Разделение конструкции микроконтроллера/отладочной платы

Я пытаюсь спроектировать плату микроконтроллера широкого назначения (плату для разработки?), чтобы отправить ее в сказочный дом, чтобы затем использовать в будущих проектах. Используемый микроконтроллер — ATtiny861A.

Ссылаясь на техпаспорт:введите описание изображения здесь

Указывает, что я должен подключить контакт AVCC к VCC через фильтр нижних частот. Использование RLC-фильтра с R=10R, L=10 мкГн, C=0,1 мкФ дает частоту среза ~159 кГц. Трудно понять, какие частоты ожидать, поскольку это плата общего назначения, однако тактовая частота всегда будет 1-16 МГц.

  1. Есть ли какие-либо другие частоты, которые мне нужно учитывать для AVCC?
  2. Если нет, то график Боде дает усиление примерно -30 дБ на частоте 1 МГц, считается ли это приличным снижением или мне следует стремиться к лучшему? Я чувствую, что ответом на этот вопрос будет «это зависит от вашего приложения», и если это так, то какими приложениями эта настройка ограничит меня?

Резистор также рассчитан на 3 Вт, поэтому в самом худшем случае, когда каждый вывод на порту A потребляет / потребляет максимальное значение 40 мА (не то, чтобы я намеренно управлял выводом где-то рядом с его максимальным значением!) Резистор должен быть в состоянии справиться с этим;

п р "=" я 2 р "=" ( 8 * 0,04 ) 2 ( 10 ) "=" 1,024 Вт

После прочтения многих сообщений о развязывающих конденсаторах мое текущее понимание таково:

  • Поместите керамический конденсатор как можно ближе к контактам GND и VCC микросхемы. Используйте широкие дорожки/плоскости (и по возможности избегайте переходных отверстий?) для соединения крышки с микро и питанием. этот конденсатор должен быть помещен между питанием и микро и должен иметь дело с высокочастотным шумом, значение 100 нФ. Стоит ли включать еще один конденсатор рядом с микро номиналом, отличным от 100нФ и 10мкФ?
  • Поместите танталовый колпачок 22 мкФ между VCC и GND, он не обязательно должен быть близко к микро, потому что он используется для работы с более низкими частотами, на которые не влияет индуктивность дорожек. Регулятор напряжения заявляет, что между OUTPUT и GND используется тантал не менее 10 мкФ (большие значения еще больше улучшат стабильность), поэтому только один будет включен как для регулятора, так и для микро и будет размещен рядом с регулятором.
  • В техническом описании регулятора также предлагается танталовый конденсатор 10 мкФ между INPUT и GND, «подходящий практически для всех приложений». Я читал о том, что танталовые конденсаторы очень уязвимы даже к кратковременным скачкам напряжения выше их номинального максимума. Входное напряжение будет либо от 4 батареек типа АА, дающих ~6 В, либо от внешнего программатора ISP, дающего 5 В. Каковы вероятные источники скачков напряжения? начальное включение? Танталовые конденсаторы 10 мкФ рассчитаны на 16 В, может ли этого быть достаточно для буфера?
  • На плате есть 2 двухканальных n-канальных MOSFET, управляющих 4 светодиодами, MOSFET служат только буфером с высоким импедансом (я думаю, это правильный термин), если какой-либо из 4 контактов ввода-вывода также используется для передачи данных. . Читая этот пост: Нужны ли моей схеме развязывающие колпачки? Было предложено также развязать транзистор и светодиод. Можно и нужно ли применять тот же принцип к мосфету? Светодиоды имеют довольно низкий ток, потребляя 2 мА каждый, поэтому будет ли достаточно 22 нФ на светодиоде, последовательном резисторе и MOSFET DS?

Регулятор напряжения: введите описание изображения здесь

Микроконтроллер (значение C16 не определено): введите описание изображения здесь

Двойной n-канальный MOSFET: введите описание изображения здесь

Это будет мой второй раз, когда я использую потрясающий дом, и первый раз с чем-то более сложным, чем NE555, поэтому я буду рад любым отзывам, которые соответствуют моим многочисленным вопросам! Спасибо

Ответы (2)

AVDD должен быть как можно лучше отфильтрован, например, он должен обеспечивать как можно более чистое напряжение при любых обстоятельствах, независимо от того, насколько грязно входное/цифровое питание. Возможно, используйте 10 мкФ или 100 мкФ вместо 0,1 мкФ, которые вы рассчитали. Хорошим вариантом будет использование отдельного линейного регулятора для AVDD.

Одним из вариантов было бы подключить AVDD через два контакта и перемычку между ними, чтобы вы могли разорвать соединение. Если в будущем вам понадобится более чистый AVDD, вы можете удалить эту перемычку и добавить внешнее чистое питание AVDD для приложения. Нельзя все продумать заранее. Дайте себе несколько вариантов, чтобы изменить ситуацию в будущем.

Добавьте дополнительные контакты для измерения и отладки платы и особенно дополнительные контакты GND и VDD для подключения внешнего оборудования, подтягивающих и подтягивающих устройств и т. д., а также для заземления пробника осциллографа. Не мешало бы спроектировать дополнительный штырьковый разъем с 8 битами данных и заземлением для подключения дешевого логического анализатора. А для регуляторов просто следуйте советам и примерным схемам в паспортах регуляторов. Удачи!

Я выбрал значение 0,1 мкФ, потому что это то, что у меня было в наличии, имитируя частотную характеристику для 10 и 100 мкФ, однако это делает их гораздо более привлекательными. Получение керамического колпачка (либо SMD, либо сквозного) с таким высоким значением, кажется, немного увеличивает их цену (и электролиты становятся индуктивными на высоких частотах, поэтому они не годятся). Нормально ли платить немного больше за эту более дорогую керамику, или я что-то упускаю? Ваши другие предложения относительно общего дизайна платы хороши, и я буду их использовать :)
@ Джордан, я бы не стал думать об этом как о развязывающем конденсаторе ... в любом случае, я думаю, вам следует использовать два или три разных конденсатора параллельно; большой электролит, чтобы убрать большие перепады напряжения, и керамический или два, чтобы съесть высокочастотный шум. Но я больше занимаюсь цифровым дизайном, чем аналоговым.

Я видел много макетных плат, в которых резистор 20 Ом, питающий пару мкФ, обеспечивал разумную фильтрацию для AVCC, объем необходимой фильтрации больше связан с тем, насколько шумны ваши шины питания. Если у вас есть достаточно фильтров на ваших шинах питания, чтобы удерживать любые пульсации на уровне нескольких мВ, вам может даже сойти с рук соединение VCC и AVCC вместе. Что касается развязки микроконтроллера, VCC в любом случае питает внутренний регулятор (большинство микроконтроллеров имеют напряжение ядра 1,8 В или меньше), поэтому конденсаторы VCC просто должны справляться с любыми короткими импульсами, которые слишком быстры для внутреннего регулятора (на самом деле все, что превышает 100 кГц или около того). Если вы хотите перестраховаться, 100 нФ параллельно с 2,2 мкФ или около того должны быть в порядке. В конце концов, AtTiny не совсем прожорливый монстр, поэтому вам не нужна большая емкость.

100 нФ параллельно с 2,2 мкФ кажется выполнимым :) обычно ли все еще используют керамику для значений до 2,2 мкФ? Я знаю, что мне следует держаться подальше от электролита для развязки, а как насчет твердого алюминия?
Твердые алюминиевые или полимерные колпачки очень хороши, когда вам нужна огромная объемная емкость, но здесь, вероятно, они излишни, материнская плата моего компьютера имеет 8 маленьких полимерных колпачков, и иногда она подает на процессор 80 А+ (при вольте). Но совершенно нормально использовать керамику до 2 мкФ, они начинают появляться все больше и больше во всем из-за их действительно очень низкого ESR/ESL, небольшого размера и низкой стоимости. Taiyo Yuden имеет керамический конденсатор 470 мкФ 2,5 В в корпусе 1812 за 6,65 долларов США от Digikey.
Разделение конструкции микроконтроллера/отладочной платы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v