AD PCB設計入門總結(二)

經過了這個星期,利用了我之前學的半吊子PCB設計能力以及各種查資料,總算將四軸飛行器大致完成了,儘管一定還有很多錯誤的地方需要改正。想起我剛開始做PCB的時候根本不知道從哪裏動手,畫封裝怕畫錯很多概念都不太瞭解,設計原理圖這些電阻怎麼設置根本是一頭霧水。設計電路板不僅要考慮你要實現的功能,還要考慮電氣特性,還要選擇合適的元件。就像我在上面很多地方都用到了並聯一個電容,後來在模電課上學習到了這個就是用來濾波的,並聯電容可以將電路中高頻信號去除,串聯電容可以將低頻信號去除。這裏就理一下我總結出來的進行步驟。

  1. 設計好主體功能,選擇元件
    其實就是先把路鋪好,將你需要實現的功能一個一個考慮進去,然後選擇需要的元件。首先肯定是選擇主控芯片,要確保在硬件上可以將你需要的功能實現,像是我要做四軸飛行器,普通的51單片機不太好吧,就應該選擇運算能力足夠最好有有PWM通道的單片機。其他的元件也是如此,特別是升壓穩壓模塊的設計需要考慮所有元件,這就相當於事前準備吧。

  2. 分塊進行,封裝元件
    要設計PCB板我們所要用的芯片肯定是需要封裝好的,封裝好的元件在原理圖和PCB圖中都有對應關係,也方便我們從原理圖直接生成PCB圖。這裏其實可以和上一步合在一起,因爲可能在你封裝的時候
    一定是要去查這個元件的相關信息的,選定好一個元件就去搜集資料,根據一些封裝信息製作好封裝。這裏的封裝信息包含以下兩點:
    一、對於像是電阻電容電感這類簡單元件,會有一些封裝標準,比如0805、0603這些是貼片型,在原理圖上添加了小元件直接將它的封裝修改爲你所需要的封裝。
    二、對於芯片這類複雜元件,同樣的有很多也有封裝標準比如LQFP44,同樣的封裝標準他們大小、引腳個數會相同,所以也可以直接拿來用。不過芯片類的封裝比較難找,基本上都需要自己畫。自己畫的時候根據芯片數據手冊的數據注意引腳間隔之類的,如果沒接觸過看一看別人畫的芯片,知道了大概樣子就參照數據畫吧。需要注意的是貼片和直插類型需要放的焊盤不同,我剛開始就把貼片芯片的焊盤全部變成穿孔的了。
    可以去網上搜集一些常用的PCB原理圖庫,並不一定需要找到對應的元件,關鍵是裏面很多的封裝都是可以直接引用的。

  3. 原理圖設計,網絡標識
    原理圖的設計涉及大量的電路知識,這裏我就不專業了,我的做法是直接去搜索一個元件的應用電路圖,特別是在數據手冊上很多都會有參考原理圖給出,只需要根據實際情況進行修改就可以套用。就比如我在設計中,通過發現其它元件需要的電壓較高,而電源電壓值不夠高,這時候需要使用升壓芯片,我挑選了一個SX1302,去搜它的芯片數據手冊,就發現了這樣一個原理圖,閱讀一下,發現這個電路正好就是我所需要的,照搬過去。
    在這裏插入圖片描述
    接着後面有這樣的說明,根據這個公式計算,就可以應對不同需求。
    在這裏插入圖片描述
    將元件的原理圖電路繪製好後,需要讓所有元件直接有電氣連接,平時我們可能都是畫導線連在一起的,但是面對這樣一個複雜的分塊的電路,就需要用到網絡標籤了。在兩個不同的引腳上設置相同的網絡標籤,表示這兩個部分是電氣連接的。

  4. 原理圖生成PCB
    設置好網絡標籤,整個原理圖就差不多完成了,只需要進行一些檢查,確認沒有錯誤後便可進行原理圖直接生成PCB圖了。在AD中具體做法就是新建一個PCB文件,然後保存後,點擊上面的設計,Update PCB document xxx (你創建的PCB文件名),這時候會彈出一個窗口,上面有很多列表都是需要在PCB文件添加的元件、連接等,點擊僅顯示錯誤,察看是否有錯誤,英文不好可以翻譯一下,瞭解了再去修改。直到沒有錯誤了,點擊驗證更變、確定更變,所有的器件都被添加到PCB文件中了。
    這樣的添加使得在PCB文件中所有元件都會有一條輔助線相連,方便我們的佈線,而且可以用到裏面的自動佈線功能。
    在這裏插入圖片描述

  5. 元件規劃、佈線
    將原理圖生成PCB圖後,根據需要裁剪PCB圖大小,接下來我們就需要將元件在PCB中進行放置了,這裏遵循一個協調的規則:一、儘量將線佈置得短,特別是關鍵的地方佈線一定要短,像是一些控制元件的線可以稍微長一些。二、一些關鍵元件需要放在對應的位置,比如用到的三軸傳感器就需要放在中間位置。三、做到工整美觀。
    如果沒有那麼講究,可以使用AD中的自動佈線功能,點佈線裏面有個自動佈線的功能,點全部然後選擇佈線策略,一般用倒數第二個一般正交就挺好的。不過自動佈線問題很多,還是需要進行修改的。

在這裏插入圖片描述

布好線之後進行設計規則檢查,按照制定的設計規則進行檢查生成報告,檢查後出現錯誤可以定位,檢查無誤後我們的PCB設計就完成了。

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