单片机是一种包含了CPU、存储器、IO端口及定时器等多种功能于一体的微型计算机系统。在单片机的开发过程中,设计电路图是一个非常关键的步骤。
单片机的电路图设计通常需要涉及原理图和PCB布局图两部分。原理图主要描述了电路连接和元器件的布局,而PCB布局图则是对原理图进行3D展开后的实际布局图。
在进行单片机电路图设计时,需要选择一款专业的电路设计软件。市面上比较常用的软件包括EDA、Altium Designer、PROTEL和OrCAD等。这些软件各有特点,选择时需要结合实际情况进行分析。
如果是初学者或者只是进行简单的电路设计,可以选择EDA。它操作简单,功能齐全,并且免费。PROTEL和Altium Designer则用于设计复杂的多层PCB电路板,拥有丰富的扩展功能。OrCAD是专为高速数字电路、模拟电路和射频电路设计而开发的软件。
电路图的设计通常可以分为原理图设计和PCB布局设计两个步骤。
原理图设计步骤:
(1) 选择元器件,确定所需电路功能;
(2) 布局电路图,将元器件按照一定顺序连接起来,并添加软硬件细节;
(3) 完成元件的引脚定义和连接,检查电路连接是否错误。
PCB布局设计步骤:
(1) 根据上一步得到的电路图布局信息进行布局设计,并添加必要的填充区,规定板厚等细节;
(2) 将各元器件连接线的走向、间距和线宽进行规划设计;
(3) 进行三维连接确认以及布线规则检查,是否符合标准和设计要求。
在进行电路图设计时,需要注意以下几个方面:
(1)元器件选择:要选择质量可靠的元器件,并且在布局时要考虑连接线的方便性以及尽量减少交叉与环路;
(2) 布局:要考虑单片机的运行频率和信号干扰等问题,尽量避免连接线走向交叉和环路设计;
(3) 地线的安排:对于多层PCB电路板而言,要格外注意地线的安排,尽量将所有地线归并到一起,方便追踪。