1、首先确定我们的目标

我们要做的就是嵌入式开发的必备工具之一,J-Link仿真器也叫做下载器、编程器、它支持所有ARM内核的所有单片机的下载与调试。但是J-Link OB与J-Link在功能上没有区别,但是J-Link OB只支持Cortex-M内核的单片机,这个就包括STM32系列的单片机。我们现在做的就是为STM32单片机调试提供的工具。它属于硬件工具,嵌入式单片机系统开发还要与软件工具配套使用。软件工具包括(IAR、KEIL、ADS等)。

2、参考

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

这是现有的成品JLINK ob,我们要做的就是参考这个做出一个自己的PCB模块,现在我们来分析下需要的材料:

①micro USB母座。这个插座的作用就是与电脑的USB口连接,选用micro USB的原因是因为这是与普通安卓手机使用的充电口一样的端口,所以说可以使用手机数据线与电脑连接。

②主控IC(STM32F072C8T6)。ST公司的的产品,是世界上销量最大的单片机公司,其中STM32系列的使用量也是较其他公司领先的。

③6pin的插座。这个插座的作用就是将J-LINK OB本身与单片机连接的插座,之所以选择6Pin(就是有六根线)后边原理图会有详细说明

④USB 5V-3.3V单片机供电(mic5219-3.3)。电源转换芯片,也叫做降压,其作用就是将USB口的5V电压降压到3.3V,也就是起到降压的作用。因为主控STM32F072单片机的电源是3.3V,5V直接给单片机供电是会损坏芯片的。

⑤下载程序的插座。这个插座只会使用一次,它是用来给本身单片机(也就是第②项所指的)下载程序的,这个程序我们一般称作固件。

⑥滤波电容,由于单片机对供电质量要求比较高,为了稳定单片机运行环境,要对单片机的供电进行稳定,也就是在单片机供电端口附近加滤波电容。

⑦电源指示灯,在任何电子产品上,几乎都会有电源指示灯的身影,包括显示器、电脑、电视、路由器等等都会有一个灯常亮,因此,我们的这个产品也是属于一个电子产品,也需要有一个电源指示灯。

3、绘制J-Link OB电气功能框图

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

相信上图的软件都不陌生吧,PowerPoint也就是PPT,就是制作幻灯片的软件,对于这个软件的使用大多数人都会,我就不仔细说明这个软件的使用说明了。

接下来就是绘制:

①新建一个幻灯片,在上面放置一些矩形来模拟JLINK模块所需的元器件,如图,位置可以随意放,然后根据需要进行调整。

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

②在这些矩形框里输入各个元件的名称。

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

③然后根据电气原理进行模拟电气连线,连线的方式有很多种,我比较习惯如下这种方式,具体的连线要求,需要根据电路原理来进行绘制,就像USB母座与单片机的连线就是分为四根,5V,GND,D-,D+,两根电源线、两根数据线,然后查找STM32F072单片机的USB的D-\D+的端口,然后进行连接。其他连线也是这样。根据电气要求进行模拟连线。

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

 

4、分析J-Link OB的电气功能框图

 

咱们从图的左侧向右侧依次进行分析。

①5V是电源正极,由于STM32F072C8T6单片机的供电要求是3.3V,那么很明显5V电压高了,直接给单片机供电会将单片机击穿损坏。因此需要将5V电压降到3.3V,然后才给单片机供电。也就是上图中的MIC5219-3.3这款降压芯片,一般专业属于叫做LDO也叫做线性稳压器。

②GND,也就是电源的负极,所有电流都会经过器件后流入GND,也就是电源负极。

③D-、D+是USB的两条数据线,是用来传输信息的,就比如说你的鼠标键盘一样,你在键盘上按了“N”键,那你电脑上就会做出相应的动作,这个指令就是通过D-、D+传输到电脑上的。

④SWD、CLK是给单片机下载程序和在线调试的两个端口,也是数据线,作用与D-、D+的效果一样,但是数据的传输方式不一样。

⑤TX、RX是给单片机通讯的两个数据线,作用与D-、D+的效果一样,但是数据的传输方式不一样。它的数据传输还需要GND,也就是需要三根线才能进行数据的交互。

5、总结

这个系统算是进行了一些简化,还有很多的细节方面不需要在功能框图里进行体现,因为框图的作用就是一个框架,是起到思维导图的作用。

一、从零开始制作J-Link OB:电气功能框图绘制

既然电气功能框图完成了,那么下一步就是原理图的绘制。绘制原理图需要使用绘图工具,也就是绘图软件。绘图软件有很多,比如说protel、Altium Designer、Mentor pads、Allegro、easyeda(立创EDA)等等,当然这些软件工具各有优缺点,存在即合理。其中Altium Designer软件算是操作流程简单,不需要对PCB的结构及加工工艺详细了解就可以使用并绘制优秀的图纸。Mentor pads、Allegro对PCB结构及加工工艺的了解要求较高,不适合初学者。Altium Designer简称AD,现在最新版本已更新到AD19,其早期版本AD10、AD15算是较经典较稳定的两个版本。下篇文章将会使用AD软件进行原理图的绘制。对于AD软件的安装包可以关注微信公众号后进行下载。

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