工业HMI主板参考方案，就是把一块人机界面主板上要用到的器件，按功能区列成一张可直接对照的清单。沃虎的7寸工业HMI主板参考方案以STM32MP135为主控，DC 24V宽压输入，带2路隔离RS-485、1路隔离CAN、百兆以太网和USB Host / Device，整板32个器件位分成6个功能区，其中17个器件位沃虎可供，覆盖11个品类。看这类方案，先看功能区和接口，再看每个接口上的保护和滤波器件怎么配。
这篇按方案页的物料表，讲清楚工业HMI主板参考方案里6个功能区各管什么、现场总线和网口的防护链怎么排、电源和隔离怎么做，最后给出沃虎可供器件位的型号对照和用方案做打样的核对清单。同类的工业控制方案可以在工业控制页面一并查看。
#一 工业HMI主板参考方案适合哪些设备
方案页给出的应用对象是PLC人机界面、产线工位终端、充电桩和储能柜的显示屏，以及楼宇暖通的控制面板。这些设备的共同点是：一面接7寸屏和触摸，另一面接现场总线、网口和USB，供电多来自柜内的24V，工作温度按-20℃～+70℃选型。
需要说明的是，方案页上的板图是按功能区规整排布的示意图，不是实际布局；它的价值在于把每个器件位的功能、选型要点和可供型号放在一起，方便在立项和选型阶段整体核对。LCD和触摸屏在方案里是外部节点，方案只覆盖主板本身。
#二 工业HMI主板参考方案的6个功能区
32个器件位按信号链分成下面6个功能区。表里的器件位数量和沃虎可供数量按方案页物料表统计。
从表里能看出，沃虎可供的器件位集中在对外接口和电源上：现场总线、以太网、USB和电源四个区占了17个里的15个。主控、内存、存储和收发器这类芯片不在沃虎供应范围内，方案只给出功能和选型要点。
#三 现场总线区：RS-485和CAN的防护链
方案里3路总线（2路RS-485、1路CAN）每一路都按同样的顺序排器件：总线端子 → 气体放电管（一级） → TVS（二级钳位） → 差分线共模电感 → 隔离收发器。前级的气体放电管负责把较大的浪涌能量泄放到地，后级TVS把残压压下去，共模电感抑制差分线上的共模干扰，最后由隔离收发器把现场侧和主板逻辑侧分开。
RS-485和CAN的电路设计细节，可以分别参考RS-485通信电路设计和CAN总线通信电路设计两篇文章。
#四 以太网区：百兆网口的四个沃虎器件位
HMI主板的网口用于连上位机或产线网络，方案按百兆以太网配置，PHY通过RMII接到主控。信号从外向里依次是RJ45网口、网络变压器、以太网ESD阵列和百兆PHY，这四个器件位都有沃虎型号，只有PHY的25MHz晶体不在沃虎供应范围内。
网口的防护设计思路，可以看百兆以太网浪涌与ESD电路设计。
#五 USB、存储、显示区与核心电源滤波
USB区有一个USB 2.0 A母座做Host、一个Type-C座做Device（只走USB 2.0），两路USB各配一颗ESD阵列和一颗信号线共模电感；存储区有一个microSD卡座。显示区里LCD用RGB 24bit的40P FPC座，触摸用I²C的6P FPC座，背光由Boost驱动加升压电感点亮。另外，核心区的主控、DDR3L、eMMC和晶振都不在沃虎供应范围内，只有给核心电源滤波的两颗一体成型电感（L6 L7）有沃虎型号，所以一并列在这张表里。
Type-C座和microSD卡座在方案里也是沃虎可供的器件位，型号见方案页物料表。
#六 电源区：24V输入、降压与推挽隔离
电源区从DC 24V输入端子开始，先经输入保险和TVS，再过功率线共模电感抑制传导干扰，然后由两级同步降压把24V降到5V、再到3.3V。现场总线需要隔离供电，方案用推挽驱动加推挽隔离变压器产生隔离侧电源，再由隔离侧LDO稳压，板图上的隔离边界就画在这里。
推挽隔离电源怎么设计，可以看推挽变压器设计指南。
#七 用工业HMI主板参考方案打样前的核对清单
参考方案是按一种典型配置给出的，实际产品的总线数量、屏幕尺寸和供电方式可能不同。拿方案做打样前，建议逐项核对下面几点。
#八 常见问题
工业HMI主板参考方案里有哪些内容
沃虎的7寸工业HMI主板参考方案给出整板32个器件位的功能、选型要点和可供型号，按现场总线、以太网、USB · 存储、核心、显示与触摸、电源6个功能区排列，并提供物料表CSV下载。
方案里哪些器件是沃虎可供的
32个器件位里有17个沃虎可供，覆盖GDT、TVS ESD、信号线共模电感、RJ45连接器、百兆网络变压器、PHY、USB / Type-C、SD卡座、一体成型电感、功率线共模电感、推挽式变压器11个品类。主控、内存、收发器等芯片不在沃虎供应范围内。
方案页的板图能直接当PCB布局用吗
不能。方案页说明板图是按功能区规整排布的示意，不是实际布局，只用来看各器件位的位置关系和物料。原理图、PCB和封装库方案页标注为即将上线。
为什么每路现场总线都要放气体放电管和TVS
两者分工不同。气体放电管放在前级，泄放较大的浪涌能量；TVS放在后级，把残余电压钳到收发器能承受的范围。两级配合，比只放一颗器件更稳妥。
HMI主板的现场总线为什么要隔离
现场总线连着柜内其他设备，线长、地电位不一致。方案用隔离RS-485、隔离CAN收发器把现场侧和主板逻辑侧分开，隔离侧电源由推挽隔离变压器提供。
怎么拿到工业HMI主板参考方案的完整资料和样品
在方案页可以下载物料表CSV、展开规格书清单，也可以填写资料请求表索取完整资料；需要样品可以通过申请样品页提交料号。
#规格书与样品
文中各料号的规格书可在对应产品页下载，整板物料表和资料请求入口在工业HMI主板参考方案页面，样品可通过申请样品页提交。
——— VOOHU 沃虎电子 技术团队
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