设计 PCB 编程和测试板的 14 个技巧

系统设计

1.系统/初步设计

PCB 编程的主要重点应该是在开始之前了解电路板的整体设计。当您知道哪个组件适合设计过程变得更加舒适时。

初步设计包括两个重要步骤。首先，您应该构建完整系统的图表。将此视为您的设计蓝图。该蓝图将指导您了解输入和输出的内容，而不会涉及太多细节。

就是要知道整个板子的功能和连接方式。

2.框图

框图包括每个重要组件集群的一个块。这些模块相互连接的方式、它们之间的交互方式以及流经每个阶段的电压。

当所有这些块都添加到图表中以及需要多少初始能量时，将这些细节添加到图片中。如果您需要任何电压控制器来为每个核心块进行切换，它会让您的工作更轻松。

您需要用于电压控制的移位器，因为两个电气部件通过贡献电压相互连接。当这两个电气部件使用不同级别的能量时，您需要使用移位器。

3.选择微控制器

您可以根据成本、可用性、属性等一些必要的细节来决定使用哪种微控制器。所有这些细节都可以从经销商的网站上获得。

价格高于性能——Arm Cortex-M 是一款优质的 MC，因为它们是您可以从中获得的性能水平有多便宜。即使您只是为 8 位进行 PCB 编程，您也可以负担得起并且应该使用 32 位的 Cortex-M。

性能——取决于 GPIO 引脚的数量以及使用串行协议的引脚。

最简单和最便宜的微控制器将具有 32 个具有不同类型功能的引脚。最高端将有多达 216 个引脚；但是，如果您是初学者，这可能太复杂而无法使用。

含铅封装——这是一个很好的特性，因为微控制器的引脚变得很容易使用。没有被引导的包裹的销钉塞在容器下方。这意味着如果您没有任何可用的测试点，则很难达到目标。

PCB 编程——电路原理图设计

首先是连接器、控制电压的稳压器、MC 芯片和 PCB 编程连接器。

4.电容器

为此，我们将按照以下步骤操作。

1. 通过在稳压器的输入引脚上放置一个电容器来开始设计。在稳压器的输出引脚上放置另一个电容器。第一个用于输入电压，第二个用于节省电荷以将其传递给无常负载。第二个电容器也将起到与稳压器一起创建稳定性的作用。没有这个，监管者就会波动。

2. 在 MC 的电源引脚附近，您将放置用于去耦的电容器。您可以咨询专家了解该功能使用哪种电容器。

5.微控制器引脚

微控制器制造商通常在同一个引脚上配置许多不同的功能，以减少所需紧固件的总数。

一开始，指甲的使用会自动开始。但这些引脚也可以具有替代功能。确保没有两个服务需要分配给一个引脚。

6.RC 振荡器

时钟是必要的组件，因为它决定了微控制器每秒以正确的顺序执行功能。一些预装了时钟的微控制器手表计时器，也称为 RC 振荡器 因为它们结合了电容器和电阻器的时序。这样做的缺点是它们的精度较低。温度对振荡精度的影响很大。

对于入门套件，它们非常出色。但是，如果您正在设计需要极高计时精度的东西，那么不建议使用这些时钟。

7.编程连接器

编程协议只有两种：JTAG协议和Serial Wire Debug协议。

SWD 只需要五个引脚来执行时钟、I/O、接地、贡献电压和复位。如果您正在寻找设计一个小板，那么这可能是理想的选择。

JTAG连接器可以有大量的引脚，适合复杂的编程。

8.电源

微控制器需要一个贡献电压来控制组件。为此，您可以使用外部 USB 充电器。计算输入稳压器的输出电压和稳定输出，以确定适合您设计的电源。 1 个 GPIO 引脚需要大约 24 mA 的电流，因此根据此计算源电流。对于基本型号，微控制器可以轻松消耗高达 300 mA 的电流。

9。电气规则检查

您可以在彩色检查的帮助下为引脚添加一些错误。它会立即告诉您董事会是否有任何问题以及问题的根源。

最后一步是检查您在投注中没有任何短路、引脚相互接触或任何引脚未连接。

PCB布局设计

在这一步中，您可以开始将所有组件放置在电路板设计中。然后，您可以使用“转换为 PCB”来确保设计创建的最终产品中每个组件都已就位。

10.元件放置

这一步可以检查零件的正确定位。如果您正在使用 PCB 设计软件，您已经可以将组件放置到位。但是为了更好的布局性能，专家喜欢手动进行。

确保调节器定位微型 USB 连接器，并且输出靠近输入引脚。然后，您可以将用于编程的连接器发布在您认为适合设计的位置。一切就绪后，您可以发布我们讨论过的电阻器、电感器和各种电容器。

11.PCB层堆栈

PCB 是相互堆叠的层的集合。当您有能够导电的片材时，它们之间需要有绝缘材料。你最多可以有两个，最好是在外面。当您使设计更先进时，您可以添加更多偶数的导电层。

12.PCB接线

布线一般在元件贴装后进行。您可以自动或手动执行此操作。自动化过程效率不高。

布线的主要原则是您需要缩短走线的高度。如果您还减少了正在使用的过孔数量和任何 90 度转弯，这将有所帮助。证据的力量越高，这些原则就越重要。

如果您想降低构建原型的成本，您可以通过过孔使用它。盲孔和埋孔的价格往往要高得多。走线还应处理电流，否则会熔化并导致电路板损坏。

13.验证

在验证中，你必须确保设计规则得到验证，架构也得到验证。

DR检查将确保您使用了正确的走线宽度并在标记之间留有足够的空间以及板子和证据之间的间隙是正确的。

Drs 取决于您设计的电路板。所以，如果你在开始设计之前有正确的规则会有所帮助。

14.生成 Gerbers

完成验证后，您必须将电路板设计转为标准行业格式。这种格式称为 Gerber。在这种格式下，电路板中的每一层都会有不同文件的输出。丝绸、组装、阻焊层、浆料是这些层。您还必须创建一个包含组件定位详细信息的文件。制造商在操作自动元件贴装机时会使用该文件。您可以将这些文件发送给您选择的制造商。

总结

我们通过定制微控制器编程来分析 PCB 设计过程。我们简要介绍了流程，以确保您可以按照步骤操作。

如果您需要更多关于PCB编程的问题，可以及时联系我们。

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