AD布局与布线技巧-基于125KHz门禁机实操

布满荆棘的人生 2022-05-22 09:35 259阅读 0赞

# 1 摘要 #

本文以125KHz门禁机的PCB为例，详细介绍了如何根据原理图进行布局，根据布线情况修改布局，以及布线的顺序、注意事项。

# 2 完成母图与子图 #

母图完成连线，子图有端口。子图的器件和连线情况有业务需求决定，跟画一个单一的原理图没有什么区别。如果缺少封装就自行绘制一个封装。原理图绘制完成以后，导入PCB，并开始布局。  
![这里写图片描述][70]  
![这里写图片描述][70 1]  
　　全部子图如下  
![这里写图片描述][70 2]  
![这里写图片描述][70 3]  
![这里写图片描述][70 4]  
![这里写图片描述][70 5]

# 3 布局 #

给大家参考我的布局顺序：  
![这里写图片描述][70 6]  
1 2 3 4 功能决定  
5 电源芯片与电源输入挨近一点  
6 矩阵按键要占用大片区域，还要排列整齐，所以也提前布局  
7 单片机，先确定位置，不管方向  
8 EM4095 肯定在单片机与线圈之间。先放到位置  
9 蜂鸣器放旁边。蜂鸣器相关的器件与它靠近放  
10 放置晶振之前要确定单片机的方向，观察与EM4095，矩阵按键的预拉线，确定单片机的方向，EM4095的方向，然后就近板摆放晶振。其实我的晶振位置也不是一次到位的，我发现有些器件的线很难连接，所以调整过好几次晶振的位置  
![这里写图片描述][70 7]  
11 电源芯片相关器件  
12 单片机与EM4095之间的器件  
13 EM4095其它器件  
14 单片机的电源相关的电容。每个电源输入附近都要有。  
15 找个连续的区域放指示灯。放指示灯时考虑下布线，处于布线的考虑来决定灯于灯之间的相对位置。我调整了下晶振的位置。【如果外壳上对灯的位置有要求，要优先放灯】  
16 蜂鸣器区域布局，考虑布线和整齐  
17 找空地放其它器件

注意：不求一次把器件摆放到位，可以在布线时进行微调。但摆放时要观察预拉线。  
　　要善用从原理图选中器件的技巧。  
　　布局大致确定以后，要善用对对齐技巧，使器件的摆放美观。

附一个借助特殊粘贴进行布局的技巧：  
　　按键要排列成矩阵按键，要尽可能的整齐。如果只有一排按键，使用对齐就够用了。一个矩阵，可以尝试借助临时的器件和特殊粘贴  
　　选中一个按键按下ctrl + c ，复制的参考点可以设置在一个引脚上。  
![这里写图片描述][70 8]  
　　按下EA，选择阵列  
![这里写图片描述][70 9]  
![这里写图片描述][70 10]  
　　选择器件的间距，比如1cm。点击确定，在某个地方点击左键，把器件放下来。然后得到一排整整齐齐的器件  
![这里写图片描述][70 11]  
　　再次按下EA，粘贴一列，4个。粘贴的参考点放在一排按键的第一个脚上  
![这里写图片描述][70 12]  
![这里写图片描述][70 13]  
　　得到这些器件  
![这里写图片描述][70 14]  
　　拖4个器件过来，与第二列水平。为了确保对其，可以放大。  
![这里写图片描述][70 15]  
　　第三行第四行也如法炮制，就得到整整齐齐的矩阵按键了  
![这里写图片描述][70 16]  
　　然后把正确的器件拖到相应的位置上。要完全重合。然后从原理图里，点击DU，移除多余的器件  
![这里写图片描述][70 17]  
　　得到如下结果  
![这里写图片描述][70 18]  
　　为了避免不小心拖动某个器件，也为了方便整体移动矩阵键盘，可以把器件生成一个联合。选中所有的按键，然后右键-> 联合 -> 从选中的器件生成联合。  
![这里写图片描述][70 19]  
　　然后拖动任何一个器件，其它的所有器件都可以动了。  
丝印的放置可以用查找相似对象的方式来批量选中，然后一起拖动。

最后，在坐标面前，一切对其技巧都是浮云。  
　　可以直接双击器件设置坐标  
![这里写图片描述][70 20]

# 4 电源线 #

布线时要善用高亮技巧。按着ctrl键点击某个网络的线或焊盘，可以让这个网络高亮。  
　　右下角的掩膜级别可以调整高亮的亮度。  
![这里写图片描述][70 21]  
　　电源线包括VCC VCC3.3和其它没有名字，但是也走电源的线  
VCC  
![这里写图片描述][70 22]  
VCC3.3  
![这里写图片描述][70 23]  
　　注意，右下角的蓝线，是为了避让485相关的通信线  
　　上方的蓝线，是看到此处有多根预拉线与电源线相交，考虑一下，一根电源线，还是避让了多根普通线的。  
为了避免出现直角，水平与竖直线连接处补成了三角形。  
![这里写图片描述][70 24]  
　　多打了几个电源线的过孔，减小阻抗  
![这里写图片描述][70 25]  
![这里写图片描述][70 26]  
　　芯片相关的电源，都是从电容引过来的。只是把电容放在离芯片近的地方，却不从电容引进电源是没有意义的。  
![这里写图片描述][70 27]  
　　原先这些LED与其限流电阻的布局不是这样的。原先的电阻电源引脚在左边。为了方便LED与芯片的连线，我把电阻的电源引脚改到了右边。  
![这里写图片描述][70 28]  
　　其实我的VCC3.3是没有完全连在一起的，最后规则检查才发现。  
　　另外，禁止出现电源的环路。  
　　还有一些没有网络标号的线，也是电源相关的，所以要按电源的标准来。  
![这里写图片描述][70 29]

# 5 时钟线与通信线 #

晶振，在布局时就考虑了晶振线，所以走线毫无压力  
　　注意，在更高的频率下，晶振的线可能是需要严格等长的。即便这里要求不高，也应当注意这一点。  
![这里写图片描述][70 30]  
　　串口线  
![这里写图片描述][70 31]  
　　485通信线  
![这里写图片描述][70 32]

# 6 EM4095布线 #

![这里写图片描述][70 33]

# 7 矩阵按键 #

此区域红层竖直线，蓝层水平线  
![这里写图片描述][70 34]  
![这里写图片描述][70 35]  
　　电源线进行了微调  
![这里写图片描述][70 36]  
　　通信线也不需要打过孔  
![这里写图片描述][70 37]

# 8 其它连线 #

LED  
![这里写图片描述][70 38]  
　　Boot与BEEP  
　　微调了R2的位置。  
![这里写图片描述][70 39]

复位和功能按键  
![这里写图片描述][70 40]

然后通过设计规则检查，发现了VCC3.3没连上，补充连接。  
　　除了GND以外，其它没有连线的网络都要连线。  
![这里写图片描述][70 41]

# 9 打过孔 #

要善用特殊粘贴  
![这里写图片描述][70 42]  
　　基本上每一个接地的焊盘附近都打了一个过孔  
　　需要散热的地方打过孔  
![这里写图片描述][70 43]  
　　芯片我顺带把地线也走了  
![这里写图片描述][70 44]  
　　需要抗干扰的地方打过孔  
![这里写图片描述][70 45]  
　　天线旁边一排接地过孔是常见的设计，例如一块带有WIFI功能的网关板  
![这里写图片描述][70 46]

# 10 滴泪与敷铜 #

滴泪TE  
　　可以增加线与焊盘连接处的大小  
![这里写图片描述][70 47]  
![这里写图片描述][70 48]  
　　滴泪前，要保存。滴泪有可能导致软件卡死  
　　先滴泪，后敷铜。

敷铜PG  
　　必须选中网络，建议死铜移除  
![这里写图片描述][70 49]  
　　先给整个板子敷铜，然后再微调（注意，不是所有的情况都适合进行整版敷铜）。可以使用放置->多边形填充挖空  
![这里写图片描述][70 50]  
　　比如横跨在VCC于GND之间的敷铜。  
![这里写图片描述][70 51]  
![这里写图片描述][70 52]  
　　可能被螺丝刮掉的地方，如安装孔  
![这里写图片描述][70 53]  
　　焊接时容易刮掉阻焊的地方  
![这里写图片描述][70 54]  
![这里写图片描述][70 55]  
　　一小片没有意义的敷铜  
![这里写图片描述][70 56]  
　　除了去掉某些地方的敷铜以外，有时还可能需要增加敷铜，比如某些敷不上铜的区域，要增加一些过孔。  
![这里写图片描述][70 57]  
　　另外，过大电流的接地焊盘只靠敷铜得到的四小支可能不太够，可以补地线。  
![这里写图片描述][70 58]  
　　修改完以后，双击敷铜区域，点击确定就可以重新敷铜。  
　　以下是一些调整过以后的情况  
![这里写图片描述][70 59]  
![这里写图片描述][70 60]  
![这里写图片描述][70 61]  
![这里写图片描述][70 62]  
![这里写图片描述][70 63]

# 11 调整丝印 #

丝印建议全部使用true type 可以用查找相似对象快速调整  
　　丝印不要放在焊盘上  
![这里写图片描述][70 64]  
![这里写图片描述][70 65]  
　　也不要被器件盖住  
![这里写图片描述][70 66]  
![这里写图片描述][70 67]  
　　尽可能放在里器件近的地方  
![这里写图片描述][70 68]  
![这里写图片描述][70 69]  
　　如果实在放不下丝印，可以放在稍远的地方，例如  
![这里写图片描述][70 70]  
　　再增加一些方便使用的标记，如TXD还是RXD  
![这里写图片描述][70 71]  
　　总线A还是B  
![这里写图片描述][70 72]  
　　LOGO，板子名称，版本号以及日期  
![这里写图片描述][70 73]

# 12 投板前，最后的设计规则检查 #

[70]: /images/20220522/b64ca2fa195a4e2482bf0e5505027dec.png
[70 1]: /images/20220522/d02c0b68d39c4fe5a0e3fca4e6cdf552.png
[70 2]: /images/20220522/10a22479e05c48f5973f3143b24d43b5.png
[70 3]: /images/20220522/2b369a039bc748dd8afd059ac206962d.png
[70 4]: /images/20220522/3b0f398b3e9145b28616443e8e1551b5.png
[70 5]: /images/20220522/164779b295c44233bb61c60764cc68bf.png
[70 6]: /images/20220522/a6a3f5d5b9284a8f9f1edda2c02c3c3b.png
[70 7]: /images/20220522/3c0f098fcb6044f6bd96483244400e4a.png
[70 8]: /images/20220522/d8d56afde59343228940771bda369736.png
[70 9]: /images/20220522/4ff244dd24a74e28becf3b4f5cd3cc68.png
[70 10]: /images/20220522/38e86614332c486e88d6ff469040ef10.png
[70 11]: /images/20220522/df3c490ff61d4afb978a9aaac1cf2e86.png
[70 12]: /images/20220522/a3004b537eb947c1b3ad3491229aa4f5.png
[70 13]: /images/20220522/d815c3daee6a4f9685f12bda7613c128.png
[70 14]: /images/20220522/8430841a955c45fab726370478ea0b8a.png
[70 15]: /images/20220522/0b77eea1a27d4d5cb53a80dcfb2bbec4.png
[70 16]: /images/20220522/1d220384c13d449e84c79381cbf72b81.png
[70 17]: /images/20220522/9c6911ffb56043a09954ee46babd2106.png
[70 18]: /images/20220522/cd9a6a5f4cd6420bb9c87253dca19d99.png
[70 19]: /images/20220522/e05fc0b512ee4a67a5699203e71a412b.png
[70 20]: /images/20220522/aa92c1ab27964a7c8823287f7113cd4c.png
[70 21]: /images/20220522/70dacf07629347f28dc0bb2c7e73759f.png
[70 22]: /images/20220522/1b4851af419947a7bd4bd3423616895a.png
[70 23]: /images/20220522/4370f269dd6a4a2195b415487f506978.png
[70 24]: /images/20220522/d8dded3697c645a4ac3a2ce5b20be1e7.png
[70 25]: /images/20220522/0f8c5a07537844268b1f85f627998d83.png
[70 26]: /images/20220522/efc60e4e9f9642f9bcc4adf43742c08f.png
[70 27]: /images/20220522/d44bf60931244d8c85f66881e777bafb.png
[70 28]: /images/20220522/facacbc2f80d45e5bd36b10babd8e13a.png
[70 29]: /images/20220522/8add574c2ce44a84892ae4d04eecfdab.png
[70 30]: /images/20220522/66d8e63f5efb4649a1ef83970b7ae150.png
[70 31]: /images/20220522/04d4199069964924b11d9df7bedf7c78.png
[70 32]: /images/20220522/9cad7c202eb7441086964f13010d38d8.png
[70 33]: /images/20220522/3645717f16064d59a26bc4a4ae08fa3c.png
[70 34]: /images/20220522/57a55bd488dd4ad4b55fb5ae0cda3000.png
[70 35]: /images/20220522/bf0e5a445a1c49d5a45a80172f0348cb.png
[70 36]: /images/20220522/40b3649bada7499db358f4ffe6d627b7.png
[70 37]: /images/20220522/b4f0cd2256e64596b349e73a417c6190.png
[70 38]: /images/20220522/7a3c8e503395422190f8893e5c98fe0b.png
[70 39]: /images/20220522/164da9ab3128463c976550a8985598d4.png
[70 40]: /images/20220522/4a2b4ee3db0046c18949c53d50cbb001.png
[70 41]: /images/20220522/80b9582d40ee470dbb7f212a4e3b7726.png
[70 42]: /images/20220522/db2d0b210a9a4ca29e61084c0425bb2b.png
[70 43]: /images/20220522/cb9fd85a0e414d2daf2256352ffeb078.png
[70 44]: /images/20220522/40336e2d04a3448c9cd073d7734c892b.png
[70 45]: /images/20220522/3c688428f2fe4911942fc6b1830df904.png
[70 46]: /images/20220522/253040a4d69a4524a13643e4ced3b50c.png
[70 47]: /images/20220522/812e0b3ed4584effa84b573d0fa5e90a.png
[70 48]: /images/20220522/16cd57a77ff74684869e295e287ee293.png
[70 49]: /images/20220522/a31acde8a2e74a5ea35827cfc04375a3.png
[70 50]: /images/20220522/83a24c52a3144de4bfdfd3ea7f493cca.png
[70 51]: /images/20220522/3c369ddcdb804845aa2e2f26a160216c.png
[70 52]: /images/20220522/abc4a2b17c2f4743bbd7b4cf7a7e5271.png
[70 53]: /images/20220522/4b4add1458464d7081d4f65b24d041cd.png
[70 54]: /images/20220522/9a4aae7ddad448cda9ab97c9871b345f.png
[70 55]: /images/20220522/53aef4d3dd8d407f984538c074b14d18.png
[70 56]: /images/20220522/1695d8d69b8749ce847afe7796e8d520.png
[70 57]: /images/20220522/976ee622514f4a2c83e6af5aa8d41eab.png
[70 58]: /images/20220522/118cb56bc010436bb58cfb7d28edb00d.png
[70 59]: /images/20220522/a22dc7cbff724fb581b9448dc3d1dfbb.png
[70 60]: /images/20220522/ea221f2df5e741eea05b1503da5b0f1c.png
[70 61]: /images/20220522/aab3a3fd74a5447c845ebbeb31026485.png
[70 62]: /images/20220522/da68052fdeee425e9c08630742254290.png
[70 63]: /images/20220522/331b35916b0f408883fec94521f76965.png
[70 64]: /images/20220522/441640e1db514b1bba5b7dda53c94f57.png
[70 65]: /images/20220522/15663edcda8041b095c2c4e8b4f20e95.png
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[70 71]: /images/20220522/269aa9a9c30143e99a49b5e11bf098be.png
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[70 73]: /images/20220522/46eaaf759de840e3af32db7b5f508b49.png