PCB学习笔记（一）

[Evzrk]

STM32主控板PCB的绘制

1.原理图绘制
（1）主体部分
通过查阅资料，BOOT0，BOOT1引脚接地，VBAT引脚接3.3V电源，并通过电容接地；调试端口采用SW写入的方式，并利用USART进行通讯，方便调试，电源接保险丝，起到保护作用

（2）复位电路
根据NRST低电平复位的原理，接入复位按钮，按下开关时，会拉低NRST的电平，使程序复位。
NRST引脚不应悬空，因此接3.3V电源，并加电阻保护，这样可以起到在程序运行的过程中，NRST引脚一直处于高电平，不会导致程序异常复位。
在单片机上电启动时，NRST端电平会迅速拉高，这一过程利用傅里叶级数的知识，可以将信号分析成一个极高频信号，此时，通过电容接地，就会将这一信号吸收，使NRST端拥有短暂的低电平，达到上电复位的目的

（3）时钟电路
OSC_IN，OSC_OUT引脚接8MHz晶振，晶振外壳接地，晶振要接电容，并且电容接地，以满足谐振条件（具体原理还不是太懂）
晶振距离引脚要足够近，且引脚的两根导线要尽可能一样长

（4）DC-DC
开关电源选用MP2451型号的芯片，Vin是外部电源输入，加电容接地起到滤波的作用。
EN为使能端，电压不高于12V的情况下，可以直接接电源，电压高于12V时，就要采用图示接法，利用电阻分压来降低EN处的电压值。
SW是输出端，本电路输出5V，接电感个人认为有滤波和缓冲的作用，连接的接地电容基本都为滤波电容（由于DC-DC变换的过程中会自然产生纹波，这与开关电源的电路拓扑有关）
电容电感距离引脚要足够近。

（5）线性稳压部分
线性稳压采用RT9013芯片，Vin端接入经过DC-DC处理的5V电压，由于DC-DC存在较为严重的纹波，因此没有选择直接通过DC-DC得到3.3V电源，而是先得到5V，再通过线性稳压处理得到3.3V电压，这样能较好地处理纹波的问题。
严重的纹波危害是很大的，纹波可能会引起电路的谐振，产生谐波和浪涌，轻则产生较大的噪声干扰，降低电源效率，严重则会烧毁电路或器件。

（6）滤波部分
3.3V电压输入时，用一个较大电容进行滤波，在stm32每一个电源端口都加一个电容滤波，而且这四个滤波电容要尽可能距离引脚近一些。

2.PCB绘制
（1）绘制原则：
1.走线时不要出现直角弯，在遇到高频信号时，直角弯会引起反射，产生噪音
2.走线要根据电流大小控制线的宽度，电流越大，线越宽
3.走线要尽量避免分叉，尽量一条线穿完，分叉可能会导致谐振干扰
4.过孔承载的电流有限，约为0.5A，不要通过大电流
5.正反面走线尽量垂直，减少干扰，尤其是通过高频信号的线
6.走线时尽量美观有序
7.接地引脚不用接线，直接利用铺铜即可
8.布线完成后，在电路板上多点一些过孔之后再铺铜，以减少电路板前后两层铜皮的电容效应（此点在射频电路比较明显）

（2）绘制过程
1.布局，布线

2.打过孔

3.滴泪（滴泪可以使连接处和拐角处更加圆滑，减小电流阻力，提高电路效率）

4.铺铜

（3）三维视图