【PCB设计大赛】高可靠性的工业级STM32F4核心板（附源文件及底板DEMO）

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` 本帖最后由 xvzixiang 于 2019-12-19 14:50 编辑

作品说明：
   该作品最初是为某机器人项目而设计，机器人采用解耦结构，各个部分有着不同的功能和工作要求，不但调试和工作的环境十分恶劣，而且如果每部分独立开发，将会是巨大的任务量和时间周期，于是本作品应运而生。后续经大量实验和工程应用证明，设计有效可靠且应用极为方便，现已应用于众多其他项目。
   设计目的是将各类应用中共性部分及完善的主控保护集成设计，能极大的简化各个项目中不同需求产品的开发步骤，大幅缩短开发周期，同时基于相同硬件平台开发的项目符合开源共享的大潮流，有较好的生态环境，更加适合二次开发。
   针对不同需求的底板设计可参考附件中“万用底板DEMO”。而且为了方便后续开发，附件中已经将该核心板对应的底板元素封装在原理图库和PCB库中。
   作为各部分控制核心，此核心板有着非常完善的保护设计。充分考虑了SI、PI、EMC因素，经过长期使用证明，设计合理有效，高速应用下信号质量高，EMC满足行业要求。同时，在同类产品中成本较低。
   该核心板采用四层板设计，MCU型号为STM32F427VIT6。尺寸4.5cmX4.5cm。采用市场上广泛使用的板对板连接器（BTB）型号完成设计，插接稳固、可靠性高、货源充足，板间高度由底板连接器确定，5mm、6mm、7mm和8mm可选。
   因设计要素较多，此处只列举几点，其余详见附件《核心板—使用说明》。
   部分设计要素列举：
   （1.）电源保护方面：三种电源输入口均有-40V防反接、最高36V的过压保护、电源欠压保护、1A过流保护、缓启动以及同时采用多种供电方式时对供电设备的保护。
   （2.）EMC设计：所有用户接口均设计有低寄生电容（1.2PF）的TVS做静电防护，最大程度保证了信号质量，同时，根据STM32F4技术手册推荐及设计经验，分别针对数字信号接口及模拟信号接口设计了不同特点的EMC防护。

   （3.）SI【信号完整性】：信号接口的EMC防护设计均考虑了SI因素，能最大程度保证信号完整性。同时OTG的USB2.0总线采用严格等长差分线，并有90ohm阻抗匹配。两路板载CAN信号也做了差分与120ohm阻抗匹配。内电层满足20H原则，关键信号满足3W原则。
   （4.）核心板板载外设如下：

   （1）BOOT0、BOOT1电平切换开关。
   （2）单片机复位按键。
   （3）用户自定义按键。
   （4）用户自定义拨动开关两个。
   （5）RGB彩灯。
   （6）无源蜂鸣器。
   （7）CAN1及CAN2收发器及其120欧姆源端并联电阻选择开关。
   （8）用户自定义LED指示灯两个。
   （9）OTG接口
   （10）总电源开关。

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STM32F427VIT6核心板—配套文件.zip (6.32 MB, 下载次数: 144 )

STM32F427VIT6核心板.zip (2.41 MB, 下载次数: 118 )

核心板—测试底板.zip (1.43 MB, 下载次数: 60 )

徐子翔 · 2019-12-18 00:23:01

本帖最后由 xvzixiang 于 2019-12-19 14:26 编辑

现已经补充上传附件及相关图片，希望能对各位有所帮助。

徐子翔 · 2019-12-18 17:32:36

本帖最后由 xvzixiang 于 2019-12-19 14:18 编辑

心得：其实作为一个学生，很难接触到系统的硬件设计教学，学校里相关的课程也大多停留在理论和过时的实验上，我自己学习硬件一年半左右，靠零碎的网络资源和书籍拼凑起现在不完整的“硬件设计体系”，如今深感知识的匮乏，也没有很好的实践平台和有经验师傅的指导，很难发现自己设计中出现的问题，十分渴望能够接受各位前辈的指点，希望各位不吝赐教，指出设计中的不妥之处，我一定虚心接受！！！

附件中有详细的使用说明及BOM清单，同时标注了各个型号元件购买的途径，供大家参考。