下载香蕉视频APP

單片機控制板的設計原則

日期:2019-05-26 / 人氣: / 來(lai)源:189hi.cn

1. 元器件布局的考慮

元器件布局時(shi)(shi),應(ying)該把相(xiang)互有(you)關(guan)的(de)(de)元件(jian)盡量(liang)放得(de)近一些(xie)。例如,時(shi)(shi)鐘發生(sheng)器(qi)、晶振、CPU的(de)(de)時(shi)(shi)鐘輸(shu)入端(duan)都易產生(sheng)噪音,在放置的(de)(de)時(shi)(shi)候應(ying)該把它們靠近些(xie)。對于(yu)(yu)那些(xie)易產生(sheng)噪聲(sheng)的(de)(de)器(qi)件(jian)、小電(dian)(dian)流(liu)電(dian)(dian)路(lu)、大電(dian)(dian)流(liu)電(dian)(dian)路(lu)、開(kai)關(guan)電(dian)(dian)路(lu)等(deng),應(ying)盡量(liang)使其遠離單片機(ji)的(de)(de)邏輯(ji)控制(zhi)電(dian)(dian)路(lu)和(he)存儲電(dian)(dian)路(lu)(ROM、RAM);如有(you)可能,則將(jiang)這些(xie)電(dian)(dian)路(lu)另外制(zhi)成電(dian)(dian)路(lu)板,會更加(jia)有(you)利于(yu)(yu)抗干(gan)擾,提(ti)高電(dian)(dian)路(lu)工作時(shi)(shi)的(de)(de)可靠性。

2. 去耦電容的設置

盡(jin)量在(zai)(zai)關鍵元(yuan)件,如ROM、RAM等芯片旁(pang)邊安(an)裝(zhuang)去耦電容(rong)(rong)。實際上,印制(zhi)電路板走(zou)(zou)(zou)線、引腳走(zou)(zou)(zou)線和接(jie)線等都可(ke)能(neng)含有(you)(you)較大(da)的電感效應。大(da)的電感可(ke)能(neng)在(zai)(zai)VCC走(zou)(zou)(zou)線上引起嚴重的開關噪聲(sheng)尖峰(feng),防止其產生的唯一(yi)方法(fa)是在(zai)(zai)VCC與電源地(di)之間安(an)放一(yi)個0.1μF的去耦電容(rong)(rong)。如果(guo)電路板上使用(yong)(yong)的是表面(mian)安(an)裝(zhuang)零件,則可(ke)以用(yong)(yong)片狀(zhuang)電容(rong)(rong)直(zhi)接(jie)緊靠著元(yuan)件,在(zai)(zai)VCC引腳上固(gu)定。最(zui)好(hao)是使用(yong)(yong)瓷片電容(rong)(rong),因為這種(zhong)電容(rong)(rong)有(you)(you)較低的靜電損耗(ESL)和高(gao)頻阻抗(kang),另外這種(zhong)電容(rong)(rong)在(zai)(zai)溫(wen)度和時間上的介質(zhi)穩定性也很(hen)不錯(cuo)。盡(jin)量不要使用(yong)(yong)鉭電容(rong)(rong),因為它在(zai)(zai)高(gao)頻下的阻抗(kang)較高(gao)。

另(ling)外在(zai)安放去耦電容時(shi)需要(yao)注意以下幾點:

a. 在印制電路板的電源輸入端(duan)跨(kua)接(jie)100μF左右的去耦電容(rong);如果體(ti)積允許(xu),電容(rong)量(liang)大(da)一些更好(hao)。

b. 原則上每個(ge)集(ji)成電(dian)(dian)路芯(xin)片的(de)旁邊都需要(yao)放置一個(ge)0.01μF的(de)瓷片電(dian)(dian)容;如果電(dian)(dian)路板的(de)空(kong)隙太小而放置不下,可(ke)以每10個(ge)芯(xin)片左右放置一個(ge)1~10μF的(de)鉭電(dian)(dian)容。

c.  對于抗(kang)干擾能(neng)力弱的、關斷時電流變化(hua)大的元件和(he)RAM、ROM等存儲元件,應該在電源線(VCC)和(he)地線之(zhi)間接入去(qu)耦電容。

d. 電(dian)容的引線不(bu)要太長,特別是高頻旁路(lu)電(dian)容不(bu)能帶(dai)引線。

3. 接地線的處理

在這種電(dian)路(lu)中(zhong)地(di)(di)(di)線的種類(lei)有(you)很(hen)多(有(you)系(xi)統地(di)(di)(di)、屏(ping)蔽地(di)(di)(di)、邏輯(ji)地(di)(di)(di)、模擬地(di)(di)(di)等),地(di)(di)(di)線布局(ju)是否合理,將決定整(zheng)個電(dian)路(lu)的抗干(gan)擾(rao)能力。在設計(ji)地(di)(di)(di)線和接地(di)(di)(di)點(dian)的時候,應該考慮以下問題:

a. 邏輯地(di)和模擬(ni)地(di)要分開布線(xian)(xian),不能(neng)合(he)用,將它(ta)們各處的地(di)線(xian)(xian)分別與(yu)(yu)相應的電源地(di)線(xian)(xian)相連。設(she)計時(shi),模擬(ni)地(di)線(xian)(xian)應盡(jin)量(liang)加(jia)(jia)粗,而且盡(jin)可能(neng)加(jia)(jia)大引(yin)出端的接地(di)面積。一般(ban)來(lai)講,對于輸入輸出的模擬(ni)信號,與(yu)(yu)單片機(ji)電路之間最好通過光耦進行隔離。

b. 在設計邏輯(ji)電路(lu)的印制板時,其地線(xian)應構(gou)成閉(bi)環形(xing)式,可提高電路(lu)的抗干擾能力(li)。

c. 地(di)(di)線(xian)應(ying)盡量粗。如果地(di)(di)線(xian)很(hen)細,則地(di)(di)線(xian)電阻(zu)將會(hui)很(hen)大,造成(cheng)接地(di)(di)電位隨電流的(de)變(bian)化而變(bian)化,致使信號電平不穩(wen)、電路(lu)的(de)抗(kang)干擾能力(li)下降(jiang)。在(zai)(zai)布線(xian)允許的(de)情(qing)況下,要(yao)保證主(zhu)要(yao)地(di)(di)線(xian)的(de)寬度(du)至少(shao)在(zai)(zai)2~3mm,元件(jian)引腳上的(de)接地(di)(di)線(xian)應(ying)在(zai)(zai)1.5mm左右。

d. 要(yao)(yao)注(zhu)意接地(di)(di)點的(de)(de)選擇(ze)。當板上(shang)信號頻率低于(yu)(yu)1MHz時,由(you)于(yu)(yu)布線(xian)(xian)和元件之間(jian)的(de)(de)電(dian)磁感(gan)應影響很小,而接地(di)(di)電(dian)路(lu)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)環流對于(yu)(yu)干擾的(de)(de)影響較大,所以要(yao)(yao)采(cai)用(yong)(yong)一點接地(di)(di),使其不(bu)形(xing)(xing)成(cheng)回路(lu)。當電(dian)路(lu)板上(shang)信號頻率高于(yu)(yu)10MHz時,由(you)于(yu)(yu)布線(xian)(xian)的(de)(de)電(dian)感(gan)效(xiao)應明顯,地(di)(di)線(xian)(xian)阻抗(kang)變得(de)很大,此(ci)時接地(di)(di)電(dian)路(lu)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)環流就不(bu)再是(shi)主要(yao)(yao)問題了,所以應采(cai)用(yong)(yong)多點接地(di)(di),盡量降低地(di)(di)線(xian)(xian)阻抗(kang)。

e. 電(dian)源線(xian)(xian)(xian)的(de)設置(zhi)除了要根據電(dian)流(liu)的(de)大小盡量加粗線(xian)(xian)(xian)寬度外(wai),布線(xian)(xian)(xian)時還(huan)應使電(dian)源線(xian)(xian)(xian)、地(di)線(xian)(xian)(xian)的(de)走(zou)線(xian)(xian)(xian)方(fang)(fang)向與數據線(xian)(xian)(xian)的(de)走(zou)線(xian)(xian)(xian)方(fang)(fang)向一致(zhi)。此外(wai),還(huan)可用(yong)地(di)線(xian)(xian)(xian)將電(dian)路板的(de)底層沒有走(zou)線(xian)(xian)(xian)的(de)地(di)方(fang)(fang)鋪滿,這些(xie)方(fang)(fang)法都有助于增(zeng)強(qiang)電(dian)路的(de)抗干擾能力。

4. 數據線寬度選擇

數據線的寬度也應盡可能寬,以(yi)減小阻抗。至少(shao)不(bu)小于(yu)0.3mm,如果采用0.46mm或者更(geng)大(da),則更(geng)為理想。

5. 電路板過孔的處理

由于電(dian)(dian)路(lu)板的(de)(de)過(guo)孔會(hui)帶(dai)來約10pF的(de)(de)電(dian)(dian)容效(xiao)應,對于高頻電(dian)(dian)路(lu),將(jiang)會(hui)引入太多的(de)(de)干擾,所以在布(bu)線的(de)(de)時候應該注意。

【格亞信電子】是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深圳電子方案公司,主要(yao)設計電子產品包括工控(kong)、汽車、電源、通信、安防、醫療電子產品開發(fa)。

公司核心業務(wu)是(shi)提(ti)供(gong)(gong)以工(gong)(gong)控電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、汽車電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、醫療(liao)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、安防電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、消費電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、通(tong)訊電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)、電(dian)(dian)源電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)等多領域的電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)產品設(she)計、方案開發及加工(gong)(gong)生產的一(yi)站(zhan)式PCBA服務(wu),為滿足不同客戶需求可提(ti)供(gong)(gong)中小批(pi)量PCBA加工(gong)(gong)。

公司產(chan)品(pin)涵蓋工(gong)(gong)業生(sheng)產(chan)設(she)備控制(zhi)設(she)備電(dian)(dian)子開(kai)發、汽車MCU電(dian)(dian)子控制(zhi)系統方案設(she)計(ji)、伺服控制(zhi)板PCBA加工(gong)(gong)、數控機床主板PCBA加工(gong)(gong),智能(neng)家居電(dian)(dian)子研發、3D打印機控制(zhi)板PCBA加工(gong)(gong)等(deng)領域。業務(wu)流程包括電(dian)(dian)子方案開(kai)發設(she)計(ji)、PCB生(sheng)產(chan)、元(yuan)器件采購、SMT貼片加工(gong)(gong)、樣機制(zhi)作調(diao)試、PCBA中小批量加工(gong)(gong)生(sheng)產(chan)、后期質保(bao)維護(hu)一(yi)站式(shi)PCBA加工(gong)(gong)服務(wu)。

http://189hi.cn/

作者:控制板


下載香蕉視頻APP:Go To Top 回頂部

下载香蕉视频APP