的适用性。具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制将各个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站三站……直至八站连在一起学习复杂系统的控制编程装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）传感器等多种技术，给学员提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。系统的实体图如图1-1所示 图1-1
硬件电路设计过程经验分享 (1)
献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb，物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos，是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤)： 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上，我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY)，周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找到现成的库，这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等区别。 2)有了充足的库之后，就可以在原理图上画图了，按照datasheet和系统设计的要
机械手搬运单元控制课程设计说明书
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2011/2012学年第一学期） 课程名称：可编程控制器应用 题目：机械手搬运单元控制 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：两周 设计成绩： 2011 年12月23日
目录 一.前言 (2) 二.实验目的 (2) 三.系统设计 (2) 1.控制要求 (2) 2.硬件选择 (3) 3.输入输出点的地址分配 (4) 4.程序设计 (4) 4.1程序流程图 (4) 4.2内存变量分配表 (4) 4.3控制程序 (5) 5.与下位机的通讯连接 (7) 5.1监控组态界面 (7) 5.2监控组态程序清单 (7) 四.总结 (12) 五.参考文献 (13)
机电一体化技术是近十几年来国际上发展最快的高新技术，已渗透到国民经济的各个领域。采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势：对于一般机械而言，可使机械结构简化且控制更为灵活、细致；对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言，较之采用继电器接触控制更为可靠、方便，增加了柔性。微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用，采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、便捷和安全的优点相互结合，使得电子气动技术应运而生。电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分，由于它在工业机器人中的成功应用，使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。 基于PLC控制气动移置机械手系统正是由此出发点而研制开发的，可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验，应用其具有可编程、二次设计、调试等功能特点，可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力，满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。 二.实验目的 利用S7-200系列PLC的各种基本指令进行编写程序，并能熟练掌握PLC编程软件的编程方法和程序调试方法；学会并使用下位机编写程序实现机械手的自动和手动控制，并能利用上位机进行通讯连接实现实时监控。 三.系统设计 1.控制要求 当工件被送到机械手下方后，机械手将向下运动，然后锁紧夹爪；当工件被夹住后，机械手上升，到达上端后，手臂向右旋转180°。当到达右侧后夹爪向下并释放工件，然后上升，最后机械手臂向左摆动、复位，并发出信号，将控制权交给下一单元。 技术要求： 1. 机械夹爪上下运动 2. 机械夹爪锁紧后将有信号产生 3.机械手臂左右摆动（180°） 4. 只有当机械手臂下降到低端时才能作开合动作 5.完成动作后，发出信号给下一单元 2.硬件选择
硬件电路设计基础知识
硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体
半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子（－） 空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加 原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
硬件设计规范
XXX电子有限公司 XXX电子硬件设计规范 V1.2
xxx 电子有限公司发布 1.目的： 为规范硬件设计、保证产品质量和性能、减少各类差错，特制定本规范。 2.适用范围 XXX公司自行研发、设计的各类产品中硬件设计的全过程，各部门涉及到有关内容者均以此规范为依据。 3.文档命名规定 硬件设计中涉及各种文档及图纸，必须严格按规则命名管理。由于XXX公司早期采用的 6.01设计软件不允许文件名超过8个字符，故文件名一直规定为8.3模式。为保持与以前文件 的兼容，本规范仍保留这一限制，但允许必要情况下在文件名后面附加说明性文字。 3.1.原理图 3.1.1.命名规则 原理图文件名形如 xxxxYmna.sch 其中xxxx：为产品型号，由4位阿拉伯数字组成，型号不足4位的前面加0。 Y：为电路板类型，由1位字母组成，目前已定义的各类板的字母见附录1。 m：为文件方案更改序号，表示至少有一个电路模块不同的电路方案序号，不同方案的电路可同时在生产过程中流通，没有互相取代关系。 n：一般为0，有特殊更改时以此数字表示。 a：为文件修改序号，可为0-z，序号大的文件取代序号小的文件。 例如：1801采用SSM339主控芯片的主板原理图最初名为1801M001.SCH，进行电路设计改进后为1801M002.SCH、1801M003.SCH等；改为采用AK1020主控芯片后名为1801M101.SCH，在此基础上的改进版叫1801M102.SCH、1801M103.SCH等。 3.1.2.标题框 原理图标题框中包含如下各项，每一项都必须认真填写： 型号（MODEL）：产品型号，如1801（没有中间的短横线）； 板名（BOARD）：电路板名称，如MAIN BOARD、FRONT BOARD等； 板号（Board No.）：该电路板的编号，如1801100-1、1801110-1等，纯数字表示，见“3.2.2.”； 页名（SHEET）：本页面的名称，如CPU、AUDIO/POWER、NAND/SD等； 页号（No.）：原理图页数及序号，如1 OF 2、2 OF 2等； 版本（REV.）：该文件修改版本，如0.1、0.11、1.0等，正式发行的第一版为V1.0； 日期（DATE）：出图日期，如2009.10.16等，一定要填出图当天日期； 设计（DESIGN）：设计人，由设计人编辑入标题框； 审核（CHECK）：审核人，需手工签字； 批准（APPROVE）：批准人，需手工签字。 3.2.PCB图 3.2.1.命名规则 PCB文件除后缀为.PCB外，文件名主体及各字段的意义与对应的原理图文件完全相同。 注意：PCB图更改后，即便原理图没有变动，也必须更改原理图文件名，使二者始终保持这种对应关系。
单元二MPS模块化生产线及传感器的应用
单元二MPS模块化生产线及传感器的应用 2.1 MPS 教学系统简介 一、MPS 概念 模块化生产培训系统（MPS，Modular Production training System）是目前流行的机电一体化教学设备。MPS 体现了机电一体化的技术实际应用。 MPS 设备是一套开放式的设备，用户可以根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型，最多可由9 个单元组成，当然最少时一个单元亦可自成一个独立的控制系统。而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点。二、MPS 的基本组成 多个单元组成的MPS 系统可以较为真实地模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。其中，每个工作单元都可以自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。 图2–1 MPS-1型模块化生产线外形图 各个单元的执行机构主要是气动执行机构和电机驱动机构，这些执行机构的运动位置都可以通过安装在其上面的传感器的信号来判断。 在MPS 设备上应用多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体的通过状态、物体的颜色、物体的材质、物体的高度等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工作实现高度自动化的前提之一。 在控制方面，MPS 设备采用PLC 进行控制，用户可根据需要选择不同厂家的PLC（英集斯公司主要使用三菱公司的FX2N 系列PLC、西门子公司的S7-200 系列PLC 和S7-300 系列PLC）。MPS 设备的硬件结构是相对固定的，但学员可以根据自己对设备的理解、对生产
加工工艺的理解，编写一定的生产工艺过程，然后再通过编写PLC 控制程序实现该工艺过程，从而实现对MPS 设备的控制。 三、MPS 的基本功能 MPS 设备给学员提供了一个半开放式的学习环境，虽然各个组成单元的结构已经固定，但是，设备的各个执行机构按照什么样的动作顺序执行、各个单元之间如何配合、最终使MPS 模拟一个什么样的生产加工控制过程、MPS 作为一条自动生产流水线具有怎么样的操作运行模式等，学员都可根据自己的理解，运用所学理论知识，设计出PLC 控制程序，使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。 MPS 系统中每个单元都具有最基本的功能，学员可这些基本功能的基础上进行流程编排设计和发挥。 四、上料检测单元 功能简介：完成整个系统的上料工作，将大工件输出，判断出其颜色，并将其信息发 给后一站。此站可配合触摸屏或组态控制而为整个系统的主站。 PLC 主机：三菱FX2N 系列、西门子S7 系列； 扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络； 组成模块：回转料斗、提升装置、光电识别组件。 五、供料单元 功能简介：作用是为加工过程逐一提供加工工件。由双作用气缸从料仓中逐一推出工件，转换模块上的真空吸盘将工件吸起，在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置。 PLC 主机：三菱FX2N 系列、西门子S7 系列； 扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络； 组成模块：真空组件、旋转模块、供料模块。 六、检测单元： 功能简介：检测单元主要是检测加工工件的各种特性，如颜色、材质、高度等。 PLC 主机：三菱FX2N 系列、西门子S7 系列； 扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络； 组成模块：工件高度检测模块、提升模块、工件材质及颜色识别组件。 七、加工单元： 功能简介：工件将在旋转平台上被检测及加工。通过具有四个工位的加工旋转平台， 进行加工模拟，并进行加工质量的模拟检测。 PLC 主机：三菱FX2N 系列、西门子S7 系列； 扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络。 八、搬运单元： 组成模块：旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件功能简介：该搬运单元由无杆气缸、椭圆形活塞气缸和夹爪等部件组成，通过移动、上下伸缩、抓取等动作，将前一单元上的工件传入下一执行单元。 PLC 主机：三菱FX2N 系列、西门子S7 系列； 扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络；
硬件电路板设计规范
硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。
1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范：......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。
USRC215wifi模块硬件设计手册
USR-C215 wifi模块硬件设计手册
目录 1. 产品概述 (3) 1.1产品简介 (3) 1.2引脚描述 (3) 1.3尺寸描述 (4) 1.4 开发套件 (5) 2.硬件参考设计 (6) 2.1典型应用硬件连接 (6) 2.2电源接口 (6) 2.3 UART接口 (7) 2.4复位控制和恢复出厂设置控制 (8) 2.5天线 (8) 3.免责声明 (9) 4.更新历史 (9) 附件1：评估板原理图 (9)
1.产品概述 1.1产品简介 USR-C215模块硬件上集成了MAC、基频芯片、射频收发单元、以及功率放大器；内置低功耗运行机制，可以有效实现模块的低功耗运行；支持WiFi协议以及TCP/IP协议，用户仅需简单配置，即可实现UART设备的联网功能。尺寸较小，易于组装在客户产品的硬件单板电路上，且模块可选择内置或外置天线的应用，方便客户多重选择。 1.2引脚描述 下图为USR-C215的引脚对应图： 图1 USR-C215 引脚图
表1 USR-C215模块管脚说明 注：在信号类型中，P表示电源，I表示输入，O表示输出，N表示不可用 管脚名称信号类型说明 1 GND P 电源地 2 VDD P 电源正极，3.3V 3 RELOAD I 拉低1-3秒是启动simplelink配置，3S以上是恢复出厂设置 4 RESET I 模块复位，低电平有效 5 UART_RX I 串口接收引脚 6 UART_TX O 串口发送引脚 7 PWR_SW N 悬空，不可用 8 WPS N 悬空，不可用 9 READY O 模块工作正常指示引脚，低有效，可外接LED 10 nLINK O 模块WiFi连接指示引脚，低有效，可外接LED 1.3尺寸描述 外形尺寸为22.0*13.5mm,误差为±0.2mm.引脚尺寸如图2 图2 外形尺寸图
硬件课程设计简易计算器设计
中国矿业大学徐海学院 单片机课程设计 姓名：XXX学号： 22090XXX 专业：计算机09-4班 题目：硬件课程设计 专题：简易计算器设计 指导教师： XXX 设计地点：嘉园时间： 2011-12-23 20011年12月
单片机课程设计任务书 专业年级计算机09-4 学号22090XXX 学生姓名XXX 任务下达日期：2011年12 月15日 设计日期：2011 年12 月15 日至2011 年12 月23日 设计题目：硬件课程设计 设计专题题目：简易计算器设计 设计主要内容和要求： 摘要： 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。 关键词：单片机; 计算器 ; 加减乘除 指导教师签字：
目录 1 系统概述 (1) 1.1硬件知识概述 (1) 1.1.1 单片机 (1) 1.1.2 C语言 (1) 1.1.3 ISP (1) 1.2设计基本思想 (1) 2硬件电路设计 (2) 2.1 单片机最小系统 (2) 2.2键盘接口电路 (2) 2.3数码管显示电路 (3) 3 软件设计 (4) 3.1 复位电路 (4) 4.系统调试 (5) 4.1 软件流程图 (5) 4.1.1系统软件系统流程图 (5) 5.结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (8)
1 系统概述 1.1硬件知识概述 1.1.1 单片机 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 1.1.2 C语言 C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 1.1.3 ISP ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。本次课程设计便使用ISP 方式，直接将编写好的程序下载到连接好的单片机中进行调试 1.2设计基本思想 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器，用四位一体数码管显示计算数值及结果。要求用Protel 画出系统的电路原理图，绘出程序流程图，并给出程序清单。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。
M6312硬件设计手册
M6312硬件设计手册 GSM系列 版本：V006 日期：2017-07-20 中移物联网有限公司 https://www.360docs.net/doc/304573289.html,
V0012016-12-13 张乐原始版本 V0022017-03-27 张乐修改RI引脚描述 V0032017-04-01张乐修改EMERG_OFF引脚定义 V0042017-4-14 张乐修改EMERG_OFF参考设计 V0052017-4-20 贾灿增加包装说明 V0062017-7-20 张乐修改固件升级说明，更新SIM卡切换说明
2.2功能框图 (9) 2.3评估板 (10) 3应用接口 .................................................................. - 11 - 3.1管脚描述 (11) 3.2工作模式 (15) 3.3电源供电 (16)
5电气性能，可靠性 .......................................................... - 31 - 5.1绝对最大值 (31) 5.2工作温度 (32) 5.3电源额定值 (32) 5.4耗流 (33)
图 9 按键紧急关机电路................................................... - 20 - 图 10 串口三线制连接方式示意图.......................................... - 22 - 图 11 串口流控连接方式示意图............................................ - 23 - 图 12 固件升级连线图.................................................... - 23 - 图 13 调试串口连接图.................................................... - 24 - 图 14 3.3V电平转换电路................................................. - 24 - 图 15 5V 电平转换电路................................................... - 25 - 图 16 RS232 电平转换电路................................................ - 25 - 图 17 NETLIGHT参考电路................................................ - 27 - 图 18 STATUS 参考电路.................................................. - 28 -
硬件电子琴电路设计
江西理工大学应用科学学院
目录 一、设计任务与要求 (1) 二、总体框图 (2) 三、选择器件 (5) 四、功能模块 (6) 1.Songer模块 (6) 1.1NoteTabs模块 (6) 1.2ToneTaba模块 (11) 1.3Speakera模块 (13) 2.div模块 (16) 3.七段译码器模块 (18) 五、总体设计电路图 (21) 1.顶层设计的电路原理图 (21) 2.顶层设计的仿真结果 (23) 3.电路的管脚图 (23) 六、结束语 (24) 七、心得体会 (25)
硬件电子琴电路设计 一、设计任务与要求 使用FPGA设计一模拟电子琴键，实现电子琴按键的DO，Re，Mi，Fa，Sol，La，Si等中音以及相应的高音。 二、总体框图 系统设计方案： 方案一： 采用单个的逻辑器件组合实现。这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然。但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出的，而采用方案一就需要运用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频。所用仪器之多显而易见。 方案二： 采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。系统主要由电子琴发声模块、选择控制模块和储存器模块组成。和 方案一相比较，方案二就显得比较笼统，只是把整个系统分 为了若干个模块，而不牵涉到具体的硬件电路。但是我们必 须看到用超高速硬件描述语言VHDL的优势，它不仅具有良 好的电路行为描述和系统描述的能力而且通俗易懂。经过对
以上两种方案的分析、比较和总结，我们选用方案二来进行八音符电子琴的设计。 (2)．ToneTaba模块：是乐曲简谱码对应的分频预置数查找表电路，其中设置了乐曲的全部音符所对应的分频置数，每一音符的停留时间由音乐节拍和音调发生器模块NoteTabs 的CLK的输入频率决定，这些值由对应于ToneTaba的4
Neo_M590E模块硬件设计指南(邮票孔) V1.0
Neo_M590E 硬件设计指南
Version V1.0
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有无线，方精彩 Let's enjoy the wireless life!
Neo_M590E 硬件设计指南
V1.0
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本指南的使用对象为系统工程师，开发工程师及测试工程师。 由于产品版本升级或其它原因，本手册内容会在不预先通知的情况下进行必要的更新。 除非另有约定，本手册中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。
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Neo_M590E 硬件设计指南
V1.0
目
1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.4. 6.1.5. 6.1.6. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 7. 8.
录
概述 .................................................................... 5 外形 .................................................................... 5 设计框图 ................................................................ 5 特性 .................................................................... 6 管脚定义 ................................................................ 7 接口设计参考 ............................................................ 7 电源及复位接口 .........................................................................................................7 电源.........................................................................................................................8 上电时序 .................................................................................................................9 ON/OFF 管脚说明 ..................................................................................................9 EMERGOFF 管脚说明...........................................................................................11 VCCIO 管脚说明..................................................................................................12 模块开机、关机及复位 .........................................................................................12 串口 ..........................................................................................................................13 SIM 卡接口................................................................................................................14 指示灯 ......................................................................................................................15 信号连接器和 PCB 封装 ............................................................................................15 射频连接器...............................................................................................................16 装配 ................................................................... 16 缩略语 ................................................................. 17
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硬件电路设计具体详解
2系统方案设计 2.1 数字示波器的工作原理 图2.1 数字示波器显示原理 数字示波器的工作原理可以用图2.1 来描述，当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器，首先通过的是示波器的信号调理模块，由于后续的A/D模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围，所以，示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理，通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度，然后才进入A/D转换器。在这一阶段，微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。 在A/D采样模块阶段，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，而这些数字值成为采样点。该处理过程称为信号数字化。A/D采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。该速率被称为采样速率，表示为样值每秒（S/s）。A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据，传送给捕获存储区。 因为处理器的速度跟不上高速A/D模数转换器的转换速度，所以在两者之间需要添加一个高速缓存，明显，这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。来自ADC的采样点存储在捕获存储区，叫做波形点。几个采样点可以组成一个波形点，波形点共同组成一条波形记录，创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。捕获存储区内部还应包括一个触发系统，触发系统决定记录的起始和终止点。 被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理，微处理器处理信号，包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息，然后调整显示运行。最后，信号通过显示器的显存显示在屏幕上。 2.2 数字示波器的重要技术指标 （1）频带宽度 当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差，称为示波器的频带宽度，单位为MHz或GHz。