任务介绍
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面
注：PCB设计工具需用KiCad（官方邮件赠送了课程），或最终提交的文件需是KiCad文件，详见大赛主题阶段1要求和项目提交内容。
模块介绍
基于设计需求，主控芯片选用ATSAMD21G18A-AU（TQFP-48封装），全新构建的MCU核心板集成14个功能引脚：11路数字接口、10路PWM输出（标记为D1-D10）、11路模拟输入通道以及1路专用DAC输出引脚（D0）。该板载资源包含SWD调试焊盘、I²C接口、SPI接口和UART接口各1组，同时配置串行通信指示灯（T/R）与通过引脚复用的可编程状态指示灯（L），其LED系统采用四色指示方案——电源运行（绿色）、L状态指示（红色）、数据接收RX（黄色）和数据发送TX（蓝色）。
核心板通过Type-C接口实现供电与程序下载功能，设计双复位按钮实现物理重启操作。在硬件架构上，芯片内置DC-DC转换电路支持3.3V/5V双电压输入，所有数字I/O引脚严格限定3.3V电平以避免损坏，通信接口完整保留I²C（SDA/SCL）、SPI（MISO/MOSI/SCK）和UART（RX/TX）信号组，QTouch功能支持A0、A1、A6至A10共7个电容触摸通道，物理尺寸控制为21×17.8×3.5mm的紧凑型设计。
ATSAMD21G18A芯片Digikey链接：
原理图和PCB Layout图
原理图
PCB Layout
模块规格和管脚定义
规格
项目 | 参数 |
|---|---|
CPU | ARM Cortex-M0+架构（SAMD21G18），主频最高48MHz |
Flash内存 | 256KB容量 |
SRAM | 32KB容量 |
I2C接口 | 1 |
SPI接口 | 1 |
QTouch | 7（A0,A1,A6,A7,A8,A9,A10） |
UART接口 | 1 |
供电下载接口 | Type-C |
电源接口 | 3.3V/5V DC |
尺寸 | 21×17.8×3.5毫米 |
管脚定义
管脚属性 | 管脚名称 | 管脚编号 | 管脚名称 | 管脚属性 | |
I/O | PA02_A0_D0 | 1 | 14 | +5V | Power |
I/O | PA4_A1_D1 | 2 | 13 | GND | power |
I/O | PA10_A2_D2 | 3 | 12 | 3V3 | power |
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 |
NOTE：
通用I/O引脚注意事项： MCU的工作电压为3.3V。请确保连接到通用I/O引脚的输入电压不超过3.3V，否则可能损坏芯片。电源引脚注意事项： 板载DC-DC转换电路可将5V输入降压为3.3V，因此可以通过标有5V-PIN的引脚使用5V电源为整个模块供电。
板上设置及标识
标记 | 名称 | 默认状态 | 描述 |
PWR0 | 电源指示灯 | 亮 | 指示3.3V电压是否工作正常 |
L0 | LED灯 | 灭 | 通过编程可以进行状态指示 |
TX0、RX0 | 串行通信指示灯 | 灭 | 通过编程可以指示通信状态 |
eZ-PLM上项目与新建物料截图
心得体会
新手学习，请多多指教。
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