Функциональная модульная планировка
При компоновке печатной платы вся схема сначала должна быть разделена на различные модули в зависимости от функции, такие как модули питания, основные модули MCU, модули интерфейса связи, модули интерфейса датчиков и т. д.
Компоненты внутри каждого модуля следует размещать близко друг к другу, сохраняя при этом соответствующее расстояние между модулями. Это облегчает маршрутизацию и улучшает целостность сигнала.
Например, в моих проектах STM32 макет обычно выглядит следующим образом:
Модуль источника питания: размещается на краю или в углу печатной платы, включая интерфейсы ввода питания, микросхемы стабилизатора напряжения и конденсаторы фильтра.
Область ядра микроконтроллера: расположена в центре печатной платы, окружена кварцевыми генераторами, схемами сброса, развязывающими конденсаторами и т. д.
Периферийные интерфейсы: размещаются на краю печатной платы в соответствии с фактическими требованиями к расположению интерфейсов, таких как интерфейсы USB, последовательные порты, интерфейсы CAN и т. д.
Аналоговые схемы. При наличии аналоговых схем, таких как АЦП и ЦАП, их следует располагать подальше от цифровых схем и источников высокочастотных-сигналов, чтобы уменьшить помехи.
Схема прохождения сигнала
При проектировании схемы следует учитывать поток сигналов, гарантируя, что сигналы передаются от входа к выходу в максимально возможной степени, избегая обратного потока или пересечения сигналов.
Например, в системе сбора данных сигналы датчиков должны сначала пройти через схему формирования сигнала, затем поступить в АЦП и, наконец, достичь микроконтроллера. Такая компоновка сводит к минимуму помехи сигнала.
Рекомендации по управлению температурным режимом
Для компонентов с высокой-мощностью, таких как силовые микросхемы, силовые устройства и высокоскоростные-процессоры, при компоновке необходимо учитывать рассеивание тепла. Эти компоненты должны:
Держитесь подальше от компонентов,-чувствительных к теплу (таких как кварцевые генераторы и датчики).
Располагайтесь близко к краю печатной платы или отверстиям для отвода тепла.
Зарезервируйте достаточное количество медной фольги для рассеивания тепла.
При необходимости зарезервируйте место для установки радиатора.
В проектах автомобильной электроники мы часто сталкиваемся с высокими-температурами, поэтому управление температурным режимом особенно важно.
Однажды в одном из наших транспортных контроллеров неправильная компоновка силовой микросхемы привела к чрезмерно высоким локальным температурам, что в конечном итоге потребовало перепроектирования печатной платы с увеличением медной площади рассеивания тепла.
Совместимость механической структуры
Размеры печатной платы, расположение монтажных отверстий и расположение интерфейсов должны соответствовать механической конструкции продукта.
Перед компоновкой лучше всего получить трехмерный структурный чертеж продукта, чтобы убедиться, что печатная плата может быть правильно установлена в корпусе и все интерфейсы совмещены с отверстиями корпуса.
