AD布局与布线技巧-基于125KHz门禁机实操

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。
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  全部子图如下
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3 布局

  给大家参考我的布局顺序:
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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
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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。
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  按下EA,选择阵列
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  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
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  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
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  得到这些器件
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  拖4个器件过来,与第二列水平。为了确保对其,可以放大。
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  第三行第四行也如法炮制,就得到整整齐齐的矩阵按键了
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  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
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  得到如下结果
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  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。
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  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
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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。
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  电源线包括VCC VCC3.3和其它没有名字,但是也走电源的线
VCC
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VCC3.3
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  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。
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  多打了几个电源线的过孔,减小阻抗
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  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。
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  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。
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  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。
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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。
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  串口线
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  485通信线
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6 EM4095布线

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7 矩阵按键

  此区域红层竖直线,蓝层水平线
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  电源线进行了微调
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  通信线也不需要打过孔
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8 其它连线

LED
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  Boot与BEEP
  微调了R2的位置。
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  复位和功能按键
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  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。
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9 打过孔

  要善用特殊粘贴
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  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
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  芯片我顺带把地线也走了
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  需要抗干扰的地方打过孔
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  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
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10 滴泪与敷铜

  滴泪TE
  可以增加线与焊盘连接处的大小
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  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
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  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
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  比如横跨在VCC于GND之间的敷铜。
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  可能被螺丝刮掉的地方,如安装孔
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  焊接时容易刮掉阻焊的地方
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  一小片没有意义的敷铜
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  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。
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  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。
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  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
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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
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  也不要被器件盖住
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  尽可能放在里器件近的地方
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  如果实在放不下丝印,可以放在稍远的地方,例如
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  再增加一些方便使用的标记,如TXD还是RXD
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  总线A还是B
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  LOGO,板子名称,版本号以及日期
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12 投板前,最后的设计规则检查