Principios de diseño de PCB de una placa de control de microcomputadora de un solo chip

El proceso más básico de diseño de una placa de circuito se puede dividir en tres pasos: diseño de esquemas de circuito, generación de netlist y diseño de placa de circuito impreso.No importa si es el diseño del dispositivo en la placa o el cableado, etc., hay requisitos específicos.

Por ejemplo, el cableado de entrada y salida debe evitarse tanto como sea posible para evitar interferencias.y las dos capas adyacentes de cableado deben ser tan perpendiculares entre sí como sea posibleEl acoplamiento parasitario puede ocurrir fácilmente en paralelo. Los cables de alimentación y tierra deben separarse en dos capas lo más posible y perpendiculares entre sí.un alambre de tierra ancho se puede utilizar como un bucle para el circuito digital PCB para formar una red de tierra (los circuitos analógicos no se pueden utilizar de esta manera), y se utiliza una gran superficie de cobre.

El artículo siguiente explica los principios y algunos detalles a los que hay que prestar atención en el diseño de PCB de la placa de control del microcontrolador.

1. Diseño de los componentes

En cuanto a la disposición de los componentes, los componentes relacionados deben colocarse lo más cerca posible. Por ejemplo, el generador de reloj, el oscilador de cristal,y la entrada de reloj de la CPU son todos propensos al ruidoPara aquellos dispositivos que son propensos al ruido, circuitos de baja corriente, circuitos de conmutación de circuitos de alta corriente, etc.,mantenerlos alejados del circuito de control lógico y del circuito de almacenamiento (ROM)En la mayoría de los casos, el microcontrolador tiene un circuito de circuito de circuito de circuito de circuito de circuito de circuito.

2. Desacoplamiento del condensador

Intente instalar condensadores de desacoplamiento junto a componentes clave, como ROM, RAM y otros chips.pueden contener grandes efectos de inductancia. La inductancia grande puede causar picos de ruido de conmutación severos en la pista Vcc. La única manera de evitar picos de ruido de conmutación en las pistas Vcc es colocar un 0.1uF condensador de desconexión electrónica entre VCC y tierra de alimentaciónSi se utilizan componentes de montaje superficial en la placa de circuito, los condensadores de chip se pueden utilizar directamente contra los componentes y fijar en el pin Vcc.porque este tipo de condensador tiene una menor pérdida electrostática (ESL) e impedancia de alta frecuencia, y la temperatura y el tiempo de la estabilidad dieléctrica del condensador también es muy buena.

Cuando se coloquen condensadores de desacoplamiento, hay que prestar atención a los siguientes puntos:

Conecte un condensador electrolítico de 100 uF a través del extremo de entrada de potencia de la placa de circuito impreso.

En principio, un condensador cerámico de 0.01 uF debe colocarse al lado de cada chip de circuito integrado.se puede colocar un 1-10 condensador de tántalo por cada 10 chips.

Para componentes con una capacidad antiinterferencia débil y grandes cambios de corriente cuando están apagados, y componentes de almacenamiento como RAM y ROM,un condensador de desacoplamiento debe conectarse entre la línea de alimentación (Vcc) y la línea de tierra.

El plomo del condensador no debe ser demasiado largo, especialmente el condensador de derivación de alta frecuencia no puede tomar plomo.

3Diseño del alambre de tierra

En el sistema de control de un solo chip, hay muchos tipos de cables de tierra, como tierra del sistema, tierra del escudo, tierra lógica, tierra analógica, etc.La disposición razonable de los cables de tierra determinará la capacidad antiinterferencia de la placa de circuitoAl diseñar los cables de tierra y los puntos de conexión a tierra, deben considerarse los siguientes aspectos:

La tierra lógica y la tierra analógica deben estar conectadas por separado y no pueden usarse juntas.el cable de tierra analógico debe ser lo más grueso posible, y la zona de puesta a tierra de la terminal debe ampliarse tanto como sea posible.es mejor aislar las señales analógicas de entrada y salida del circuito del microcontrolador a través de optoacopladores.

Al diseñar la placa de circuito impreso del circuito lógico, el cable de tierra debe formar un bucle cerrado para mejorar la capacidad antiinterferencia del circuito.

El cable de tierra debe ser lo más grueso posible. Si el cable de tierra es muy delgado, la resistencia del cable de tierra será grande, haciendo que el potencial de tierra cambie con el cambio de corriente,causando que el nivel de señal sea inestableCuando el espacio de cableado lo permita, asegúrese de que el ancho del cable de tierra principal sea de al menos 2-3 mm.y el alambre de tierra en el pin del componente debe ser de aproximadamente 1.5 mm. ¿Qué quieres decir?

Cuando la frecuencia de la señal en el circuito es inferior a 1MHz,porque la inducción electromagnética entre el cableado y los componentes tiene poca influencia, y la circulación formada por el circuito de puesta a tierra tiene una mayor influencia en la interferencia, es necesario utilizar una puesta a tierra puntual para que no forme un bucle.Cuando la frecuencia de la señal en la placa de circuito es superior a 10 MHz, debido al obvio efecto de inductancia del diseño de cableado de PCB, la impedancia de tierra se vuelve muy grande, y la corriente circulante formada por el circuito de tierra ya no es un problema importante.Por lo tanto, la conexión a tierra multipunto debe utilizarse para minimizar la impedancia de tierra.

4. otras

· Además de la disposición de la línea eléctrica, la anchura de la vía debe ser lo más gruesa posible en función del tamaño de la corriente.la dirección de enrutamiento de la línea eléctrica y la línea terrestre debe ser coherente con la dirección de la línea de datosTrabajar en el diseño del diseño de la placa de circuito impreso Al final, use cables de tierra para cubrir la parte inferior de la placa de circuito donde no haya rastros.Todos estos métodos ayudan a mejorar la capacidad anti-interferencia del circuito.

El ancho de la línea de datos debe ser lo más ancho posible para reducir la impedancia.Se utilizan 5 mm (18mil~20mil).

Dado que un agujero vía en la placa de circuito traerá un efecto de capacidad de 10pF, lo que introducirá demasiada interferencia para los circuitos de alta frecuencia, por lo que cuando el diseño de la distribución de PCB,el número de orificios de vía debe reducirse tanto como sea posibleAdemás, demasiadas vías también reducirán la resistencia mecánica de la placa de circuito.