vectorxxxx / 27-pcb Goto Github PK

• 电容通交流隔直流，电感通直流隔交流
• 肖特基二极管，比较低的导通压降

文件 > 新建 > 元件

• 半径改为 0.01inch

文件 > 新建 > 封装

• 查阅数据手册《C9418_运算放大器_LM358D_规格书_ST(意法半导体)运算放大器规格书》，“6.2 SO8 package information”，即 SOP 封装

• 图层：LM358DT 是表贴封装，需要修改焊盘的图层属性改为 顶层。这样就会变成顶层的表贴焊盘
• 形状：改为 长圆形
• 宽：从”Figure 28. SO8 package mechanical drawing”看出b是引脚的宽度，“Table 5. SO8 package mechanical data“中b对应的Min.和Max.分别为0.28和0.48，因为需要把引脚整个包住，焊盘宽度可以取得大一些如 0.6mm

• 高：查看L1典型值为1.04，可以取大一点为 1.9mm

焊盘的尺寸标注完成

元器件有8个引脚，首先复制出一侧的4个引脚，三种方法：

1. 复制粘贴法：中心X距离根据e的典型值 1.27mm 进行依次计算，第二个中心X距离为 1.27mm，第三个中心X距离为 1.272mm，第四个中心X距离为 1.273mm
2. 智能尺寸法：标注方法与 SolidWorks 几乎一致
3. 线性阵列法：放置 > 焊盘 > 条形多焊盘，点击原点，向右拉动，Tab 一次填数量 4，再 Tab 一次填距离 1.27，Enter 确定

全选复制粘贴另一侧焊盘，两侧焊盘距离应该是两侧焊盘中心点之间的距离，相当于 E1 + 焊盘的高 = 3.9 + 1.9 = 5.8

修改另一侧其中一个焊盘的位置“中心Y”为 5.8mm，框选另一侧的4个焊盘为顶部对齐

修改引脚的编号

• 第一个引脚放置在原点，剩下引脚应该逆时针排列

右边栏：图层 > 顶层丝印层

第一种方法：

• 放置 > 线条 > 矩形

• 放置 > 线条 > 圆形，表明芯片正方向朝左

第二种方法：

• 放置 > 线条 > 中心圆弧
• 放置 > 线条 > 折线
• 放置 > 线条 > 圆形

绑定元件和封装

底部导航栏：库 > 器件 > 个人 > 右键器件 LM358DT > 关联封装，个人 > 点击封装 > 确定

测试封装

• 所有工程 > test1工程
• 工程设计 > 打开原理图
• 底部导航栏 > 库 > 个人 > LM358DT > 放置
• 顶部导航栏 > 更新/转换原理图到PCB > 应用修改

• 3D视图

• STC89C52RC
  • XTAL（晶振，crystal oscillator）
  • 谐振电容、滤波电容

• 电源电路：Type-C接口分为：6PIN（仅供电）、16PIN（USB2.0）、24PIN（USB3.0）。仅需供电选 6PIN
• 5V转3.3V：LDO 芯片 AMS1117，经典的线性稳压器

• 外围功能电路：
  • 按键检测电路：单片机引脚检测按键，实现一些操作
    • 选择微动贴片按键
  • LED指示灯：指示系统状态
    • 0805贴片LED指示灯
  • 排针引出：方便调试和外接模块

• TYPE-C-6P-DIP2X2
  • VBUS——电源正极
  • CC1、CC2——负责快充
    • CC（Configuration Channel，配置通道）
    • 不需要，5.1k（？？？）电阻接地
  • EH——固定的针脚

• SS3235S-L1——开关，2侧6个触点
  • 只需要1侧3个触点，另一侧不需要用直接接地
  • 开关输出需要接LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器），给个+5V（？？？）

• AMS1117-3.3_C6186——LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器）

• LED_0805-G(LED_0805)

• 滤波电容：参考 AMS1117 数据手册，得知输入输出电容都是 10μF
  • 选用 1 个 10μF 陶瓷电容和 1 个 0.1μF(100nF) 陶瓷电容并联使用（？？？，并联滤波效果更好，可以缩短缓冲时间）
  • 选用 CAP_0805(C0805)

• 选型：STC89C52RC-40I-LQFP44
• 一般芯片附近会加一颗 0.1μF(100nF) 的去耦电容（？？？，滤除高频噪声，使电压稳定干净，保证元件的正常工作）
• 快速添加网络标签：选中右键 > 扇出网络标签/非连接标识

晶振电路

• XTAL1、XTAL2引脚接 12MHZ 的外部晶振
• 选型：ABLS-12.000MHZ-B4H-T
  • 需要 2 个谐振电容，容值参考数据手册《C8707_单片机(MCU-MPU-SOC)_STC89C52RC-40I-LQFP44_规格书_STC(宏晶)单片机(MCU_MPU_SOC)规格书》，为 47pF

单片机复位电路

• 10K 电阻和 10μF 电容

分析复位电路：

• 复位电路上电时，电容需要充电，会产生比较大的电流，电流经过 R4 会使 RST 进入高电平
• 随着电容充电完成，电流会逐渐减小，RST 会被下拉至 GND

由于 RST 是高电平复位，所以单片机上电时，电路就会自动进行复位

如果希望手动复位，可以在电容上并联一个按键，按下按键会被自动上拉至高电平，可以使单片机复位

• 按键选型：轻触按键3*4*H

排针引出

• 选型1：HDR-M_2.54_1x16P(HDR-TH_16P-P2.54-V-M)
• 选型2：HDR-M_2.54_1x7P(HDR-TH_7P-P2.54-V-M)

• 按键消抖：并上1个电容

• IO口不能放在LED阳极，而要放在LED阴极
• 对于51单片机的IO口来说，电流输入能力远大于电流输出能力，即灌电流大于拉电流
• 当IO口输出低电平时，LED点亮；当IO口输出高电平时，LED熄灭

• 根据《C8707_单片机(MCU-MPU-SOC)_STC89C52RC-40I-LQFP44_规格书_STC(宏晶)单片机(MCU_MPU_SOC)规格书》——“第4章 STC89C51RC/RD+系列单片机的I/O口结构”描述

• 外接传感器有核心板供电，需要引脚将电源引出

• 方便外部通信和下载程序
• 串口引脚：RXD/P3.0、TXD/P3.1

电路原理图成品

DRC 检测结果

点击【样板层】

矩形轮廓

• 坐标：(0, 0)
• 大小：70 * 40（宽和高不要超过100mm，否则打样收费了）

2️⃣ 添加圆角

• 防割手、美观

框选 > 添加 > 添加圆角

• 倒角半径：3mm

过孔尺寸

• 外直径：4mm
• 内直径：3mm

位置坐标：(2.6, 2.6)

其他 3 个过孔的位置坐标分别是

• (2.6, 2.6-40) 或 (2.6, -37.4)
• (70-2.6, -2.6) 或 (67.4, -2.6)
• (70-2.6, 2.6-40)) 或 (67.4, -37.4)

框选板框和定位孔，右键锁定

选择顶层

电源电路 > 电源引出引脚 > 单片机 > 晶振电路 > 复位电路 > 按键加测电路 > LED灯电路

电源电路 > 单片机及上下排针 > 晶振电路 > 电源排针、P4引脚引出排针 > P0口上拉电阻 > 复位电路、按键检测电路、LED灯电路

• 隐藏GND网络

• 滤波电容先大后小顺序放置：先经过大的滤波电容，再经过小的滤波电容

  • 比如 C2(10μF) > C1(100nF)，C2要远离芯片位置，C1贴近芯片引脚放置

• 先左右居中，再垂直等距分布

• 指示灯尽量放置在板子的边缘，和周围的器件保持同向放置，疏密尽量保持一致

• 芯片位置参考：(40, -20)

• 晶振电路：一定要注意靠近单片机引脚放置，尽量和晶振引脚保持轴对称（保证等长布线，即差分对）

• 电源引脚放边缘，P4引脚放内侧

• P0口上拉电阻：放置在P0口附近，尽量保持和引脚排针对齐，放置底层布线方便

• 复位电路、按键检测电路、LED灯电路
• 丝印被误删，勾选属性位号即可再次显示

3D视图

完成了一个摆放方向一致、疏密一致、按照电流流向路径以及各个功能模块的布局

PCB布线顺序

1. ==不要自动布线==
2. ==顶层优先原则==
3. ==电源线加粗原则==：有利于电流在主干道上流通
   • 10mil 线宽能承载 0.65A 电流
   • 40mil 线宽能承载 2.3A 电流
4. ==同一层走线大于 90°==：推荐 135°，禁止 90° 或者走锐角
   • ①在腐蚀环节形成酸角效应，线宽变窄，走线发生断裂
   • ②阻抗不连续，影响信号传输
   • ③天线效应，走线上如果有高频信号时会对外产生电磁干扰

5. ==注意电流路径和电容的摆放位置==

• 电源先经过电容再给后级
• 去耦电容贴近芯片引脚位置，并就近过孔接地
• 多电容并联时，小容量电容更靠近芯片电源引脚

6. ==高频信号线尽可能短，并做好与其他信号线屏蔽隔离==：为了降低相邻走线之间的串扰，尽量避免相邻层平行走线，走线应遵循3W原则

   • 3W原则：两条线之间间距要大于3倍的线宽

   

   • 相邻层信号线应采用正交方向

   

   • 差分线布线尽量等距等长：如晶振电路属于高频电路，要和外部低频电路隔离
     • 差分线：两侧完全对称，为等长布线
     • 晶振外侧打一圈地过孔：形成包地，很好隔离晶振信号和外围信号（类似法拉第笼电磁屏蔽）
     • 禁止布线层：阻止顶部和底部的铺铜，保证晶振信号不会和外围信号产生互相干扰

7. ==PCB布线尽量远离安装孔和电路板边缘==
8. ==需要添加泪滴==
   • 平滑过渡
   • 连接稳固
   • 面积更大
   • 保护焊盘

PCB布线顺序

• ==密度优先==
• ==关键元件优先==
• ==关键信号线优先==

安排：信号线布线 > 电源布线 > 底线铺铜

隐藏电源线

• 长圆形的焊盘从短边出，若从长边出会形成两个直角

差分对布线

• 正网络：XTAL1
• 负网络：XTAL2

打一圈过孔：快捷键 V 放置过孔，Tab录入：

• 网络：GND
• 外径：24mil
• 内径：12mil

同时注意 GND 之间的连线要加粗，选择 20mil 的线宽即可

禁止布线层

放置 > 禁止区域 > 多边形

P3.0、P3.1、RST、P1.0

TypeC-CC1/CC2、RST、R5/R6/R3

此时，界面上已经看不到任何的飞线了

显示3.3V、+5V、VCC+5V

注意，电源线要选择加粗，但不能超过焊盘宽度，否则会报错

先查看下 Type-C 焊盘的宽度为：27.6mil，可以选择电源线宽度为 27mil

技巧：快捷键 W 绘制导线，Tab 输入值 27

原则：布局要为布线让路

• 复位电路的 5V 需要接入经过滤波之后的 5V
• 电源电路的 3.3V 同理

GND网络一般通过铺铜来解决

Q：要确保每一个GND网络都可以通过飞线连接上呢？

A：在GND焊盘旁边为它放置一个过孔。

• 1）方便GND网络进行连接
• 2）可以连接底层地平面，提供比较好的回流路径

快捷键 V 放置过孔，Tab 选择网络为 GND

比较空的地方，特别是滤波电容的引脚附近

工具栏 > 铺铜 > 矩形

==顶层铺铜==

• 图层：顶层
• 网络：GND

==底层铺铜==

信号线周围包上一层铜皮，可以更好保护信号的完整性

修正：所有过孔的网络选项必须为GND

修改后右键 > 铺铜区域 > 重建全部

修改后呈现的 3D 效果如下：

过滤 > 轮廓对象：隐藏铺铜区域

纠正错误

过滤 > 轮廓对象：显示铺铜区域

铺铜区域 > 重建全部

图层 > 所有层 > 顶面 > 顶层丝印层

放置文本

• 字体：默认
• 线宽：5
• 高：50

或者

• 字体：三极芯片体 超粗
• 高：45

图层 > 所有层 > 隐藏顶层、底面：清爽一点

放置丝印

放置圆形，标识开关方向

• 线宽：20mil
• 半径：10mil

最终效果

==个人logo==

切换到顶层丝印层

放置 > 图片

调整大小和位置，最好跟芯片一样保持轴对称

查看3D效果

==芯片型号和厂家logo==

放置丝印

切换到顶层

3D效果

• 开启“实时DRC”
• 手动“检查DRC”

==导出Gerber==

打开嘉立创下单助手

==领取优惠券==

嘉立创客户中心 > 用户中心 > 优惠券中心 > 免费券领取

==PCB下单==

嘉立创客户中心 > 电子产业 > PCB/FCB订单 > 计价/下单 > 上传 PCB 下单

• 板子数量：5

基本信息

• 板材类别：FR-4
• 确认生产稿：不需要

PCB工艺

• 成品板厚：0.8~1.6（免费）
• 阻焊颜色：哑黑色（有科技感）

个性化服务

• 版上加标志：加嘉立创客编
• 客编位置：无要求

SMT贴片/激光钢网

• 是否SMT贴片：不需要
• 是否开钢网：不需要

选型：SL2.1A

• SLA2.1A：USB2.0 集线器主控芯片
• 使用外部晶振更加稳定

• 上行口 2 个，下行口 8 个，所以可以实现 USB接口的一转四功能？？？

• 供电电压 $V_{DDM}$ 最大为 5.5V
• 数字 IO 口 $V_{IN}$ 最大为 5.5V
• USB 信号管脚电压输入最大为 3.6V
• 工作温度范围：[-60°, 100°]
• 外接晶体振荡器频率为 12MHz

• 供电电压 $V_{DD}$ 典型值为 5V
• 合适的工作温度范围：[0°, 70°]

• 供电电流范围：[50mA, 120mA]
• 芯片静态电流最大为：2.5mA

• DM 和 DP 网络传输的是 USB 差分信号
• DM（Data Minius, D-）
• DP（Data Plus, D+）

• Type A / Type C

• A6\A7\B7\B6：输出 USB2.0 差分信号
• A2\A3\B11\B10\A10\A11\B3\B2：用于传输 USB3.0 数据（这里不需要考虑）
• A4\B9\A9\B4：VBUS 电源总线，用于供电
• A5\B5：CC 引脚，负责快充（这里不需要，5.1k 电阻下拉接地即可）
• B8\A8：备用引脚，一般不使用

• 1号和12号：GND
• 2号和11号：VBUS

Q：为什么明明只看到 12 个引脚，却说它是 16pin TYPE-C 呢？

A：1、2、11、12较粗，实际上是两个小的焊盘拼接而成的，12+4=16，所以为 16pin

SL2.1A

typec

USB-A型母座 180度 短体 直边

12MHz CRYSTAL-SMD_L5.0-W3.2-1-A

1.5A快恢复保险丝-1206

扇出网络标签

设计 > 设计规则

• 单位：mil
• 差分对长度误差-最大：5

1. 工程设计 > 网络 > 差分对 > +添加
2. 正网络 > 单击选择网络 > DP1
3. 负网络 > 单击选择网络 > DM1

快捷方式：左上角+号添加，右侧手动输入选择即可批量添加

布线 > 差分对布线

布线 > 等长调节

电源线布线

实心填充 > 多边形

放置过孔

禁止铺铜

顶层

3D 效果

• Q：单位
• Space：旋转 - 左向旋转
• X：翻转 - 左右翻转
• W（Wire）：绘制导线、单路布线
• R（Rectangle）: 矩形
• Shift+X：交叉选择
• Ctrl+Shift+X：布局传递
• B（Bottom）：切换到底层
• T（Top）：切换到顶层
• Alt+D：差分对布线
• V（Via Hole）：放置过孔
• F（Flip）：翻转板子
• Ctrl+Shift+L：左对齐
• Ctrl+Shift+R：右对齐
• Ctrl+Shift+O：顶部对齐
• Ctrl+Shift+B：底部对齐
• Ctrl+Shift+H：水平等距分布
• Ctrl+Shift+E：垂直等距分布
• Shift+B：重建全部
• Shift+A：等长调节