01
Grunnleggende regler for komponentlayout
1. I henhold til kretsmoduler kalles det en modul for å lage et oppsett og relaterte kretser som oppnår samme funksjon. Komponentene i kretsmodulen bør følge prinsippet om nærliggende konsentrasjon, og den digitale kretsen og den analoge kretsen bør være atskilt;
2. Ingen komponenter eller enheter skal monteres innenfor 1,27 mm fra ikke-monteringshull, som posisjoneringshull, standardhull, og 3,5 mm (for M2,5) og 4 mm (for M3) eller 3,5 mm (for M2,5) og 4 mm (for M3) skal ikke tillates å montere komponenter;
3. Unngå å plassere via-hull under horisontalt monterte motstander, induktorer (plug-ins), elektrolyttkondensatorer og andre komponenter for å unngå kortslutning av via-hullene og komponentskallet etter bølgelodding;
4. Avstanden mellom utsiden av komponenten og kanten av kortet er 5 mm;
5. Avstanden mellom utsiden av monteringskomponentens pute og utsiden av den tilstøtende mellomliggende komponenten er større enn 2 mm;
6. Metalldeler og metalldeler (skjermingsbokser osv.) skal ikke berøre andre komponenter, og skal ikke være i nærheten av trykte linjer og puter. Avstanden mellom dem skal være større enn 2 mm. Størrelsen på posisjoneringshullet, monteringshullet for feste, det ovale hullet og andre firkantede hull i kortet fra utsiden av kortet er større enn 3 mm;
7. Varmeelementer bør ikke være i nærheten av ledninger og varmefølsomme elementer; høy varmeelementer bør være jevnt fordelt;
8. Strømuttaket bør plasseres så langt det er mulig rundt kretskortet, og strømuttaket og samleskinneterminalen som er koblet til det, bør plasseres på samme side. Det bør legges spesiell vekt på å ikke plassere strømuttak og andre sveisekontakter mellom kontaktene for å forenkle sveising av disse kontaktene og kontaktene, samt utforming og sammenkobling av strømkabler. Avstanden mellom strømuttak og sveisekontakter bør vurderes for å forenkle plugging og frakobling av strømplugger;
9. Plassering av andre komponenter:
Alle IC-komponenter er justert på én side, og polariteten til polarkomponentene er tydelig merket. Polariteten til det samme kretskortet kan ikke merkes i mer enn to retninger. Når to retninger vises, er de to retningene vinkelrett på hverandre;
10. Ledningene på brettoverflaten skal være tette og tette. Når tetthetsforskjellen er for stor, bør den fylles med kobberfolie, og gitteret skal være større enn 8 mil (eller 0,2 mm);
11. Det skal ikke være gjennomgående hull på SMD-padene for å unngå tap av loddepasta og forårsake feillodding av komponentene. Viktige signallinjer må ikke passere mellom sokkelpinnene;
12. Lappen er justert på den ene siden, tegnretningen er den samme, og pakkeretningen er den samme;
13. Så langt det er mulig, bør de polariserte enhetene være i samsvar med polaritetsmarkeringsretningen på samme kort.

Regler for kobling av komponenter

1. Tegn ledningsområdet innenfor 1 mm fra kanten av kretskortet og innenfor 1 mm rundt monteringshullet. Kabling er forbudt.
2. Strømledningen bør være så bred som mulig og bør ikke være mindre enn 18 mil; signallinjens bredde bør ikke være mindre enn 12 mil; CPU-inngangs- og utgangslinjene bør ikke være mindre enn 10 mil (eller 8 mil); linjeavstanden bør ikke være mindre enn 10 mil;
3. Den normale viaen er ikke mindre enn 30 mil;
4. Dobbel inline: 60 mil pute, 40 mil blenderåpning;
1/4W motstand: 51*55mil (0805 overflatemontering); når den er i linje, er puten 62mil og blenderåpningen er 42mil;
Uendelig kapasitans: 51*55mil (0805 overflatemontering); når den er i linje, er puten 50mil, og blenderåpningen er 28mil;
5. Merk at kraftledningen og jordledningen skal være så radiale som mulig, og signalledningen må ikke være sløyfet.

03
Hvordan forbedre anti-interferensevne og elektromagnetisk kompatibilitet?
Hvordan forbedre anti-interferensevne og elektromagnetisk kompatibilitet når man utvikler elektroniske produkter med prosessorer?

1. Følgende systemer bør være spesielt oppmerksomme på anti-elektromagnetisk interferens:
(1) Et system der mikrokontrollerens klokkefrekvens er ekstremt høy og bussyklusen er ekstremt rask.
(2) Systemet inneholder drivkretser med høy effekt og høy strøm, som gnistproduserende reléer, høystrømsbrytere osv.
(3) Et system som inneholder en svak analog signalkrets og en A/D-konverteringskrets med høy presisjon.

2. Ta følgende tiltak for å øke systemets anti-elektromagnetiske interferenskapasitet:
(1) Velg en mikrokontroller med lav frekvens:
Å velge en mikrokontroller med lav ekstern klokkefrekvens kan effektivt redusere støy og forbedre systemets anti-interferensevne. For firkantbølger og sinusbølger med samme frekvens er høyfrekvenskomponentene i firkantbølgen mye større enn i sinusbølgen. Selv om amplituden til høyfrekvenskomponenten i firkantbølgen er mindre enn grunnbølgen, jo høyere frekvensen er, desto lettere er den å sende ut som støykilde. Den mest innflytelsesrike høyfrekvente støyen som genereres av mikrokontrolleren er omtrent 3 ganger klokkefrekvensen.

(2) Reduser forvrengning i signaloverføring
Mikrokontrollere produseres hovedsakelig ved hjelp av høyhastighets CMOS-teknologi. Den statiske inngangsstrømmen til signalinngangsterminalen er omtrent 1 mA, inngangskapasitansen er omtrent 10 PF, og inngangsimpedansen er ganske høy. Utgangsterminalen til høyhastighets CMOS-kretsen har en betydelig lastekapasitet, det vil si en relativt stor utgangsverdi. Den lange ledningen som fører til inngangsterminalen med ganske høy inngangsimpedans, er svært alvorlig, det vil forårsake signalforvrengning og øke systemstøyen. Når Tpd > Tr, blir det et transmisjonslinjeproblem, og problemer som signalrefleksjon og impedanstilpasning må vurderes.

Forsinkelsestiden til signalet på kretskortet er relatert til ledningens karakteristiske impedans, som er relatert til den dielektriske konstanten til kretskortmaterialet. Det kan grovt sett antas at overføringshastigheten til signalet på ledningene til kretskortet er omtrent 1/3 til 1/2 av lysets hastighet. Tr (standard forsinkelsestid) for de vanlige logiske telefonkomponentene i et system bestående av en mikrokontroller er mellom 3 og 18 ns.

På kretskortet går signalet gjennom en 7 W motstand og en 25 cm lang ledning, og forsinkelsestiden på linjen er omtrent mellom 4 og 20 ns. Med andre ord, jo kortere signalledningen på den trykte kretsen er, desto bedre, og den lengste bør ikke overstige 25 cm. Og antallet vias bør være så lite som mulig, helst ikke mer enn to.
Når signalets stigetid er raskere enn signalforsinkelsestiden, må det behandles i samsvar med rask elektronikk. På dette tidspunktet bør impedanstilpasningen til transmisjonslinjen vurderes. For signaloverføring mellom de integrerte blokkene på et kretskort bør situasjonen Td > Trd unngås. Jo større kretskortet er, desto høyere kan ikke systemhastigheten være.
Bruk følgende konklusjoner til å oppsummere en regel for design av kretskort:
Signalet overføres på kretskortet, og forsinkelsestiden skal ikke være større enn den nominelle forsinkelsestiden til enheten som brukes.

(3) Reduser kryssinterferensen mellom signallinjer:
Et stegsignal med en stigetid på Tr ved punkt A sendes til terminal B gjennom ledning AB. Forsinkelsestiden for signalet på AB-linjen er Td. Ved punkt D, på grunn av den fremoverrettede overføringen av signalet fra punkt A, signalrefleksjonen etter å ha nådd punkt B og forsinkelsen på AB-linjen, vil et sidepulssignal med en bredde på Tr bli indusert etter Td-tiden. Ved punkt C, på grunn av overføringen og refleksjonen av signalet på AB, induseres et positivt pulssignal med en bredde på dobbelt så mye som forsinkelsestiden for signalet på AB-linjen, det vil si 2Td. Dette er kryssinterferensen mellom signalene. Intensiteten til interferenssignalet er relatert til di/at av signalet ved punkt C og avstanden mellom linjene. Når de to signallinjene ikke er veldig lange, er det du ser på AB faktisk superposisjonen av to pulser.

Mikrokontrollen laget av CMOS-teknologi har høy inngangsimpedans, høy støy og høy støytoleranse. Den digitale kretsen er overlagt med 100~200 mV støy og påvirker ikke driften. Hvis AB-linjen i figuren er et analogt signal, blir denne interferensen uakseptabel. For eksempel er kretskortet et firelagskort, hvorav ett er en stor jordingsflate eller et dobbeltsidig kort, og når baksiden av signallinjen er en stor jordingsflate, vil kryssinterferensen mellom slike signaler reduseres. Årsaken er at det store jordingsflaten reduserer signallinjens karakteristiske impedans, og refleksjonen av signalet i D-enden reduseres kraftig. Den karakteristiske impedansen er omvendt proporsjonal med kvadratet av mediets dielektriske konstant fra signallinjen til jordingsflaten, og proporsjonal med den naturlige logaritmen til mediets tykkelse. Hvis AB-linjen er et analogt signal, bør det være et stort område under AB-linjen for å unngå interferens fra den digitale kretssignallinjen CD til AB, og avstanden mellom AB-linjen og CD-linjen bør være større enn 2 til 3 ganger avstanden mellom AB-linjen og jord. Den kan være delvis skjermet, og jordledningene kan plasseres på venstre og høyre side av ledningen på siden med ledningen.

(4) Reduser støy fra strømforsyningen
Selv om strømforsyningen forsyner systemet med energi, tilfører den også støy til strømforsyningen. Tilbakestillingslinjen, avbruddslinjen og andre styrelinjer i mikrokontrolleren i kretsen er mest utsatt for interferens fra ekstern støy. Sterk interferens fra strømnettet kommer inn i kretsen gjennom strømforsyningen. Selv i et batteridrevet system har selve batteriet høyfrekvent støy. Det analoge signalet i den analoge kretsen er enda dårligere i stand til å motstå interferens fra strømforsyningen.

(5) Vær oppmerksom på høyfrekvensegenskapene til kretskort og komponenter
Ved høy frekvens kan ikke ledningene, viaene, motstandene, kondensatorene og den distribuerte induktansen og kapasitansen til kontaktene på kretskortet ignoreres. Den distribuerte induktansen til kondensatoren kan ikke ignoreres, og den distribuerte kapasitansen til induktoren kan ikke ignoreres. Motstanden produserer refleksjon av høyfrekvenssignalet, og den distribuerte kapasitansen til ledningen vil spille en rolle. Når lengden er større enn 1/20 av den tilsvarende bølgelengden til støyfrekvensen, produseres en antenneeffekt, og støyen sendes ut gjennom ledningen.

Via-hullene på kretskortet forårsaker omtrent 0,6 pf kapasitans.
Selve emballasjematerialet til en integrert krets introduserer 2~6pf kondensatorer.
En kontakt på et kretskort har en distribuert induktans på 520 nH. En dual-in-line 24-pinners integrert kretsspyd introduserer 4~18 nH distribuert induktans.
Disse små fordelingsparametrene er ubetydelige i denne serien med lavfrekvente mikrokontrollersystemer; spesiell oppmerksomhet må rettes mot høyhastighetssystemer.

(6) Komponentenes oppsett bør være rimelig oppdelt
Plasseringen av komponentene på kretskortet bør fullt ut ta hensyn til problemet med anti-elektromagnetisk interferens. Et av prinsippene er at ledningene mellom komponentene bør være så korte som mulig. I oppsettet bør den analoge signaldelen, den høyhastighets digitale kretsdelen og støykildedelen (som reléer, høystrømsbrytere osv.) være rimelig adskilt for å minimere signalkoblingen mellom dem.

G Håndter jordledningen
På kretskortet er strømledningen og jordledningen de viktigste. Den viktigste metoden for å overvinne elektromagnetisk interferens er å jorde.
For doble paneler er jordledningens layout spesielt spesiell. Ved bruk av ettpunktsjording er strømforsyningen og jordingen koblet til kretskortet fra begge ender av strømforsyningen. Strømforsyningen har én kontakt og jordingen har én kontakt. På kretskortet må det være flere returjordledninger, som samles på kontaktpunktet til returstrømforsyningen, som er den såkalte ettpunktsjordingen. Den såkalte analoge jordledningen, den digitale jordledningen og jorddelingen for høyeffektsenheter refererer til separasjon av ledningene, og til slutt konvergerer alle til dette jordingspunktet. Ved tilkobling med andre signaler enn kretskort brukes vanligvis skjermede kabler. For høyfrekvente og digitale signaler er begge ender av den skjermede kabelen jordet. Den ene enden av den skjermede kabelen for lavfrekvente analoge signaler bør jordes.
Kretser som er svært følsomme for støy og interferens, eller kretser som er spesielt høyfrekvent støy, bør skjermes med et metalldeksel.

(7) Bruk avkoblingskondensatorer på en god måte.
En god høyfrekvent avkoblingskondensator kan fjerne høyfrekvente komponenter så høye som 1 GHz. Keramiske chipkondensatorer eller flerlags keramiske kondensatorer har bedre høyfrekvente egenskaper. Når man designer et kretskort, må en avkoblingskondensator legges til mellom strømforsyningen og jordledningen til hver integrerte krets. Avkoblingskondensatoren har to funksjoner: på den ene siden er den energilagringskondensatoren i den integrerte kretsen, som gir og absorberer lade- og utladningsenergien i øyeblikket den integrerte kretsen åpnes og lukkes; på den andre siden omgår den høyfrekvente støyen fra enheten. En typisk avkoblingskondensator på 0,1 µF i digitale kretser har 5 nH distribuert induktans, og dens parallelle resonansfrekvens er omtrent 7 MHz, noe som betyr at den har en bedre avkoblingseffekt for støy under 10 MHz, og den har en bedre avkoblingseffekt for støy over 40 MHz. Støy har nesten ingen effekt.

1µF og 10µF kondensatorer, hvis parallellresonansfrekvensen er over 20 MHz, er effekten av å fjerne høyfrekvent støy bedre. Det er ofte fordelaktig å bruke en 1µF eller 10µF dehøyfrekvenskondensator der strømmen går inn i kretskortet, selv for batteridrevne systemer.
For hver 10. integrerte krets må det legges til en lade- og utladningskondensator, eller en såkalt lagringskondensator. Størrelsen på kondensatoren kan være 10µF. Det er best å ikke bruke elektrolyttiske kondensatorer. Elektrolyttiske kondensatorer er rullet opp med to lag med PU-film. Denne rullede strukturen fungerer som en induktans ved høye frekvenser. Det er best å bruke en gallekondensator eller en polykarbonatkondensator.

Valget av verdi for avkoblingskondensatoren er ikke strengt, den kan beregnes i henhold til C=1/f; det vil si 0,1µF for 10 MHz, og for et system bestående av en mikrokontroller kan den være mellom 0,1µF og 0,01µF.

3. Noe erfaring med å redusere støy og elektromagnetisk interferens.
(1) Lavhastighetsbrikker kan brukes i stedet for høyhastighetsbrikker. Høyhastighetsbrikker brukes på viktige steder.
(2) En motstand kan seriekobles for å redusere hopphastigheten til øvre og nedre kant av kontrollkretsen.
(3) Forsøk å sørge for en form for demping for reléer osv.
(4) Bruk klokken med lavest frekvens som oppfyller systemkravene.
(5) Klokkegeneratoren er så nærme enheten som bruker klokken som mulig. Skallet til kvartskrystalloscillatoren bør være jordet.
(6) Avgrens klokkeområdet med en jordledning og hold klokkeledningen så kort som mulig.
(7) I/O-drivkretsen bør være så nær kanten av kretskortet som mulig, og la den forlate kretskortet så snart som mulig. Signalet som kommer inn i kretskortet bør filtreres, og signalet fra området med høy støy bør også filtreres. Samtidig bør en serie terminalmotstander brukes for å redusere signalrefleksjon.
(8) Den ubrukelige enden av MCD skal kobles til høy, eller jordet, eller defineres som utgangsenden. Enden av den integrerte kretsen som skal kobles til strømforsyningens jord skal kobles til den, og den skal ikke bli liggende flytende.
(9) Inngangsterminalen til gatekretsen som ikke er i bruk, skal ikke stå flytende. Den positive inngangsterminalen til den ubrukte operasjonsforsterkeren skal jordes, og den negative inngangsterminalen skal kobles til utgangsterminalen. (10) Det trykte kortet skal forsøke å bruke 45-foldige linjer i stedet for 90-foldige linjer for å redusere ekstern emisjon og kobling av høyfrekvente signaler.
(11) Kretskortene er delt inn i henhold til frekvens- og strømbryteregenskaper, og støykomponentene og ikke-støykomponentene bør være lenger fra hverandre.
(12) Bruk ettpunkts strømforsyning og ettpunkts jording for enkle og doble paneler. Strømledningen og jordledningen bør være så tykke som mulig. Hvis det er økonomisk overkommelig, bruk et flerlagskort for å redusere den kapasitive induktansen til strømforsyningen og jordingen.
(13) Hold klokke-, buss- og brikkevalgsignalene unna I/O-linjer og kontakter.
(14) Den analoge spenningsinngangslinjen og referansespenningsterminalen bør være så langt unna den digitale kretsens signallinje som mulig, spesielt klokken.
(15) For A/D-enheter vil den digitale delen og den analoge delen heller bli samlet enn overlevert*.
(16) Klokkelinjen som er vinkelrett på I/O-linjen har mindre interferens enn den parallelle I/O-linjen, og klokkekomponentpinnene er langt unna I/O-kabelen.
(17) Komponentpinnene bør være så korte som mulig, og avkoblingskondensatorpinnene bør være så korte som mulig.
(18) Nøkkellinjen bør være så tykk som mulig, og det bør legges til beskyttende jord på begge sider. Høyhastighetslinjen bør være kort og rett.
(19) Støyfølsomme linjer bør ikke være parallelle med høystrøms- og høyhastighetskoblingslinjer.
(20) Ikke legg ledninger under kvartskrystallen eller under støyfølsomme enheter.
(21) For kretser med svake signaler, ikke lag strømsløyfer rundt lavfrekvente kretser.
(22) Ikke lag en løkke for noe signal. Hvis det er uunngåelig, gjør løkkeområdet så lite som mulig.
(23) Én avkoblingskondensator per integrert krets. En liten høyfrekvent bypasskondensator må legges til hver elektrolyttisk kondensator.
(24) Bruk tantalkondensatorer med stor kapasitet eller juku-kondensatorer i stedet for elektrolyttiske kondensatorer for å lade og utlade energilagringskondensatorer. Når du bruker rørformede kondensatorer, bør kabinettet jordes.

04
PROTEL vanlige snarveier
Page Up Zoom inn med musen som sentrum
Side ned Zoom ut med musen som sentrum.
Hjem Sentrer posisjonen som musen peker på
Avslutt oppdatering (tegning på nytt)
* Bytt mellom topp- og bunnlaget
+ (-) Bytt lag for lag: «+» og «-» er i motsatt retning
Bryter for Q mm (millimeter) og mil (mil) enhet
IM måler avstanden mellom to punkter
E x Rediger X, X er redigeringsmålet, koden er som følger: (A)=bue; (C)=komponent; (F)=fyll; (P)=pad; (N)=nettverk; (S)=tegn; (T) = ledning; (V) = via; (I) = forbindelseslinje; (G) = fylt polygon. For eksempel, når du vil redigere en komponent, trykker du på EC, musepekeren vil vises som «ti», klikk for å redigere
De redigerte komponentene kan redigeres.
P x Place X, X er plasseringsmålet, koden er den samme som ovenfor.
M x beveger X, X er det bevegelige målet, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) Samme som ovenfor, og (I) = snu valgdelen; (O) Roter valgdelen; (M) = Flytt valgdelen; (R) = Omkobling.
S x velg X, X er det valgte innholdet, koden er som følger: (I) = internt område; (O) = ytre område; (A) = alt; (L) = alt på laget; (K) = låst del; (N) = fysisk nettverk; (C) = fysisk tilkoblingslinje; (H) = pute med spesifisert blenderåpning; (G) = pute utenfor rutenettet. Hvis du for eksempel vil velge alt, trykker du på SA. All grafikk lyser opp for å indikere at den er valgt, og du kan kopiere, fjerne og flytte de valgte filene.