【连载中|更新于2024.8.2】51单片机PCB设计与实践笔记
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贴片电阻读法
- 3位读数:
- 前两位为有效数字。
- 第三位表示10的次幂(也可以理解为0的个数)。
- 精度为
。
- 4位读数:
- 前三位为有效数字。
- 第四位表示10的次幂(也可以理解为0的个数)。
- 读法和3位的原理一样,精度为
。
- 阻值小于10的读数:
- 通常在两个数字之间插入一个字母“R”,用字母“R”来代替小数点。
电容读数
铝电容字母与电压对照
A | B | C | D | E | V | T | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
电压 | 2.5V | 4V | 6.3V | 10V | 16V | 20V | 25V |
涤纶电容耐压对应表
A | B | C | D | E | F | G | H | J | K | Y | Z | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
电压 | 1.0V | 1.25V | 1.6V | 2.0V | 2.5V | 3.15V | 4.0V | 5.0V | 6.3V | 8.0V | 8.9V | 9.0V |
二极管
二极管种类及应用
肖特基二极管 (D1)
- 特性:反向恢复时间极短(可小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。
- 应用:高频、低压、大电流时的整流、续流、保护、检波。
变容二极管 (D2)
- 特性:反向电压增大时结电容减小,反之结电容增大。
- 应用:高频电路中用于自动调谐、调频、调相等。
稳压二极管/齐纳二极管 (D3)
- 特性:利用pn结反向击穿特性,电流在很大范围内变化而电压基本不变。
- 应用:稳压器或电压基准元件。
普通二极管 (D4)
- 特性:单向导电,只能从一个方向流过。
- 应用:整流电路、检波电路、稳压电路、各种调制电路。
瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管
- 特性:瞬态电压抑制器是一种耗散高瞬态功率浪涌的半导体器件。
- 应用:抑制高压尖峰。
发光二极管 (LED)
- 特性:当电子与空穴复合时能辐射出可见光。
- 应用:照明、平板显示、医疗器件。
三极管
三极管与场效应管对比
项目 | 三极管 | 场效应管 |
---|---|---|
导电机构 | 既用多子,又用少子 | 只用多子 |
导电方式 | 载流子浓度扩散及电场漂移 | 电场漂移 |
控制方式 | 电流控制 | 电压控制 |
类型 | PNP/NPN | P沟道、N沟道 |
放大参数 | ||
输入电阻 | ||
抗辐射能力 | 差 | 在宇宙射线辐射下,仍然正常工作 |
噪声 | 较大 | 小 |
热稳定性 | 差 | 好 |
制造工艺 | 较复杂 | 简单,成本低,便于集成化 |
应用电路 | C极与E极一般不可倒置使用 | 有的型号D |
原理图绘制
PCB布局
PCB布线要求
顶层优先原则:
尽量在顶层布线。电源线原则 - 增加加粗:
因为电源线是要给电路板各个模块供电的,电源线加粗有利于电流在主干道上流通。在日常PCB设计中,在25℃时,对于铜厚为10z(35um)的导线,10mil线宽能承载0.65A电流,40mil线宽能承载2.3A电流。同一层内走线大于90°:
同一层走线禁止90°或直角走线,从原理上讲,锐角直角走线会造成走线阻抗不连续,对于信号的传输有影响,推荐走线135°。注意电流路径和电容的摆放位置:
电源要先经过电容滤波再给后级,去耦电容要贴近芯片引脚放置,并就近接地。高频信号线尽可能短,并做好与其他信号的屏蔽隔离:
为了降低相邻走线之间的串扰,尽量避免相邻导线平行走线,走线应遵循3W原则:相邻导信号线应采用正交方向。差分线的走线尽量等距等长。PCB布线要尽量远离安装孔与电路板边缘:
在PCB钻孔加工中,很容易会切掉一部分导线,为了电路板功能,应尽量远离这些位置。需要添加泪滴:
增加泪滴以增强焊盘与走线之间的机械强度。
铺铜前:
铺铜后:
顶层底层铺铜主要是方便所有GND网络连接。
最终设计的基于51单片机核心板制作的开发板PCB绘制结果:
焊接+测试
用锡膏+热风枪300度焊接元器件,一开始焊完后LED不亮,万用表测了一下电压没问题,那就是LED接反了,重新焊接后三个LED均正常。
测试串口烧录,一开始用stc烧录软件检查芯片+烧录均没反应,后来发现需要先断电然后再给芯片上电才能正常读写芯片数据,然后烧录程序到ROM就没啥问题了,之后可以学一下芯片手册,用KEIL写一些简单的程序跑一跑。