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从零教你做开发板(三) — 初识EDA设计软件

从零教你做开发板(三) — 初识EDA设计软件 芯板坊
2022-12-08
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导读:这期视频补了上期BUG和介绍了一下EDA设计软件

本篇文章已在B站发布了视频,不想看字想看视频的,可以复制BV号到APP观看,也可以直接在B站里搜索BV号观看。看完记得关注和点赞哦。

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前两期文章:

从零教你做开发板(一) — 做个什么样的开发板呢?

从零教你做开发板(二) — 主控选型

在讲这期内容之前我先补一个上期的BUG

ESP32S3-WROOM-1 N8R2的N8R2啥意思?有啥用,用处多大?

先是N8R2啥意思,这个可以在ESP32S3-WROOM-1技术规格书里找到。开头的型号对应的规格就是他们板载的芯片。

也就是Flash和PSRAM这两个东西。

这里就要说一下片上和片外的区别了。

ESP32S3的芯片设计的存储实际上是384KB ROM和512KB SRAM。

这些都是集成在芯片内部,简称片上。

ROM你可以理解为就是电脑上的硬盘,SRAM就是内存。这些都是集成在芯片里,但是只是这样的参数,如果只是简单的编程应用还好,如果你想要更多的存储空间,那就只能加存储

加存储有两个方式,一个方式叫合封,也就是直接在芯片里封装好这些元件。可以选择的配置可以看一下这个表格。

而模组因为对尺寸的要求没那么高,就可以通过画PCB外接的方式。也就是没有集成在芯片内部,在芯片外,简称片外。模组就使用的这个方式。可以选择的配置也更多了。

在这里我还要提一嘴,PSRAM的选择,可以看到PSRAM有2MB(Quad SPI)和8MB(Octal SPI)两种。QuadSPI实际上是它们之间的传输方式,Quad SPI就是4通道SPI传输协议。1个SPI通道速度可达10Mbps,4个就是40Mbps。而Octal SPI是8线SPI,也就是说传输速度再次提升。但是占用的I/O接口也是要翻倍了。

图上可以看到,IO33到IO37全都被占用而无法使用。

所以主要纠结的点应该是是否需要PSRAM的问题,如果你的开发板主要作用是控制电机,连接传感器这种,PSRAM意义不大。如果你的项目需要用到图像,音频,视频,连接摄像头,处理大量数据的,都建议你选择带PSRAM的配置。而且越大越好。

好了啊,说的有点多了,下面我们看一下EDA设计软件

我这边对画电路的软件,也是有一些考虑的,现在主流的EDA设计软件在我看来是这三个

一个是可能不少人知道的Altium Designer,简称AD

而在高端领域,Cadence是那个像老大哥一样的存在

ALLEGRO PCB DESIGNER 

最后还有最近用的人越来越多的KiCAD

优势是开源免费,而且可以跨平台运行,windows Linux mac都可以运行,而上面两个只能在windows平台下。

但是这些软件的问题是,需要学习的东西太多了。光看密密麻麻的菜单就有点怕,而且虽然有些软件有中文,但是依然相当的难懂,于是还得是国产EDA更符合初学者一些。而最方便的,那肯定是嘉立创EDA

我认为它有个大杀器,也就是它们的元件库

不管是从数量还是友好度上,那都是相当不错。

对了嘉立创EDA现在还有一个专业版

功能更多,但是使用也是很方便,但是因为是入门,我这边就先用更简单的嘉立创EDA来设计我们的开发板了。之后我们完全做完之后也会做一期使用专业版设计的视频。

下面我们就下载嘉立创EDA,打开软件

具体操作可以以看B站视频,文字没法完全讲清楚

首先创建一个工程,这边选择文件——新建——工程,起一个自己喜欢的标题,确定。

然后软件自动给你创建了一个原理图文件,在左边,这里你可以修改你的原理图名称,当然你懒的话,也可以不用改。然后我们点左边的元件库,然后输入关键词ESP32-S3-WROOM,然后选择你想要设计的型号。

这里需要注意,右边有三张图片,分别是原理图,PCB图,和三维视图。尽量选择带三维视图的型号。其实WROOM系列的引脚都是一样的,所以不用太在意上面的型号,选一个合适的就行。

我点放置,就可以放到原理图上了。这就是ESP32在原理图里的样子。你可以认为这个图形就代指ESP32S3模组。我点设计——原理图转PCB,就可以生成一个PCB图。

这边让我们定一下PCB的尺寸大小,我这边就默认,之后我们可以删掉重新生成PCB图。我们再点上面一个小的3D按钮,就可以看到PCB在实物中的效果。

也就是说在元件库里的这个型号其实对应了原理图,PCB,三维图这三样东西,这样我们就得到了ESP32S3模组在设计中需要的所有资料。

下面我们来看看ESP32S3 WROOM-1在原理图的样子。

一共是41个引脚,也就是你可以用的端口。还有几个都是GND。

也就是ground,地。这个我会在之后慢慢解释

在技术规格书里,有每个端口可以干什么的详细说明。这里你会发现为什么这个接口不是连贯的,从0到39这样的排列呢。因为实际上芯片的引脚是有60多个

模组里面还有天线,晶振这些模组内部的元件占用了很多接口,剩下的就只有这41个了。

如果你购买的是8MB PSRAM版本,IO35 IO36 IO37端口也被占用了,也就是无法使用了。在设计的时候这几个接口可以直接不用连接。

好了,因为时间关系先说到这里,到了这你应该对设计电路,PCB有了更深的认识,其实已经可以去研究一下怎么去设计了

有什么疑问,欢迎大家在下面留言,觉得我说的不错的,记得点赞

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