我發(fā)現(xiàn)我通過(guò)使用示例來(lái)學(xué)習(xí)大量信息——了解其他人如何做事并了解他們決策過(guò)程的“原因”?？紤]到這一點(diǎn)，我從頭開(kāi)始構(gòu)建了一個(gè) Arduino Uno，并且在某種意義上對(duì)它進(jìn)行了逆向工程，以便我可以分享經(jīng)驗(yàn)。Arduino Uno 是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路板，如下面的視頻所示，其成功的關(guān)鍵在于其界面的簡(jiǎn)單性——硬件和軟件。 ?

在下載了 Arduino Eagle 文件、發(fā)送要制造的電路板并購(gòu)買(mǎi)了所有必需的部件后，我用激光切割機(jī)和高空透明度制作了一個(gè)焊膏模板。通過(guò)對(duì)齊模板和電路板，我能夠?qū)⒑父嗤磕ǖ诫娐钒迳衔倚枰鼮?Arduino Uno 放置零件的位置。當(dāng)我放置每個(gè)零件時(shí)，我必須弄清楚它的目的是什么。在某些情況下，這是非常明顯的。在其他情況下，它提供了一個(gè)我以前沒(méi)有考慮過(guò)的有趣的解決方案。為了向您展示我的意思，讓我們按部分分解。

首先，我們放置復(fù)位按鈕，該按鈕與微控制器上的復(fù)位引腳、ICSP 編程器和接頭中的復(fù)位引腳相連。接下來(lái)是一個(gè)鐵氧體芯片電感，放置在 USB 接地線上，以抑制可能污染電路板整體接地的高頻噪聲。接下來(lái)是一個(gè)二極管，這樣如果 USB 微控制器的復(fù)位線變高，它將通過(guò)傳導(dǎo)到 5V 線上來(lái)拉低有害電壓。板上實(shí)際上有兩個(gè)壓敏電阻，連接到 USB 的兩條數(shù)據(jù)線上，有助于在不影響數(shù)據(jù)信號(hào)的情況下保持線路免受過(guò)壓影響。壓敏電阻之間是一個(gè) 22Ω 電阻陣列，與數(shù)據(jù)信號(hào)串聯(lián)，用作終端電阻。PTC，或可復(fù)位保險(xiǎn)絲，如果電路板拉電流過(guò)多，則與來(lái)自 USB 的輸入電源串聯(lián)放置，從而保護(hù)計(jì)算機(jī)的 USB。這里還有一個(gè) PMOS 晶體管，通過(guò)運(yùn)算放大器工作，作為指示板指示電源是通過(guò) USB 還是通過(guò) DC 電源插孔提供的。接下來(lái)是幾個(gè)無(wú)源元件——其中兩個(gè)是用于晶體的 22 孔帽。一個(gè)忠告：一些微控制器內(nèi)部有這些電容器。但是，如果它們沒(méi)有并且您沒(méi)有它們，那么您的微控制器將無(wú)法工作。接下來(lái)是幾個(gè)無(wú)源元件——其中兩個(gè)是用于晶體的 22 孔帽。一個(gè)忠告：一些微控制器內(nèi)部有這些電容器。但是，如果它們沒(méi)有并且您沒(méi)有它們，那么您的微控制器將無(wú)法工作。接下來(lái)是幾個(gè)無(wú)源元件——其中兩個(gè)是用于晶體的 22 孔帽。一個(gè)忠告：一些微控制器內(nèi)部有這些電容器。但是，如果它們沒(méi)有并且您沒(méi)有它們，那么您的微控制器將無(wú)法工作。?

然后我們稍微移動(dòng)一點(diǎn)，放置一個(gè)電容器來(lái)清理模擬參考信號(hào)，一個(gè)黃色 LED，然后是另一個(gè)電阻陣列，用作板上 LED 的電流限制器。接下來(lái)是一個(gè) Atmega 16U2，它充當(dāng) USB 到串行轉(zhuǎn)換器，使您可以簡(jiǎn)單地將 USB 連接到板上，而無(wú)需擔(dān)心 FTDI 電纜。QFN 也是較難焊接的部件之一，因?yàn)楹副P(pán)很小，并且您需要足夠的焊膏來(lái)進(jìn)行連接，但不要太多以至于它會(huì)橋接。不過(guò)，對(duì)齊相對(duì)容易，因?yàn)樗鼤?huì)在回流期間自我調(diào)整以更準(zhǔn)確地對(duì)齊焊盤(pán)。然后，我們放置了更多用于電源調(diào)節(jié)的狀態(tài) LED 和無(wú)源器件。?

然后，我們有一個(gè)雙運(yùn)算放大器，其中一個(gè)運(yùn)算放大器用作分壓器的緩沖器，該分壓器還控制 3.3-V LDO，而另一個(gè)運(yùn)算放大器控制通信狀態(tài) LED。放置一個(gè) LDO，通過(guò)桶形插孔接受 7-12V 輸入并將其降至 5V。緊隨其后的是另一個(gè) LDO，將 5V 降至 3.3V，由運(yùn)算放大器控制. 然后我們有一個(gè)用于主微控制器的 16 MHz 陶瓷諧振器。該諧振器具有內(nèi)部電容器，而不是兩個(gè)外部電容器。雖然它不那么精確，尤其是與晶體振蕩器相比時(shí)，它非常小且便宜。最后，電路板的另一側(cè)是 LED、電阻陣列和保護(hù)二極管，用于顯示 ICSP 編程狀態(tài)并防止電源線上的瞬變。在移動(dòng)到兩個(gè)大電解電容器之前，另一個(gè)小型電源清潔電容器放置在微控制器的 VCC 引腳上。我放置的第一個(gè)清理了 5V 電源，而第二個(gè)清理了來(lái)自桶形千斤頂?shù)妮斎腚娫?。兩個(gè)電容的額定電壓均為 25 V，并且可以完全互換。最后一個(gè)表面貼裝器件是最后一個(gè)二極管，以確保沒(méi)有任何電流流回筒形插孔。

電路板在回流爐中待了一段時(shí)間后，就該完成通孔器件了。首先，我們安裝了 USB 轉(zhuǎn)串行微控制器使用的 16 MHz 晶振。然后，我們添加 DIP 封裝微控制器所在的插座，如果發(fā)生不幸，您可以關(guān)閉微控制器。標(biāo)頭為 0.1 英寸。間距，但隨后他們?cè)谝恍┮_之間放置了奇怪的間隙，這被認(rèn)為是多年來(lái)一直在發(fā)生的意外，因?yàn)樗麄兿Ｍ屗惺来３旨嫒荨？吹轿也皇俏ㄒ环稿e(cuò)的人，我感到很欣慰。最后，我們添加 USB 和電源連接器以完成項(xiàng)目。

以這種方式組裝一塊電路板所花費(fèi)的時(shí)間和精力并非易事。然而，這是一個(gè)很好的方式來(lái)了解更多關(guān)于那里的電子產(chǎn)品并獲得一些原型組裝技術(shù)的實(shí)踐。

審核編輯 黃昊宇