PCB-Konstruktionsprinzipien einer Mikrocomputersteuerung mit einem einzigen Chip

Der grundlegendste Prozess der Planung einer Leiterplatte kann in drei Schritte unterteilt werden: schematische Planung der Leiterplatte, Netlistgenerierung und Planung der Leiterplatte.Egal, ob es das Gerät Layout auf dem Board oder die Verkabelung, etc., gibt es spezifische Anforderungen.

Zum Beispiel sollte die Ein- und Ausgangsverkabelung so weit wie möglich vermieden werden, um Störungen zu vermeiden.und die beiden benachbarten Schichten der Verkabelung sollten so senkrecht wie möglich zueinander sein. Parasitische Kopplung kann leicht parallel auftreten. Die Strom- und Erdungsleitungen sollten so weit wie möglich in zwei Schichten getrennt und senkrecht zueinander liegen.Ein breiter Erddraht kann als Schleife für die digitale Leiterplatte verwendet werden, um ein Erdnetz zu bilden (analoge Schaltungen können nicht auf diese Weise verwendet werden), und eine große Fläche Kupfer verwendet wird.

Im folgenden Artikel werden die Grundsätze und einige Details erläutert, die bei der PCB-Konstruktion der Mikrocontroller-Steuerplatte beachtet werden müssen.

1. Komponentenlayout

In bezug auf das Layout der Komponenten sollten die zugehörigen Komponenten so nah wie möglich platziert werden.und der Clock-Eingang der CPU sind alle anfällig für LärmFür Geräte, die anfällig für Lärm sind, Schaltkreise mit niedrigem Strom, Schaltkreise mit hohem Strom usw.sie von der Logiksteuerung und dem Speicherkreislauf (ROM) fernhaltenDiese Schaltkreise können möglichst in Schaltkreise umgewandelt werden.

2. Entkopplungskondensator

Versuchen Sie, Entkopplungskondensatoren neben wichtigen Komponenten wie ROM, RAM und anderen Chips zu installieren.kann große Induktivitätswirkungen enthaltenEine hohe Induktivität kann zu starken Schaltgeräuschspitzen auf der Vcc-Spur führen.1uF elektronischer Entkopplungskondensator zwischen VCC und Power Ground. Wenn auf dem Leiterplatte Oberflächenmountkomponenten verwendet werden, können Chipkondensatoren direkt gegen die Komponenten verwendet und an dem Vcc-Pin befestigt werden.weil diese Art von Kondensatoren einen geringeren elektrostatischen Verlust (ESL) und eine hohe Frequenzimpedanz aufweistVersuchen Sie, Tantalkondensatoren nicht zu verwenden, da ihre Impedanz bei hohen Frequenzen höher ist.

Beim Anbringen von Entkopplungskondensatoren beachten Sie folgende Punkte:

Schließen Sie einen 100uF-elektrolytischen Kondensator über das Leistungsaufnahmeende der Leiterplatte an. Wenn das Volumen es zulässt, ist eine größere Kapazität besser.

Grundsätzlich muss ein 0,01uF-Kondensator neben jedem integrierten Schaltkreislauf-Chip platziert werden.Sie können einen 1-10 Tantal Kondensator für jeden 10 Chips platzieren.

für Komponenten mit schwacher Störungshemmung und großen Stromänderungen beim Ausschalten sowie Speicherkomponenten wie RAM und ROMEin Entkopplungskondensator sollte zwischen der Stromleitung (Vcc) und der Erdleitung angeschlossen werden..

Der Leiter des Kondensators sollte nicht zu lang sein, insbesondere der Hochfrequenz-Bypass-Kondensator kann keinen Leiter nehmen.

3. Anbau von Erddraht

In einem Single-Chip-Steuerungssystem gibt es viele Arten von Erdungsleitungen, wie z. B. System-Ground, Schild-Ground, Logik-Ground, analoge Erdung usw.Die vernünftige Anordnung der Erdungsleitungen bestimmt die Störungssicherheit der LeiterplatteBei der Konzeption von Erdungsleitungen und Erdungspunkten sind folgende Fragen zu berücksichtigen:

Logische und analoge Erdungen sollten getrennt verdrahtet werden und können nicht zusammen verwendet werden.Der analoge Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein., und die Bodenfläche des Terminals sollte so weit wie möglich vergrößert werden.Es ist am besten, die Eingangs- und Ausgangs-analog-Signale aus dem Mikrocontroller-Schaltkreis durch Optocoupler zu isolieren.

Bei der Konstruktion der Leiterplatte des Logikkreises sollte der Erdungsdraht eine geschlossene Schleife bilden, um die Störungssicherheit des Kreises zu verbessern.

Der Erddraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erddraht sehr dünn ist, wird der Widerstand des Erddrahtes groß sein, wodurch sich das Erdpotential mit der Stromänderung ändert,die Signalstufe instabil machtWenn der Verkabelungsraum dies zulässt, stellen Sie sicher, dass die Breite des Hauptbefestigungsleiters mindestens 2-3 mm beträgt.und der Erdungsdraht auf dem Bauteil-Stift sollte etwa 1.5mm.

Wenn die Signalfrequenz auf der Leiterplatte unter 1MHz liegt,weil die elektromagnetische Induktion zwischen der Verkabelung und den Komponenten wenig Einfluss hat, und der durch den Erdungskreislauf gebildete Kreislauf hat einen größeren Einfluß auf die Störung, ist es notwendig, eine Punkterdung zu verwenden, damit sie keine Schleife bildet.Wenn die Signalfrequenz auf der Leiterplatte höher als 10 MHz ist, wird die Bodenimpedanz aufgrund des offensichtlichen Induktivitätseffekts des PCB-Verkabelungskonzeptes sehr groß, und der vom Bodenkreislauf gebildete Zirkulationsstrom ist kein großes Problem mehr.Daher, sollte eine mehrpunktige Erdung verwendet werden, um die Bodenimpedanz zu minimieren.

4. andere

· Neben der Anordnung der Stromleitung sollte die Spurenbreite entsprechend der Stromgröße möglichst dick sein.Die Routingrichtung der Stromleitung und der Bodenleitung sollte mit der Routingrichtung der Datenleitung übereinstimmen.. Arbeiten Sie am PCB-Layout-Design Am Ende verwenden Sie Erdungsleitungen, um die Unterseite der Leiterplatte zu bedecken, wo es keine Spuren gibt.Diese Methoden alle helfen, die Anti-Interferenz Fähigkeit der Schaltung zu verbessern.

Die Breite der Datenleitung sollte so breit wie möglich sein, um die Impedanz zu reduzieren.5 mm (18mil~20mil) verwendet wird.

Da ein Via-Loch auf der Leiterplatte einen 10pF-Kapazitätseffekt bewirkt, was zu viel Störungen für Hochfrequenzkreise bewirkt, so dass beim PCB-Layout-Design,Die Anzahl der Durchschnittslöcher sollte so weit wie möglich reduziert werden.Darüber hinaus verringern zu viele Durchgänge auch die mechanische Festigkeit der Leiterplatte.