談談單片機系統中印刷電路板的設計

chip2010

印刷電路板的設計對單片機系統的抗干擾能力來說是非常重要的，需本著盡量控制噪聲源、減小噪聲的傳播與耦合、減小噪聲的吸收三大原則設計。
　單片機系統的印刷電路板通常可分三個區，即模擬區（怕干擾）、數字區（既怕干擾又產生干擾）和功率驅動區（干擾源）。應遵循單點接電源、單點接地的原則供電。三個區域的電源線、地線分三路引出，噪聲元件與非噪聲元件要離得遠一些。
　　多年來的設計經驗和技巧介紹給大家，供參考。
　　1.把時鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來，讓周圍電場接近于零。
　　2.I/O驅動器件、功率放大器件盡量靠近板子的邊源，靠近接插件。
　　3.能用低速的器件就不用高速的器件，高速器件只用在關鍵地方。
　　4.使用滿足系統要求的最低頻率的時鐘，時鐘發生器盡量靠近用到該時鐘的器件。晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線要盡量短。晶體振蕩器及噪聲敏感器件的下面要加大接地的面積且不應該走其他信號線，時鐘線垂直于I/O線比平行I/O線干擾小且盡量遠離I/O線。
　　5.使用45°的線而不要使用90°的折線，以減小高頻信號的發射。電源線、地線要盡量粗。信號線的過孔要盡量少。
　　 6.四層板比雙面板噪聲低20dB，六層板比四層板低10dB。
　　7.關鍵的線盡量短且粗，并在其兩邊加保護地線，敏感信號和噪聲地帶信號通過一條扁帶電纜要用地線-信號-地線的方式引出。
　　8.任何信號線都不要形成環路，如不可避免，環路應盡量小。
　　9.對A/D類器件，數字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉；噪聲敏感線不要與高速線、大電流線平行。
　　10.單片機及其他IC電路，如有多個電源、地的話，每端都要加一個去耦電容；每個IC要加一個去耦電容，選高頻信號好的獨石或瓷片電容作為去耦電容；焊接去耦電容時，引腳要盡量短；用大容量的鉭電容或聚脂電容而不用電解電容作為電路充電的儲能電容是因為電解電容分布電感較大，對高頻無效；如用電解電容則要與高頻特性好的去耦電容成對使用。
　　11.單片機中未用的I/O口要定義成輸出；從高噪聲區來的信號要加濾波；繼電器線圈外要加放電二極管。可以用串一個電阻的辦法來軟化I/O線的跳變沿或提供一定的阻尼。
　　12.需要時，電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件來阻斷高頻噪聲的傳導；弱信號的引出線、高頻、大功率引出電纜要加屏蔽；引出線與地線要絞起來。
　　13.印刷電路板過大或信號線頻率過高，使得線上的延遲時間大于等于信號上升時間，該線要按傳輸線處理，要加終端匹配電阻。
　　14.盡量不要使用IC插座，因IC座有較大的分布電容。
文章來源：http://www.szxpjm.com/jishu/ttdpjxtzysdlbdsj_99.html

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