Berita PCB - Prinsip reka PCB papan kawalan mikrokomputer cip tunggal

Proses paling asas untuk merancang papan sirkuit PCB boleh dibahagi menjadi tiga langkah: rancangan skematik sirkuit, generasi senarai jaringan, dan rancangan papan sirkuit cetak PCB. Tidak kira ia adalah layout peranti di papan atau kawat, dll., terdapat keperluan khusus.

Contohnya, kawat input dan output patut dihindari sebanyak mungkin untuk menghindari gangguan. Jalur selari dua garis isyarat mesti dipisahkan dengan wayar tanah, dan wayar dua lapisan bersebelahan seharusnya bertentangan satu sama lain sebanyak mungkin. Penyambungan parasitik mungkin berlaku secara selari. Kuasa dan wayar tanah sepatutnya dipisahkan menjadi dua lapisan sejauh yang mungkin untuk bertentangan satu sama lain. Dalam terma lebar baris, wayar tanah luas boleh digunakan sebagai loop untuk sirkuit digital PCB, yang membentuk rangkaian tanah (sirkuit analog tidak boleh digunakan dengan cara ini), dan kawasan besar tembaga digunakan. Di bawah, penyunting Baineng.com menjelaskan prinsip dan beberapa perincian yang perlu diperhatikan dalam desain PCB papan kawalan mikrokomputer cip tunggal.

1. Bentangan komponen Dalam terma bentangan komponen, komponen yang berkaitan satu sama lain patut ditempatkan sebanyak mungkin. Contohnya, generator jam, oscilator kristal, dan input jam CPU semua cenderung kepada bunyi, jadi mereka patut ditempatkan lebih dekat. Untuk peranti yang cenderung kepada bunyi, sirkuit semasa rendah, sirkuit semasa tinggi, dll., jauhkan mereka dari sirkuit kawalan logik dan sirkuit penyimpanan (ROM, RAM) mikrokomputer cip tunggal sebanyak mungkin. Jika mungkin, sirkuit ini boleh dibuat menjadi sirkuit. Papan, ini menyebabkan anti-gangguan dan meningkatkan kepercayaan kerja sirkuit.

2. Membongkar kondensator Cuba pasang kondensator pembongkar disebelah komponen kunci seperti ROM, RAM dan cip lain. Malah, jejak papan sirkuit cetak, sambungan pin dan kabel, dll. mungkin mengandungi kesan induksi besar. Induktan besar mungkin menyebabkan suara menukar tingkat pada jejak Vcc. Satu-satunya cara untuk mencegah menukar titik bunyi pada jejak Vcc adalah menempatkan kondensator pemisahan elektronik 0.1uF antara VCC dan tanah kuasa. Jika komponen lekap permukaan digunakan pada papan sirkuit, kapasitor cip boleh digunakan secara langsung terhadap komponen dan ditetapkan pada pin Vcc. Lebih baik menggunakan kondensator keramik, kerana jenis kondensator ini mempunyai kehilangan elektrostatik rendah (ESL) dan impedance frekuensi tinggi, dan suhu dan masa stabiliti dielektrik jenis kondensator ini juga sangat baik. Cuba jangan guna kondensator tantalum, kerana impedance mereka lebih tinggi pada frekuensi tinggi.

Perhatikan titik berikut bila meletakkan kondensator penyahpautan:

Sambungkan kondensator elektrolitik 100uF di hujung input kuasa papan sirkuit cetak. Jika volum membenarkan, kapasitasi yang lebih besar lebih baik.

Pada dasarnya, kapasitor keramik 0.01uF perlu diletakkan di sebelah setiap cip sirkuit terintegrasi. Jika ruang papan sirkuit terlalu kecil untuk muat, anda boleh meletakkan kondensator tantalum 1-10 untuk setiap 10 cip.

Untuk komponen dengan kemampuan anti-gangguan lemah dan perubahan semasa besar bila dimatikan, dan komponen penyimpanan seperti RAM dan ROM, kondensator penyahpautan patut disambungkan antara garis kuasa (Vcc) dan garis tanah. Pemimpin kondensator tidak sepatutnya terlalu panjang, terutama kondensator bypass frekuensi tinggi tidak boleh mempunyai pemimpin.

3. Rancangan wayar tanah Dalam sistem kawalan mikrokomputer cip tunggal, terdapat banyak jenis wayar tanah, seperti tanah sistem, tanah perisai, tanah logik, tanah analog, dll. Bentangan yang masuk akal wayar tanah akan menentukan kemampuan anti-gangguan papan sirkuit. Apabila merancang wayar tanah dan titik grounding, isuan berikut patut dianggap:

Tanah logik dan tanah analog sepatutnya dikaitkan secara terpisah dan tidak boleh digunakan bersama-sama. Sambungkan kawat tanah mereka ke kawat tanah kuasa yang sepadan. Bila merancang, wayar tanah analog sepatutnya sebisak mungkin, dan kawasan bawah terminal sepatutnya diperbesar sebanyak mungkin. Secara umum, lebih baik untuk mengisolasi isyarat analog input dan output dari sirkuit mikrokawal melalui optokoupler.

Apabila merancang papan sirkuit cetak sirkuit logik, wayar tanah patut membentuk bentuk sirkuit tertutup untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan sirkuit.

Kabel tanah seharusnya sebisak mungkin. Jika wayar tanah sangat tipis, perlawanan wayar tanah akan besar, menyebabkan potensi tanah berubah dengan perubahan semasa, menyebabkan ketidakstabilan aras isyarat, menyebabkan kekurangan kemampuan anti-gangguan sirkuit. Jika ruang kawat membenarkan, pastikan lebar kawat tanah utama sekurang-kurangnya 2-3mm, dan kawat tanah pada pin komponen sepatutnya sekitar 1.5 mm.

Perhatikan pilihan titik dasar. Apabila frekuensi isyarat pada papan sirkuit lebih rendah daripada 1MHz, kerana induksi elektromagnetik antara kabel dan komponen mempunyai sedikit kesan, dan arus yang berkeliaran bentuk oleh sirkuit mendarat mempunyai kesan yang lebih besar pada gangguan, perlu menggunakan titik mendarat supaya ia tidak membentuk loop. Apabila frekuensi isyarat pada papan sirkuit lebih tinggi dari 10MHz, disebabkan kesan induktan yang jelas bagi rancangan bentangan PCB, impedance garis tanah menjadi sangat besar, dan arus sirkuit terbentuk oleh sirkuit tanah bukan lagi masalah besar. Oleh itu, pendaratan berbilang titik patut digunakan untuk mengurangi impedance tanah sebanyak mungkin.

4. Dalam bentangan garis kuasa lain, selain menjadikan lebar jejak sebaik mungkin tebal mengikut saiz semasa, dalam rancangan bentangan PCB, arah perjalanan garis kuasa dan garis tanah patut konsisten dengan arah perjalanan garis data. Bekerja dalam rancangan bentangan PCB. Akhirnya, gunakan wayar tanah untuk menutupi bawah papan sirkuit di mana tiada jejak. Kaedah ini semua membantu meningkatkan kemampuan anti-gangguan sirkuit.

Lebar garis data sepatutnya sebanyak mungkin untuk mengurangi impedance. Lebar garis data sekurang-kurangnya tidak kurang dari 0.3 mm (12 mil), dan ia lebih ideal jika ia adalah 0.46~0.5 mm (18 mil~20 mil).

Kerana lubang melalui papan sirkuit akan membawa kesan kapasitasi 10pF, yang akan memperkenalkan terlalu banyak gangguan untuk sirkuit PCB frekuensi tinggi, jadi dalam rancangan bentangan PCB, bilangan melalui lubang patut dikurangkan sebanyak mungkin. Selain itu, terlalu banyak botol juga akan mengurangi kekuatan mekanik papan sirkuit.