PCB設計——單片機控製板設計原則
發布時間:2015-07-30 責任編輯:sherry
【導讀】不管是PCB板上的器件布局還是走線等等都有具體的要求。本文就單片機控製板設計需要注意的原則和一些細節問題進行了說明。
不管是PCB板ban上shang的de器qi件jian布bu局ju還hai是shi走zou線xian等deng等deng都dou有you具ju體ti的de要yao求qiu。例li如ru,輸shu入ru輸shu出chu走zou線xian應ying盡jin量liang避bi免mian平ping行xing,以yi免mian產chan生sheng幹gan擾rao。兩liang信xin號hao線xian平ping行xing走zou線xian必bi要yao是shi應ying加jia地di線xian隔ge離li,兩liang相xiang鄰lin層ceng布bu線xian要yao盡jin量liang互hu相xiang垂chui直zhi,平ping行xing容rong易yi產chan生sheng寄ji生sheng耦ou合he。電dian源yuan與yu地di線xian應ying盡jin量liang分fen在zai兩liang層ceng互hu相xiang垂chui直zhi。線xian寬kuan方fang麵mian,對dui數shu字zi電dian路luPCB可用寬的地線做一回路,即構成一地網(模擬電路不能這樣使用),用大麵積鋪銅。
下麵就單片機控製板設計需要注意的原則和一些細節問題進行了說明。
1.元器件布局
在元器件的布局方麵,應該把相互有關的元件盡量放得靠近一些,例如,時鍾發生器、晶振、CPU的時鍾輸入端都易產生噪聲,在放置的時候應把它們靠近些。對於那些易產生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關電路等,應盡量使其遠離單片機的邏輯控製電路和存儲電路(ROM、RAM),如果可能的話,可以將這些電路另外製成電路板,這樣有利於抗幹擾,提高電路工作的可靠性。
2.去耦電容
盡量在關鍵元件,如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實際上,PCB板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應。大的電感可能會在Vcc 走線上引起嚴重的開關噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關噪聲尖峰的唯一方法,是在VCC與電源地之間安放一個0.1uF的電子去耦電容。如果PCB板上使用的是表麵貼裝元件,可以用片狀電容直接緊靠著元件,在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容,這是因為這種電容具有較低的靜電損耗(ESL)和高頻阻抗,另外這種電容溫度和時間上的介質穩定性也很不錯。盡量不要使用鉭電容,因為在高頻下它的阻抗較高。
在安放去耦電容時需要注意以下幾點:
(1)在PCB板的電源輸入端跨接100uF左右的電解電容,如果體積允許的話,電容量大一些則更好。
(2)原則上每個集成電路芯片的旁邊都需要放置一個0.01uF的瓷片電容,如果電路板的空隙太小而放置不下時,可以每10個芯片左右放置一個1~10的鉭電容。
(3)對於抗幹擾能力弱、關斷時電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲元件,應該在電源線(Vcc)和地線之間接入去耦電容。
(4)電容的引線不要太長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。
3.地線設計
在單片機控製係統中,地線的種類有很多,有係統地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等,地線是否布局合理,將決定電路板的抗幹擾能力。在設計地線和接地點的時候,應該考慮以下問題:
(1)邏(luo)輯(ji)地(di)和(he)模(mo)擬(ni)地(di)要(yao)分(fen)開(kai)布(bu)線(xian),不(bu)能(neng)合(he)用(yong),將(jiang)它(ta)們(men)各(ge)自(zi)的(de)地(di)線(xian)分(fen)別(bie)與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)電(dian)源(yuan)地(di)線(xian)相(xiang)連(lian)。在(zai)設(she)計(ji)時(shi),模(mo)擬(ni)地(di)線(xian)應(ying)盡(jin)量(liang)加(jia)粗(cu),而(er)且(qie)盡(jin)量(liang)加(jia)大(da)引(yin)出(chu)端(duan)的(de)接(jie)地(di)麵(mian)積(ji)。一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang),對(dui)於(yu)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)的(de)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao),與(yu)單(dan)片(pian)機(ji)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)最(zui)好(hao)通(tong)過(guo)光(guang)耦(ou)進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)。
(2)在設計邏輯電路的印製電路版時,其地線應構成閉環形式,提高電路的抗幹擾能力。
(3)dixianyingjinliangdecu。ruguodixianhenxidehua,zedixiandianzujianghuijiaoda,zaochengjiedidianweisuidianliudebianhuaerbianhua,zhishixinhaodianpingbuwen,daozhidianludekangganraonenglixiajiang。zaibuxiankongjianyunxudeqingkuangxia,yaobaozhengzhuyaodixiandekuanduzhishaozai2~3mm以上,元件引腳上的接地線應該在1.5mm左右。
(4)要注意接地點的選擇。當電路板上信號頻率低於1MHzshi,youyubuxianheyuanjianzhijiandedianciganyingyingxianghenxiao,erjiedidianluxingchengdehuanliuduiganraodeyingxiangjiaoda,suoyiyaocaiyongyidianjiedi,shiqibuxingchenghuilu。dangdianlubanshangxinhaopinlvgaoyu10MHz時shi,由you於yu布bu線xian的de電dian感gan效xiao應ying明ming顯xian,地di線xian阻zu抗kang變bian得de很hen大da,此ci時shi接jie地di電dian路lu形xing成cheng的de環huan流liu就jiu不bu再zai是shi主zhu要yao的de問wen題ti了le。所suo以yi應ying采cai用yong多duo點dian接jie地di,盡jin量liang降jiang低di地di線xian阻zu抗kang。
4.其他
(1)電源線的布置除了要根據電流的大小盡量加粗走線寬度外,在布線時還應使電源線、地di線xian的de走zou線xian方fang向xiang與yu數shu據ju線xian的de走zou線xian方fang身shen一yi致zhi在zai布bu線xian工gong作zuo的de最zui後hou,用yong地di線xian將jiang電dian路lu板ban的de底di層ceng沒mei有you走zou線xian的de地di方fang鋪pu滿man,這zhe些xie方fang法fa都dou有you助zhu於yu增zeng強qiang電dian路lu的de抗kang幹gan擾rao能neng力li。
(2)數據線的寬度應盡可能地寬,以減小阻抗。數據線的寬度至少不小於0.3mm(12mil),如果采用0.46~0.5mm(18mil~20mil)則更為理想。
(3)由於電路板的一個過孔會帶來大約10pF的(de)電(dian)容(rong)效(xiao)應(ying),這(zhe)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu),將(jiang)會(hui)引(yin)入(ru)太(tai)多(duo)的(de)幹(gan)擾(rao),所(suo)以(yi)在(zai)布(bu)線(xian)的(de)時(shi)候(hou),應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)減(jian)少(shao)過(guo)孔(kong)的(de)數(shu)量(liang)。再(zai)有(you),過(guo)多(duo)的(de)過(guo)孔(kong)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di)。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 三星上演罕見對峙:工會集會討薪,股東隔街抗議
- 摩爾線程實現DeepSeek-V4“Day-0”支持,國產GPU適配再提速
- 築牢安全防線:智能駕駛邁向規模化應用的關鍵挑戰與破局之道
- GPT-Image 2:99%文字準確率,AI生圖告別“鬼畫符”
- 機器人馬拉鬆的勝負手:藏在主板角落裏的“時鍾戰爭”
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
鑒頻器
江蘇商絡
交流電機
腳踏開關
接觸器接線
接近開關
接口IC
介質電容
介質諧振器
金屬膜電阻
晶體濾波器
晶體諧振器
晶體振蕩器
晶閘管
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開發工具
開關
開關電源
開關電源電路
開關二極管
開關三極管
科通
可變電容
可調電感
可控矽
空心線圈

