一、電路板設(shè)計(jì)步驟

一般而言，設(shè)計(jì)電路板最基本的過(guò)程可以分為三大步驟。

(1). 電路原理圖的設(shè)計(jì): 電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是PROTEL099的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced Schematic）來(lái)繪制一張電路原理圖。在這一過(guò)程中，要充分利用PROTEL99所提供的各種原理圖繪圖工具、各種編輯功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。

(2). 產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表: 網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)（SCH）與印制電路板設(shè)計(jì)（PCB）之間的一座橋梁，它是電路板自動(dòng)的靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得，也可從印制電路板中提取出來(lái)。

(3). 印制電路板的設(shè)計(jì): 印制電路板的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)PROTEL99的另外一個(gè)重要的部分PCB而言的，在這個(gè)過(guò)程中，我們借助PROTEL99提供的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)電路板的版面設(shè)計(jì)，完成高難度的等工作。

二、繪制簡(jiǎn)單電路圖

原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程原理圖的設(shè)計(jì)可按下面過(guò)程來(lái)完成：

（1）設(shè)計(jì)圖紙大小　Protel 99/ Schematic后，首先要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計(jì)好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計(jì)好原理圖的第一步。

（2）設(shè)置Protel 99/Schematic設(shè)計(jì)環(huán)境　設(shè)置Protel 99/Schematic設(shè)計(jì)環(huán)境，包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)值。

（3）旋轉(zhuǎn)零件　用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫(kù)里取出放置到圖紙上，并對(duì)放置零件的序號(hào)、零件封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等工作。

（4）有原理圖布線　利用Protel 99/Schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。

（5）調(diào)整線路　將初步繪制好的電路圖作進(jìn)一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。

（6）報(bào)表輸出　通過(guò)Protel 99/Schematic提供的各種報(bào)表工具生成各種報(bào)表,其中最重要的報(bào)表是網(wǎng)絡(luò)表,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表為后續(xù)的電路板設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。

（7）文件保存及打印輸出　最后的步驟是文件保存及打印輸出。

圖1 PCB布線規(guī)范

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單片機(jī)控制板的設(shè)計(jì)原則需要遵循的原則如下：

（1） 在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得*近一些，例如，時(shí)鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時(shí)候應(yīng)把它們近些。對(duì)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(yīng)盡量使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路（ROM、RAM），如果可能的話，麥|斯|艾|姆|P|CB|樣板|貼片|麥|斯|艾|姆|科|技|全國(guó)|首家P|CB樣板打板?？梢詫⑦@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*性。

（2） 盡量在關(guān)鍵元件，如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實(shí)際上，印制電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應(yīng)。大的電感可能會(huì)在Vcc走線上引起嚴(yán)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(gè)0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊*著元件，在 Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容，這是因?yàn)檫@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(shí)間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯(cuò)。盡量不要使用鉭電容，因?yàn)樵诟哳l下它的阻抗較高。在安放去耦電容時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：　

在印制電路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。原則上每個(gè)集成電路芯片的旁邊都需要放置一個(gè)0.01uF的瓷片電容，如果電路板的空隙太小而放置不下時(shí)，可以每10個(gè)芯片左右放置一個(gè)1～10的鉭電容。對(duì)于抗干擾能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲(chǔ)元件，應(yīng)該在電源線（Vcc）和地線之間接入去耦電容。電容的引線不要太長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。

（3） 在單片機(jī)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(jì)地線和接地點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)該考慮以下問題：

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(yīng)的電源地線相連。在設(shè)計(jì)時(shí)，模擬地線應(yīng)盡量加粗，而且盡量加大引出端的接地面積。一般來(lái)講，對(duì)于輸入輸出的模擬信號(hào)，與單片機(jī)電路之間最好通過(guò)光耦進(jìn)行隔離。在設(shè)計(jì)邏輯電路的印制電路版時(shí)，其地線應(yīng)構(gòu)成閉環(huán)形式，提高電路的抗干擾能力。地線應(yīng)盡量的粗。如果地線很細(xì)的話，則地線電阻將會(huì)較大，造成接地電位隨電流的變化而變化，致使信號(hào)電平不穩(wěn)，導(dǎo)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(yīng)該在1.5mm左右。

圖2 單片機(jī)PCB布線

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三、電源、地線的處理

盡管整個(gè)PCB板的布線都完成的很好，但仍需要考慮到電源、地線所引起的干擾，這會(huì)降低產(chǎn)品的性能，甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品的成功率。所以對(duì)于電源、地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，將電源、地線所產(chǎn)生的干擾降至最低，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師都明白，為何會(huì)產(chǎn)生電源線與地線之間的干擾，現(xiàn)只對(duì)降低式抑制干擾作以表述。

要在電源、地線之間加上去耦電容。

盡量加寬電源及地線，最好是地線比電源線寬，其關(guān)系為：地線>電源線>信號(hào)線。通常的信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5mm。

數(shù)字電路的PCB設(shè)計(jì)可用較寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用，但要切記模擬電路的地不能這樣使用。使用大面積銅層作地線，在印制板上把沒被使用的地方都與地相連，作地線使用或是做成多層板，電源，地線各占用一層。
 

圖3 地線布線規(guī)范

四、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理

現(xiàn)在，許多的PCB不再是單一功能的電路了，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成，因此在布線時(shí)就需要考慮到它們之間互相干擾的問題，特別是地線上的噪音干擾。

數(shù)字電路頻率高，模擬電路敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線要盡可能的遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，而對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整個(gè)PCB對(duì)外界的結(jié)點(diǎn)只能有一個(gè)，所以必須要在PCB內(nèi)部處理號(hào)數(shù)字電路及模擬電路共地的問題，而在電路板內(nèi)部，數(shù)字電路的地和模擬電路的地實(shí)際上是分開的，只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字電路的地與模擬電路地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)，也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。

五、信號(hào)線布在電(地)層上

在多層印制板布線時(shí)，由于信號(hào)線層沒布完的線已剩不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)，也會(huì)增加工作量及成本，可考慮在電(地)層上進(jìn)行布線，首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層，因?yàn)榭勺詈玫谋Ａ舻貙拥耐暾浴?br />
好了，這就是PCB布線過(guò)程中需要注意的一些問題，你在布線終于到了哪些問題了？也可以在下面的網(wǎng)站中分享出來(lái)，讓我們共同學(xué)習(xí)。

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