【11】给硬件工程师的入门课-数据手册datasheet阅读入门及实践

很多人看了很多课程依旧停留在纸上谈兵的阶段，说起查手册还是一头雾水，因此我在文末留了两道课后题，如果能把这两道题完成，相信99%的数据手册阅读问题都能迎刃而解。

正文开始（01-03预热，04正菜，05课后作业）

01 什么是数据手册

datasheet就是电子元器件的数据手册，也叫规格书-SPEC。是硬件工程师最常查阅的文档之一。

02 阅读数据手册的重要性

数据手册就像是家里电器的说明书一样，他都有什么功能，该怎么用，严禁怎么用都说得很详细。这里我简单的总结为一句，就是根据实际项目设计需求或debug方向，能够快速查阅到自己所需要的元器件信息，并提取出正确的内容。需求-位置-提取正确内容。阅读datasheet，更应该是搜索，是带着目的去读。我们大多数时候是没有时间和精力去逐页过数据手册的。

但如果你是一个还在学习的新手，倒不妨多走走弯路，多阅读阅读手册，也是有好处的，其中的收益可能比网上东拼西凑一大抄的内容要干货。每家公司的datasheet都有严格的规范，及独特的风格，有时候还会穿插一些原理性的介绍，甚至比教科书写得还好。EDN就有位工程师读者在刚毕业的前两年，每天早上坚持提前一小时去公司，朗读datasheet，借以熟悉专业英语及基础知识，后来果然成为一代高手。很多大厂的datasheet其实并不仅仅包含基本内容，比如ADI公司的一些ADC/DAC器件资料里面，还会包含AD/DA转换的原理性讲解内容，这些和芯片相关的第一手资料有时候讲的比教科书里还清楚，如果能在有时间的时候仔细研读，对我们的设计无疑是会有很大帮助的。Datasheet既可以是我们设计上的好帮手，也是学习的好资料。

03 几个技巧先提一下

第一，尽量知道datasheet的内容的排布，大多数手册都是有目录的，可以从目录跳转，大大提高自己的搜索效率。

第二，搜索，Ctrl F,这里需要积累常用的英文名词，比如封装是PACKAGE,功耗是consumption。搜索单位也是非常有效的方法，比如温漂的PPM。这个是需要积累的，看多了，积累多了，就心中有数了。

第三，要注意一些note的标注，有可能有特殊的设计用法，这个要格外注意。

第四，选用最新的手册，避免漏掉一些勘误。

04 datasheet包含哪些

一个芯片手册都包含哪些部分，我们以TI的ADC芯片ADS1115为例，一起来看一下。

首先，我们看这个第一页，有Feature,Applications,Description和Block Diagram

Feature。特性。主要介绍这个器件的常规基本参数，让用户能够直观的看到自己关心的参数。这里由于不同的器件在选型时考虑的参数指标不一样，所以可能有区别，往往厂商希望把这颗芯片的特色有竞争力的参数也放在这里体现。

Application。应用场景。告诉你该器件一般用于哪些领域，但不绝对，未必全。但也是一种参考，有可能厂商就有这个应用领域的整体方案。

Description。描述。说明此料的一个大体情况，封装啊，应用于啥方面，温度范围是啥，有啥接口等，能够快速的对该芯片有整体了解。

Diagram。框图。主要体现芯片内部的功能模块组成，对理解芯片的工作原理有帮助。

Pin Configuration and Functions。介绍芯片每个引脚的功能及类型。（需要重点看，可能有的会在这里有一些上下拉阻值的建议）

绝对值和建议值。 器件的工作状态在建议值之内是相对稳妥地，而超出绝对最大的额定值，芯片极有可能损坏。

Electrical Characteristics。电气特性值。这里会给定一个测试条件At VDD=3.3V等等，一定要注意测试条件和你的应用是不是对应的。

这里还要提醒大家去复习下输入输出的门限的定义。大家不懂的可以百度下Vih，ViL,Vol。这个常用，必懂。

电气特性除了上面的直流，其实还有交流的。通常是时序相关的。如下图

首先，补充下建立时间和保持时间的概念。

建立时间：在时钟沿到来之前，输入数据需要提前准备好的时间。

保持时间：在时钟沿触发之后输入数据需要保持不变的时间。

时序图是写代码必须的，仔细研究手册给出的时序图，这是对芯片进行正确操作的关键。单个信号的周期、上升时间、下降时间、建立时间、保持时间，以及信号之间的相位关系，所有这些都必须研究透彻。时序图在硬件工程师调试时也是很常用的。所以时序图必须要能看懂，会测量。文末留了一个作业。针对这方面的训练。

Register Map寄存器表。写代码，debug时用的。要会看地址，以及0、1对应的配置。

Typical Application典型应用

通常在IC的Data Sheet中还会有一些电路的应用范例，并附上运算的公式及应用的范围，这便有助于一个从事系统开发者早一点熟练使用这个IC的方法，而不用盲目地摸索测试，减少很多设计上的成本，也有助于系统设计时间的缩短。

Layout guideline。布局布线参考。PCB设计时可参考。

PACKAGE 封装及symbol设计参考。这个设计时一定要注意，避免封装错误。

以上就是datasheet 的几个主要部分。接下来，有精力的想动手的可以做下面这个作业，实践下自己能不能看懂手册。

05 datasheet阅读练习实践作业★

1.用NE555产生接近1HZ方波，可仿真（基本的手册阅读训练）

2.AT24C02芯片是IIC接口的EEPROM,用单片机改写其中几位寄存器，并读写通过串口输出，确认是改写的值。（包含时序寄存器的高阶datasheet阅读练习）

以上就是本文的全部内容啦，希望对大家有用。