作者：xtoolbox
自己动手设计电路板-原理图设计
自己动手设计电路板-原理图设计
准备工作完成后，进行原理图设计，我们这里设计一个基于STM32的开发调试工具，包含CAN，232串口，485，USB，I2C，SPI接口。电脑通过USB接口来控制CAN，232，485等接口。这里选用STM32F072C8T6，这个片子的USB和CAN可以同时工作，并且不需要外部晶振，价格也比较便宜。
整个工具的框架也比较简单，通过USB接口供电以及与上位机进行通讯，再外接出CAN，232，485，I2C，SPI接口，其它没有用到的引脚也尽量引出。
自己动手设计电路板-准备工作
自己动手设计电路板-KiCad准备工作
简介
前面我们说到要使用KiCad进行我们的电路板设计，选择它是因为他是开源跨平台的，对于不复杂的电路板他的功能足够我们使用，同时也不会存在版权问题。除此之外，KiCad的原图库和封装库也很丰富，这部分内容也是开源的，保存在GitHub上，会持续更新。伴随着封装库的还有3D库，3D库支持step和wrl格式，并且能够将整个电路板以step或者是wrl格式进行导出。这样在后续进行结构设计时，可以很方便的将电路板真实结构导入到结构设计工具中。KiCad支持包括中文的多国语言。
在KiCad的PCB设计工具中，提供了python脚本接口，可以脚本对其功能进行扩展。这部分功能很有用，在我们后续导出生产文件的过程中，会充分利用脚本来简化导出生产文件的工作。Read More »
自己动手设计电路板-序
自己动手设计电路板-序
放在以前，设计并制作电路样板是一件很费时费事的事情，个人DIY要打样一板板子，从原理图设计，PCB制作，到元件购买，焊接都需要自己动手来做。周期长，要做的事情也很琐碎，往往做着做着就陷入了焊板子调板子的轮回中，忘了初衷是啥了。现在SMT技术大行其道，电路板密度越来越高，以前的那种大块头的器件越来越少，电路板制作对喜欢DIY的人来说也越来越不友好了 。不过随着时代的发展，互联网+渗透到了各行各业，传统的制板行业也不例外，电路板制作也进入了互联网时代。在家设计一块板子，通过互联网将设计文件发给PCB打样厂家，厂家就能做出已经贴装好的板子，上电就能跑起来了。接下我将用一个实际的案例，走完一块电路板从设计到打样的全部流程。
这里我选择KiCad做为PCB的设计软件，因为KiCad是一个“跨平台的开源电路设计套件”，拥有丰富的原理图库和封装库。对于一些不复杂的电路设计，特别是个人DIY，是一个很好的选择。选择开源的KiCad也不会有版权纠纷，不光是个人爱好者，对于一些电路不是特别复杂的公司，KiCad也是一个不错的选择，为公司正规化铺平道路。
设计出的电路板需要发到工厂生产电装，这里我选择嘉立创的一站式PCB打样平台，这个平台提供元器件采购，PCB制作以及喜闻乐见的SMT服务。 能够根据你的设计文件最终生成贴装好的样板，也就是PCBA。
STM32F767 Nucleo之RT-GUI实验
STM32F767 Nucleo是ST官方出的开发板，板子上引出了大量的管脚便于评估。板子上还有一个带串口功能的ST Link调试器，用于对767芯片进行调试，一些基础功能的评估在这一块板子上就能搞定，不需要额外的开发工具了。
我在这块板子上用rt-gui实现了一个计算器，屏幕数据通过USB摄像头来显示，鼠标和键盘数据通过自定义USB HID设备传送给开发板。PC端显示程序运行后效果如下：
PC端是一个简单的Qt程序，一边读取摄像头数据进行显示，一边将鼠标和键盘事件通过HID设备发送给开发板。这个程序的源代码在这里。如果有多个摄像头，可以用PageDown和PageUp按键进行切换。开发板上的程序在这里，采用rt-gui制作界面，用F767的jpeg硬核进行图片压缩，通过开发板的USB接口发送到PC端。
设计过程
RTThread与CubeMX – （4）整合RTThread与CubeMX
CubeMX生成的代码结构如下
CubeMX在生成代码的时候可以选择是否要把库复制到工程所在目录，为了减少外部依赖，我选择把库复制到工程中，这样在生成的工程目录中就包含了库相关的文件。Read More »
RTThread与CubeMX – （3）初识RTThread
说了那么多的CubeMX，现在终于轮到主角RT-Thread出场了。RT-Thread是一款开源的实时操作系统，代码完全开源，可以从官方网站下载，也可以从github上clone一个最新的版本。我选择从git上clone一个，这样能顺便追踪到我做的修改。
rtthread用了scons作为编译工具，这个工具是基于python做的。python算是比较奇葩的一个东西，2.x版本和3.x版本不兼容。这个工具是2.x版本的python做的，所以要用这个工具构建之前要先下载python2x，然后安装scons。用命令行切换到scons解压后的目录，运行python setup.py install，就能安装scons了。如果提示“python不是内部命令或可执行程序”，说明python没有添加PATH环境变量中，可以通过在“我的电脑”中修改全局环境变量，也可以在命令行中用“set PATH=%PATH%;C:\Pyhton27”命令将其加入环境变量，不过这样的环境变量在命令行窗口退出后就失效了，好处是不会修改全局的环境变量。我比较喜欢这样的方式，建立一个bat文件，把设置环境变量的工作放在bat文件中，并启动一个命令行界面，然后在这个命令行界面中编译代码。下面是我建立rtthread编译环境的bat脚本代码，先设置pyhton和scons的目录，然后启动cmd。在这个bat文件执行后启动的命令行界面中执行 scons –target=”mdk5″ 就能进行rtthread的编译了。
set PATH=%PATH%;C:/Python27;C:/Python27/Scripts cmd
RTThread与CubeMX – （2）修改CubeMX生成的代码
在CubeMX中配置好后，自动生成的代码只需要再添加少量的代码就可以运行了。比如上一篇的点灯，只需要在main函数的大循环中添加几个控制引脚的代码就可以了。HAL库通过systick帮我们实现了delay的功能，只需要调用就行了。
/* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */
CubeMX生成的代码，像上面这样有很多USER CODE BEGIN，USER CODE END的代码，据传这样的代码是为了让CubeMX在原来工程的基础上生成新代码的时候，可以保留这样的注释对中的代码。对于这个功能我没实践过，我只是用CubeMX来生成初始化的代码，还没有试过在代码已经有修改的情况下再次使用CubeMX生成代码。因为CubeMX重新生成代码的时候会将所有的库都重新复制一次，并且修改工程文件，导致所有代码都得重新编译，不是很方便。
为了让后续的rtthread跑起来，还得加入对串口的支持。
C语言结构体与寄存器
单片机开发中免不了会与寄存器打交道。在51，AVR单片机中，会有一个头文件将寄存器的地址定义成更容易阅读的宏，在C语言中通过宏定义来访问寄存器。
#ifndef _AVR_IOM128_H_ #define _AVR_IOM128_H_ 1 ............ /* Input Pins, Port D */ #define PIND _SFR_IO8(0x10) /* Data Direction Register, Port D */ #define DDRD _SFR_IO8(0x11) /* Data Register, Port D */ #define PORTD _SFR_IO8(0x12) /* Input Pins, Port C */ #define PINC _SFR_IO8(0x13) /* Data Direction Register, Port C */ #define DDRC _SFR_IO8(0x14) /* Data Register, Port C */ #define PORTC _SFR_IO8(0x15) ........... // When use GPIO register PORTD = 0xff; tmp = PINC;
而在STM32单片机中，寄存器不再是地址转化成宏定义的形式了，变成了一个结构体。对C语言不熟的同学可能会感到困惑。其实这样的定义方式，对于STM32单片机的寄存器设计而言，是更合理的一种方式。Read More »
RTThread与CubeMX – （1）初识CubeMX
手上有一块很早之前申请的STM32F767ZI Nucelo开发板，一直放在那里吃灰。这块板子上的F7是STM32系列比较高端的型号，自带2M Flash和512K的RAM，可以跑到216MHz。ST逐渐将开发库从以前的标准准转换到了HAL库，之后的高端型号更是只提供了HAL库，没有标准库。这块板子上的F7就只能用HAL库来开发。我这个只用过标准库的老古董也要开始学习HAL库了。我想既然都用HAL库了，何不一步到位把CubeMX也用上。ST出了一个图形化的配置工具CubeMX，这个CubeMX可以用图形化的方式配置芯片各功能，并且能够检测配置冲突，对于功能复杂引脚多的芯片，图形化配置很方便。这个工具还能根据配置生成报告，适合拿来做成报告的内容。
CubeMX对官方的开发板进行了预定义，可以直接选开发板，选好之后会对板上的功能进行预初始化，比如引脚别名之类的。
自己动手设计电路板-PCB设计
2018-10-03
KICAD
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xtoolbox
自己动手设计电路板-PCB设计
打开PCB编辑器，开始进行PCB设计。
PCB编辑器布局
常用的工具都在绘图区域的四周，左下方的状态栏可以查看当前所选择的对象的详细属性。右下方的状态显示鼠标的绝对坐标和相对坐标，按下空格键后相对坐标会清零，从当前位置开始计算。
在层管理器中点击勾选框可显示或者隐藏图层，点击文字或是图块，可以切换到当前图层，与图层选择效果一样。在层管理器上的右键菜单可以批量操作。F开头的层是顶层，B开头的是底层。
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