边缘算法模块

一、         概述

北京通微科技设计的TW-MEA-E32A是一款高性能、超低功耗的边缘算法模块,专为满足客户在产品研发过程中不断增长的需求而打造。该模块采用了先进的边缘算法芯片ESP32作为核心,具备卓越的性能和灵活性。

1. **高性能边缘算法芯片**:TW-MEA-E32A基于ESP32芯片,拥有强大的处理能力和计算性能,可支持复杂的边缘算法任务和数据处理需求。

2. **双通信模式**:该模块同时支持WiFi和蓝牙通信,为用户提供更多的连接方式和场景选择。无论是无线数据传输还是设备远程控制,都能轻松实现。

3. **超低功耗设计**:TW-MEA-E32A采用了先进的低功耗技术,以确保长时间的运行和高效的能源利用。这使得它非常适合那些对电池寿命和能源效率有严格要求的应用。

4. **丰富的接口和功能**:该模块提供了丰富的接口选项,包括UART、SPI、I2C等,使其能够与各种外部设备和传感器轻松连接。此外,它还支持多种边缘算法模块的内置,例如滤波算法、数据处理算法等。

5. **灵活性和易用性**:TW-MEA-E32A具有友好的开发环境和丰富的软件开发工具,使用户能够快速构建并调试基于该模块的应用程序。这极大地简化了开发流程,提高了产品的上市速度。

TW-MEA-E32A 边缘算法模块是北京通微科技专门为满足客户需求而设计的一款高性能、超低功耗的边缘算法模块。无论您是在智能家居、工业自动化、物联网或其他领域,该模块都能为您提供强大的计算能力和可靠的通信功能,助力您实现创新和成功!

二、         功能介绍

我们的硬件模块是一款功能强大的多用途设备,旨在为您解决数据采集、接口转换、协议转换和工业网关等方面的需求。以下是我们硬件模块的主要特点和使用方向:

数据采集

我们的硬件模块内置了各种滤波算法和数据处理模块,可实现高效的数据采集和处理。无论您需要进行信号滤波、数据转换还是其他复杂的数据处理任务,我们的硬件模块都能提供全面的支持。以下是一些内置的算法模块:

– 低通滤波器

– 高通滤波器

– 中值滤波器

– 卡尔曼滤波器

– 快速傅里叶变换(FFT)

– 数字滤波器(FIR、IIR)

接口转换

我们的硬件模块支持多种接口转换,包括 RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、以太网等。无论您的设备使用哪种接口,我们的硬件模块都可以轻松实现接口之间的转换,而且不需要编写额外的代码。简单而高效!

协议转换

我们的硬件模块能够实现各种串口协议、二进制协议、十六进制协议、JASON、XML等之间的互相转换。不再受限于特定的通信协议,您可以轻松地将数据从一种协议转换为另一种协议,以满足不同设备之间的通信需求。

工业网关

我们的硬件模块还具备工业网关的功能,支持 MODBUS、Profinet、Profibus、Ethernet/IP 等协议的转换。无论您的工业网络使用哪种协议,我们的硬件模块都能提供快速、可靠的转换功能,使您的设备能够与不同的工业网络无缝连接。

我们的边缘算法硬件模块是您解决数据采集、接口转换、协议转换和工业网关需求的理想选择。它将帮助您提高系统的灵活性、效率和可靠性,同时减少开发时间和成本。请与我们联系,了解更多关于我们硬件模块的信息,并开始您的智能化工业应用之旅!

三、         参数

通信接口IIC,SPI,UART,WiFi,蓝牙
供电电源3.3V
天线板载陶瓷天线
通信距离10M以内
尺寸20mm长x30mm宽x1.8mm厚
串口参数115200bps、8数据位、1停止位、无校验、无流控
OTA升级支持
工作温度-40℃~85℃

四、         应用

  • 数据采集
  • 边缘计算
  • 协议转换
  • 接口转换
  • 工业网关

五、         PCB Layout注意事项

  1. 包围蓝牙的产品外壳避免使用金属,当使用部分金属外壳时,应尽量让模块天线部
  2. 分远离金属部分。产品内部金属连接线或者金属螺钉,应尽量远离模块天线部分。
  3. 模块天线部分应靠载板PCB 四围放置 , 不允许放置于板中 , 且天线下方载板铣空 ,与天线平行的方向,不允许铺铜或走线、或直接把天线部分直接露出载板。
  4. 建议在基板上的模块贴装位置使用绝缘材料进行隔离,例如在底部用丝印层填充。

六、         调试开发底板(需要另行采购)

此模块配备一个调试开发用的底板,用于初期评估和调试使用,该调试板把所有的模块Pin脚以2.54mm排针的方式引出,方便用户调试。

并且该底板可以用来作为模块的批量配置和烧写工具。

智能井盖(电话线通信)

产品介绍

通过电话线馈电工作和DTMF通信,控制井盖开关,井盖状态,可燃气体、温湿度、振动等传感器,实现高保密场合的井盖监控。

服务内容

井盖结构设计开发,防水防凝露

井盖开关锁、开锁器、机械开锁的机械部分开发

井盖控制板软硬件开发

局端通信机框内电源模块、通信板、业务板卡开发

整套系统联调,信创系统对接

技术难点

井盖结构防水防冻防凝露

带可燃气体、温湿度、振动等传感器

机械开锁要考虑开锁方便,留有开锁器开锁装置,机械破拆开锁装置

单根电话线1拖10取电和通信

内置电话线取电,电能存储等电源管理模块

电话线DTMF通信模块

局端馈电和通信业务板卡

局端通信板卡以及信创系统对接

局端统一管理,1局端最多可对接2560个井盖

生产制造

结构复杂,生产制造难度高。

某环保污水处理项目

合作项目:某农村生活污水管理平台

某水利局投入超 8 亿预算,治理区内农村生活污水问题,团队为一标段中标公司提供整体信息化方案,包含 IOT 智能设备及软件平台,通过信息化手段治理农村生活污水,并提供治理结果监测。

某医疗平台

合作项目:互联网医院(Web)、医药电商(App)、智能药柜(智能硬件)、卫星医生(小程序)

合作内容:深度合作「极诊医疗」的完整产品线,打通医生、药师、医院、药房、患者、卫健委、药监局、内部员工等全供应链,为客户提供软硬件一体的完整解决方案。

部署环境:阿里云、腾讯云、私有机房

某水务局平台

合作项目:水表数据中台项目、智慧水务管理平台

合作内容:与某水务公司深度合作,研发水表数据中台、智慧水务管理平台等系统,将旗下运营的水表等硬件设备统一接入系统,并以设备管理为中心,搭建各类单位开户、工单、巡检等近十项业务子流程,大大提高运营效率和监管质量。

部署环境:阿里云

超小尺寸,超低功耗,超高性能蓝牙模块TW-MBT-R10B

TW-MBT-R10B 蓝牙模块是北京通微科技在某穿戴医疗产品研发过程中,市面上找不到符合产品要求的高性能、超低功耗的蓝牙模块,而投入研发并且量产的蓝牙模块。 此蓝牙模块是基于Onsemi安森美的RSL10芯片打造,RSL10是一款Bluetooth 5.2、多协议无线电系统单芯片(SoC),为无线应用实现超低功耗蓝牙(一节纽扣电池即可驱动)。RSL10达到行业最低的功耗,在支持各种先进的无线功能的同时优化了系统尺寸和电池寿命。高度集成的无线电SOC的具有双核结构和2.4GHz收发器,灵活支持低功耗蓝牙和2.4 GHz自定义协议。

参数

蓝牙协议Bluetooth 5.2
速率62.5bps~2Mbps
工作频率2.4G
通信接口Uart
供电电源1.1-3.6V(可支持纽扣电池供电)
天线板载陶瓷天线
通信距离10M以内
尺寸6mm长x8mm宽x1.5mm厚
串口参数115200bps、8数据位、1停止位、无校验、无流控
OTA升级支持
工作温度-40℃~85℃
定制选项波特率,IO逻辑,音频输入/出,边缘计算等

功耗

射频特性

BT发射功率-17 – 6dBm
BT接收灵敏度-94dBm(蓝牙低功耗模式,1Mbps)

尺寸

超低功耗、超高性能蓝牙模块MBT-R10A

TW-MBT-R10A 蓝牙模块是北京通微科技在某穿戴医疗产品研发过程中,市面上找不到符合产品要求的高性能、超低功耗的蓝牙模块,而投入研发并且量产的蓝牙模块。 此蓝牙模块是基于Onsemi安森美的RSL10芯片打造,RSL10是一款Bluetooth 5.2、多协议无线电系统单芯片(SoC),为无线应用实现超低功耗蓝牙(一节纽扣电池即可驱动)。RSL10达到行业最低的功耗,在支持各种先进的无线功能的同时优化了系统尺寸和电池寿命。高度集成的无线电SOC的具有双核结构和2.4GHz收发器,灵活支持低功耗蓝牙和2.4 GHz自定义协议。

参数

蓝牙协议Bluetooth 5.2
速率62.5bps~2Mbps
工作频率2.4G
通信接口Uart
供电电源1.1-3.6V(可支持纽扣电池供电)
天线板载陶瓷天线
通信距离10M以内
尺寸14.5mm长x10.5mm宽x1.8mm厚
串口参数115200bps、8数据位、1停止位、无校验、无流控
OTA升级支持
工作温度-40℃~85℃
定制选项波特率,IO逻辑,音频输入/出,边缘计算等

功耗

射频特性

BT发射功率-17 – 6dBm
BT接收灵敏度-94dBm(蓝牙低功耗模式,1Mbps)

尺寸

样本案例_成功帮扶某创业公司

2020年1月:

初步建立联系,准备开始创业做建筑测量检测方面的仪器仪表设备。

2020年11月:

确定开始合作开发,产品方向:

建筑测温系列。

建筑拉拔仪力学测量系列。

2022年12月:

完成多种产品的开发,并协助客户量产。

大门式拉拔仪

锚杆拉拔仪

门式拉拔仪

彩色液晶微型拉拔仪

黑白液晶微型拉拔仪

手摇式拉拔仪

1路,3路,8路,32路建筑专用测温仪

1路,3路,8路,32路物联网型建筑专用测温仪

回弹仪

等等。。。

合作成果:

经过2年多的努力,将客户的所有产品想法实现,并且协助客户量产成功。再次协助创业公司从0到1的基础,实现了客户的创业梦。

客户评价:

通微科技又帮扶了一个创业公司,以我们一如既往的服务和技术实力,帮助客户实现梦想。

样本案例—中车株洲电力机车有限公司的一级子公司产品开发服务

2022年8月:

初步建立联系,由本司总工到客户公司面对面沟通。

客户需求:

需要有技术实力、服务意识好、本地的供应商,提供长期的产品研发技术服务。

通微科技不满足本地供应商要求,不过争取到一个项目的合作试用的机会。

2022年9月:

开始合作动车主动悬挂控制主机产品开发。

2022年11月:

设计开发完成并交付:

客户评价:

客户将项目款改为一次付清。

客户确定通微科技为其最优选产品开发供应商,并将所有产品项目交付通微科技完成。

客户给予了通微科技极高的评价,和通微科技的合作不存在任何犹豫。如同其他客户一样,只要合作一次,就认可通微科技的技术实力和服务意识,从而建立长期的合作关系。

某楼宇智能控制终端开发

2022年2月:

初步建立联系。

2022年3月:

由于价格问题(价差10万),客户没有选择和通微合作。

2022年5月:

后跟进了解已经找到合作单位,合作单位已经开始开发1个月。

跟进记录如下:

2022年11月:

距离首次联系已经9个月,又联系到通微科技,并将其合作外包方所做产品带给通微做参考。从所开发产品来看,客户在9个月时间内,也仅仅完成Demo(严格意义上来说还算不上)设计,并且由于合作单位配合问题,客户当前甚至无法完成Demo的复制生产,产品工作几乎停滞。

通微科技所做产品对比展示(以某保密通信系统为例):

供应商的选择非常重要!!!

一个好的供应商能节省大量的时间成本,增加产品成功的机会成本!

通微科技以多年的经验,敬业的服务精神,可以为客户提供可靠的产品设计开发服务!

通微科技获得叶启彬教授赠书

叶启彬教授为我国骨科脊椎届的泰山北斗,在行业内有着深厚的积累,已过八旬,仍然奋斗在为人民服务的第一线。通微科技为将叶老的毕生研究项目之一的产品,髌骨软化治疗仪成功研发,并批量生产,解决了广大病患问题,实现了叶老普济众生的目标。

通微科技新版本网站上线

2022年9月1日,值新学期开学之际,通微科技全新网站上线。

通微科技和南车签订新一合同

通微科技服务于轨道交通领域多年,近期和中车株洲动力机车有限公司(中车南车)签订主动悬挂控制系统研发合同,即将开展联合研发工作。

通微科技获赠书法协会会长刘晓祥题字

3D打印简介

了解 3D 打印的基础知识,包括 3D 打印作为通用技术的优缺点及其适当的用例。我们还将讨论四种不同的 3D 打印技术。

一个人在电脑上工作 描述已自动生成

3D 打印的优点

最低的设置成本

使用 3D 打印的主要优点是没有设置成本和制造时间。

如果您使用其他技术,如注塑成型、机加工、钣金折叠等,您将需要相当大的设置成本,因为您需要拥有必要的设备和工具才能进行制造。

使用 3D 打印,您所要做的基本上就是将3D 模型设计文件 (.stl) 输入所谓的切片器软件,然后从那里输入您的 3D 打印机。在某些情况下,这个过程可能需要不到五分钟的时间。

设备负担能力

3D 打印设备的可负担性是另一个积极因素,因为可以以不到 1,000 美元的价格购买到高质量的 3D 打印机。

与大多数现代制造设备的数万或数十万美元相比。

设计灵活性

另一个鲜为人知的优势是设计的灵活性。对于注塑成型,您可以制作什么样的设计有很多限制。

使用 3D 打印,事情变得更加灵活。肯定有一些注意事项,我们稍后会讨论。但总的来说,您基本上可以 3D 打印您可以想象的任何形状。

主要的警告是,如果设计没有针对 3D 打印进行适当优化,那么之后您将需要做更多的工作来移除支撑。

任何具有悬垂区域的设计区域都需要物理支撑,这样它们就不会在打印过程中坍塌。

但总的来说,它是一种非常灵活的技术,可以让您将几乎任何您能想象到的东西变成现实。

减少浪费

最后一个优势,虽然对每个人来说可能不是一个重要的考虑因素,但对于当今时代的许多初创公司来说将很重要。这一优势在于 3D 打印产生的废物比其他塑料制造工艺要少得多。

对于大多数其他制造技术,您要么从一大块用于加工的材料(例如,预先存在的板材)开始,要么从用于注塑成型的大量液态塑料开始。

在所有这些情况下,生产过程中都会产生一定数量的材料浪费。这是机械加工的一个特殊问题。

在 3D 打印的情况下,基本上没有塑料浪费,特别是如果您可以优化打印以最小化您使用的支撑数量。

这意味着您使用的所有塑料都直接合并到您的最终零件中。这是 3D 打印材料的一个常见卖点,它与致力于减少塑料浪费的公司产生了共鸣。

3D 打印的缺点

难以扩大生产

3D打印的主要问题是扩大生产难度大且成本高。

如果一个零件需要一小时打印,两个零件将需要两个小时打印,等等。所需的人力、时间和金钱往往与您正在构建的零件数量成正比。

使用 3D 打印几乎没有规模经济。这意味着对于大批量生产,与其他制造方法相比,3D 打印变得越来越不经济。

此外,一旦复杂性增加,无论是零件的复杂性还是所涉及材料的复杂性,成本都会迅速上升。

具有多个部件的设计将需要对每个部件进行单独的打印,然后进行组装,而一些复杂的材料可能需要额外的技术,例如加热外壳,或对 ABS 进行特殊的丙酮蒸气后处理等。

与可能非常便宜的最基本的 3D 打印相比,所有这些都会迅速提高价格。

缺乏准确性

使用 3D 打印时的另一个主要问题是它不是很准确。大多数 3D 打印机,特别是在 FDM 领域,只能精确到大约半毫米。

使用某些 SLA 打印机,您可以将其降低到四分之一毫米,这会更好,但它仍然无法与您从机加工或注塑成型中获得的精度相提并论。

例如,如果你想创建带有滑动或互锁部件的机械装置,3D 打印就会出现问题。像这样的 3D 打印零件将要求您设计零件以使其能够正常工作,而不管公差是否很大。

在组装所有零件时,所有这些都会造成一定程度的不准确性,因为只有几分之一毫米会影响功能。

表面质量差

与其他方法相比,零件的表面质量将有所欠缺。通常,3D 打印部件的视觉渲染——除了一些技术,如 SLS 和 SLA——将不如您通过注塑或机械加工获得的效果。

有限的零件尺寸

最后,3D 打印的一个常见问题是 3D 打印机打印区域的大小有限。大多数 3D 打印机——您可以以可承受的价格获得的那种——将被限制在最大一立方英尺,即大约 30 x 30 x 30 厘米。

一些较大的印刷品需要重型工业设备,每台机器的成本可能高达数十万美元。

对于大多数便宜的 3D 打印,您将被限制在一立方英尺的区域内,这对于较大的产品可能会出现问题。

它们仍然可以打印为单独的部件,组装在一起形成一个整体,尽管正如我所提到的,3D 打印设计的不准确性意味着组装可能非常复杂。

3D 打印用例

考虑到我们所讨论的一切,3D 打印的逻辑用例是用于原型设计或小型测试运行。

一般来说,3D 打印最适合生产少于 100 个零件。

这种原型制作过程的一个特别有趣的应用是能够非常快速地测试您的零件。您可以设计一个零件,如果您不确定它是否足够厚或是否足够坚固等等,您不必经过模拟和复杂的计算机算法,您可以简单地打印您的零件并直接对其进行测试。

然后,您可以根据结果修改模型。

这导致了另一个可能的用例,即当您生产的产品中不同的项目基本相同,但只有细微的差别。这在当今人们想要定制和独特产品的市场中变得越来越普遍。

例如,我过去曾在定制的自行车座椅上工作过,这些座椅根据用户后部的扫描而符合人体工程学。

当您进行此类轻微修改时,3D 打印非常合适,因为您不必像注塑成型那样修改或重新加工整个模具。

您可以只修改 3D 文件,然后像其他任何文件一样将其发送到打印机。对于这种类型的应用程序,它非常有效。

常见的 3D 打印技术

现在让我们看看四种最常见的 3D 打印技术:FDM、SLS、SLA 和喷射,并比较它们的优缺点和用例,以便您找出最适合您要求的一种。

FDM(熔融沉积建模)

迄今为止,最常见的 3D 打印技术是 FDM。当灯丝被推过打印机的热端时,FDM 打印机就会工作。这一次打印一行塑料。该产品是由一层层塑料层层叠而成。

如有必要,打印机将添加支撑材料,这些支撑材料是塑料的一部分,以支撑悬停或悬挂在空隙上方的任何上层。

图表描述自动生成

显示 FDM 打印过程的插图

使用 FDM 技术的主要优势在于它是迄今为止最常见的 3D 打印技术。

这主要是因为打印机非常便宜且易于使用。它也是一种相当简单的技术,只需最少的技能即可使用,但它可以产生一些令人印象深刻的结果。

由于它是最常见的技术,它也变得极其多样化。可用的 3D 打印机种类繁多,其中一些具有不同的技术,例如多头打印,它允许您在同一台打印机上打印多种材料。

FDM 打印机还可以使用多种灯丝,这意味着单个打印机可以在实践中创建具有非常不同特性的部件。

FDM 印刷品总体上也非常坚韧。根据打印的密度,与其他技术相比,它们可以非常有弹性,这使其成为机械工作的不错选择。

FDM 打印的缺点之一是在大多数情况下,它会非常不准确。大多数打印机使用 0.4 毫米的打印头,这基本上意味着 0.4 毫米是您在任何零件上获得的最佳精度。

这意味着,如果您有几个必须相互移动的部件,那么制作联锁或协同工作的机械系统可能会相当棘手。卡扣配合是一种常见情况,其中缺乏准确性可能是一个真正的问题。

这也意味着与其他技术(尤其是注塑技术)相比,表面外观并不总是最佳的。

可能影响某些部分的另一个问题是打印的各向异性性质。这只是意味着它根据方向具有不同的强度特性。

由于它们是由重叠的层构成的,因此沿这些层的零件要脆弱得多,这意味着零件在水平方向上比在垂直方向上更容易断裂。

如果零件有一些薄的部分,那可能是有问题的。在某些情况下,厚度小于一毫米的零件很容易用手折断。

最后一个主要缺点是 FDM 打印的热行为。

所有使用的材料都必须易于通过打印头熔合,这意味着所有这些材料都需要具有相当低的耐热性。这将根据具体材料而有所不同。

那些电阻最低的材料,例如 PLA,可能在低至 70 摄氏度(158 华氏度)的温度下开始引起问题。最好的材料——例如 ASA、尼龙等——可以达到 120 摄氏度(248 华氏度)左右,但很少超过这个值。

这意味着这些部件不适合在特别炎热的环境中使用。对于一些更脆弱的材料,即使在热浪中将它们留在阳光下也足以让它们开始翘曲和变形。请记住,在阳光明媚的日子里,车内的温度会迅速攀升。

FDM 打印不会产生非常高质量的外观,也不是非常准确。但它便宜且易于使用,并提供了很多可能性。

它的最佳用例是外观不是您优先考虑的机械原型。

如果您想快速轻松地制作便宜的原型,或者如果您的设计简单但不太详细,FDM 绝对是适合您的技术。在所有可用的 3D 打印技术中,它是迄今为止最便宜和最容易掌握的。

SLS(选择性激光烧结)

质量/价格等级的另一端是 SLS。该技术通过使用激光固化该层的选定部分来打印一层粉末。

然后在顶部添加一层新的粉末,再次激光,然后重复。然后逐层构建您的零件。

包含文字说明的图片已自动生成

显示 SLS 打印过程的插图

与 FDM 打印相比的不同之处在于,您一次打印一整层,而不是一次打印一行,并且您将材料直接熔化到打印床上,而不是将其推到打印床上.

这个过程意味着设计比 FDM 更加灵活,因为您不需要支持材料。所有未烧结的粉末都起到支撑作用,然后被移除并在以后重复使用。

SLS 打印件坚韧且非各向异性,因此与 FDM 打印件相比,它们不太可能断裂。

虽然零件的外观在任何方面都没有光泽或光滑,但它会产生均匀的、略带沙粒感的表面,在零件的任何地方都是一样的,没有可见的层,精度非常好。

所有这一切都意味着 SLS 打印的部件看起来不错并且结构坚固。

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最后,一些专业的 SLS 打印机甚至可以通过使用微小金属颗粒床并用强激光熔化它们来打印金属。因此,SLS 相对于 FDM 打印的优势在于更大的灵活性、更好的质量和更高的韧性。

就缺点而言,SLS 非常慢。使用 SLS 打印所需的时间是使用 FDM 打印的两到三倍。

此外,设备和材料都比 FDM 打印昂贵得多。与 FDM 打印的低端相比,您通常可以预期使用 SLS 的花费要多 5 到 10 倍。

由于这些机器的可访问性要少得多,因此使用它们的自由职业者并不多。这意味着市场上的竞争较少,您通常必须与收费较高的成熟公司合作。

由于打印速度较慢且价格较高,SLS 通常不像 FDM 那样适合早期原型制作。

但是,如果您要小批量的高品质零件,其中韧性和外观很重要,但数量不是太大,那么 SL​​S 绝对是合适的。

使用 SLS,您的零件会更昂贵,但它们会比 FDM 打印的零件看起来更好且更坚固。

SLA 和 DLP

比 SLS 更常见但不如 FDM 常见的是树脂印刷技术,其中包括 SLA(立体光刻)和 DLP(数字光处理)。

这两种技术使用相同的过程:你有一个液态树脂床,在那个床下面,有一个透明板。然后,将激光照射到床的特定部分,以聚合和固化床内的树脂。

打印床不是位于打印件下方,而是位于打印件上方,并将随着打印的进行而升高。

它从底部位置开始,材料直接在打印床上固化,然后打印机将升起,材料在打印出来时将在打印件下方一层一层固化。

SLA 打印机很容易获得 —— 不如 FDM 那么多,但它们仍然可以被业余爱好者使用,因此已经在市场上广泛传播。

SLA 打印机也很便宜。与 FDM 相比,它们具有出色的外观和高水平的细节。

图片包含 人, 室内, 儿童 描述已自动生成

这些通常是您将获得的最优质的打印件。它们可以非常准确地制作出栩栩如生的人物特征、小雕像和小细节。

SLA 打印的主要问题是它们非常脆弱。如果您不小心,大多数 SLA 打印件很容易用手抓拍,因此这严重限制了它们在任何类型的机械或工业环境中的使用。

此外,这些零件需要大量的后处理,因为当零件从液体中出来时,必须打印很多支撑物,以便液体可以继续扩散并保持在印刷零件的不同位上。

这意味着移除这些支撑涉及大量的人工工作。

然后固化的树脂需要几轮不同的处理才能完全发挥作用。这意味着您不仅需要一台 3D 打印机,而且之后还需要多台固化设备,这提高了这项技术的价格。

树脂印刷的最佳用例是装饰部件,因为它们很漂亮,并且使用各种可能的材料和外观具有漂亮的光泽表面。

它通常用于制作小雕像和各种详细的建模工作,例如当您尝试制作小型建筑物模型时。

对于这些应用,您可以从 SLA 中获得出色的结果,但您绝对不能在任何类型的机械或工业环境中使用 SLA 打印部件。

喷射

我要介绍的最后一种技术比已经讨论过的其他方法不太常见,称为材料喷射。

它的工作原理基本上与您通常的纸质打印机一样,但它会在彼此之上打印几层。

你基本上有一个由两部分组成的打印头。第一部分将一层材料逐层喷射到零件上。之后,一个微小的激光发射器将在机器运行时固化材料。

您可以将其视为类固醇上的 SLA。它具有与 SLA 相同的所有优点,但速度更快。事实上,它是可用的最快的技术之一。

但它也具有 SLA 的所有缺点,同时也不太常见且更昂贵。

用例与 SLA 相同 – 装饰部件和演示部件 – 但您可以承受更大的运行,因为它不像 SLA 那样需要大量人力,而且运行速度要快得多。

您可以使用这种喷射技术进行大中型运行,并且生产 100 到 1,000 个零件是可行的。

结论

3D 打印是一个快速发展的领域,因此一直有新技术出现。我刚才讨论的一些技术在三四年前甚至都不存在。

预计新技术会定期出现在市场上。当一项技术还很年轻时,通常与之相关的打印机价格昂贵且难以获得,但这是正常的。

SLS 目前正在相当快地进行此过程。FDM 和 SLA 已经是市场上的先行者并且相当发达,但请密切关注该领域的未来技术和新发展。

PCB组装制造简介

在本文中,您将了解如何在生产环境中组装采用表面贴装技术 (SMT) 组件的印刷电路板 (PCB)。

随着电子产品的小型化和对更智能、更易于使用和更精确技术的需求,表面贴装技术 (SMT) 成为 1980 年代初期印刷电路板组装 (PCBA) 的首选技术。

在表面贴装技术流行之前,通孔技术是一种主流技术,将元件引线(轴向或径向样式)插入裸 PCB 上的孔,然后进行焊接。

电路板的一侧称为“组件侧”,另一侧称为“焊接侧”,这一术语至今仍在使用。

即使在今天,这两种技术仍在使用中,甚至可以在同一块板上共存,都具有各自的优势。

由于通孔技术可实现更牢固的物理连接,因此它被认为是设计高可靠性产品的更好方法,适用于可承受环境压力的坚固甚至商业应用。

对于可能因质量而承受机械应力(即振动)的组件(例如连接器)或较大的组件(例如去耦电容器、变压器等),它也是一个很好的选择。

表面贴装技术,最初称为平面贴装,是一种使用扁平引线或小金属焊盘将电子元件安装到印刷电路板表面的方法。

当需要大批量 PCB 或需要小型化以满足独特要求时,这种技术很有帮助。

与通孔技术不同,表面贴装允许在限制范围内方便地将组件安装在电路板的两侧,因为 SMT 技术需要通孔在电路板层之间建立连接。


图 1:带有通孔元件、表面贴装元件和过孔的电路板

当今的多层 SMT PCB 叠层从 2 层到 32 层不等,最常见的是使用 4 层和 6 层。

在这种情况下,表面贴装技术的优势在于通过增加每平方英寸 PCB 的连接数来进一步减小 PCB 的尺寸。

为了更好地了解复杂程度,让我们看一下 PCB 叠层的内部。


图 2:PCB 叠层

请注意,图 2 中的 PCB 由几层组成。这种材料排列称为“PCB 叠层”,可根据 PCB 要求而有所不同。

叠层的两个关键组成部分是铜箔层——用于导电——和层压层——提供结构和绝缘。  

铜箔层被“蚀刻”以绘制特定的布线图案,并且厚度可以变化:较厚的层允许更多的电流流动。

使用的标准铜厚度为 1 盎司。有趣的是,PCB 生产中的铜厚度以盎司 (oz.) 为单位测量,其中将特定重量的铜铺展到 1 平方英尺(等于 1.37 密耳或 0.0348 毫米)。

此外,1.5 盎司和 2 盎司也是标准铜厚度,这将允许相应地更高的电流在电路中流动。

层压层由纤维增强环氧树脂组成。它们有两种基本类型:“Cores”,有预固化的铜箔,以及“PrePreg”,没有铜箔,环氧树脂没有完全固化。 

当叠层通过压力和热量组装和固化时,PrePreg 层充当将所有层粘合在一起的胶水。


图 3:柔性 PCB

PCB 制造中最常见的层压板类型称为“FR4”,但不同的层压板(BT 环氧树脂、聚酰亚胺、特氟龙等)可用于要求更高的应用,例如高频或高温。

同时,有不同类型的PCB:刚性、柔性和刚性-柔性。刚性多氯联苯是更传统的多氯联苯,顾名思义,本质上是刚性的或不灵活的。

柔性 PCB 是通过用薄聚酰亚胺层代替核心或预浸层来构建的,聚酰亚胺层可以弯曲或成形以适应空间限制要求。

由于可穿戴设备的小型化和普及,如今柔性 PCB 正变得越来越主流。

另一方面,刚柔结合是刚性和柔性PCB的组合,结合了柔性电路的多功能性和刚性PCB的稳定性。

通过消除对连接器和电缆的需求,提高了板间连接的可靠性,这是一个更可靠的系统。

它是最昂贵的 PCB 类型,主要用于航空航天或军事应用。


图 4:Flex-Rigid PCB

此外,层压板有多种厚度,允许各种叠层配置、PCB 厚度和 PCB 类型。

刚性 PCB 上所有层压板总厚度的标准选项范围为 0.2 毫米至 3.2 毫米(0.008 英寸至 0.240 英寸)。

最常见的选项包括 0.8 毫米(0.032 英寸)、1.6 毫米(0.063 英寸)和 3.175 毫米(0.125 英寸)。 

虽然普通板在此范围内,但背板往往更厚,接近该范围的末端以增加机械强度。

另一方面,我们有很薄(0.065 毫米至 0.42 毫米)且高度灵活的柔性 PCB。

PCB 通常将其外部铜层覆盖在一层薄薄的“阻焊层”中,以保护铜免受腐蚀并充当绝缘体,仅暴露焊盘。 

大多数情况下,阻焊层是绿色的,但也可以是红色、蓝色、黑色、红色、白色等。  


图 5:带有彩色阻焊层的 PCBS

在阻焊层上,PCB上呈现出一层称为丝印的铭文。

丝印是一层墨水痕迹,在 PCB 上标记文本和符号,以识别组件的位置(基于参考指示符)并指定组件的方向。

提醒一句:重要的是要避免焊盘上的丝印重叠,如图 6 所示,因为它们会在焊接过程中产生问题,从长远来看可能会造成灾难性后果。


图 6:丝印重叠

当今使用的焊盘最常见的表面处理是:热风焊料水平 (HASL)、无铅 HASL、浸银 (Au)、浸锡 (Sn)、化学镀镍浸金 (ENIG) 和化学镀镍钯浸金(ENEPIG)。这些是从最低到最昂贵的技术列出的。

简而言之,更好的表面处理为焊盘提供了更直的表面,从而可以更好地焊接焊盘上的组件。

ENIG 是久经考验的行业标准,大多数 PCB 制造商都可以轻松获得。ENIG 沉积物具有更紧密、更均匀的晶粒并保持高可焊性,同时还耐腐蚀。

当今最常用的叠层是具有 ENIG 涂层和绿色阻焊层的 4 层叠层,其中两个中间层专用于“电源”(VCC 或 VCC 值的多个组合)和“接地”(GND)。

其余的外层用于组件之间的连接。

现在我们对 PCB 技术有了一个总体了解,让我们回顾一下 PCB 组装过程中涉及的各个步骤。

PCB 前组装

印刷电路板设计

电子设计师将功能要求转化为“示意图”——象征性的配方,显示将使用哪些电子元件以及如何连接它们以构成功能电路。 

原理图被抽象为包含电路的概念信息。然后将原理图“配方”转变为“PCB布局”——一组图纸,以可以制造的方式显示电子元件的物理方面及其连接。 

布局包括每个铜层的二维图、钻孔(通孔)信息、叠层信息、质量标准要求和最终电路板的 3 维模型。  

设计人员使用计算机辅助设计 (CAD) 软件来执行设计规则并执行自动检查,以使最终结果与原理图的规格相匹配并满足制造要求。

CAD 软件用于将设计转换为电路板制造厂(Gerber 文件)和装配厂(拾放文件和/或装配文件)的文件。

在此之后,进行验证过程(设计规则检查)以确定任何布局错误,以免影响电路板功能或制造能力。

该设计通过 DFM(制造设计)和 DFA(装配设计)检查质量、准确性、模块化和一致性。

PCB制造

完成设计验证后,需要准备制造文件,其中包含 PCB 制造商普遍接受的样式和格式的信息。

制造文件包括特定格式的 Gerber 文件、网表、制造图、装配图、NC 钻孔文件、盲孔/埋孔信息、材料清单和 PCB 面板图。


图 7:防潮袋 (MBB)

准备 PCB 和组件

一旦制造出 PCBA 并购买了组件,就需要为组装目的做好准备。

回流组装的准备步骤之一是确保 PCBA 和组件都具有低湿度。

PCB 和对湿气敏感的组件必须在组装前进行烘烤,以使其干燥。

PCBA 和元件烘烤是在温控烘箱中进行的过程,烘烤的温度和时间取决于 PCB 和元件的厚度和暴露(标准 J-STD-033)。

典型的烘烤温度范围从 125 摄氏度到 150 摄氏度,可以持续 24 小时。PCB Baking 避免了电路板上存在水分时可能发生的 IC 爆裂和 PCB 分层等问题。

湿气敏感部件必须真空密封在带有干燥剂(图 9)和湿度指示卡(图 10)的防潮袋(图 7)中,并且只能在组装前从袋中取出。

移除后,有一个 168 小时的窗口来执行回流工艺(对于 MSL3 组件)。超过这一点,组件必须重新烘烤以用于组装或存储目的。


图8:密封真空机


图 9:干燥剂


图 10:湿度指示卡 (HIC)

准备 PCB 组装

在组装之前,需要完成一些准备工作以确保成功的生产运行。

根据制造文件,工程师必须准备工作说明、确定程序并创建数据日志。

在丝网印刷的情况下,准备模板是一个重要的步骤。正如该术语所暗示的那样,模板是具有与 PCB 上的组件焊盘相对应的孔的薄片材料。

每个 PCB 都需要一个独特的模板,这种焊膏应用方法在大批量生产中特别有用。我将在下一节中对此进行更多讨论。

接下来,必须为每个产品准备机器程序。编程是根据安装位置信息、PCB 的长度、宽度和厚度、材料信息等来完成的。

一种选择是在生产线处理前一次运行时离线进行此准备工作。机器程序设置为离线,以便在不浪费时间的情况下快速加载下一次运行。

在特殊应用的情况下,需要提前确定和计划先决条件。

例如,对于柔性 PCB,重要的是要考虑一个 SMT 托盘,它有助于通过 SMT 工艺支撑和运输柔性 PCB。

PCB组装

锡膏应用

制造的电路板最初通过指定焊盘上的焊膏应用。

焊膏是金属焊料颗粒和助焊剂的组合,有助于清洁焊接表面的杂质和氧化。它还用作将电子元件粘合到印刷电路板上的粘合剂。

焊膏应用可以通过模板丝网印刷焊膏或通过更先进的非接触式喷射印刷方法完成。一旦应用,模板必须清洁并用于下一块板。

对于每一个新设计,都必须制造一个新的模板,这可能非常昂贵,尤其是在中低生产水平的情况下。

另一方面,喷射印刷是一种非接触式方法,可在每个表面贴装焊盘上沉积准确数量的焊料,并允许每小时约 40,000 个焊盘施加焊料,点胶速度超过每小时 100 万点.

该技术通过应用单个点来增加焊膏体积,从而为每个组件实现正确的用量。

喷射印刷更适合特殊应用,例如针入膏、腔中粘贴等,其中 PCBA 的 3D 特征无法通过 2D 技术(模板应用)提供服务。

尽管喷射印刷因其提供的固有优势而获得了很大的动力,例如更快的转换和不需要模板,但在大批量生产的情况下,基于模板的丝网印刷仍然是焊膏应用的首选方法。

对于大型和非常小型组件混合的设计,在一个设置中应用适量的焊料是一项挑战,丝网印刷与喷射印刷相结合是一种理想的解决方案。

应用焊膏后,必须对较重的组件进行特殊考虑。通常,较重的组件将在回流工艺的第二道工序中进行焊接。

但是,如果它们最终位于板的底部,第二次通过烤箱,则必须将它们粘在适当的位置以避免由于重力而移位。

为了完成,在元件放置之前,根据较大元件的位置(手动/自动)添加 SMT 粘合剂滴。

锡膏检查

在通过任一方法涂敷锡膏后,对于大批量要求,进行焊膏检查 (SPI) 以确保焊膏沉积的对齐、数量和质量。

不正确的焊膏印刷会导致焊点缺陷,从而导致废品。过多的焊膏会导致短路和桥接,而焊膏不足则不会产生所需的电气连接。

拾取和放置组件

应用焊膏后,下一步是将组件放置在焊点上。

对于 SMT 技术,此过程由拾放机处理,这些机器可以高速、高精度地放置各种电子元件,如电容器、电阻器、IC 等。

表面贴装元件以卷带或托盘形式提供给机器,这些卷带或托盘装载到安装在拾取和放置机器上的供料器上。

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图 11:卷带包装中的元件(电阻器)

根据 PCB 设计文件,拾放机将使用真空吸管、气动吸盘或夹具从托盘或卷轴中拾取每个组件(具有预编程的 XY 坐标和旋转),并将其小心地放置在精确的焊料上在板上粘贴应用位置。

如今,最快的贴装机提供高达 250,000 CPH(每小时元件数)的贴装速度,可优化几台 PnP 机器的组合。

在此阶段将检查组件放置精度、完整性、方向和极性。

回流焊接

一旦组件就位,它们必须被焊接以牢固地连接到接触垫上。在此过程中,PCB 被移入回流炉,焊膏在此熔化并在高温下粘合组件和触点,从而形成焊点。

小型化 PCBA 在焊接过程中使用氮气惰性化气氛已成为常见做法。氮基回流焊环境可最大限度地减少焊接表面氧化的机会。

更长的回流炉将有更多的温度区域,这将允许区域之间的温度过渡更平滑,从而重新创建推荐的焊料曲线并获得更好的结果。

标准回流炉有四个温度区(见下图):

  • 预热区:焊膏在此温度下被激活。
  • 吸收/热浸泡区:各种组件的温度稳定在这个温度。
  • 回流区:该区域的温度最高,是焊膏完全熔化的时候。这个区域的时间应该更短,否则可能会损坏PCB/组件。
  • 冷却区:温度冷却到焊膏凝固点以下,使焊点凝固。


图 12:回流炉中的温度区(图片来源

这些区域的温度必须始终控制在适当的范围内,以避免损坏组件和焊接/焊接质量。

值得一提的是,如今,由于其对环境和健康的负面影响,几乎所有铅焊料都将被淘汰,并且更常用的是符合 RoHS 标准的无铅焊料。

此步骤完成 PCB 组装过程。

PCBA后质量控制

人工检查

虽然不是最可靠的检查方法,但我们在这里提到这一点,因为电路板需要在组装过程的每一步由 PCBA 技术人员手动检查。

这对于组件密度较低的电路板尤其可行,并且对于高级 SMT 电路板可能具有挑战性。

自动光学检测

AOI 方法使用安装在不同角度的多个高分辨率相机来检测电路板缺陷和焊接缺陷。AOI 成像技术已从 2D(用于简单的检查、测量或方向检测)发展为可提供精确数据的 3D 成像。

这种检查方法可以检测电路板缺陷,例如错误/缺失的零件、不正确的方向和极性以及倾斜(在行业中称为墓碑)或翻转的组件。

它还可以检测焊料缺陷,例如无焊料/焊料不足、焊料过多或焊桥。

尽管 3D 成像很受欢迎,但 AOI 系统在同时采用 2D 和 3D 检测技术时效率更高。

X 射线检测

X-Ray 检测一般用于测试复杂高密度芯片的 PCB 焊接质量和精度,在无法应用光学检测的情况下。

应用时,X 射线可以确定焊料的精确程度,并可以检测隐藏在 IC 封装下的缺陷。

检测到的缺陷包括过多的焊料(焊料、桥接)、焊点开路、引脚翘起和接头错位等。

它是 BGA 等高密度组件的首选检测方法,因为该技术可以让您看到 PCB 组件的“内部”。

测试

在 PCB 组装之后,最终的 PCB 应由 QC 工程师进行测试,以确定任何问题或缺陷。

主要有两种类型的测试,飞针测试和测试夹具。飞针是小批量、关键应用 PCBA(军事、运输、航空航天)的首选测试方法。

该测试涉及使用多个电探针,它们自动与电路板接触,并应用于电路板。有些提供外部刺激,有些读取董事会的反应。

计划测试、对机器进行编程和执行测试是一个非常需要工程的过程。飞针机通常非常昂贵,通常首选用于测试针对关键应用的 PCBA。

对于批量生产,测试夹具是更好的选择。它们是针对独特 PCBA 的专用或定制测试平台。使用静态探头,将电信号和电源施加到 PCB 上,并检查和测量输出。

该测试将确保 PCB 满足设计中指定的电气要求。测试可能需要几秒钟到几分钟。

除了测试之外,在这个阶段也可以将最终的生产固件加载到板上。

准备

测试后,使用超声波清洗方法清洗电路板,目的是洗掉在组装过程中可能积聚的任何助焊剂、树脂或焊料残留物、灰尘或污垢。

清洁后,电路板准备好进行保形涂层,在电路板上涂上一层薄薄的保护涂层材料,以防止水分污染、腐蚀、氧化等。

它可以保护 PCB 免受机械振动、热冲击和其他不利环境条件的影响。

最后,PCBA 现在可以进行包装和运输了。PCBA通常包装在防静电袋中。


图 13:要包装在防静电袋中的 PCB

装配设计

不提及装配设计原则就结束这篇博客是不明智的。

我们知道以制造、组装、成本、可靠性、可测试性、可服务性、供应链、法规遵从性、创新、可回收性等为愿景进行设计的重要性。

对于 PCBA,如果最初的 PCBA 设计只关注电路板,而没有考虑应用、用例或系统环境,那么该 PCBA 就无法进行组装设计。

单独来看,PCBA 设计可能是完美的,但还有其他问题需要考虑 – 是否有可用于生产订单的组件,正在使用的组件的尺寸和数量是多少,它们是否适合大批量生产?

装配设计 (DFA) 的主要目标是消除复杂性并减少不确定性,同时提高效率。

考虑到这一原则,我们鼓励设计师从大局出发,并在每个阶段考虑设计含义。

设计师做出的 PCBA 设计决策不仅会影响 PCBA 的组装,还会直接影响到成品的形式、质量和可靠性。

如何为您的新产品选择生产塑料

了解塑料的不同特性,以及如何为您的特定项目选择最好的塑料。

在任何产品的设计中,都会有一个阶段需要您决定物理制造。除了电子产品之外,您将遇到的主要问题是为您的产品外壳选择制造技术。

大多数硬件企业家都在开发中小型电子产品,注塑成型几乎总是首选技术。

虽然近年来 3D 打印已经发展到现代制造业,但它尚未进入注塑的核心市场——大量相同的物品。

当然,随着注塑成型这个价值千亿美元的市场在一个世纪的大部分时间里一直在增长,所提供的材料种类几乎是无限的。

许多制造商会在订购时为您提供数百种塑料的选择。但是你怎么知道哪个是最好的选择呢?

在本文中,我们将介绍最普遍使用的类型,分为四大类塑料——大规模制造、质量、高性能和专业化。

大规模生产热塑性塑料

这些是最普遍的塑料,主要是由于它们的低成本(1,600 至 1,800 美元/吨)和易于成型。这意味着它们是体积重于复杂性和质量的产品的首选解决方案。

例如,您通常会看到这些塑料用于包装食品、大型电器和家居用品。

这些塑料的显着特点是有一个三箭头可回收标志,里面有一个数字,范围从 1 到 6。这些数字代表 PET、HDPE、PVC、LDPE、PP 和 PS。然而,由于有毒烟雾的排放,PVC 很少用于注塑成型部件。

PET、HDPE、LDPE

聚对苯二甲酸乙二醇酯在注塑塑料中是独一无二的,因为它的密度是可以控制的。

高密度和低密度变体各有特点,也有一些共性。它们都是灵活的、耐环境破坏、食品安全和可回收的。

LDPE 变体将更灵活,而 HDPE 将更难。然而,它们不是很耐热,并且不像这些组中的其他人那样容易成型。因此,可以模制的可能形状的复杂性受到更多限制。

聚丙烯

与 PET 一样,聚丙烯非常灵活且可回收。这种塑料最显着的特点是其极强的耐化学性。它将与很少的材料和化学品相互作用,这就是为什么它是胶水容器以及其他用途的首选解决方案。

这使得它非常安全,因为它不会向其内容物释放任何毒素。它也非常易于注射,因为它不会粘附在模具上。

然而,这也有另一面。PP很难与染料等添加剂复合,非专业涂料不会附着。另一个负面因素,它也是易燃的。

像这样的聚丙烯颗粒用于制造注塑成型零件

附言

聚苯乙烯在许多特性上与聚丙烯相反。这不是用于包装的膨胀泡沫。模压聚苯乙烯乍一看就像任何其他塑料一样。

然而,它保留了一些相同的特性:极端的化学反应性,这意味着它非常适合添加剂和染料,同时又轻巧且灵活。它很容易制造成复杂的形状。

这也意味着它非常容易受到化学损伤。特别是,任何石油基化合物都会溶解它。所得浆料通常称为“凝固汽油弹”。不用说,它会带来各种健康风险。

优质热塑性塑料

这些塑料的特点是成本高于批量生产的塑料,通常为每吨 2,200 至 3,000 美元。这是由它们的优越特性所证明的,这意味着它们通常用于较小的产品,对于这些产品来说,工具成本超过了材料成本。

与此列表中的先前塑料相比,它们更耐用且具有更好的视觉渲染效果。电子外壳并不总是由其中一种制成,但它们是迄今为止最常见的选择。

您应该将它们视为您的默认解决方案,除非您的产品需要更专业的材料。

ABS

丙烯腈丁二烯苯乙烯,谢天谢地总是被称为 ABS,在外观方面是最好的热塑性塑料,因此它被用于乐高积木。易于成型且相对便宜,它擅长渲染精细的细节和形状。

它拥有鲜艳的色彩和复杂的纹理,同时保持轻盈和耐冲击。最后,它是一种非常好的电气绝缘体,绝对是电气外壳的有用优势。

与此相反的是,它不擅长任何类型的抵抗。它很容易受到热、阳光、水和其他溶剂的影响。它燃烧时散发出臭名昭著的有毒烟雾,因此请记住,乐高积木和散热器不能混合使用。

这支 3D 笔利用 ABS 塑料线圈来渲染其创作

个人电脑

聚碳酸酯在许多方面可与 ABS 相媲美,但它是一种更坚硬、更环保的材料。它的美学品质也相当不错,并且具有潜在透明的额外优势。

另一方面,它比 ABS 更脆,更容易刮伤,同时是最不安全的食品塑料之一。

ABS/PC

制造中小型塑料外壳最广泛使用的解决方案是以不同比例混合 ABS 和 PC。

把它想象成一个滑块。一方面是 ABS 的轻便、廉价、抗冲击性和视觉特性。另一方面是PC的硬度和耐环境性。

使用的每种塑料的比例将决定混合物的最终特性,从而可以根据产品的使用情况对工艺进行微调。

值得注意的是,所有这些混合物都具有 ABS 和 PC 的共同缺陷——易受各种化学品和溶剂的影响。

高性能热塑性塑料

这些塑料是用于高技术情况的塑料。它们非常昂贵。

POM 成本为 3,000 美元/吨,而尼龙则高达 5,200 美元/吨。它们也很难制造。它们的卖点是专为极端环境和应用设计的机械性能。

聚酰胺,俗称尼龙,是一种高度耐用、耐热、电绝缘的塑料。它特别以耐摩擦性着称,这意味着它可用于制造性能接近某些金属的齿轮和机构。添加剂可以很容易地使其防火。

然而,它也可能是最难注塑成型的材料。这在很大程度上是由于它倾向于吸水。尼龙必须绝对在零湿度环境下储存和成型。

它对注塑成型反应很差,必须在高温高压下注塑。所有这些加上令人眼花缭乱的材料成本意味着尼龙很少用于大型部件。

聚甲醛

聚甲醛,也称为乙缩醛,是一种非常结晶的热塑性塑料。这意味着它的分子凝固成一个有组织的基质,而不是无形的物质。

反过来,这使得它变得非常困难。在质地方面,成品可能会被误认为是抛光石。

除了硬度之外,POM 还非常耐热和耐化学腐蚀。这使得它在军事、体育和建筑应用以及可能易碎的精细部件(如眼镜)中非​​常受欢迎。

POM的主要难点在于其制造,实际上很少注塑成型。它更常见地挤压成板坯,然后加工成零件。此外,由于可塑性非常低,POM 容易开裂和划伤。

特种热塑性塑料

有时,外壳需要更稀有的属性。我们上面列出的所有塑料都相当坚硬,而那些可以制成半透明的塑料并不总是理想的。

这就是为什么开发出一些更专业的塑料和混合物来承载这些特性的原因。

热塑性弹性体

热塑性弹性体是一个多样化的塑料家族,具有一些共同的特性。它们具有很高的弹性,但仍然表现得像热塑性塑料,因为它们在高温下变得柔软然后变成液体。这意味着它们可以像其他热塑性塑料一样注塑成型。

表现得像橡胶,这些往往是可回收的,易于成型。广泛用于垫片、鞋底、医疗器械等用途。

然而,TPE 往往容易受到高温的影响,这会导致它们失去一致性并容易断裂。3,500 美元/吨的价格也相当昂贵。

热塑性聚氨酯

热塑性聚氨酯是 TPE 的一个子集,它更硬,更耐热和耐化学品。如果 TPE 表现得像橡皮筋,那么 TPU 表现得更像汽车轮胎。

这种增加的韧性意味着它们通常用于经常包覆成型的高端外壳。也就是说,当某物仍在其自己的模具中时,它被模制在现有零件的顶部,以创建灵活的按钮、垫圈等。

TPU 比 TPE 稍微贵一些,而且注入起来也有些困难。两者的主要区别在于它们的弹性程度。

大多数塑料可以染成任何颜色,比如这些丙烯酸管

聚甲基丙烯酸甲酯

聚(甲基丙烯酸甲酯),通常称为丙烯酸,是一种透明的热塑性塑料。

与此列表中的其他产品不同,它的透明度可与玻璃相媲美。事实上,它的大部分特性都与玻璃相同。它非常耐化学品,食品安全,染色时保持鲜艳的色彩。

这使得它在各种透明部件中很受欢迎,无论是作为另一种产品的一部分(例如插入外壳中)还是在片材中。

亚克力的缺陷也与玻璃不相上下。与会弯曲的刚性较低的材料不同,它在压力下容易划伤和开裂。它的耐热性也低于标准。

现在让我们挑选你的塑料

现在,让我们回答我们在本文开头提出的问题。你的外壳应该是什么材料?

您的产品可能不是一次性的,也不是很大。这些情况很少见,但让我们看看它们。

物体越大,材料的价格就越关键:因此是大规模制造的。在这种情况下,PET 始终是一个可靠的选择,LDPE 用于更轻、更灵活的部件,而 HDPE 用于更重、更坚韧的部件。

如果暴露于一般元素,特别是化学品,是一个主要问题,那么选择 PP。如果曝光不是什么大问题,那就用PS吧。

对于较小的产品,表面处理的质量至关重要,而材料的价格则不那么重要,ABS 和 PC 应该是您的首选材料。ABS 更漂亮、更轻、更便宜、更灵活并且可以阻止电力。

PC 更硬,更耐环境。以不同的比例混合两者将为您提供这两种特性的最佳选择。

高性能热塑性塑料很少会引起您的注意,除非您正在为汽车或航空设计高端零件。

如果是这样,请记住,POM 在行为上让人联想到抛光的石头,尼龙除了化学侵蚀外,还能抵抗一切,而且两者的制造成本都很高。

最后,出于特殊目的,PMMA 会以容易划伤为代价提供最佳透明度,而 TPE 将具有橡皮筋的质地和 TPU 的汽车轮胎质地。

当然,这是一个简化的概述。正如我所提到的,注塑行业的规模和年龄怎么强调都不为过,进入该领域的努力和研究的数量是成比例的。

这意味着技术、材料和程序千差万别,大多数制造商都有自己的设备、供应商和习惯。在开始任何制造之前,请务必咨询您的制造商并征求他们的意见,因为他们最了解他们的布局中的工作原理。

特别是,对于我在这里列出的每种塑料的每一个特性,你会发现某种添加剂或方法可以撒谎。

防水尼龙、耐热 ABS 和 PET 看起来都比这两种都好。有了正确的化学反应,一切皆有可能。

从本质上讲,您可以将此列表视为现成的解决方案。此列表中的塑料可广泛使用,并且适合您的大多数需求。

但拥有大量资源的大公司几乎总是会设计自己专有的塑料混合物来满足他们的特定需求。

低功耗蓝牙 (BLE) 解决方案回顾(2022 年更新)

在这篇更新的文章中,我们将回顾当前可用于在 2022 年将蓝牙整合到您的新产品中的微芯片和模块。

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蓝牙低功耗(BLE)绝对是新电子硬件产品最流行的技术之一。有充分的理由。

BLE 是一种极低功耗的无线技术,可以使用微型电池供电数年。更好的是,它实施起来也相对简单,而且非常实惠。

有两种方法可以将无线功能(例如 BLE)整合到新产品中:使用模块或使用片上系统 (SoC) 解决方案。

对于大多数产品,我强烈建议您从包含内置天线的模块开始(本文中的所有模块都包含天线)。

这主要是因为一个模块将为您节省数千美元的 FCC 认证费用并简化开发。

还要考虑到,无论何时添加自定义或外部天线的集成,都会为您的团队带来额外的工作和更大的潜在错误。

除非绝对需要定制解决方案,否则最好使用与您的确切模块配合使用的久经考验的天线解决方案。

之后,一旦您达到更高的制造量,您可以从模块解决方案迁移到芯片解决方案,从而降低产品的制造成本并增加您的利润率。

尽管如此,有几个 BLE 模块的价格如此之低,以至于切换到基于 SoC 的定制解决方案可能没有经济意义。

蓝牙 SoC 基本上只是一个带有嵌入式蓝牙无线电的微控制器。对于许多产品,该芯片还可以作为您产品的主微控制器。

但是,对于更复杂的产品,可以使用速度更快的微控制器作为您的主控制器,而蓝牙 SoC 则充当与主微控制器接口的外围设备。

虽然不是绝对必要的,但我强烈建议您使用蓝牙模块,该模块使用您最终可能在更高生产量中使用的相同 SoC。这样做将使转换更容易,需要更少的代码重写。

也许有些令人惊讶的是,许多蓝牙芯片制造商不提供基于其芯片的模块。所以在这些情况下,模块制造商将不同于芯片制造商.

带 BLE 的网状网络

直到 2017 年,BLE 通常是一种非常有限的通信方法,一次只允许一个设备与一个其他设备通信。任何将创建设备“网络”的 BLE 解决方案仍将依赖中央集线器来管理所有设备。

然而,在 2017 年,Bluetooth Mesh 被用作蓝牙 5 的一部分,以满足物联网领域不断增长的需求,在一个地方看到大量 BLE 设备非常普遍(想想一个拥有数十个 BLE 灯泡的智能家居)能力)。

因此,如果您想要具有强大网状网络功能的设备,请寻找蓝牙 5 设备。与 ZigBee 等竞争对手相比,蓝牙网站简要概述了蓝牙网状网络必须提供的功能。

一些显着的差异包括蓝牙网格是一个定义应用层一直到底层物理层的标准。这意味着 Mesh 不依赖任何其他标准来工作。

此外,虽然其他解决方案是基于路由的,但 Mesh 是完全分散的,并使用受控泛洪方法中继消息,其中一个蓝牙设备接收消息,然后将其传播到附近的所有其他设备。

每个设备依次发送消息,直到网状网络中的每个设备都收到消息。

对泛洪进行管理,使得消息不会返回到之前已经发送过相同消息的设备,从而防止所谓的广播风暴,其中设备不断接收和重新传输它们已经接收到的消息。

与路由相比,泛洪的主要好处是它使网络更具可扩展性。

蓝牙 Mesh 能够创建包含数百或数千个设备的网络,而不会显着影响性能。它还降低了单个模块的性能要求。

北欧半导体

芯片解决方案(北欧 nRF51822 / nRF52832)

Nordic Semiconductor是蓝牙 SoC 解决方案的领先制造商。他们的 nRF51822 和 nRF52832 芯片都很受欢迎。

nRF51822 和 nRF52832 之间的一个主要区别是核心微控制器。nRF51822 使用运行频率为 16 MHz 的 32 位 ARM Cortex-M0 微控制器。

而 nRF52832 使用更快、更先进的 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,运行频率为 64 MHz。

事实上,nRF52832 拥有所有审查过的纯 BLE 解决方案中最快的微控制器。它甚至包括一个浮点单元 (FPU),这是 Cortex-M4F 中的“F”所表示的。

唯一具有更快处理器的解决方案是 Espressif ESP32,但这确实是一种不同的野兽,它消耗的电流大约是 nRF52832 的 16 倍。

因此,如果您的产品需要一个真正高性能的微控制器,但又必须保持低功耗,那么 nRF52832 可能是您的最佳选择。

此外,nRF52832 支持蓝牙 5,而所有其他解决方案仅支持蓝牙 4 规范。作为奖励,它还包括 NFC 功能。

nRF52832 包含更多的内存(闪存和 RAM),甚至比 nRF51822 消耗更少的功率。

nRF51822 的唯一优势是价格较低。然而,价格差异非常小,所以我一般推荐 nRF52832。

您最近可能看到的一个使用此模块的流行产品是 Apple Airtag,这是一家大型硬件公司的一个很好的认可,该设备在低功耗应用中表现出色。

nRF52832 以 3.68 美元的价格批量订购 1000 片。

鉴于它是 SoC,对于许多应用来说,这是一个极具吸引力的价格,尤其是对于大批量生产的蓝牙设备,因为您的设备固件和 BLE 可能由单个 IC 处理。

模块解决方案(Rigado BMD-200/300、Fanstel BT832)

正如我之前提到的,许多蓝牙 SoC 制造商不提供基于其芯片的模块。Nordic Semiconductor 就是如此。

但幸运的是,包括RigadoFanstel在内的许多公司都提供基于 Nordic 芯片的 BLE 模块。

Rigado BMD-200 基于 Nordic nRF51822,Rigado BMD-300 基于更强大的 nRF52832。

Rigado BMD-300 BLE模块

Rigado 还提供 BMD-350,它是 BMD-300 的超紧凑型变体,尺寸仅为 6.4mm x 8.65mm x 1.5mm。

Fanstel 提供多种 BLE 模块,成本几乎是大多数其他模块的一半。事实上,Fanstel 的 BLE 模块是我见过的成本最低的 BLE 模块(除了我稍后讨论的 Espressif ESP32 模块)。

例如,Rigado BMD-300 以 1000 件为单位的售价为 6.96 美元而 Fanstel BT832 的售价仅为 5.10 美元

Fanstel 基于 Nordic nRF52832 SoC 的 BLE 模块

Fanstel 还提供基于 Nordic nRF52810 芯片(nRF52822 的低内存版本)的 BT832A。BT832A 批量购买 1k 件时仅需 3.92 美元。

Fanstel 还提供基于 Nordic nRF52832 的各种其他远程 BLE 模块。这包括工作范围为 1,170 米的 BT832X。BT832X 以 1000 件为单位的售价为 12.57 美元。

Fanstel BC832 BLE 模块四分之一

BC832 是他们最小的模块,尺寸仅为 7.8 毫米 x 8.8 毫米 x 1.3 毫米,每千片售价为 6.46 美元。

最后,可用的最小 BLE 模块(带天线)是 Taiyo Yuden EYSHSNZWZ 模块,其尺寸仅为 3.25mm x 8.55mm x 0.9mm。它还基于 Nordic nRF52832 SoC。订购 100 片时售价 10.88 美元。

英飞凌科技(原赛普拉斯半导体)

芯片解决方案 (PSoC 4 BLE)

Infineon Technologies的 PSoC 4 BLE 芯片解决方案 基于运行频率为 48 MHz 的 ARM Cortex-M0 微控制器。

它包含高达 256 KB 的 FLASH 存储器和 32 KB 的 RAM 存储器。它在接收数据时消耗 18.7 mA 的电流,使该解决方案在所审查的 BLE 模块的功耗方面处于较高端。

英飞凌芯片集成了所有标准微控制器功能,包括 UART、I2C、SPI、I2S、定时器、一个 ADC 和两个 DAC。

Infineon PSoC 4 还提供多达 36 个可编程 GPIO 引脚,甚至还包括 4 个用于模拟功能的运算放大器。

模块解决方案(赛普拉斯 EZ-BLE)

英飞凌是同时生产BLE芯片解决方案和基于其芯片的模块解决方案的制造商之一。他们提供 EZ-BLE 模块,这是可用的低成本 BLE 模块之一。

EZ-BLE 模块的售价为 5.10 美元/1000 件。英飞凌 BLE 模块的尺寸小至 10 毫米 x 10 毫米 x 1.8 毫米,是经过审查的第三小的模块。

德州仪器

由于我在德州仪器 (TI) 担任了 10 多年的设计工程师,因此我非常喜欢 TI 产品已不是什么秘密。德州仪器不仅提供出色的产品,而且还为初创公司提供一些最好的技术支持。

芯片解决方案 (TI CC2650)

Texas Instruments CC2650不仅提供 BLE 功能,还支持 ZigBee 和 6LoWPAN 无线协议。

TI CC2650 基于 ARM Cortex-M3 架构微控制器,它比大多数其他 BLE 芯片中使用的 Cortex-M0 架构更快、更先进。

德州仪器还提供了一个非常受欢迎的基于 CC2650 的物联网 (IoT) 开发套件,称为 SensorTag。

德州仪器的 CC2650MODA BLE 模块

模组解决方案(CC2650MODA)

Texas Instruments 是提供基于其 BLE SoC 解决方案的模块的制造商之一。CC2650MODA 模块尺寸为 16.9 毫米 x 1 毫米,以 1.2k 为单位批量购买的价格为 11.53 美元。

对话半导体

Dialog Semiconductor并不像我之前讨论过的其他芯片制造商那样知名。但是,它们提供了可用的成本最低和功耗最低的 BLE 芯片之一。

芯片解决方案 (DA1458x)

DA1458x 基于运行频率为 16 MHz 的 32 位 ARM Cortex-M0。它有两种变体。DA14583 包含 128 KB 闪存,而成本较低的 DA14580 包含 32 KB 一次性可编程 (OTP) 内存。

在大多数情况下,我推荐使用具有可重写闪存的 DA14583 进行开发,然后使用具有 OTP 的低成本 DA14580 进行生产。此策略假定您的固件程序小于 32 KB。

Dialog BLE芯片的功耗比Nordic nRF52832低25%左右,不到nRF51822的一半。唯一功耗更低的 BLE 芯片是 Atmel 芯片,我将在稍后讨论。

模组方案(松下PAN1740)

不幸的是,Dialog 不生产任何使用其 BLE 芯片的模块。然而,松下 PAN1740 是一个可用的模块,它基于 Dialog DA1458x BLE SoC。

PAN1740 模块以 1000 片为单位的售价为 6.23 美元。它的尺寸仅为 9 毫米 x 9.5 毫米 x 1.8 毫米,是审查过的第二小的 BLE 模块。

Panasonic PAN1740 BLE 模块

高通

高通通常不被认为是初创公司的良好供应商。这是因为它们通常只向大公司供货。作为一家微不足道的初创公司,你不会得到高通的爱,这意味着没有支持,有时也没有零件。

芯片解决方案 (CSR101x)

然而,高通(前身为 CSR)确实提供了一种成本非常低、流行的 BLE 芯片,称为CSR101x。它基于运行频率仅为 16 MHz 的专有微控制器,并包含 128 KB 的 FLASH 存储器和 64 KB 的 RAM 存储器。

CSR101x 在接收或传输数据时消耗大约 20 mA 的电流,使其成为本次评测中最耗电的 BLE 芯片之一。

CSR101x BLE 芯片是第一个提供 BLE 网状网络的解决方案,使其成为任何需要网状网络功能的应用的非常受欢迎的选择。

模块解决方案(Microchip RN4020)

Microchip Semiconductor 制造了一种非常流行的 BLE 模块,称为RN4020,它基于 Qualcomm 的 CSR101x SoC。RN4020 是一款中等价位的 BLE 模块,已经上市很长时间了。

基于 CSR101x SoC 的 Microchip RN4020 BLE 模块

爱特梅尔

芯片解决方案 (Atmel BTLC1000)

如果低功耗对您的产品至关重要,那么 Atmel 的 BLE 芯片解决方案可能是您的最佳选择。

Atmel BTLC1000的功耗规格是我见过的所有 BLE 解决方案中最低的。它在传输过程中仅消耗 3.0mA,在接收数据时仅消耗 4.0mA,远低于其他芯片。

与我讨论过的许多其他 BLE 解决方案一样,BTLC1000 基于运行频率为 26 MHz 的 ARM Cortex-M0 微控制器。

Atmel 芯片的一个缺点是它不包含任何 FLASH 存储器,因此需要一个单独的 FLASH 存储器芯片,该芯片通过 SPI 接口与微控制器连接。

模块解决方案 (Atmel ATBTLC1000)

Atmel 提供了他们自己的基于 BTLC1000 BLE SoC 的模块,称为 ATBTLC1000。Atmel 模块的尺寸为 12.7 毫米 x 20 毫米,采用 ARM Cortex M0 处理器,最大时钟频率为 26MHz。

这以前是更昂贵的 BLE 模块之一,但现在非常实惠,1.08k 单位的批量成本为 2.39 美元。

乐鑫

芯片方案(ESP32)

中国制造商乐鑫的 ESP32 SoC不仅仅是蓝牙

低能耗芯片。它还包括蓝牙经典和 WiFi 无线电,以及模糊微处理器和微控制器之间界限的快速微控制器。

话虽如此,我在一篇关于 BLE 解决方案的综述文章中包含这个模块的主要原因是价格非常低。

事实上,即使 ESP32 包括 WiFi、Bluetooth Classic、Bluetooth Low-Energy 和 240 MHz 微控制器,它仍然比这里讨论的任何其他模块便宜。

ESP32 基于速度极快的双核 Tensilica LX6 微控制器。它实际上有两个可以单独控制的独立处理器内核。

时钟频率可在 80 MHz 至 240 MHz 范围内调节。因此,如果您不需要速度,而是需要最小化功耗,您可以以较低的 80 MHz 时钟速度运行它。

您甚至可以关闭处理器的电源,转而使用低功耗协处理器来监控各种外围设备的活动。

ESP32 包括高达 16 MB 的 FLASH 存储器和 520 KB 的 RAM 存储器。讨论的所有其他 BLE 模块仅包括 32 到 512 KB 的 FLASH 和 8 到 128 KB 的 RAM。其他模块使用运行频率仅为 16 至 64 MHz 的微控制器。

ESP32 包含所有常用的接口端口,例如 GPIO、UART、SPI 和 I2C。但它还包含用于串行音频的 I2S,并且包括 ADC 和 DAC。乐鑫确实为 ESP32 提供了丰富的功能。

那么有什么缺点呢?必须权衡所有这些额外的功能和功能。

权衡是使用 BLE 无线电时的功耗约为 100mA。这是其他 BLE 芯片消耗的电流的 10 倍以上。

模组解决方案 (ESP-WROOM-32)

基于 ESP32 SoC 的 Espressif 模块以 1k 为单位批量购买仅需 3.59 美元。当谈到最大的收益时,ESP-WROOM-32 模块确实是无与伦比的。

模块尺寸为 25.5 x 18 mm,因此它比其他 BLE 模块稍大。

唯一价格接近的其他 BLE 模块是 Fanstel BT832A 模块(基于 Nordic nRF52810),但该解决方案尚不可用。

BT832A 的性能也无法与 ESP-WROOM-32 相比,尽管 Espressif 模块的功耗比 BT832A 高约 15 倍。

乐鑫 ESP32 模块 (ESP-WROOM-32)

结论

那么哪种解决方案最好呢?好吧,这实际上取决于您的应用程序。

一般来说,如果低功耗是您产品最关键的规格,那么我通常会建议使用基于 Atmel、Dialog 或 Nordic 的解决方案。

如果处理器性能和功耗都至关重要,那么我会推荐 Nordic nRF52832 解决方案。

最小化成本是您的首要任务吗?如果是这样,那么我建议使用 Fanstel BT832A 或 Fanstel BH678C,或者如果您可以忍受高功耗,则使用 E​​spressif ESP32 解决方案。

安装模块的空间是否很小?然后我推荐太阳诱电 EYSHSNZWZ、Fanstel BC832 或 Rigado BMD-350。Panasonic PAN1740 和 Cypress EZ-BLE 模块也非常小。

如果需要网状网络,那么我会推荐其中一种 Nordic BLE 芯片解决方案,尤其是 nRF52832。高通的CSR101x芯片也支持mesh组网,不过我不太推荐,因为不支持。

最后,如果您正在寻找超快、高性能的处理器,那么没有什么能比得上 Espressif ESP32 解决方案。此外,这些芯片在业余爱好者/Arduino 领域非常受欢迎,因此您可以找到大量的在线支持和文档。

Arduino 支持是一个重要的考虑因素,也可用于此列表中的其他芯片,包括 nRF52832。

当芯片可以与 Arduino IDE 兼容时,由于 Arduino 代码和在线资源的简单性和普遍性,它可以潜在地减少初始原型设计和验证时间并增加代码可移植性。

请注意,尽管对于许多应用程序,您最终都希望从 Arduino IDE 过渡到编程,但这并不会使其成为入门和测试硬件的绝佳选择。

可能有一百种或更多不同的 BLE 解决方案可用,所以我绝不会在本文中介绍它们。我主要尝试专注于我个人使用经验或突破性能极限的那些。

无线技术比较:蓝牙、WiFi、BLE、Zigbee、Z-Wave、6LoWPAN、NFC、WiFi Direct、GSM、LTE、LoRa、NB-IoT 和 LTE-M

本文将帮助您为您的特定新产品选择最佳无线技术。根据功能、数据速度、工作范围和成本对各种无线技术进行了审查。

决定您的新产品应该使用哪种类型的无线技术可能是一项艰巨的任务。

当前不仅有大量可用的无线技术,而且随着新技术的不断推出,它也是一个不断变化的目标。

根据您产品的预期功能,您应该相对简单地立即确定需要考虑哪组技术。

例如,如果您需要两个相隔 20米的设备来传输少量数据,那么使用任何长距离或高速无线技术都是没有意义的。

话虽如此,我建议您阅读整篇文章,无论您的产品有什么特定需求,因为您可以大致了解所有可用的无线技术。

点对点技术

点对点只是意味着当两个设备连接在一起进行直接通信时。通常只有两个设备可以参与对等连接。

在下一节中,我将讨论所谓的网状网络技术,它允许许多设备全部互连。

经典蓝牙

最著名的点对点无线技术是蓝牙

当您将手机连接到蓝牙扬声器时,蓝牙扬声器是手机和扬声器之间的点对点无线连接。

蓝牙主导了对等流音频应用,例如这款蓝牙耳机。

由于工作范围相对较短,蓝牙的功耗相当低。

它的功耗比 WiFi 少得多,也比蜂窝技术少得多,但仍远高于蓝牙低功耗或 Zigbee 等技术。

然而,2016 年推出的蓝牙 5 现在基本上将蓝牙经典 (4.0) 与蓝牙低功耗合并,允许音频流和网状网络都在低功耗规范下。

WiFi直连

WiFi大家都知道,但很少有人听说过WiFi直连

尽管几乎所有手机和平板电脑都支持它,但这是真的。

与蓝牙类似,但与传统 WiFi 不同的是,WiFi Direct 是一种点对点无线技术。

您可能已经知道,传统的 WiFi 设置了一个接入点,允许许多设备连接到它。

但是,如果您想将数据直接从一台设备传输到另一台设备,而不需要接入点的开销,该怎么办?这就是 WiFi Direct 发挥作用的地方。

WiFi Direct 使用与传统 WiFi 相同的基本技术。它使用相同的频率并提供相似的带宽和速度。

但是,它不需要接入点,允许两个设备进行类似于蓝牙的直接连接。

WiFi Direct 优于蓝牙的优势主要是传输速度更快。

事实上,WiFi Direct 比蓝牙快一百多倍。不过,这种速度是有代价的,而这个代价主要是更高的功耗。

近场通信NFC

近场通信 (NFC) 与本文讨论的其他无线技术有着根本的不同。

NFC 使用两个线圈之间共享的电磁场进行通信,而所有其他无线技术都会发射无线电波。

因为 NFC 通过两个电磁耦合在一起的线圈进行通信,所以工作范围只有大约一英寸或两英寸。两个耦合线圈实质上形成了一个带有空心的变压器。

NFC最常见的用途是在非接触式支付系统中。

虽然支付数据当然是加密的,但 NFC 极短的操作范围也有助于消除附近其他人入侵交易的可能性。

NFC 允许使用无源 NFC 标签。

在这种情况下,被动意味着没有电源。相反,无源标签由 NFC 读取器设备的电磁场供电。通信和电力传输都发生在两个耦合线圈之间。

无源标签的优点是它们简单、便宜、体积小,并且几乎可以无限期使用,因为没有电池。也可以使用包含电池的有源标签。

附带说明一下,无线充电(通过将设备放在充电垫上为设备充电)也利用了两个耦合线圈之间相同的电力传输现象。

低功耗/短距离/低数据网状技术

创建低功耗、低数据网络的常用技术有四种:低功耗蓝牙、Zigbee、Z-Wave 和 6LoWPAN。

如果您的产品是电池供电的,并且需要在短距离内发送相对少量的数据,那么这四种技术中的一种可能是最佳解决方案。

所有这四种技术都支持的一个关键特性称为网状网络,有时也称为多对多网络

通常,要将数据从设备 A 发送到设备 C,您必须在设备 A 和设备 C 之间建立直接链接。蓝牙和 WiFi Direct 等点对点技术就是这种情况。

但是使用网状网络,您可以改为通过设备 B 将数据从设备 A 发送到设备 C。数据从设备 A 发送到设备 B,然后设备 B 将数据中继到设备 C。

这使您可以创建一个巨大的互连设备网络,该网络可以以极低的功率覆盖大面积。

例如,假设您有 26 个标记为 A 到 Z 的设备,这些设备以 100 英尺的距离排成一行。

通常,如果您想将数据从设备 A 一直发送到 2,500 英尺外的设备 Z,您将需要一个具有相当大功率的发射器。这需要具有大电池的产品。

但是通过网状网络,您可以将数据从设备 A 中继到设备 B、设备 C,以此类推,一直到设备 Z。

没有单个设备必须传输超过一百英尺的数据,因此每个设备所需的功率要小得多。

网状网络可以打开很多非常有趣的应用程序。

低功耗蓝牙 (BLE) / 蓝牙 5

蓝牙低功耗最初是蓝牙经典的一个单独的低功耗版本,严格用于低数据速率应用,例如物联网传感器。

自 2016 年以来,Classic 和 LE 都包含在蓝牙 5 规范中。

蓝牙 5 为您提供两全其美的体验。您可以获得经典蓝牙的音频流和更高的数据速度,同时还可以获得 BLE 的低能耗和网状网络功能。

BLE 有许多应用,但最常见的应用之一是传输传感器数据。每分钟测量一次温度的传感器设备,或每 10 分钟记录和传输其位置的 GPS 设备就是一些例子。

在许多情况下,低功耗蓝牙产品仅由小型纽扣电池供电。如果数据只是不经常发送,则使用纽扣电池运行的 BLE 设备可能具有一年或更长时间的电池寿命。

蓝牙 LE/5 受到手机和平板电脑的广泛支持,使其成为将您的产品连接到移动应用程序的理想解决方案。

蓝牙 5 提供高达 2Mbps 的传输速度,而最初的 BLE 规范仅为 1Mbps。

与本节讨论的所有技术一样,蓝牙 5 支持网状网络。事实上,它允许使用多达 32,767 个设备的网状网络!

除非您有充分的理由选择我在本节中讨论的其他技术之一(Zigbee、Z-Wave 和 6LoWPAN),否则我强烈建议您使用蓝牙 5。

它是最容易实现的无线技术,功耗极低,并且得到最广泛的支持。

用于智能家居自动化的平板电脑

蓝牙 LE/5、Zigbee、Z-Wave 和 6LoWPAN 都是智能家居应用的潜在解决方案。

Zigbee

Zigbee 是另一种短距离网络技术,在许多方面与蓝牙 LE 相似,但应用也很相似。

它使用相同的 2.4 GHz 载波频率,功耗极低,工作范围相似,并提供网状网络。

事实上,一个 Zigbee 网状网络可以包含多达 65,000 个设备,这是蓝牙 LE 可以支持的两倍。但是,我还没有看到一个应用程序可以突破这两个限制。

Zigbee 主要用于智能照明、智能恒温器和家庭能源监控等家庭自动化应用。它也常用于工业自动化、智能电表和安全系统。

Z-Wave

Z-Wave 是一种专有无线技术(2018 年被 Silicon Labs 收购),主要在家庭自动化市场与 Zigbee 和 BLE 竞争。

与使用流行的 2.4 GHz 频段的 BLE 和 Zigbee 不同,Z-Wave 使用的是低于 1GHz 的频段。确切的乐队在许多国家/地区有所不同,如果您希望在全球范围内销售您的产品,这可能会导致并发症。

在美国,Z-Wave 以 908 MHz 运行,而在欧洲则使用 868 MHz。其他国家和地区使用从 865 MHz 到 921 MHz 的所有频率。

较低的载波频率有两个显着优势:增加范围和减少干扰。低频无线电波传播得更远。

蓝牙和 Zigbee 使用的 2.4 GHz 频段也用于 WiFi,甚至您的微波炉,因此存在很大的潜在干扰。

Z-Wave 使用的频段往往不那么拥挤。较低载波频率的缺点是数据传输较低,比蓝牙 5 慢很多倍。

Z-Wave支持多达 232 个设备的小型网状网络,这对于大多数应用程序来说绰绰有余。

6LoWPAN

6LoWPAN 是一种名称奇怪的技术,它结合了两个不同的首字母缩略词。6 指的是 Internet 协议 (IP) 版本 6,LoWPAN 指的是低功耗无线个人局域网。好听的名字,我知道。

6LoWPAN 本质上是 Zigbee 的新竞争对手。主要区别在于 6LoWPAN 是基于 IP 的网络,如 WiFi。

与 Zigbee 和 Z-Wave 一样,6LoWPAN 主要用于家庭自动化应用和智能电表。

局域网 (LAN) 技术

WiFi,也许比蓝牙更重要,可能需要很少的介绍。如果您的产品需要访问互联网,并且总是在 WiFi 接入点附近使用,那么 WiFi 就是答案。

WiFi因其适度的覆盖范围而被称为局域网(LAN)技术。

WiFi 速度快、价格便宜、易于实施、具有良好的工作范围,并且应用广泛。

WiFi的最大缺点,至少对于移动产品来说,是功耗。

由于功耗较高如果您真的不需要 WiFi 提供的性能,通常最好使用其他无线技术。

长距离蜂窝技术

如果您的产品需要访问云,但它不会始终位于 WiFi 接入点附近,那么您的产品可能需要蜂窝无线电来进行长距离通信。

您的产品所需的确切蜂窝技术类型取决于您需要多快传输数据,并在较小程度上取决于您的产品的销售地点。

GSM / GPRS

长期以来,GSM(全球移动通信系统)与 GPRS(通用分组无线电服务)相结合用于数据传输一直是不需要大量数据传输的产品最常用的蜂窝技术。

这主要是由于GSM/GPRS硬件的广泛可用性和相对较低的硬件成本。

然而,GSM 即将结束。

全球大部分蜂窝运营商已经淘汰或即将淘汰 GSM,因此他们可以为需要大量数据传输的 4G 和 5G 智能手机腾出更多带宽。

对于大多数产品而言,LTE-M(见下文)是 GSM 的最佳现代替代方案,适用于数据速率要求适中的应用。

而对于需要高数据速率的产品,常规 LTE 可能是最好的技术。

LTE

LTE 是一种 4G 蜂窝技术,支持比 GSM 更快的数据速度。如果您的产品需要非常快的蜂窝数据传输速度,那么 LTE 可能是最佳选择。

但是,如果您的产品并不真正需要那种级别的数据速度,那么您将为根本不需要的硬件付费。

一个嵌入式 GSM 模块只需几美元就可以从中国购买,而 LTE 模块的价格则超过 20 美元。

LTE 的运营商服务成本也将显着高于 GSM。

随着物联网 (IoT) 设备的巨大普及这种技术选择上的差距变得更加明显。

不过,我将在下一节讨论几种不同的新无线技术,正在填补这一空白。

低功耗远程技术

如果您像许多物联网产品一样需要长距离、低数据通信,那么您的技术选择就不像其他应用程序那样明确。这种类型的网络通常被称为 LPWAN 或低功耗广域网。

物联网-物联网-设备-图形

例如,如果您的产品在远程位置收集天气数据并自动将该数据上传到云端,则可能需要 LPWAN 技术。

正如我已经指出的,GSM 或 LTE 蜂窝技术都不适用于低数据速率应用。

还有其他可用的无线技术可以很好地解决这个问题,包括 LoRa、NB-IOT 和 LTE-M。

Lora/LoraWan

LoRa(Long-Range 的缩写)可以在某些区域实现超过 6 英里的超远距离通信,同时消耗很少的电量。它是 Semtech 于 2012 年收购的专有无线技术。

LoRa 使用不同的频段,具体取决于操作区域。

北美使用 915 MHz,欧洲使用 868 MHz。其他地区也可能使用 169 MHz 和 433 MHz。

LoRa指的是底层技术,可以直接用于点对点通信。LoRaWAN 指的是上层网络协议。

如果您正在寻找低功耗、远距离、点对点的解决方案,那么 LoRa 是一个不错的选择。您通常可以比 LoRaWAN 模块更便宜地购买 LoRa 模块。

如果您希望您的产品连接到现有的 LoRaWAN 网络,则需要包含网络层的更昂贵的 LoRaWAN 模块。

LoRaWAN 网络最初仅在欧洲部分地区可用,但后来扩展到其他地区,包括美国的部分地区。

然而,与蜂窝技术相比, LoRaWAN 的覆盖范围仍然非常有限。

尽管 LoRa 旨在在大范围内运行,但它并不是一种可以连接到移动网络的蜂窝技术。这使得它不那么复杂,实现起来也更便宜,但它的应用程序是有限的。

例如,如果您的产品需要远程访问云,那么您还需要提供一个 LoRa 网关设备来连接到互联网。

网关设备连接到互联网,并与任何远程 LoRa 设备通信。

假设操作范围内没有 LoRa 网关,LoRa 不提供任何单个远程设备远程访问云的方法。

NB-IOT

与 LoRa/LoRaWAN 不同,NB-IOT 是一种蜂窝技术。这意味着它更复杂,实施起来更昂贵,并且消耗更多功率。

但是,它提供了更高质量的蜂窝连接和对互联网的直接访问。

NB-IOT 仅用于传输非常少量的数据。尽管最初NB-IOT的可用性非常有限,但现在它在包括美国和欧洲在内的许多国家得到了更广泛的应用。

现在在您的产品中实施这项技术可能没有意义,但在未来几年内它将变得更加实用。

LTE-M

如果您的产品需要比 LoRa 或 NB-IOT 支持的数据速率更高的长距离蜂窝接入,那么 LTE-M 可能是您的最佳选择。

LTE-M是 LTE(长期演进)Cat-M1 的缩写。该技术适用于需要直接连接到 4G 移动网络的物联网设备。

它是 LTE 蜂窝技术的子集,针对使用小型电池运行的低数据速率设备进行了优化。

LTE-M 在几个关键方面与标准 LTE 不同。首先,由于带宽更有限,可以使用更简单的芯片,因此实现起来更便宜。

其次,它针对降低功耗进行了优化,以免快速耗尽小型电池。

最后,蜂窝服务成本显着降低,因为您没有使用接近标准 LTE 所需带宽的任何地方。

结论

选择无线技术的关键是缩小您的要求,以便您可以专注于可行的技术。

所需的工作范围、数据传输速度、功耗和成本是选择无线技术的主要标准。

当然,就像工程中的所有事情一样,您不可能拥有一切。

例如,较大的工作范围需要增加功耗。

对于更快的数据速率也是如此。在这些标准之间总会有一些让步。从来没有完美的解决方案。

如果您正在寻找一种能够提供长距离、低功耗、高数据速度和低成本的技术,那么您将永远找不到切实可行的解决方案。

相反,我建议您优先考虑您的设计标准,并从那里开始缩小您的选择范围。

STM32 ARM Cortex-M 32 位微控制器编程简介

在这篇深入的文章中,您将了解如何使用各种开发工具为 STM32 Cortex-M 32 位微控制器开发嵌入式固件。

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STM32 系列是一些最流行的微控制器,广泛用于各种产品。

他们还拥有来自多个微控制器开发论坛的出色支持基础。

STMicroelectronics 的该系列微控制器基于 ARM Cortex-M 32 位处理器内核。

STM32 微控制器提供大量串行和并行通信外设,可以与各种电子元件连接,包括传感器、显示器、相机、电机等。所有 STM32 变体都带有内部闪存和 RAM。

STM32可用的性能范围非常广泛。

一些最基本的变体包括 STM32F0 和 STM32F1 子系列,它们的起始时钟频率仅为 24 MHz,并且可提供少至 16 个引脚的封装。

在另一个极端性能方面,STM32H7 的工作频率高达 400 MHz,并提供多达 240 个引脚的封装。

更高级的模型可与浮点单元 (FPU) 一起用于具有严格数值处理要求的应用程序。

这些更先进的模型模糊了微控制器和微处理器之间的界限。

最后,STM32L 子系列专为使用小电池运行的低功耗便携式应用而设计。

开发工具

需要开发工具来开发代码、对微控制器进行编程和测试/调试代码。开发工具包括:

  • 编译器
  • 调试器
  • 在线串行编程器 (ICSP)

编程STM32

通过在线串行编程器 (ICSP) 对 STM32 进行编程。

有多种软件开发工具可用于在 STM32 微控制器上进行代码开发。

这些软件工具可作为集成开发环境 (IDE) 使用,它将所有必要的工具组合到一个集成环境中。

两个常见的开发包包括:

  • Keil MDK ARM (uVison5 IDE) – MDK ARM IDE 是一个非常稳定的开发环境,可以免费下载。它允许开发最大为 32 KB 的程序大小的代码。要开发更大的程序,需要在此处购买许可版本。
  • CoIDE – 一个免费工具链,它基于精简版的 Eclipse IDE 与嵌入式 ARM 版本的免费 G​​CC 编译器集成。

还有几个其他 IDE 可用于 STM32 微控制器。

但是,本文重点介绍使用非常流行的 Keil MDK ARM uVision5 IDE 开发和烧写程序。

除了软件工具之外,还需要一个在线串行编程器 (ICSP) 来对实际微控制器上的代码进行编程和测试。

ICSP 需要通过 USB 端口将微控制器连接到 PC 软件工具。

ARM Cortex-M 微控制器支持两种编程协议:JTAG(由电子行业协会联合测试行动组命名)和串行线调试 (SWD)。

有几种支持这些协议的 ICSP 程序员可用,包括:

  • U-Link 2
  • J-Link
  • ST-Link

开发第一个应用程序

从一个现成的基本代码框架开始总是最容易的。然后,添加微控制器的特定应用和型号所需的代码。

幸运的是,STMicroelectronics 提供了一个非常有用的图形工具,称为 STM32CubeMx,它有助于为您选择的任何 STM32 微控制器创建基本应用项目。

它还可用于在微控制器的多路复用引脚上配置外设。

STM32CubeMX 工具可以从这里下载。STM32Cube 附带一套适用于所有类型外设的广泛驱动程序,并支持与代码预集成的可选 FreeRTOS(免费实时操作系统)。

以下部分详细描述了如何为 STM32F030 微控制器创建一个简单的 UART 应用程序,以响应在终端窗口上键入的任何内容。

  • 安装 STM32CubeMX 软件。
  • 运行应用程序并选择New Project。然后它将打开MCU Selector窗口,如下所示。
  • 双击以选择正在使用的微控制器型号。在这种情况下,我们使用的是 STM32F030K6。然后它会将您带到所选微控制器的引脚分配页面。
在 STM32CubeMX 中设置新项目的屏幕截图

STM32F030K6 是一个 ARM Cortex-M0 内核,具有 32KB 的闪存和 4KB 的 RAM 存储器。

示例代码启用使用 PA9 和 PA10 引脚来接收和发送串行数据的 UART,如下图绿色引脚所示。

屏幕截图显示了 STM32CubeMX 中 STM32F030K6 的引脚排列

在配置选项卡下配置 UART 设置,然后选择 UART 设置,如下所示。

在NVIC 设置选项卡下启用 NVIC 全局中断选项。

屏幕截图显示如何配置 UART 设置 STM32CubeMX

接下来,导航到Project->Settings以添加新的项目名称并选择要使用的工具链 IDE。

对于本示例,将项目名称设置为“UARTEcho”并选择 Keil-MDK5 IDE 进行项目开发。

最后,通过单击Project -> Generate Code 生成项目代码

构建和刷新代码

现在打开生成的 MDK-ARM 工程文件 UARTEcho\MDK-ARM\UartEcho.uprojx。

到目前为止,该程序只是初始化 UART 外设并在无限循环中停止。

需要注意的是,STM32Cube 生成/* USER CODE BEGIN x *//* USER CODE END x */注释块来实现用户特定的代码。用户代码必须写在这些注释块中。

每当使用修改后的配置重新生成代码时,STMCube 工具都会将用户代码保留在这些用户注释块中。

接下来,在 main.c 源文件中定义一个全局变量以从 UART 接收一个字节:

/* USER CODE BEGIN PV */
/* 私有变量 ————————————– ——————-*/
静态 uint8_t recv_data 

;
/* 用户代码结束 PV */

完成所有初始化代码后,使驱动程序接收 1 个字节。以下函数使能 RXNE 中断位。

/* 用户代码开始 2 */
HAL_UART_Receive_IT 

( & 

; 硬件1 

, & 

; 接收数据

, 1 );
/* 用户代码结束 2 */

现在,添加一个回调函数来处理接收中断并传输接收到的字节。/* 用户代码开始0 */

void HAL_UART_RxCpltCallback 

( UART_HandleTypeDef 

* huart 

)
{
HAL_UART_Transmit 

( huart 

, huart 

– > pRxBuffPtr , 1 , 1000 ) 

; } /* 用户代码结束 0 */

最后,我们需要编译代码并将其闪存(下载)到微控制器。

安装 Keil MDK ARM IDE 后,可以使用 ST-LINK V2、J-Link 和 Ulink2 的驱动程序。

默认情况下将选择 ST-Link 调试器。转到Projects–>Options for Target并在Debug选项卡中选择使用的 ICSP 编程器。

通过选择Flash->Download来刷新代码。

微控制器现在将回显通过 UART 接收到的任何数据。它可以通过使用 USB 转串口转换器连接到 PC。

在 PC 上,使用 115200-8-N-1 的设置打开带有终端应用程序的 COM 端口。

现在从终端发送的任何内容都将通过微控制器回显。

中断系统

STM32 中断系统基于 ARM Cortex M 内核 NVIC 外设。

除了 ARM 内核的 16 个中断通道外,STM32 MCU 还支持多个可屏蔽中断通道。

例如 STM32F0 MCU 系列支持 32 个可屏蔽中断。下表给出了该系列 MCU 的异常和中断向量表。

打断描述向量地址
预订的0x00000000
重置重置0x00000004
NMI不可屏蔽中断。RCC 时钟安全系统 (CSS) 链接到 NMI 向量0x00000008
硬故障所有类别的故障0x0000000C
SVCall通过 SWI 指令调用系统服务0x0000002C
待定SV系统服务的待处理请求0x00000038
系统记号系统滴答计时器0x0000003C
WWDG窗口看门狗中断0x00000040
PVD_VDDIO2PVD 和 VDDIO2 提供比较器中断(结合 EXTI 线 16 和 31)0x00000044
实时时钟RTC 中断(组合 EXTI 第 17、19 和 20 行)0x00000048
闪光Flash 全局中断0x0000004C
RCC_CRSRCC 和 CRS 全局中断0x00000050
EXTI0_1EXIT 线[1:0] 中断0x00000054
EXTI2_3EXIT 线[3:2] 中断0x00000058
EXTI4_15EXIT 线[15:4] 中断0x0000005C
TSC触摸感应中断0x00000060
DMA_CH1DMA 通道 1 中断0x00000064
DMA_CH2_3
DMA2_CH1_2
DMA 通道 2 和 3 中断
DMA2 通道 1 和 2 中断
0x00000068
DMA_CH4_5_6_7
DMA2_CH3_4_5
DMA 通道 4、5、6 和 7 中断
DMA2 通道 3、4 和 5 中断
0x0000006C
ADC_COMPADC 和 COMP 中断(组合 EXTI 线 21 和 22)0x00000070
TIM1_BRK_UP_TRG_COMTIM1 中断、更新、触发和换向中断0x00000074
TIM1_CCTIM1 捕捉比较中断0x00000078
TIM2TIM2 全局中断0x0000007C
TIM3TIM3 全局中断0x00000080
TIM6_DACTIM6 全局中断和 DAC 欠载中断0x00000084
TIM7TIM7 全局中断0x00000088
TIM14TIM14 全局中断0x0000008C
TIM15TIM15 全局中断0x00000090
TIM16TIM16 全局中断0x00000094
TIM17TIM17 全局中断0x00000098
I2C1I2C1 全局中断(结合 EXTI 23 行)0x0000009C
I2C2I2C2 全局中断0x000000A0
SPI1SPI1 全局中断0x000000A4
SPI2SPI2 全局中断0x000000A8
USART1USART1 全局中断(结合 EXTI 25 行)0x000000AC
UART2USART2 全局中断(结合 EXTI 26 行)0x000000B0
USART3_4_5_6_7_ 8USART3、USART4、USART5、USART6、USART7、USART8全局中断(结合EXTI线28)0x000000B4
CEC_CANCEC 和 CAN 全局中断(结合 EXTI 线 270x000000B8
USBUSB 全局中断(结合 EXTI 18 行)0x000000BC

扩展中断和事件控制器 (EXTI)

STM32 MCU 具有扩展中断和事件控制器,用于管理外部和内部异步事件/中断,并向 CPU/中断控制器生成事件请求,并向电源管理器生成唤醒请求。

一条或多条 EXTI 线中的每一条都映射到 NVIC 中断向量之一。

对于外部中断线,要产生中断,应配置并启用中断线。

这是通过使用所需的边沿检测对两个触发寄存器进行编程并通过将“1”写入中断屏蔽寄存器中的相应位来启用中断请求来完成的。

外部中断和 GPIO 映射

系统上可用的每个 GPIO 都可以配置为生成中断。但是每条 EXTI 中断线都映射到多个 GPIO 引脚。

例如,所有可用 GPIO 端口(A、B、C 等)上的 PIO0 将映射到 EXTI0 线。所有端口的 PIO1 都将映射到 EXTI1 线,依此类推。

一些 EXTI 行被组合成一个 NVIC 向量。例如,EXTI4_15 映射到单个向量地址,因此从 PIO4 到 PIO15 的所有中断都将有一个中断例程。

但是可以通过读取中断挂起寄存器来识别中断的来源。

使用 STM32 MCU 设计系统时要考虑的一件重要事情是选择用于中断的 GPIO 引脚。

MCU 在设备上可能有超过 16 个可用的 GPIO,但只有 16 个外部中断线可用。

例如,EXTI_0 可以映射到 PA0 或 PB0,但不能同时映射到两者。

因此,在为外部中断选择引脚时,应该选择它们,以便它们可以唯一地映射到 EXTI 线之一。

以下部分介绍如何使用 STM32 Cube 配置中断。

截图配置中断STM32CubeMX

选择配置选项卡并选择必须为其配置中断的硬件模块。模块配置窗口打开。

然后选择 NVIC 设置选项卡并启用全局中断。

启用模块中断的代码将在 HAL_<module>_MSPInit(…) 函数的 stm32f0xx_hal_msp.c 中生成。

/* USART1 中断初始化 */
HAL_NVIC_SetPriority 

( USART1_IRQn 

, 0 , 0 ) ;
HAL_NVIC_EnableIRQ 

( USART1_IRQn 

) ;

STM32 Cube 生成的代码将有所有中断的 IRQ_Handler 实现。启用中断后,代码将包含在应用程序中。

通常生成的代码已经处理了 IRQ 并清除了产生中断的标志。

然后它调用与为模块生成中断的事件相对应的应用程序回调。

作为驱动程序的一部分,STM32 HAL(硬件抽象层)为每个模块内的每种事件类型实现回调。

在此示例中,应从 stm32f0xx_hal_UART.c 文件复制Rx 传输完成回调。

驱动程序中的回调函数将使用 __weak链接器属性实现。

用户需要通过删除其中一个应用程序文件中的 __weak 属性来实现必要回调函数的副本,然后在该函数中编写所需的特定处理。

/**
* @brief Rx 传输完成回调。
* @param huart UART 句柄。
* @retval None
*/

__weak 

void HAL_UART_RxCpltCallback 

( UART_HandleTypeDef 

* huart 

)
{
/* 防止未使用的参数编译警告 */
UNUSED 

( huart 

) ;

/* 注意:这个函数不要修改,当需要回调时,
可以在用户文件中实现 HAL_UART_RxCpltCallback。
*/

}

结论

本教程介绍如何编写与 STM32 系列微控制器配合使用的应用程序。

还有其他几种编写应用程序的方法,但讨论的 STM32Cube 是一种简单直观的入门方法。

该工具简化了微控制器外设的初始化。它还提高了代码的可维护性,特别是当有需要将信号重新映射到不同引脚的硬件版本时。

使用 STM32Cube 工具的另一个优点是它可以为微控制器生成用户配置报告。

在本报告中,它详细介绍了时钟树、引脚映射和硬件模块配置,这些都非常有用。

还有几个其他代码库和示例程序可用于所有 STM32 变体。还包括对多个 IDE 的支持。

如果您的项目需要复杂的 32 位微控制器,那么我强烈推荐 STM32 系列。它们不仅功能强大且受欢迎,而且 STM32 微控制器的价格也相当实惠。

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