TA的每日心情 | 开心
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本帖最后由 PEELAY 于 2019-11-22 12:46 编辑 1 x8 c" z% _8 N
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大家好，很高兴可以将自己在PCB板上布局元器件的工作心得分享给大家。希望可以对大家有所帮助。
& ?$ s' D7 \/ Z6 s( ?! k一、元器件布局! \( U t6 L; x
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1.手工布局。手工布局就是在PCB图中将元件的位置进行适当的调整,用鼠标把元件移动到定义的禁止布线层内部，移动元件、转动元件的方法和原理图里移动元件、旋转元件的方法一样。
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2.自动布局。 载入网络表文件后，元件会堆积在规划好的电路板中间，用户可以先使用默认的布局参数进行一-次自动布局的操作，使得元件可以分开放置，然后进行必要的预拉线调整，最后重新对布局参数设置，再进行一次自动布局。) s0 I6 r; X4 J0 F% n; ?
+ w/ O/ Y& N0 l5 v7 Y% D关键元器件的布局. ^3 h3 V4 Y; j. \' [
, ^. E) w1 [" r) l) K" @ c3 y
关键元器件包括以下几类:" i" z2 O) F! O4 n
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(1)与机械尺寸紧密相关的元器件;; p3 e) F0 I: f8 l) n# n
(2)占位置的大元器件;
+ n. P1 G2 {5 x8 `0 c; M, u(3)电路的核心元器件;2 `' h+ U& r! B* T( j
(4)关键的接插件;
/ k# m+ T$ W: {; b& O& G(5)高频的时钟电路;, F$ A9 `& j1 \' @/ Y& v
(6)对电磁干扰敏感的电路等外部接插件、显示器件等安放位置应整齐,特别是板.上各种接插件需从机箱后部直接伸出时，更应从三维角度考虑器件的安放位置。& u5 [: x) ^4 P- P) n' _
- }5 }8 v% E7 f% C6 }3 L: V对关键元件的布局可以分为以下三个步骤:
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' L9 y; h/ C+ m8 f" `) _1 {4 [(1)对所有元器件进行分类，找出电路板上的关键元器件;
5 w+ e. F2 J& P o j2 C$ {(2)放置关键元器件;
p/ H! c) C/ G(3)锁定关键元器件。& i5 j# a; I/ v9 @8 r. d
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关于元器件的放置要求:对于单面板，器件一律放顶层;对于双面板或多层板，一般放顶层，只有在器件过密时才把一些高度有限并且发热量少的器件放在电路板的底层。8 C: C; q1 P" z2 N! o
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常用元器件放置的注意点:
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" a7 V: `( _$ p) F* X(1)电阻、 二极管放置分为平放和竖放。平放在电路元器件数量不多、电路板尺寸较大的情况下，-般平放。对于1/4W以下的电阻平放时，两个焊盘间的距离一般取 0.4英寸。1/2w的电阻一般取0.5英寸。: U5 x( T- }6 q
(2)电位器安放时放置电路板边缘，方便旋转。8 z) ~7 {! i5 @0 I; \$ F7 U4 b
(3) IC座确认方向是否正确，并注意各个IC引脚是否正确。-般情况下，为了防止方向装反，在同一块电路板上进行布局时，尽量将所有IC的U型放置在同一个方向。7 X7 M5 D6 ~2 d/ h- O* b# p8 o
散热方面的要求:
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板上有发热较多的器件时应考虑加散热器甚至风机，并与周围电解电容、晶振等怕热元器件隔开一定距离，竖放的板子应把发热元器件放置在板的最上面，双面放元器件时底层不得放发热元器件。6 Y3 G' V3 d+ A* F' o/ M
2 n6 D5 i" w9 S% y电磁干扰方面的要求:# P- w6 d q% B! j6 f" ?7 I
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9 O0 ~0 P" \; i, a% a/ D原则之一是各元器件之间的引线要尽量短，在布局上要把模拟信号、高速数字电路、噪声源(如继电器、大电流开关以及时钟电路等)这三部分合理分开等。! Q) V' @1 K' W: @- m
0 T; h/ n& P. K- H; m值得注意的单片机控制板的设计原则
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(1)在元器件的布局方面，应该把相互有关的元件尽量放得靠近一-些。例如，时钟发生器、晶振、CPU的时钟输入端都易产生噪声，在放置的时候应把它们靠近些。对于那些易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路、开关电路等，应尽量使其远离.单片机的逻辑控制电路和存储电路。
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' l/ ?. a. I* C; P6 n(2)尽量在关键元件，如ROM, RAM等芯片旁边安装去耦电容。印制电路板走线、引脚连线和接线等都可能含有较大的电感效应。大的电感可能会在VCc走线上引起严重的开关噪声尖峰。防止VCC走线上开关噪声尖峰的唯一方法， 是在VCC与电源地之间安放一个0.1UF的去耦电容。
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在安放去耦电容时需要注意以下几点:
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a)在电路板的电源输入端跨接100uf 左右的电解电容,如果体积允许，电容量尽量大一些。
8 Y3 j& }' a. Y; ~, _# @' @8 T* ~b)原则上每个集成电路旁边都应安放- -个0. 01uf的瓷片电容。2 Y* h! z$ A5 `2 b5 M2 b, \) w
c)RAM和ROM等存储元件，应在电源线和地线之间接入去耦电容。. h. o) |! g0 N1 o3 _+ K8 `& y/ W7 z
d)电容引线不要太长，特别是高频旁路电容不能带引线。
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, v: y. t- X8 T7 \; O$ R% U% S(3)在设计地线和接地点的时候，应考虑:
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# @! a7 K7 O1 x# z- r, Sa)逻辑地和模拟地要分开布线。. G; u6 J: i+ k l9 y9 X Q
b)地线应尽量粗，在布线空间允许的情况下，保证主要地线的宽度至少2-3mm以上，元件引脚.上的接地线应该在1.5mm左右。% X$ ^- C7 ]$ S4 A7 e) O" X
c) 要注意接地点的选择。当电路板信号频率低于1MHZ时，由于布线和元件之间的电磁感应影响较小，接地电路形成的环流对干扰的影响较大，所以采用-点接地，使其不形成回路。当电路板上信号频率高于10MHZ时，由于布线的电感效应明显，地线阻抗变得很大，应采用多点接地，尽量降低地线阻抗。
" {! P6 |# S3 B' A n% Gd)电源线、 地线的走线方向与数据线的走线方向尽量一致， 在布线工作的最后，用地线将电路板的底层没有走线的地方铺满，有助于增强电路抗干扰能力。
8 m! R+ w8 R3 u( d) [/ he)数据线的宽度尽量宽，减少阻抗。数据线宽度至少不小于0. 3mm， 如果采用0.46-0. 5mm更为理想。3 e; ~: g0 q# k, H7 _4 ]* ~' D" Y
$ A y0 t8 p) [& W- s' t3 s, w锁定元器件# c" r0 P! s4 X* e1 `6 K) \
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1、根据设计要求放置好关键元器件。3 |" Y) I" G) `4 `! \& G
2、将鼠标光标移动到需要锁定的元器件上，然后双击鼠标左键，打开编辑元器件属性对话框。. M- @+ o3 x# y0 t. b" D' o) s) u
3、选中[locked]选项后的复选框，即可锁定当前元器件。( d9 v/ L. l7 {2 ]( [7 E0 t5 g
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- 设置自动布局参数
: p5 A2 \& ^4 v. W
执行菜单命令[design] / [rules]在弹出的对话框中选择[p1 acement]标签。在[rule classes ]中设置“component clearance constraint” 设置元件间距约束设置元件的最小距离及间距计算方法。“component orientations rules”为元件方位约束的设置，设置允许元件旋转角度“netstoignore”元件自动布局时可以忽略的电气网络。“permittedlayers rule”允许放置元件的工作层面。[room definition]块定义。用于将具有相同电气特性的电路定义为一个块，以方便管理。元件装载后在PCB编辑窗口中执行tools工具，菜单下的auto placement自动布局命令，会弹出自动布局设置对话框。系统提供了两种自动布局的方式。“cluster placer”分组元件布局:这种方式按照电气连接关系将元件分成组，并连接成元件串，最后在规划好的布局区域内，依照几何方法放置元件组，选中此方式后，会出现一个参数项[QUICK Component P1acement]，选中后，可以加快元件的自动布局速度。一般适合于元件比较少的情况。“statisticalplacer”统计法布局:其原则是保证连线的长度最短。此方式下有5个设置项，其中的两个功能选项[Group Components] 和[Rotate Components]如果都选中的话，则前者表示可以按照电气连接关系将元件分组，后者表示在布局时可以旋转元件。另外，在[power nets]和[ground nets]中输入电源的网络名称和电源地的网络名称。适合于元件较多的情况。Grid size栅格距离大小:设置元器件自动布局时栅格距离的大小，如果栅格距离设置的过大，则自动布局时有些元器件可能被挤出电路板的边界。(0. 1mm)选择好布局方法后单击“ok“按钮，这时原件就会自动布置到前面设置的PCB板框内。采用自动布局的结果-般不是用户希望的结果，比如说各种元件的位置，这时需要用户通过手工的方法进行适当的调整，以使元件放置更加合理。
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发表于 2019-11-22 12:44
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