欣喜若狂

单片机控制板PCB设计原则

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  设计PCB最基本的过程可以分为三大步骤:电路原理图的设计,产生网络表,印制电路板的设计。不管是板上的器件布局还是走线等等都有着具体的要求。

  例如,输入输出走线应尽量避免平行,以免产生干扰。两信号线平行走线必要是应加地线隔离,两相邻层布线要尽量互相垂直,平行容易产生寄生耦合。电源与地线应尽量分在两层互相垂直。线宽方面,对数字电路PCB可用宽的地线做一回路,即构成一地网(模拟电路不能这样使用),用大面积铺铜。

  下面这篇文章就单片机控制板PCB设计需要注意的原则和一些细节问题进行了说明。

  1.元器件布局

  在元器件的布局方面,应该把相互有关的元件尽量放得靠近一些,例如,时钟发生器、晶振、CPU的时钟输入端都易产生噪声,在放置的时候应把它们靠近些。对于那些易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路开关电路等,应尽量使其远离单片机的逻辑控制电路和存储电路(ROM、RAM),如果可能的话,可以将这些电路另外制成电路板,这样有利于抗干扰,提高电路工作的可靠性。

  2.去耦电容

  尽量在关键元件,如ROM、RAM等芯片旁边安装去耦电容。实际上,印制电路板走线、引脚连线和接线等都可能含有较大的电感效应。大的电感可能会在Vcc 走线上引起严重的开关噪声尖峰。防止Vcc走线上开关噪声尖峰的唯一方法,是在VCC与电源地之间安放一个0.1uF的电子去耦电容。如果电路板上使用的是表面贴装元件,可以用片状电容直接紧靠着元件,在Vcc引脚上固定。最好是使用瓷片电容,这是因为这种电容具有较低的静电损耗(ESL)和高频阻抗,另外这种电容温度和时间上的介质稳定性也很不错。尽量不要使用钽电容,因为在高频下它的阻抗较高。

  在安放去耦电容时需要注意以下几点:

  在印制电路板的电源输入端跨接100uF左右的电解电容,如果体积允许的话,电容量大一些则更好。

  原则上每个集成电路芯片的旁边都需要放置一个0.01uF的瓷片电容,如果电路板的空隙太小而放置不下时,可以每10个芯片左右放置一个1-10的钽电容。

  对于抗干扰能力弱、关断时电流变化大的元件和RAM、ROM等存储元件,应该在电源线(Vcc)和地线之间接入去耦电容。

  电容的引线不要太长,特别是高频旁路电容不能带引线。