【技術分享】適合工控機的高速TF讀卡器，是這樣設計出來的！

前段時間，幫朋友設計了個小玩意。需求比較簡單，就是用STM32模擬讀卡器，通過TF卡讀寫一些文件，然后再有一些別的功能就可以了。

當時我覺得，這個不難啊，之前做過類似的東西。如果你看過我之前寫的關于STM32的USB的那幾篇文章，復雜了不敢說，鼠標、鍵盤、讀卡器這些還是玩過的。

對成本不算太敏感，于是翻了翻手里還有什么庫存，選了個STM32F4的芯片，USB選用芯片上的USB全速2.0接口，SDIO接口驅動TF卡，再加上其它的一些外設。畫板子加焊接，加調程序，業(yè)余時間搞的，兩周不到弄完了。

USB寫入的時候，速度能到800KB左右。朋友說了，操作的都是幾十KB的小文件，所以我感覺夠了。

于是寄過去后，安心摸魚…

哪知道，朋友那邊收到后測了一下說不好用?。。?/span>

(⊙o⊙)納尼？

需求沒有溝通清楚

電話溝通一番，終于搞清楚了。他之前說文件大小只有幾十KB，但是數(shù)量多，可能有幾十個。而且這個讀卡器接入的不是我們常用的電腦，是一種工業(yè)上用的機器，可以理解為特制的工控機。顯示器也不是常用的顯示器，只能顯示幾個特定的界面。而讀卡器接入工控機后，工控機會一次性把TF卡里的文件全都拷入機器內部的存儲空間，這個時間不能太長，太長的話會被判別為讀卡器故障。

那幾十個文件的拷入時間預計有幾十秒，太慢了….

我暈，最煩這種事前需求不說清，事后來補充的….

方案調整+第三方工具驗證

改方案吧，USB2.0全速就不行了，要換成高速。

簡單說下USB2.0支持的三種傳輸速度：

1、低速模式，1.5Mbps，換算成字節(jié)：187KB/S；

2、全速模式，12Mbps，換算成字節(jié)：1.5MB/S；

3、高速模式，480Mbps，換算成字節(jié)：60MB/S，實際不超過25MB/S。

STM32F407雖然支持高速模式，但是不能獨立工作，需要外接一個高速的USB PHY芯片，這里選的是USB3300。它是美國microchip公司生產的一款高速USB PHY芯片，外設簡單，價格合適，主要是資料多~~~

既然想要速度快，USB的差分線也要注意下，要考慮90Ω的阻抗匹配。祭出我的工具：華秋DFM

找到工具里的阻抗計算，打開，輸入線寬與間距，算出阻抗：

再來一遍：導入PCB、布局、布線、鋪銅、調整絲印，因為相比上一次做了一些改動，所以盡量用HQDFM工具檢查一遍，避免出現(xiàn)一些問題。

導入GERBER文件后，直接“一鍵DFM分析”，還是比較省事的，綜合評分92，湊合吧。有警告的那幾項挨個看一下，確認沒問題，就可以送出打…

等下，他們又新添了個小工具：字符上焊盤分析。

有點意思，試一下…還真有點小問題：

改一下，發(fā)出制板。等待的這幾天，調整了下程序。兩個地方，一個是MSC_MEDIA_PACKET，默認是512，改大一些，另外就是堆棧，也改大一些，否則速度上不去。

項目干貨資料下載

最后，因為涉及到朋友的利益，工程源文件就不分享了，分享一下華秋DFM軟件的下載鏈接。

華秋DFM下載地址（需在電腦端打開）：https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_fsylt.zip

你也可以通過軟件web版登錄快速體驗：https://dfm.elecfans.com/viewer/?from=fsylt