图书简介:
第1章 嘉立创EDA软件介绍
1.1 嘉立创EDA
1.2 功能特点
1.2.1 简单易用
1.2.2 库文件共享
1.2.3 开源硬件平台
1.2.4 技术支持
1.2.5 一站式产业链服务
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第2章 GD32E230核心板介绍
2.1 GD32系列微控制器介绍
2.2 GD32E230xx系列微控制器介绍
2.3 GD32E230核心板简介
2.4 基于GD32E230核心板可以开展的部分实验
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第3章 GD32E230核心板原理图设计
3.1 GD32E230核心板硬件设计需求
3.2 新建工程
3.3 原理图设计环境设置
3.4 原理图绘制规范
3.5 电路设计
3.5.1 USB电路
3.5.2 电源转换电路(5V转3.3V)
3.5.3 通信–下载电路
3.5.4 独立按键和复位按键电路
3.5.5 蜂鸣器电路
3.5.6 LED电路
3.5.7 OLED显示屏接口电路
3.5.8 GD32系列微控制器电路
3.5.9 外扩引脚
3.6 原理图检查
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第4章 GD32E230核心板PCB设计
4.1 原理图导入PCB
4.2 设计PCB板框
4.3 绘制定位孔
4.4 设计规则
4.4.1 安全间距
4.4.2 导线
4.4.3 过孔尺寸
4.4.4 铺铜
4.5 层的设置
4.5.1 层工具
4.5.2 图层管理器
4.6 元件的布局
4.6.1 布局基本操作
4.6.2 布局原则
4.7 元件的布线
4.8 泪滴
4.9 铺铜
4.10 丝印
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第5章 电路板制作
5.1 一键PCB下单
5.2 小助手PCB下单
5.2.1 导出Gerber文件
5.2.2 嘉立创下单助手
5.3 一键元件下单
5.4 立创商城元件下单
5.4.1 导出BOM文件
5.4.2 元件下单
5.5 嘉立创SMT下单
5.5.1 导出坐标文件
5.5.2 SMT在线下单
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第6章 焊接与调试
6.1 焊接工具和材料
6.1.1 电烙铁
6.1.2 镊子
6.1.3 焊锡
6.1.4 松香
6.1.5 吸锡带
6.2 万用表
6.2.1 导通测试
6.2.2 测量直流电压
6.2.3 测量电阻的阻值
6.2.4 测量电容的容值
6.2.5 测量发光二极管的导通电压值
6.3 元件焊接技巧
6.3.1 贴片元件焊接方法
6.3.2 发光二极管焊接方法
6.3.3 肖特基二极管焊接方法
6.3.4 芯片焊接方法
6.3.5 直插元件焊接方法
6.4 GD32E230核心板焊接步骤
6.4.1 焊接第1步
6.4.2 焊接第2步
6.4.3 焊接第3步
6.4.4 焊接第4步
6.4.5 焊接第5步
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第7章 程序下载与验证
7.1 安装CH340驱动
7.2 通过GigaDevice ISP Programmer下载程序
7.3 通过串口助手查看接收数据
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第8章 元件库
8.1 器件库
8.2 符号库
8.2.1 新建符号
8.2.2 使用符号向导创建符号
8.2.3 使用高级符号向导创建符号
8.3 封装库
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附录A GD32E230核心板原理图
参考文献
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EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的英文缩写,是实现集成电路芯片的功能设计、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)的重要工具。EDA工具软件可分为3类:芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件和系统设计辅助软件。PCB设计软件属于系统设计辅助软件这一类。
PCB是一种半导体元件的载体,也是电子电路的核心部件之一,PCB设计的好坏直接影响电子产品的性能,因此PCB设计的重要性不言而喻。对于从事电子设计的工程师(如电子工程师、硬件工程师)而言,PCB设计是必须具备的一项基本功,也是检验工程师技术水平的试金石。电路设计与制作是一项非常复杂且系统的工作,包括原理图设计、PCB设计与制作、焊接与调试等阶段。其中,原理图设计阶段主要包括制作元件符号、绘制原理图、检查原理图等工作;PCB设计阶段主要包括制作元件封装、绘制PCB、设计规则检查等工作;PCB制作阶段主要包括导出各种生产文件、在制板厂下单PCB制作、采购元件等工作。“麻雀虽小,五脏俱全”,即使是设计和制作一块简单的电路板,也必须掌握上述这些技能,并且要能将这些技能合理有效地贯穿始终。
“工欲善其事,必先利其器”,对于初学者而言,首先需要选择一款友好易用的EDA软件。嘉立创EDA始创于2010年,是一款由嘉立创EDA团队独立开发的云端PCB设计软件。该软件不仅拥有自主知识产权,还承诺永久免费使用。嘉立创EDA以“两小时入门,两天精通”为宗旨,在上述宗旨下:①嘉立创EDA软件具有清晰的中文界面,大大降低了使用门槛,而且很多功能的操作都可一键完成,简洁高效,用户可以轻松上手;②嘉立创EDA集中管理元件库和模型,已集成超过百万个元件的免费封装、上万种3D模型及海量开源工程,具有电路仿真、原理图与PCB设计、面板设计等众多强大的电路设计功能,可大大提升用户设计效率,满足用户的多元化需求;③嘉立创EDA立足于云端,用户可随时随地使用,便于团队协作和项目管理;④依托深圳嘉立创科技集团股份有限公司(以下简称“嘉立创”)所搭建的“电子行业一站式服务平台”,用户可实现从EDA设计、PCB打样/小批量生产、元件采购、激光钢网到SMT贴片的全流程一站式操作。
为了最大限度地满足用户的使用需求,嘉立创EDA相继推出了标准版和专业版两个版本。其中,标准版主要面向电子爱好者及教育工作者,适用于元件数量在300个以下的电路的设计;专业版主要面向专业开发人员,适用于更加复杂的电路的设计。
本书选用嘉立创EDA(专业版),并以GD32E230核心板为硬件载体,通过理论与实例相结合的方式,详细介绍电路设计与制作的流程及操作方法,内容循序渐进,工程实用性强。初学者通过学习本书及不断地练习和实践,可以在短时间内对电路设计与制作的整个过程形成立体的认识,最终能够独立地进行简单电路的设计与制作。此外,本书的一大特色是着重介绍了各种设计和操作规范,有助于初学者养成良好的习惯。本书的另一特色是遵循“小而精”的理念,只重点介绍与GD32E230核心板电路设计与制作相关的技能和知识点,未涉及的内容尽量省略。
此次修订对第1版的内容和结构均做了较大程度的调整和优化。本书首先介绍嘉立创EDA软件和GD32E230核心板,使读者先了解软件和GD32E230核心板的基本情况。然后详细介绍原理图和PCB设计、电路板制作、焊接与调试、程序下载与验证这些内容,从而使读者能够完成一块GD32E230核心板的设计与制作。考虑到读者在后续的项目设计中可能会使用到一些不常用的或需要特殊设计的元件,而这些元件不在嘉立创EDA提供的元件库中,需要读者自己设计,最后一章特别介绍了元件库,读者可以通过学习这一章来掌握制作元件原理图符号和PCB封装的方法。另外,本书配有丰富的资料包,包括GD32E230核心板原理图、例程、软件包、PPT讲义、参考资料等,这些资料会持续更新,下载链接可通过微信公众号“卓越工程师培养系列”获取。
钟世达和张沛昌总体确定了本书的编写思路和大纲,并参与了部分章节的编写;谢宁、唐浒、彭芷晴协助完成了统稿工作,并参与了部分章节的编写;周小安对全书进行了审核。本书得到了深圳大学电子与信息工程学院、生物医学工程学院的大力支持;深圳市乐育科技有限公司为本书的编写提供了充分的技术支持;深圳嘉立创科技集团股份有限公司的贺定球为本书的编写给予了大力支持。本书的出版还得到了电子工业出版社的鼎力支持,在此一并致以衷心的感谢!
由于编者水平有限,书中难免有不成熟和错误之处,恳请读者批评指正。读者反馈问题、获取相关资料或遇实验平台技术问题,均可发邮件至邮箱:ExcEngineer@163.com。
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