电子设计项目/复刻入门指南(从0到1的蜕变)--(持续更新...)(附完整项目举例)
各位小伙伴好久不见,许久没更新了,最近收到粉丝留言,说能不能讲一下在做一个课设,或DIY时候,一个完整的项目流程。这样可以帮助提高项目的开发效率,不乱有序的一步步进行。OK的,当然可以啦!下面以一个通俗易懂的例子,来帮助各位无痛入门!目录可自行跳转阅读感兴趣部分
前言:
本文不说废话,全程干货,从为什么到怎么做,去给大家讲解一个项目是如何产生的!让各位小伙伴可以从0到1!
一、选题和基本分析
1、如何确定选题,要做什么东西?(很多做毕设的小伙伴也是卡在这一步,下面给几条可以思考的方向)
- 第一,从爱好出发,比如自己喜欢什么,如喜欢玩游戏,可以设计一款游戏机等等
- 第二,从擅长的领域出发,比如擅长摄像头,擅长硬件电路的设计,又或者擅长一些算法的设计等
- 第三,从目前需要或想要什么出发,如想要玩具飞机,那就自己做个小四轴玩。缺个人帮你关灯,就自己做个语音控制灯等等
- 第四,去一些开源平台或者网上逛一逛别人的优秀作品,看看有没有自己喜欢的,可以去复刻,升级,或者两个项目拼成一个项目,定一个“拼项目”选题。
2、OK,搞定了选题,就可以开始分析了
- 第一、根据需求定功能,每一个功能,都对应至少一个的需求。
- 第二、根据功能定结构,要做一个完整的项目,那必须要有结构吧,如电路的PCB布局排版,各个模块要如何去规划,3D外壳如何去设计,当然这些并不用去扣细节,只需要先定一个大致的框架就可以了。
- 第三、确定需要掌握的知识,这点非常重要,知己知彼,才能百战百胜。要认识到自己目前所掌握的知识,可以完成哪一些功能,有哪一些功能的知识,是要去学的,学的时间大概需要多长。
3、这里以选题:“智能手表”为例子
第一、根据需求定功能功能:
需求 | 功能 |
手表就要有时钟显示吧 | 显示当前年月日,星期等信息 |
希望可以测自己心率,血压等 | 测量心率、血压、根据测量的数据分析运动状态 |
有锁屏可以高大上一些,屏幕要会熄屏 | 设计锁屏状态,一段时间未使用则进入锁屏状态,长时间为使用则进入低功耗,同时屏幕关闭 |
可以玩游戏,不然太无聊 | 设计几款小游戏,电子书等休闲娱乐功能 |
总按开关键太麻烦了 | 使用触摸屏,加入姿态传感器,抬腕开机算法 |
希望晚上看屏幕不会太亮 | 可以设置对比度,字体大小 |
能够像手机一样不断更新 | 加入OTA远程下载,联网功能或蓝牙连接小程序进行版本的更新 |
页面要多样化,好看 | 移入Lvgl等其他轻量级页面开发框架,写几种主题页面 |
等等需求..... | 等等功能..... |
第二、根据功能定结构:
手表嘛,那肯定不能跟手机一样大,PCB要小,一看功能好像也不少,但基本上都是软件层面。首先要满足智能手表的基本结构:外观小巧,可以充电,如果要联网,主控可以直接使用esp32系列。如果要接app,也可以用蓝牙+stm32系列。大致结构参考网上一些手表外观,模块暂定充放电,主控芯片,各种传感器外设,蓝牙/wift芯片电路,触摸屏,外接存储芯片。硬件的具体选型和布局看下一个步骤。
大致功能和结构外观确定完成后就可以进行下一步了
二、原理图的设计以及元器件的选择(硬件框架的搭建)
1、根据功能确定需要的设计的电路
- 首先是电源树的确定,没有稳定的供电,多高级的电路设计都犹如一盘散沙。确定各种模块的,最大,最小电流、电压以及功率需求。需要多大的电压供给,引出多少条分支?
- 其次、主控芯片的最小系统电路(包括晶振,复位等)
- 最后、确定需要的外设电路,如果没有则不用考虑
2、确定元器件的选型(通常考虑以下几方面,但不限于这几方面)
对于选型和通信协议,可以参考下面三篇,也可以看我后面的实际项目例子
- 第一、为什么要选?必须找到为什么选择它,而不选择另一个的优点!是成本低?尺寸小,稳定?还是功率合适(如低功耗项目,首选是小功率。需要大电机驱动的东西,首选是大功率元器件才能保证稳定。)等等优点
- 第二、会不会用或者怎么用?在一些控制芯片的选择中,尽可能选自己会的,或者网上有资料的。这样利于后期bug的排查和减小项目的开发周期。
- 第三、如果不会用,需要掌握的知识点有哪一些?如:是需要自定义的通信协议,还是说常见的I2C、SPI,又或者是串口数据包通信。是AT还是DTU固件?需要联网,TCP等基本通信协议?等等,然后再一步步去学习。
- 第四、买入和使用元器件总成本(这里不单单指投入的钱,也包括投入的精力)
- 第五、有没有可替代的元器件?方便后期突然断货,或者不生产时,可以更换。或者以后项目更新可以使用的?
- 一篇讲清I2C、SPI、UART、CAN四大常见通讯协议(大杂烩篇)(持续更新)_urat通讯和can-CSDN博客
- 一篇文章有什么作用?带你电子设计竞赛元器件选型入门:从“萌新”到“会挑菜”,来啦!(通俗易懂+小白篇)_emi下拉神器-CSDN博客
- 一篇带你一一电子设计竞赛入门之常见控制电路:从”会挑菜”到“配菜”,来啦!(简单粗暴+实操篇)_mosfet阵列+电压监控ic(自动恢复型)-CSDN博客
3、原理图的设计,根据所选的元器件,设计对应的原理图(要求稳定可靠,必要时加入电路仿真进行测试)
三、PCB设计以及注意事项
(持续更新中...也可能另开一期介绍)
延申阅读:感兴趣的小伙伴可以参考以下几篇文章,或者等下期,也是会更详细介绍的
PCB布局结构入门篇之常见结构的对比与介绍(附示意图)_pcb拓扑结构-CSDN博客