前言

??做個(gè)usb轉(zhuǎn)串口，同時(shí)兼容ttl，講述硬件模塊基礎(chǔ)的開發(fā)流程，本篇描述了全流程過程，然后選型了合適的元器件。

基本流程

??以下是筆者個(gè)人從事過相關(guān)硬件研發(fā)，總結(jié)出來的流程，僅代表個(gè)人意見。

設(shè)計(jì)原理圖

??原理圖至關(guān)重要的第一步，后續(xù)PCB依據(jù)原理圖設(shè)計(jì)，本模塊涉及電源電路，485與ttl芯片以及其外圍電路，還有模塊輸出輸入。
??設(shè)計(jì)原理圖的時(shí)候是與選型芯片方案相輔相成的：

• 如果已經(jīng)設(shè)計(jì)好或者有了只是更改下主芯片，那么就是先選型芯片后修改原理圖了。

• 如果什么都沒有，那么也可以先選擇主485與ttl轉(zhuǎn)換芯片，然后設(shè)計(jì)依據(jù)其需要的外圍電路設(shè)計(jì)電路圖。

??此步驟并沒有什么標(biāo)準(zhǔn)，是做硬件最關(guān)鍵的步驟，后續(xù)的一切都基于原理圖的正確設(shè)計(jì)，原理圖一旦設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤，后續(xù)能補(bǔ)救的空間是沒有的（硬件出版后的調(diào)試 過程中，可以采取外接電源，外接信號，飛線等方式進(jìn)行硬件上的調(diào)試）。

封裝映射階段

??此階段是需要對上述原理圖使用到的一些元器件的示意圖進(jìn)行元器件硬件上的映射，元器件的大小引腳映射。
元器件封裝庫：一般來說供應(yīng)商公司、官網(wǎng)等相關(guān)渠道會(huì)提供其出售的元器件封裝，以避免設(shè)計(jì)者自行創(chuàng)建，網(wǎng)上也有封裝庫購買，硬件工程師有積累的封裝庫。

PCB設(shè)計(jì)階段

??PCB設(shè)計(jì)階段，就是將原理圖與封裝庫映射完后，然后生成PCB，生成的PCB是雜亂無章的，元器件的引腳是通過線網(wǎng)絡(luò)來連接的（實(shí)際上物理上的連接是沒有的），需要自己通過比如機(jī)械層來劃定PCB的實(shí)際大小，然后把元器件布上去（多層板，焊盤，過孔，差分，屏蔽，DIP涉及的知識非常多，設(shè)計(jì)者需要知識經(jīng)驗(yàn)的長期積累）。

PCB打樣階段

??PCB設(shè)計(jì)好后，導(dǎo)出bom表和可供生產(chǎn)的文件，交給打板子常見，bom表用于采購元器件，如果是像量比較多或者bga等封裝，都是等樣板出來后，交給專門的貼片廠子去貼片，元器件比較少又沒有難焊接的，則一般都是研發(fā)人員手焊。

PCB的程序調(diào)試研發(fā)測試階段

??PCB成型之后，需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)人員聯(lián)合硬件人員一起調(diào)試并測試，確認(rèn)板子上的電路基本沒啥問題（只能說明調(diào)試的時(shí)候沒問題，一般調(diào)試的時(shí)候沒問題不涉及高速等復(fù)雜電路，后續(xù)生產(chǎn)一般也不會(huì)有問題），則可以開始進(jìn)入小批量階段。有些電磁干擾，震動(dòng)實(shí)驗(yàn)一般也是在此階段測試。

小批量生產(chǎn)階段

??小批量階段一般是生產(chǎn)10-50塊板子，然后刷入程序（此時(shí)基礎(chǔ)的測試程序都已經(jīng)完成，如果是應(yīng)用開發(fā)，可能應(yīng)用開發(fā)也完成），然后進(jìn)行老化等相關(guān)的測試（高溫、48小時(shí)連續(xù)運(yùn)行等一些出廠前的老化測試），通過測試之后，小批量可以發(fā)貨。

批量生產(chǎn)階段

??小批量穩(wěn)了，然后就會(huì)根據(jù)需求進(jìn)入批量階段，批量階段有些傳統(tǒng)企業(yè)（筆者就認(rèn)識這樣一家企業(yè)，月出貨3-4K左右），都會(huì)進(jìn)行老化測試，進(jìn)一步確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。（其實(shí)產(chǎn)品前期不做足夠的實(shí)驗(yàn)，發(fā)出去出現(xiàn)問題的幾率更大，而維保售后的費(fèi)用成本則更高）

USB轉(zhuǎn)232按照需求大致選型過程

選型usb轉(zhuǎn)串口芯片

???

??選型的過程，不多說，一般是需要什么模塊就查看什么模塊，也可以使用自己有存貨的模塊。
選型還涉及選型后的芯片的外圍器件，外圍器件多了成本也高了，總直硬件設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的過程，復(fù)雜在成本計(jì)算（芯片，外圍器件，是否貼片等），個(gè)人熟悉程度等等，挺麻煩的一個(gè)事。

usb轉(zhuǎn)ttl芯片選型

CH340+SP232

??usb轉(zhuǎn)ttl的usart，不帶232電平功能，這樣既可以拿到5V又可以拿到3.3V的ttl。
??

??

??電腦的USB是5V的，所以需要匹配個(gè)5V的ttl轉(zhuǎn)232電平：

• 5V的TTL轉(zhuǎn)232電平芯片：max232，sp232

• 3.3V的TTL轉(zhuǎn)232電平芯片：max3232，sp3232
  ??ttl分為5V和3.3V，設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們?nèi)苛舫鰜?，然后看看，選擇5V，

CP2102

??

??只能輸出3.3V的ttl。

PL2303

???

最終選型結(jié)果：CH340G+MAX232

??

5V轉(zhuǎn)3.3V電源芯片

??

晶振

??2DIP的即可，CH340G需要一個(gè)有源12MHz的晶振。
??

USB口

??這個(gè)不需要選型，找個(gè)便宜的即可，使用dip的牢固些。
??

芯片轉(zhuǎn)換口

??這個(gè)是切換輸出的ttl是3.3V和5V的，使用標(biāo)準(zhǔn)2.54mm的DIP：
??

232切換口

??是否輸出rs232，如果輸出，那么需要將芯片電平輸出轉(zhuǎn)換切換至5V。
??同“芯片轉(zhuǎn)換口”

輸出DIP口

??要很好的伸出來，考慮到水平，所以選擇90彎折的DIP針，其實(shí)大部分類似模塊也是這么做的。
??

透明熱縮管

??做成長條狀，我們可能需要把他包住，選個(gè)透明管吧
??

??得根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)出得PCB再選擇尺寸。