你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文
PCB設(shè)計——單片機控制板設(shè)計原則
發(fā)布時間:2015-07-30 責任編輯:sherry
【導讀】不管是PCB板上的器件布局還是走線等等都有具體的要求。本文就單片機控制板設(shè)計需要注意的原則和一些細節(jié)問題進行了說明。
不管是PCB板上的器件布局還是走線等等都有具體的要求。例如,輸入輸出走線應盡量避免平行,以免產(chǎn)生干擾。兩信號線平行走線必要是應加地線隔離,兩相鄰層布線要盡量互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。電源與地線應盡量分在兩層互相垂直。線寬方面,對數(shù)字電路PCB可用寬的地線做一回路,即構(gòu)成一地網(wǎng)(模擬電路不能這樣使用),用大面積鋪銅。
下面就單片機控制板設(shè)計需要注意的原則和一些細節(jié)問題進行了說明。
1.元器件布局
在元器件的布局方面,應該把相互有關(guān)的元件盡量放得靠近一些,例如,時鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲,在放置的時候應把它們靠近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關(guān)電路等,應盡量使其遠離單片機的邏輯控制電路和存儲電路(ROM、RAM),如果可能的話,可以將這些電路另外制成電路板,這樣有利于抗干擾,提高電路工作的可靠性。
2.去耦電容
盡量在關(guān)鍵元件,如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實際上,PCB板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應。大的電感可能會在Vcc 走線上引起嚴重的開關(guān)噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關(guān)噪聲尖峰的唯一方法,是在VCC與電源地之間安放一個0.1uF的電子去耦電容。如果PCB板上使用的是表面貼裝元件,可以用片狀電容直接緊靠著元件,在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容,這是因為這種電容具有較低的靜電損耗(ESL)和高頻阻抗,另外這種電容溫度和時間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。盡量不要使用鉭電容,因為在高頻下它的阻抗較高。
在安放去耦電容時需要注意以下幾點:
(1)在PCB板的電源輸入端跨接100uF左右的電解電容,如果體積允許的話,電容量大一些則更好。
(2)原則上每個集成電路芯片的旁邊都需要放置一個0.01uF的瓷片電容,如果電路板的空隙太小而放置不下時,可以每10個芯片左右放置一個1~10的鉭電容。
(3)對于抗干擾能力弱、關(guān)斷時電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲元件,應該在電源線(Vcc)和地線之間接入去耦電容。
(4)電容的引線不要太長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。
3.地線設(shè)計
在單片機控制系統(tǒng)中,地線的種類有很多,有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等,地線是否布局合理,將決定電路板的抗干擾能力。在設(shè)計地線和接地點的時候,應該考慮以下問題:
(1)邏輯地和模擬地要分開布線,不能合用,將它們各自的地線分別與相應的電源地線相連。在設(shè)計時,模擬地線應盡量加粗,而且盡量加大引出端的接地面積。一般來講,對于輸入輸出的模擬信號,與單片機電路之間最好通過光耦進行隔離。
(2)在設(shè)計邏輯電路的印制電路版時,其地線應構(gòu)成閉環(huán)形式,提高電路的抗干擾能力。
(3)地線應盡量的粗。如果地線很細的話,則地線電阻將會較大,造成接地電位隨電流的變化而變化,致使信號電平不穩(wěn),導致電路的抗干擾能力下降。在布線空間允許的情況下,要保證主要地線的寬度至少在2~3mm以上,元件引腳上的接地線應該在1.5mm左右。
(4)要注意接地點的選擇。當電路板上信號頻率低于1MHz時,由于布線和元件之間的電磁感應影響很小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾的影響較大,所以要采用一點接地,使其不形成回路。當電路板上信號頻率高于10MHz時,由于布線的電感效應明顯,地線阻抗變得很大,此時接地電路形成的環(huán)流就不再是主要的問題了。所以應采用多點接地,盡量降低地線阻抗。
4.其他
(1)電源線的布置除了要根據(jù)電流的大小盡量加粗走線寬度外,在布線時還應使電源線、地線的走線方向與數(shù)據(jù)線的走線方身一致在布線工作的最后,用地線將電路板的底層沒有走線的地方鋪滿,這些方法都有助于增強電路的抗干擾能力。
(2)數(shù)據(jù)線的寬度應盡可能地寬,以減小阻抗。數(shù)據(jù)線的寬度至少不小于0.3mm(12mil),如果采用0.46~0.5mm(18mil~20mil)則更為理想。
(3)由于電路板的一個過孔會帶來大約10pF的電容效應,這對于高頻電路,將會引入太多的干擾,所以在布線的時候,應盡可能地減少過孔的數(shù)量。再有,過多的過孔也會造成電路板的機械強度降低。
特別推薦
- 即插即用的6TOPS算力:慧為智能RK3588 SMARC核心板正式商用
- 精度與速度兼得:徴格半導體雙通道運放,挑戰(zhàn)精密放大性能極限
- 創(chuàng)新汽車區(qū)控架構(gòu)配電解決方案
- CITE 2026—擘畫產(chǎn)業(yè)新圖景,鏈接全球新機遇
- 破1734億美元!韓國半導體出口狂飆22%,成全球經(jīng)濟低迷中的“逆增長極”
技術(shù)文章更多>>
- 直指L3自動駕駛!德州儀器新品強化邊緣AI與車載網(wǎng)絡(luò),感知系統(tǒng)設(shè)計大簡化
- 專為工程師打造!全新射頻設(shè)計電子書上線,助力智能硬件無線連接
- 攻克智能汽車EMI干擾與熱管理失控難題,Nolato諾蘭特為核心元器件筑牢 “降溫+抗擾” 安全防線
- 雙百!100%中國車企全球業(yè)務(wù)接入阿里云
- ?加外掛?就能夜視:從消防到電力,解鎖熱成像無人機4種應用
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
編碼器型號
便攜產(chǎn)品
便攜醫(yī)療
變?nèi)荻O管
變壓器
檳城電子
并網(wǎng)
撥動開關(guān)
玻璃釉電容
剝線機
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關(guān)
捕魚器
步進電機
測力傳感器
測試測量
測試設(shè)備
拆解
場效應管
超霸科技
超級本
超級電容
車道校正
車身控制
車載以太網(wǎng)
車載娛樂
充電
充電電池
充電器



