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PCB设计大讲堂:自制印刷电路板第一篇-设计电路图(下)

发布时间 :2018-03-28 11:06 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
3.   微控制器和排针
排针的用途是连接微控制器的输出和输入,它提供了一个平台给焊线和针脚。
排针的用途是连接微控制器的输出和输入,它提供了一个平台给焊线和针脚。
3.1.    新增微控制器晶片(RBBB → ATmega),把它放在电路原理图的中央附近,把它的两个接地接头连接到接地讯号端。
3.1.    新增微控制器晶片(RBBB → ATmega),把它放在电路原理图的中央附近,把它的两个接地接头连接到接地讯号端。
3.2.    在靠近ATmega的电源供应针脚7的位置放置一个0.1μF的电容,将它分别连接电源、接地端和针脚7。
3.2.    在靠近ATmega的电源供应针脚7的位置放置一个0.1μF的电容,将它分别连接电源、接地端和针脚7。
3.3.    将共鸣器(resonator)放置在针脚9和针脚10附近,将它的三个针脚连接如图所示,并确认最中间的针脚有连到接地端。
3.3.    将共鸣器(resonator)放置在针脚9和针脚10附近,将它的三个针脚连接如图所示,并确认最中间的针脚有连到接地端。
3.4.    将剩下的针脚全部都连接信号线(Signal line),别忘了左边的类比参考针脚(analog reference,AREF),使用网络连接工具让每个针脚都接出一小段信号线,并使用标签(Lable)工具(在网络连接工具的下面)标签每一段信号线。
 
注释:EAGLE的群组移动功能并没有像现在大部分的绘图软件那样方便,如果你需要一次移动很多个元件,你需要先使用「变焦(Zoom)」工具来调整画面大小,使用「群组(Group)」工具用Ctrl键+滑鼠左键点击或框取你想要移动的元件,使用移动(Move)工具在你选择的元件上按右键,在跳出的选项清单中选取移动群组(Move Group)即可。
EAGLE的群组移动功能并没有像现在大部分的绘图软件那样方便,如果你需要一次移动很多个元件,你需要先使用「变焦(Zoom)」工具来调整画面大小,使用「群组(Group)」工具用Ctrl键+滑鼠左键点击或框取你想要移动的元件,使用移动(Move)工具在你选择的元件上按右键,在跳出的选项清单中选取移动群组(Move Group)即可。
3.5.    你会发现EAGLE会给每条信号线都内建一个标签,例如:N$2。现在请使用「命名(Name)」工具来为这些信号线重新命名,并使它们符合ATmega的针脚名称。这部分有一点冗长乏味,假如有任何人知道比手动更改更好的方法,请一定要让我知道。
3.5.    你会发现EAGLE会给每条信号线都内建一个标签,例如:N$2。现在请使用「命名(Name)」工具来为这些信号线重新命名,并使它们符合ATmega的针脚名称。
3.6.    新增1×16、1×9和1×4的排针,然后重覆之前的过程:新增信号线、新增标签然后更改名称。
 
4.   序列排针
 序列排针
我们的资料连系装置是一个6针脚的排针,它连接到ATmega的序列埠(serial port),原始的Arduino控制板有一个USB端口和一个飞特蒂亚(FTDI)的晶片,用它们来将通用序列汇流排传输界面(USB)转换成TTL或UART传输界面。但这次我们不使用这个晶片,而是要使用排线来连接,这样可以使设计变得精简。飞特蒂亚有卖一种6针脚的排线,或者你可以使用USB-BUB或FTDI Friend来连接。
 
把6针脚排针放置在电路原理图上,并分别连接RX(接收端)、TX(传送端)、GND(接地端)、+5V讯号供应元件和EXT_RESET(重置功能)。
 
5.   便利的设计
很多PCB设计者的设计不符合人体工学,他们使用很小的按钮、不方便的元件配置和难以解读的标签,千万不要变成这样!这次我们的设计有一个大小合适的重置按钮(reset button)和可以清楚辨认是否已经接上电源的LED指示灯。
 很多PCB设计者的设计不符合人体工学,他们使用很小的按钮、不方便的元件配置和难以解读的标签,千万不要变成这样!这次我们的设计有一个大小合适的重置按钮(reset button)和可以清楚辨认是否已经接上电源的LED指示灯。
5.1.    如图所示放置一个开关(switch)、10K电阻器(10k resistor)和0.1μF的电容(0.1μF capacitor),并把开关的一端连到接地端上。
 
正常来说开关是打开的,但当按下重置按钮后开关会关起来。10K电阻器则连接在RESET针脚和+5V讯号供应元件的中间,这样可以让针脚的状态在开关是打开的情况时不会漂浮不定而产生不稳的现象。在编写程式的过程中,主电脑会执行重置功能并在程式启动装置载入程式码之前重新设定微控制器,小颗的电容则是这个期间用来维持系统必需计时功能。
 如图所示放置一个开关(switch)、10K电阻器(10k resistor)和0.1μF的电容(0.1μF capacitor),并把开关的一端连到接地端上。
5.2.    最后,新增一个LED和1K限流电阻器的串连线路。
 
6.   检查回路
从工具清单中选择「ERC」来进行电路规则检查,你可能会得到一连串的错误或警告,点击它们来进行任何必要的修正。最常见的错误是信号线非常接近却没有真的连接在一起。
 
更进一步
当你通过了ERC检查,选择「档案(File)」 →「切换至电路板(Switch To Board)」,电脑将会询问你是否要使用布线编辑器(Layout editor),根据现在的电路原理图来制作出一块电路板。当然要!从现在开始,不论何时屏幕上都会出现电路原理图和电路板视窗,EAGLE会让两个视窗保持同步的状态,但前提是两个视窗都是开启的。
 当你通过了ERC检查,选择「档案(File)」 →「切换至电路板(Switch To Board)」,电脑将会询问你是否要使用布线编辑器(Layout editor),根据现在的电路原理图来制作出一块电路板。
图7.1
 
现在你可以开始在电路板上绘制真实的铜线电路图了。EAGLE可以自动帮你绘制完成,但为了能够真的了解它,试着自己绘制也是一个不错的主意。首先,你要先画出电路板的边界并设置一些网格空间,描绘电源线路并放置元件,然后绘制通用输入和输出路径,连接板子正反两面必要的线路(图7.1),最后,你会在板的背面新增一个接地面(ground plane),如图7.2所示。
 最后,你会在板的背面新增一个接地面(ground plane),如图7.2所示。
图7.2
在线路配置完成之后,要送去印刷电路板厂制作还剩下丝印(silk-screen)、建立Gerber档跟drill档的步骤。现在就跟着makezine.com/36上的文章一步一步设计你的电路板和输出这些PCB档吧。


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