USB收音机

一、Altium Designer Winter 09

第一块板子做的是关于“USB收音机”，这块板子我画的很仓促，原理图是参照用户手册画的，基本上是抄板。但是我要修改的是样板上的一块收音芯片，把他换成更高级的模块，由SPI转到I2C。由于想学好布局和布线，光这个板子我就画了一个星期，花了不下9块PCB，都用手工布局布线。最后画出来的成品经过老总的经验修改，变的还像个样子了，但是经过实际焊接编程测试后，还是有诸多的问题。
焊接好后的板子需要测电源和地之间的电阻，如果小与300欧姆则有短路。

以下是我第一个PCB项目所总结出来的经验：

1.画图之前必须先了解好各个芯片的“极限参数”和“引脚定义”这些信息可以通过参考用户手册得到。

如：我就是因为没有详细的参考，导致整个供电系统都瘫痪了。c8051f321是3V的芯片我错误的弄成了5V；接USB的话VDD为导出3.3V，我直接给他接USB电源5V；这个芯片虽然各接口是可编程控制的，但是支持外部中断的只有P0口；而且此芯片是通过C2编程的，我画图的时候还错误的以为是通过串口下载，连用什么开发环境我都还没搞清楚；我也以为这个芯片不支持I2C，需要硬件模拟，才发现它支持SMBus，这个模式是兼容I2C的等等。

2.原理图复杂的分模块画，各IC最好按手册封装连线；由于原理图是导出PCB的关口，必须保证原理图正确无误才能导出PCB，各元器件最好把值标注在注释上。

 如：我是分模块画的，先画完模块原理图，再由各模块导出总图，实话很方便很好管理；特别是我原理图有问题的时候，直接调出要修改的模块修改。我的IC原理图封装有几种，一种是按手册来的；另一种是图接线方便把引脚顺序都弄乱了；因为我在调试板子的时候要对比接口修改接线，查看PCB的话太乱了敷铜，过孔各种颜色眼花啊，直接参考原理图很给力。只要原理图正确了，导出的PCB电气接线就不会错，只管花心思在布局和走线了。AD09有个问题，一个新建的PCB文件只能由原理图更新一次，再次就会有问题，必须移出重建PCB才能再次生成PCB。

3.原理图如果要导出PCB，就必须有元器件封装，大部分封装都可以参考手册，但是必须结合实际情况做适当的修改，各元器件最好有边框，要考虑焊接等问题。

如：IC的封装我画了3次，第一次搞错了封装的类型，因为没有看懂手册就开始画了；第二次完全按照手册封装画，结果出来的PCB焊接成问题了；最后我听老总的把各个引脚接线都延长了1mm，这才算是完成了。有些自带的原理图要修改封装可以用shift+f查找同类批量修改，只要元器件库加载进来了，直接修改名字就行了。
4.布局先放IC再放周边元器件，必须得考虑数字，模拟，高频等信号不能互相干扰；各元器件发热情不能相互影响；尽量考虑到走线的简单。
如：我开始布局很乱，虽然都元器件都是围绕着芯片的，但是各方面的信号根本就没有考虑进去。滤波电容和晶振应尽量靠近IC，我同样没有考虑。画了9块板子逐渐在改进，但是问题还是很多，我觉得应该要和高手多讨论才有进步。这次多亏了“一个传说”，他帮我把第10个图修改了下，把所有考虑的问题都想到了，使我大开眼界。我认为布局是需要参考原理图的，这样就能知道元器件大概的摆放位置。
5.走线就是越简单越好，尽量走最短线特别是高频信号，推荐自动布线再调整或完全手工布线。
如：走线是建立在布局的基础上的，若布局没好就走线，肯定是乱无章法。走线不能垂直，且要尽量简单，能弄成直线就别让它弯曲；过孔得考虑大小（工厂工艺限制）。地线>电源线>信号线。
6.敷铜就是敷地，分区域敷铜能把不同的信号给间隔开，可以参考拓扑结构。敷铜上尽量排列整齐过孔，IC若有底座也需要放置过孔（需大些，考虑焊接过锡和不能虚焊）。
如：敷铜是最后步骤，必须把持好。先敷铜再放过孔，需要覆盖的地方应用填充，这样下来一个板子基本上完成。

PCB要求
贴片封装：0603，1206
过孔大小：30mil/15mil（IC底座过孔要更大）
信号线粗：10mil
电源线粗：15mil+（芯片周边不要求）
地线就是：敷铜
规则间距：8mil

二、Keil uVision4
接下来是下位机软件的设计了，还好这个项目有参考设计，我只需要在别人的基础上修改就行了。但是这修改却不亚于重新开发，我需要由原来的收音芯片si4701（spi接口）换成si4750（i2c接口），开发真正困难的地方是没有详细的参考手册，我连芯片的寄存器都没有。老总还算厚道，帮我弄来了，但是资料很老，很不详细。没办法也只能硬着头皮干了，谁让他是我boss呢。
我把所有通信协议都改了，利用一个全局数组替换掉原来的寄存器，初始化为0（可以判断上位机是否有数据过来，有则赋值就不为0了），然后通过循环检测此数组数值是否不为0，若不为0则执行相应数组元素的操作，执行完后赋值0。考虑到内存不够的问题，我这里只设置了几个重要的寄存器数组。

下位机经验：
1.必须得弄到详细的资料才开工。
如：这点我是做到了，因为我比较懒，没弄好资料我是不会动手的。我谷歌百度都没有芯片寄存器控制的，于是我直接到芯片官网上去查，结果也没找到，我当时别提有多郁闷了，硕大的一个公司怎么就连个资料都没有，找到的全是芯片的概要。走投无路下我就在官网技术区留言，当然外国网站也只能用英语了，大概意思是“给我一个si4750的寄存器控制资料”，邮箱也附上了。然后我再网络上面搜索si4750的控制例程，奶奶的还真有。大大缩短了工作进度。
2.裁剪不需要的功能模块，根据实际电路做适当修改（I2C等需要地址的通信要强烈注意）。
如：我找到的例程是si475x的控制，则是这一个系列的控制，我刚开始没有考虑到内存和si4750不支持的功能，于是我果断吃亏了，调试了很久芯片就是耐不活，而且我还没把I2C的地址换过来，害了我好几天啊。
3.一个模块一个模块的做，最后再整合。
如：这个项目有几个功能模块，因为有现成的参考设计，我就直接全部一起调试，直接用上位机去接收USB通信获取的收音信号，同样好几天无果。后面我听一个朋友说得先弄出声音来，我就开始单独调试si4750了，然后在输出音频信号的口上接了个3.5mm的通用接口，用音响来测，功夫不负有心人，我成功了，然后我就这样一个一个模块的弄，最后整合。
4.合理利用idata，xdata等内存。
如：由于加进来的模块都用idata和xdata，我这芯片c8051f321内存很有限，于是程序干脆就跑不起来，直接死机。idata和xdata一般是用于优化内存的，没用好结果你懂得。
5.各功能模块函数得注意存放地址（通过keil4预设）。
如：这款芯片是可以直接通过编程读写flash的，很方便，然而就是保存上位机配置的那个const unsigned char Host_data[512]数组就是保存不了配置；通过调试我发现这个数组的地址和函数编写地址有冲突。最后终于发现是编译器调整地址来实现的，在KEIL4的Options for Target->BL51 Locate->Code处填上?CO?F320_COMMAND_INTERPRETER(0x3600),?PR?RADIO_FLASHER?F320_COMMAND_INTERPRETER(0x3800), ?PR*F320_COMMAND_INTERPRETER就对了。用法可以参考keil4的手册。

开发套件（以下均来自官网）
C8051F 配置：ConfigAndConfig2Install
KEIL4     下载：SiC8051F_uVision
USB再开发包：USBXpress_Install

三、Microsoft Visual C++ 6.0
下位机弄好了，就可以进行上位机的开发了（这样好调试修改）。同样有参考设计，由于下位机通信协议全改了，则根据需要修改上位机协议即可。因为这个参考软件做的极其的丑陋，我差点就想用QT重新搭建了（这是MFC工程），考虑到我用掉的周期已不容小觑了，所以忍住了手痒。

上位机经验：
1.找到入口函数，然后分析看懂整个流程（修改下位机同）
如：开始看着这堆代码就发晕，因为文件多，代码量大，不过还好每个模块文件就一个类。我只能从入口开始分析流程，然后看懂整个框架。因为只能看懂了程序才能进行修改。
2.在关键函数处设置messagebox或其他能导出信息的函数，查看具体值变化。
如：如果我没有这样去做，我相信我会累死的。
3.掌握好数据后，就可以修改协议和功能了（这里需要和下位机共同修改开发）。
如：我开发c++项目不多，大多都是直接sdk开发。而这个软件是mfc做的，果断现学现卖啊。不过我没打算学mfc，毕竟很老了，我选择学习QT对于嵌入式来说更实在。

工具：
只要有vc编译器就成，我用的是vs2010，把vc6转换过来一样的，不过发布的时候需要有动态库，当然也可以静态编译。

四、总结
通过这次的方案设计，我确实成长了，学到了很多的东西和经验。我也挺佩服自己的，作为一个新手独立完成了这个项目，不过我想也是必然，因为高中的我就会做软件了，呵呵~我需要再接再厉，多做多学，为以后做嵌入式物联网打下坚实的基础。