Principi di progettazione del PCB della scheda di controllo microcomputer a singolo chip

Il processo più basilare di progettazione di una scheda di circuito può essere diviso in tre fasi: progettazione schematica del circuito, generazione di netlist e progettazione di schede di circuito stampate.Non importa se è il layout del dispositivo sulla scheda o il cablaggio, ecc., ci sono requisiti specifici.

Ad esempio, il cablaggio di ingresso e di uscita deve essere evitato il più possibile per evitare interferenze.e i due strati adiacenti di cablaggio devono essere il più possibile perpendicolari l'uno all'altro. L'accoppiamento parassitario può avvenire facilmente in parallelo. I fili di alimentazione e di terra devono essere separati in due strati il più possibile e perpendicolari l'uno all'altro.un filo di terra ampio può essere utilizzato come loop per il circuito digitale PCB per formare una rete di terra (circuiti analogici non possono essere utilizzati in questo modo), e viene utilizzata una grande area di rame.

L'articolo seguente spiega i principi e alcuni dettagli che devono essere presi in considerazione nella progettazione del PCB della scheda di controllo del microcontrollore.

1. Disposizione dei componenti

Per quanto riguarda la disposizione dei componenti, i componenti correlati dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile.e l' ingresso dell' orologio della CPU sono tutti inclini al rumorePer i dispositivi che sono soggetti a rumore, circuiti a bassa corrente, circuiti di commutazione ad alta corrente, ecc.,tenerli lontani dal circuito di controllo logico e dal circuito di archiviazione (ROM)In questo modo, il circuito può essere integrato in circuiti, in modo da evitare interferenze e migliorare l'affidabilità del funzionamento del circuito.

2. condensatore di decoppiamento

Provate a installare condensatori di disaccoppiamento accanto ai componenti chiave, come ROM, RAM e altri chip.possono contenere grandi effetti di induttanzaL'induttanza elevata può causare forti picchi di rumore di commutazione sulla traccia Vcc.1uF condensatore elettronico di disaccoppiamento tra VCC e power groundSe i componenti di montaggio superficiale sono utilizzati sulla scheda di circuito, i condensatori a chip possono essere utilizzati direttamente contro i componenti e fissati sul pin Vcc.perché questo tipo di condensatore ha una perdita elettrostatica (ESL) inferiore e un'impedenza ad alta frequenza, e la temperatura e il tempo della stabilità dielettrica del condensatore sono anche molto buoni.

Prestare attenzione ai seguenti punti quando si posizionano i condensatori di disaccoppiamento:

Collegare un condensatore elettrolitico a 100 uF attraverso l'estremità di ingresso di potenza della scheda di circuito stampato.

In linea di principio, un condensatore ceramico da 0,01 uF deve essere posizionato accanto a ogni chip di circuito integrato.si può posizionare un 1-10 condensatore di tantalio per ogni 10 chip.

per i componenti con scarsa capacità anti-interferenza e grandi variazioni di corrente quando sono spenti, e per i componenti di memorizzazione come la RAM e la ROM,un condensatore di disaggancio deve essere collegato tra la linea di alimentazione (Vcc) e la linea di terra.

Il piombo del condensatore non deve essere troppo lungo, in particolare il condensatore di bypass ad alta frequenza non può prendere piombo.

3Progettazione del filo di terra

Nel sistema di controllo a singolo chip, ci sono molti tipi di fili di terra, come terra di sistema, terra di scudo, terra logica, terra analogica, ecc.La disposizione ragionevole dei fili di terra determinerà la capacità anti-interferenza della scheda di circuito- quando si progettano i cavi di terra e i punti di messa a terra, si devono considerare le seguenti questioni:

La terra logica e la terra analogica devono essere cablate separatamente e non possono essere utilizzate insieme.il filo di terra analogo deve essere il più spessore possibile, e l'area di messa a terra del terminal dovrebbe essere allargata il più possibile.è meglio isolare i segnali analogici di ingresso e uscita dal circuito del microcontrollore attraverso gli optoaccoppiatori.

Quando si progetta la scheda di circuito stampato del circuito logico, il filo di terra deve formare un circuito chiuso per migliorare la capacità anti-interferenza del circuito.

Se il filo di terra è molto sottile, la resistenza del filo di terra sarà grande, causando il potenziale di terra a cambiare con il cambiamento di corrente,causando l'instabilità del livello del segnaleQuando lo spazio di cablaggio lo consente, assicurarsi che la larghezza del filo di terra principale sia di almeno 2-3 mm.e il filo di terra sul perno del componente dovrebbe essere di circa 1.5 mm.

Quando la frequenza del segnale sulla scheda è inferiore a 1MHz,perché l'induzione elettromagnetica tra il cablaggio e i componenti ha poca influenza, e la circolazione formata dal circuito di messa a terra ha una maggiore influenza sull'interferenza, è necessario utilizzare una messa a terra puntuale in modo che non formi un ciclo.Quando la frequenza del segnale sulla scheda è superiore a 10 MHz, a causa dell'evidente effetto di induttanza del design del cablaggio del PCB, l'impedenza di terra diventa molto grande e la corrente circolante formata dal circuito di terra non è più un problema importante.Pertanto,, la messa a terra multipunto deve essere utilizzata per ridurre al minimo l'impedenza di terra.

4. altri

· Oltre alla disposizione della linea elettrica, la larghezza della traccia deve essere il più spessa possibile in funzione delle dimensioni della corrente.la direzione di percorrenza della linea elettrica e della linea di terra deve essere coerente con la direzione della linea dati;. Lavorare nella progettazione del layout del PCB Alla fine, utilizzare cavi di terra per coprire il fondo del circuito stampato dove non ci sono tracce.Questi metodi contribuiscono tutti a migliorare la capacità anti-interferenza del circuito.

La larghezza della linea di dati deve essere il più ampia possibile per ridurre l'impedenza.5 mm (18mil~20mil) viene utilizzato.

Dal momento che un foro via sulla scheda di circuito porterà circa 10pF effetto di capacità, che introdurrà troppe interferenze per circuiti ad alta frequenza, quindi quando PCB layout design,il numero di fori di via deve essere ridotto il più possibileInoltre, troppi vias ridurranno anche la resistenza meccanica del circuito.