任务介绍
选择的是参照XIAO SAMD21重新设计一款MCU核心板，要求：
- 使用TQFP-48封装的器件替换掉原设计中的QFN-48封装的器件，器件的资源跟原设计一致，只有封装发生了变化
- 用到的MCU芯片需在DigiKey官网 上有货且正常售卖
- 核心板上的其它器件以及管脚连接与原设计完全一致
- 核心板的样式、尺寸跟原设计一致
- 考虑到TQFP-48封装的器件（9x9mm）相对于原设计中QFN-48封装的器件（7x7mm）占板面积稍大，自己设计的核心板可以将部分元器件放置在背后
模块介绍
根据任务要求，我选择了ATSAMD21G18A-AU这款TQFP-48的芯片，重新设计了一款MCU核心板。具有 14 个引脚，可用于 11 个数字接口、11 个模拟接口、10 个 PWM 接口（d1-d10）、1 个 DAC 输出引脚 D0、1 个 SWD 焊盘接口、1 个 I2C 接口、1 个 SPI 接口、1 个 UART 接口、串行通信指示灯（T/R）、通过引脚复用的闪烁灯（L）。LED 的颜色（电源、L、RX、TX）分别为绿色、黄色、蓝色和蓝色。此外，具有 Type-C 接口，可供电和下载代码。板上有两个复位按钮，可以短接它们来复位板子。
芯片的得捷链接：ATSAMD21G18A-AU
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
3D效果图
- 强大的 CPU：ARM® Cortex®-M0+ 32 位 48MHz 微控制器（SAMD21G18），具有 256KB Flash 和 32KB SRAM。
- 灵活的兼容性：兼容 Arduino IDE。
- 简单的项目操作：适合面包板使用。
- 小巧尺寸：拇指大小（21x17.8mm），适用于可穿戴设备和小型项目。
- 多种开发接口：11 个数字/模拟引脚、10 个 PWM 引脚、1 个 DAC 输出、1 个 SWD 焊盘接口、1 个 I2C 接口、1 个 UART 接口、1 个 SPI 接口。
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
项目 | 参数 |
|---|---|
CPU | ARM Cortex-M0+ CPU（SAMD21G18），最高运行频率 48MHz |
Flash 内存 | 256KB |
SRAM | 32KB |
数字 I/O 引脚 | 11 |
模拟 I/O 引脚 | 11 |
I2C 接口 | 1 |
SPI 接口 | 1 |
QTouch | 7 (A0,A1,A6,A7,A8,A9,A10) |
UART 接口 | 1 |
供电和下载接口 | Type-C |
电源 | 3.3V/5V DC |
尺寸 | 21×17.8×3.5mm |
关于通用 I/O 引脚： MCU 的工作电压为 3.3V。如果连接到通用 I/O 引脚的电压输入高于 3.3V，可能会导致芯片损坏。
关于电源引脚： 内置的 DC-DC 转换电路能够将 5V 电压转换为 3.3V，因此可以通过 5V-PIN 使用 5V 电源为设备供电。
管脚定义
脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 | 管脚名 | 管脚属性 | |
I/O | PA02_A0_D0 | 1 | 14 | +5V | P |
I/O | PA4_A1_D1 | 2 | 13 | GND | P |
I/O | PA10_A2_D2 | 3 | 12 | 3V3 | P |
I/O | PA11_A3_D3 | 4 | 11 | PA6_A10_D10_MOSI | I/O |
I/O | PA8_A4_D4_SDA | 5 | 10 | PA5_A9_D9_MISO | I/O |
I/O | PA9_A5_D5_SCL | 6 | 9 | PA7_A8_D8_SCK | I/O |
I/O | PB08_A6_D6_TX | 7 | 8 | PB09_A7_D7_RX | I/O |
板上设置及标识
标记 | 名称 | 默认状态 | 描述 |
D5 | PWR | 亮 | 指示3.3V电压是否工作正常 |
D6 | L | 灭 | 通过编程可以进行状态指示 |
D2、D3 | 串行通信指示灯 | 灭 | 通过编程可以指示通信状态 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
这次我使用KiCAD设计了板子，既巩固了设计能力，又熟悉了KiCAD，还使用了eZ-PLM，用于管理自己的项目和物料库存十分方便。
srenTide慢即是快