MCU分线板的PCB布局问题

电器工程 微控制器 电路板 布局
2021-12-31 20:36:21

我正在尝试布线一块板，它本质上是 LPC23xx/LPC17xx MCU 的分线板。我以前从未路由过任何接近这种复杂性的东西，我有几个方面的担忧。我知道四层 PCB 将是最佳选择，但我是一个爱好者，将其变成四层板会使它与市售选项一样昂贵。我的设计基于几个经过验证的两层商业板，所以我知道它是可以实现的。首先，这是大部分布线的板（忽略右侧的所有 USB 机器，我什至还没有确定是否包含它）（另外，我知道丝印很可怕，我还没有解决这个问题):

LPC23xx/LPC17xx 分线板

1）我关心的一个领域是 MCU 和晶体之间的走线长度（一个用于 RTC，另一个用于 MCU）。它们不比我设计的任何一块板都长，但我想要一点验证。

水晶痕迹特写

2）我担心的另一个问题是脱钩。我知道，一般来说，没有太多的去耦，但在这种情况下，我的空间不足，所以我没有去耦所有的 VCC/GND 对（有很多！）。我的设计所基于的两块板都只有 2 个去耦帽，而我有 3 个，所以我在那里可能会很好。我应该努力让至少一两个人加入吗？

去耦电容

3）我非常努力地在底层提供了一个几乎完整的接地平面。它只在几个地方坏了，一个是一个晶体上的通孔（我认为实际上应该是焊盘），另一个是 VCC 到 MCU 的较大路线。我的地平面足够坚固吗？

VCC 走线特写

4）配电对我来说是一个特殊的问题（请参阅我之前的问题）。最后，我选择在 MCU 下方倒一大块填充物，并用大走线将其连接到 VCC 引脚。这是一种可接受的配电策略吗？如果我使用的是 4 层板，我会为 VCC 使用一整层，但出于成本原因，我想坚持使用 2 层。

总的来说，我在这里做得怎么样？这可能会启动，还是我应该回到绘图板上？

1个回答

1) 晶体不应以这种方式布线。走线应尽可能短且对称。您应该将电容器单点连接到 GND，这样您就不会从接地板上拾取任何噪声。这对于 RTC 晶体尤为重要。如果您不走运，使用当前路由可能会遇到生成启动/失败的问题。

2) 检查我的 ARM 单层板：http: //hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/ - 即使这个噩梦也有效（仅1 个去耦帽）。毫无疑问，你在这里拥有的东西会起作用。您可以在电路板的背面添加一些额外的电容（如一些 25uF 电解 + 2.2uF 陶瓷），那里有足够的空间，并且 VCC 和 GND 在一起。我唯一不喜欢的是你帽子上的细痕迹。它们应该尽可能宽。在我的设计中，唯一的电容器是通过 2 毫米宽的走线连接的。

另外，看看C5：你可以把它向右移动一点，靠近盖子移动，然后用短宽的轨道连接它。当你通过在芯片下时，你不能有宽的轨道。C6 和 C7 相同。

此外，如果您打算在家里制造它，那么在 QFP 芯片下制作通孔会遇到问题。

3）接地板绰绰有余。除了连接所有去耦帽的芯片下方的正方形外，不需要坚固的接地层，它对接地噪声没有多大帮助。受控阻抗需要接地板，这在您的情况下并不重要。但是您与触点的 GND 连接应尽可能宽。这是一般规则：VCC 和 GND 网络应该有宽的轨道。

4) 是的，这对于低速 ARM 来说是完全可以的。

在我的情况下，我什至没有背面，它仍在工作；-) 如果您在工厂制造，唯一需要改进的是在芯片中间的底层有一个小的 VCC 正方形，然后连接它使用一些 4-9 过孔而不是 1 个。对于 VCC 和 GND 平面，您始终需要尽可能低的电阻和电感，以便电容更容易过滤噪声 => 您需要更宽、更短的轨道和更多平行的过孔. 但在这个特定的设计中，这不是一个要求。

因此，即使现在无需修改，它也可以工作。在提到的变化之后，它将是完美的。

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