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PCB設(shè)計(jì)大講堂:自制印刷電路板第一篇-設(shè)計(jì)電路圖(下)

發(fā)布時(shí)間 :2018-03-28 11:06 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
3.   微控制器和排針
排針的用途是連接微控制器的輸出和輸入,它提供了一個(gè)平臺(tái)給焊線和針腳。
排針的用途是連接微控制器的輸出和輸入,它提供了一個(gè)平臺(tái)給焊線和針腳。
3.1.    新增微控制器晶片(RBBB → ATmega),把它放在電路原理圖的中央附近,把它的兩個(gè)接地接頭連接到接地訊號(hào)端。
3.1.    新增微控制器晶片(RBBB → ATmega),把它放在電路原理圖的中央附近,把它的兩個(gè)接地接頭連接到接地訊號(hào)端。
3.2.    在靠近ATmega的電源供應(yīng)針腳7的位置放置一個(gè)0.1μF的電容,將它分別連接電源、接地端和針腳7。
3.2.    在靠近ATmega的電源供應(yīng)針腳7的位置放置一個(gè)0.1μF的電容,將它分別連接電源、接地端和針腳7。
3.3.    將共鳴器(resonator)放置在針腳9和針腳10附近,將它的三個(gè)針腳連接如圖所示,并確認(rèn)最中間的針腳有連到接地端。
3.3.    將共鳴器(resonator)放置在針腳9和針腳10附近,將它的三個(gè)針腳連接如圖所示,并確認(rèn)最中間的針腳有連到接地端。
3.4.    將剩下的針腳全部都連接信號(hào)線(Signal line),別忘了左邊的類比參考針腳(analog reference,AREF),使用網(wǎng)絡(luò)連接工具讓每個(gè)針腳都接出一小段信號(hào)線,并使用標(biāo)簽(Lable)工具(在網(wǎng)絡(luò)連接工具的下面)標(biāo)簽每一段信號(hào)線。
 
注釋:EAGLE的群組移動(dòng)功能并沒(méi)有像現(xiàn)在大部分的繪圖軟件那樣方便,如果你需要一次移動(dòng)很多個(gè)元件,你需要先使用「變焦(Zoom)」工具來(lái)調(diào)整畫(huà)面大小,使用「群組(Group)」工具用Ctrl鍵+滑鼠左鍵點(diǎn)擊或框取你想要移動(dòng)的元件,使用移動(dòng)(Move)工具在你選擇的元件上按右鍵,在跳出的選項(xiàng)清單中選取移動(dòng)群組(Move Group)即可。
EAGLE的群組移動(dòng)功能并沒(méi)有像現(xiàn)在大部分的繪圖軟件那樣方便,如果你需要一次移動(dòng)很多個(gè)元件,你需要先使用「變焦(Zoom)」工具來(lái)調(diào)整畫(huà)面大小,使用「群組(Group)」工具用Ctrl鍵+滑鼠左鍵點(diǎn)擊或框取你想要移動(dòng)的元件,使用移動(dòng)(Move)工具在你選擇的元件上按右鍵,在跳出的選項(xiàng)清單中選取移動(dòng)群組(Move Group)即可。
3.5.    你會(huì)發(fā)現(xiàn)EAGLE會(huì)給每條信號(hào)線都內(nèi)建一個(gè)標(biāo)簽,例如:N$2?,F(xiàn)在請(qǐng)使用「命名(Name)」工具來(lái)為這些信號(hào)線重新命名,并使它們符合ATmega的針腳名稱。這部分有一點(diǎn)冗長(zhǎng)乏味,假如有任何人知道比手動(dòng)更改更好的方法,請(qǐng)一定要讓我知道。
3.5.    你會(huì)發(fā)現(xiàn)EAGLE會(huì)給每條信號(hào)線都內(nèi)建一個(gè)標(biāo)簽,例如:N$2?,F(xiàn)在請(qǐng)使用「命名(Name)」工具來(lái)為這些信號(hào)線重新命名,并使它們符合ATmega的針腳名稱。
3.6.    新增1×16、1×9和1×4的排針,然后重覆之前的過(guò)程:新增信號(hào)線、新增標(biāo)簽然后更改名稱。
 
4.   序列排針
 序列排針
我們的資料連系裝置是一個(gè)6針腳的排針,它連接到ATmega的序列埠(serial port),原始的Arduino控制板有一個(gè)USB端口和一個(gè)飛特蒂亞(FTDI)的晶片,用它們來(lái)將通用序列匯流排傳輸界面(USB)轉(zhuǎn)換成TTL或UART傳輸界面。但這次我們不使用這個(gè)晶片,而是要使用排線來(lái)連接,這樣可以使設(shè)計(jì)變得精簡(jiǎn)。飛特蒂亞有賣一種6針腳的排線,或者你可以使用USB-BUB或FTDI Friend來(lái)連接。
 
把6針腳排針?lè)胖迷陔娐吩韴D上,并分別連接RX(接收端)、TX(傳送端)、GND(接地端)、+5V訊號(hào)供應(yīng)元件和EXT_RESET(重置功能)。
 
5.   便利的設(shè)計(jì)
很多PCB設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)不符合人體工學(xué),他們使用很小的按鈕、不方便的元件配置和難以解讀的標(biāo)簽,千萬(wàn)不要變成這樣!這次我們的設(shè)計(jì)有一個(gè)大小合適的重置按鈕(reset button)和可以清楚辨認(rèn)是否已經(jīng)接上電源的LED指示燈。
 很多PCB設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)不符合人體工學(xué),他們使用很小的按鈕、不方便的元件配置和難以解讀的標(biāo)簽,千萬(wàn)不要變成這樣!這次我們的設(shè)計(jì)有一個(gè)大小合適的重置按鈕(reset button)和可以清楚辨認(rèn)是否已經(jīng)接上電源的LED指示燈。
5.1.    如圖所示放置一個(gè)開(kāi)關(guān)(switch)、10K電阻器(10k resistor)和0.1μF的電容(0.1μF capacitor),并把開(kāi)關(guān)的一端連到接地端上。
 
正常來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的,但當(dāng)按下重置按鈕后開(kāi)關(guān)會(huì)關(guān)起來(lái)。10K電阻器則連接在RESET針腳和+5V訊號(hào)供應(yīng)元件的中間,這樣可以讓針腳的狀態(tài)在開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的情況時(shí)不會(huì)漂浮不定而產(chǎn)生不穩(wěn)的現(xiàn)象。在編寫(xiě)程式的過(guò)程中,主電腦會(huì)執(zhí)行重置功能并在程式啟動(dòng)裝置載入程式碼之前重新設(shè)定微控制器,小顆的電容則是這個(gè)期間用來(lái)維持系統(tǒng)必需計(jì)時(shí)功能。
 如圖所示放置一個(gè)開(kāi)關(guān)(switch)、10K電阻器(10k resistor)和0.1μF的電容(0.1μF capacitor),并把開(kāi)關(guān)的一端連到接地端上。
5.2.    最后,新增一個(gè)LED和1K限流電阻器的串連線路。
 
6.   檢查回路
從工具清單中選擇「ERC」來(lái)進(jìn)行電路規(guī)則檢查,你可能會(huì)得到一連串的錯(cuò)誤或警告,點(diǎn)擊它們來(lái)進(jìn)行任何必要的修正。最常見(jiàn)的錯(cuò)誤是信號(hào)線非常接近卻沒(méi)有真的連接在一起。
 
更進(jìn)一步
當(dāng)你通過(guò)了ERC檢查,選擇「檔案(File)」 →「切換至電路板(Switch To Board)」,電腦將會(huì)詢問(wèn)你是否要使用布線編輯器(Layout editor),根據(jù)現(xiàn)在的電路原理圖來(lái)制作出一塊電路板。當(dāng)然要!從現(xiàn)在開(kāi)始,不論何時(shí)屏幕上都會(huì)出現(xiàn)電路原理圖和電路板視窗,EAGLE會(huì)讓兩個(gè)視窗保持同步的狀態(tài),但前提是兩個(gè)視窗都是開(kāi)啟的。
 當(dāng)你通過(guò)了ERC檢查,選擇「檔案(File)」 →「切換至電路板(Switch To Board)」,電腦將會(huì)詢問(wèn)你是否要使用布線編輯器(Layout editor),根據(jù)現(xiàn)在的電路原理圖來(lái)制作出一塊電路板。
圖7.1
 
現(xiàn)在你可以開(kāi)始在電路板上繪制真實(shí)的銅線電路圖了。EAGLE可以自動(dòng)幫你繪制完成,但為了能夠真的了解它,試著自己繪制也是一個(gè)不錯(cuò)的主意。首先,你要先畫(huà)出電路板的邊界并設(shè)置一些網(wǎng)格空間,描繪電源線路并放置元件,然后繪制通用輸入和輸出路徑,連接板子正反兩面必要的線路(圖7.1),最后,你會(huì)在板的背面新增一個(gè)接地面(ground plane),如圖7.2所示。
 最后,你會(huì)在板的背面新增一個(gè)接地面(ground plane),如圖7.2所示。
圖7.2
在線路配置完成之后,要送去印刷電路板廠制作還剩下絲印(silk-screen)、建立Gerber檔跟drill檔的步驟。現(xiàn)在就跟著makezine.com/36上的文章一步一步設(shè)計(jì)你的電路板和輸出這些PCB檔吧。


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