嵌入式硬件篇---嘉立创PCB绘制

news2025/4/13 22:06:43

文章目录

  • 前言
  • 一、PCB绘制简介
    • 1.1绘制步骤
      • 1.1.1前期准备
      • 1.1.2原理图设计
      • 1.1.3原理图转PCB
      • 1.1.4PCB布局
      • 1.1.5布线
      • 1.1.6布线优化和丝印
      • 1.1.7制版
    • 1.2原理
      • 1.2.1电气连接原理
      • 1.2.2信号传输原理
      • 1.2.3电源和接地原理
    • 1.3注意事项
      • 1.3.1元件封装
      • 1.3.2布局规则
      • 1.3.3过孔设计
      • 1.3.4DRC检查
      • 1.3.5制版要求
  • 二、原理图
    • 1.画原理图的原理
      • 1.1电气连接原理
      • 1.2信号传递原理
      • 1.3模块化设计原理
    • 2.画原理图的注意点
      • 2.1元件符号的准确性
      • 2.2导线连接的规范性
      • 2.3标注的清晰性
      • 2.4设计规则的遵守
      • 2.5元件库的管理
  • 三、元件封装
    • 1.元件封装的原理
      • 1.1机械安装匹配原理
      • 1.2电气连接原理
      • 1.3信号传输与干扰抑制原理
    • 2.元件封装的注意事项
      • 2.1尺寸准确性
      • 2.2遵循封装标准
      • 2.3焊盘设计
      • 2.4焊盘间距
      • 2.5信号完整性
      • 2.6电磁兼容性
      • 2.7元件封装的一致性
      • 2.8封装库的更新与维护
  • 四、PCB
    • 1.PCB 布线的原理
      • 1.1电气连接实现原理
      • 1.2信号完整性原理
      • 1.3电源与接地分配原理
    • 2.PCB 布线的注意事项
      • 2.1布线规则设置
      • 2.2间距要求
      • 2.3过孔设置
      • 2.4高速信号布线
      • 2.5敏感信号保护
      • 2.6信号层的选择
      • 2.7电源平面的设计
      • 2.8接地平面的设计
      • 2.9电源线与地线的布线
      • 2.10考虑制造工艺
      • 2.11设置测试点


前言

本文介绍了嘉立创PCB绘制的过程,原理图绘制的原理&注意事项、封装选取的原理&注意事项、PCB走线原理&注意事项。


一、PCB绘制简介

1.1绘制步骤

1.1.1前期准备

前期准备:明确设计需求,确定电路板的功能、尺寸、形状、层数等基本参数,准备好所需的元件库和封装库。

1.1.2原理图设计

原理图设计:新建工程和原理图,使用快捷键 “Shift+F” 打开元件库,依据元件名称或编号选择所需元件并放置在原理图中,连接各元件以确定它们之间的电气连接关系。

1.1.3原理图转PCB

原理图转 PCB:点击 “顶部菜单> 设计 > 原理图转 PCB”。转换前需在设计管理器和封装管理器中检查是否存在错误,如元件与封装的对应信息异常等。转换成功后,会自动生成一个 PCB 边框,并将 PCB 封装按照顺序排列成一排,蓝色飞线表示两个焊盘之间需布线连接,属于同一网络。

1.1.4PCB布局

PCB 布局:根据电路板的结构和功能要求,合理安排各个元件的位置,使布线更加顺畅,同时要考虑到元件之间的间距、散热、电磁干扰等问题。

1.1.5布线

布线:使用快捷键 “W” 开始布线,单击左键开始绘制导线,再次单击左键确认布线,单击右键取消布线,再次点击右键退出绘制导线模式。可通过按 “+”“-” 键调节走线大小,按 “TAB” 键修改线宽参数,使用快捷键 “L” 进行布线角度切换,还可使用空格键改变当前布线的方向。

1.1.6布线优化和丝印

布线优化和丝印:检查布线是否合理,对不满意的地方进行调整和优化,如添加泪滴、调整线宽、优化过孔等。同时,添加丝印层的文字和图形,用于标注元件名称、编号、功能等信息,方便电路板的生产和调试。
网络和 DRC 检查:利用嘉立创 EDA 提供的设计规则检查(DRC)功能,检查电路板的设计是否符合规则要求,如线宽、间距、过孔大小等。如有错误,根据提示进行修改。

1.1.7制版

制版:完成上述步骤且检查无误后,即可将设计文件导出为制版所需的格式,如 Gerber 文件,提交给板厂进行生产制造。

1.2原理

1.2.1电气连接原理

电气连接原理:通过在 PCB 上绘制导线、焊盘和过孔等图元,实现各个元件之间的电气连接,使电流能够在电路板上按照设计的路径流动,从而实现电路的功能。

1.2.2信号传输原理

信号传输原理:不同的信号在 PCB 上通过特定的线路进行传输,需要考虑信号的完整性、抗干扰性等问题。例如,高速信号需要采用较短的传输线、合适的线宽和间距,以减少信号的反射和串扰。

1.2.3电源和接地原理

电源和接地原理:为电路中的各个元件提供稳定的电源和接地,通常将电源和地分别连接到相应的电源层和地层上,通过铺铜等方式来降低电源和地的阻抗,提高电源的稳定性和抗干扰能力。

1.3注意事项

1.3.1元件封装

元件封装:确保元件的封装与实际元件尺寸和引脚布局相匹配,否则可能导致元件无法安装或电气连接错误。

1.3.2布局规则

布线规则:遵守一定的布线规则,如信号线宽一般为 10-15mil,电源线宽 30-50mil;避免走锐角线和直角线,尽量采用 45 度角或圆弧拐角;双面板的两面导线尽量避免平行走线等,以减少信号干扰和电磁辐射。

1.3.3过孔设计

过孔设置:过孔孔径要根据实际需要进行选择,一般可选 12-24mil 等;过孔的数量和位置要合理安排,以保证信号的良好传输和电源、地的有效连接。

1.3.4DRC检查

DRC 检查:在绘制过程中及时开启 DRC 检查功能,实时检测设计中的错误,避免在设计后期才发现问题而导致大量的修改工作。

1.3.5制版要求

制版要求:在导出制版文件前,要了解板厂的制版工艺和要求,如最小线宽、最小间距、板边距等,确保设计文件符合板厂的生产能力,避免因设计不符合要求而导致制版失败或成本增加。

二、原理图

1.画

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