GD32 MCU驱动的激光雷达转接板硬件设计

本文主要介绍了基于GD32的电路设计，特别是针对激光雷达转接板的硬件设计方案。设计中涉及到了电源管理、MCU选择、接口电路、设备功率统计以及PCB布局等多个方面。 在系统概述中，激光雷达转接板采用50.5V直流输入，经过Boost升压电路提升至5.5V，供给雷达设备和银燕舵机使用。设计考虑了EMC要求，符合Class B标准，并规定了工作温度范围为-20℃到+60℃。系统的核心控制器是GD32C103CBT6单片机，基于ARM Cortex-M4架构，具有128KB的Flash内存和32KB的RAM，最高运行频率可达120MHz。该MCU配备有3个USART，其中USART2兼备RS485和I2C通信功能。 电路模块设计部分，电源模块选择了TI的TPS5450DDAR电源芯片，能够处理5.5V至36V的输入电压，最大输出电流为5A，满足24V转3V、最大3A负载的需求。为了减小电源纹波，该选择留有一定的余量。R1设置为10K欧姆，通过公式计算得出R2应为6.86K欧姆，实际选择6.8K欧姆电阻以实现所需的输出电压。 在接口电路部分，列举了各个接口的IO名称和连接设备，包括用于舵机的USART0，雷达的USART1，外部设备的USART2，状态指示灯的LED，JLink编程接口，预留的I2C接口以及模式选择接口。每个接口都有明确的IO引脚分配。 设备功率统计表列出了不同负载的功率需求，如银燕舵机在堵转时的电流大约在1.6A至1.9A之间，TF02-Pro-W雷达的功率为2W，以及MCU和其他设备的3.3V和3V3电源需求。 在PCB布局方面，提供了四个层的设计：TOP、GND、PWR和BOT，以及3D的顶部和底部视图，确保了电气性能和物理布局的合理性。 总结来说，这个基于GD32的电路设计涵盖了电源管理、MCU应用、接口设计和功率预算等多个关键点，为激光雷达转接板提供了一个稳定、高效的解决方案。