STM32 MCU xem xét bố trí PCB (tinh thể & tách rời & ADC)


9

Giới thiệu:

Tôi đang thiết kế một sở thích điện tử lần đầu tiên, sử dụng STM32 để điều khiển đầu hàn. Tôi đọc nhiều tài liệu về bố cục PCB, và cũng có nhiều thông tin từ diễn đàn này. Và đây là kết quả đầu tiên của tôi, tôi sẽ để thiết kế này được sản xuất bởi sản xuất PCB.

Vì đây là nỗ lực đầu tiên của tôi, tôi muốn có một lời khuyên để kiểm tra xem tôi có làm sai hay không, trước khi tôi gửi thiết kế này ra nhà máy.

PCB này sẽ là PCB hai lớp.

Các thành phần sẽ được hàn bằng tay.

Tôi đang thiết kế PCB với phiên bản giáo dục EAGLE. (Chỉ có 2 lớp)

Bố cục tinh thể:

Từ tài liệu này tôi đã học được:

  • Để có đảo GND ở lớp dưới cùng và vòng bảo vệ ở lớp trên cùng để bảo vệ tín hiệu OSC.
  • Đảo đất bị cô lập nên được kết nối với mặt đất MCU gần nhất.
  • Vòng bảo vệ phải được khâu bằng cách thông qua đảo mặt đất.
  • Không có tín hiệu nên chạy qua khu vực mặt đất bị cô lập.
  • Các đường dẫn tín hiệu của OSC phải đối xứng nhất có thể.
  • Các đường dẫn tín hiệu của OSC nên càng ngắn càng tốt.
  • Đường dẫn của tải C đi qua đảo Ground

OSC của tôi đang chạy ở 8 Mhz; tải C là 18 pF.

Tôi hy vọng tôi hiểu đúng quy tắc và cũng thực hiện bố cục chính xác trong phạm vi của một bảng sở thích.

Sức mạnh và tách rời C:

Tôi đang sử dụng nắp 0603. Tôi muốn giữ cho mặt phẳng mặt đất càng nhiều càng tốt, vì vậy tôi không muốn dấu vết tín hiệu đi đến lớp dưới cùng. Nhưng tôi cũng không thể giữ C tách rời ở lớp trên cùng. Đó là lý do tại sao tôi di chuyển tách lớp C xuống lớp dưới cùng. Nếu bất kỳ ý tưởng nào có thể được cung cấp, có thể làm cho cả dấu vết và tách C trên lớp trên cùng, sẽ được đánh giá rất cao.

Những gì tôi nhận được như các quy tắc:

  • Việc tách rời C nên được đặt càng gần càng tốt với cặp VDD / VSS.
  • Trước tiên, nguồn điện đi qua việc tách rời C sau đó đến các chân VDD / VSS
  • MCU có cục bộ + 3V3 và GND. Và họ được nuôi dưỡng từ một điểm duy nhất.
  • Giữ kế hoạch mặt đất không bị cắt.
  • Đối với VDDA, cần có một hạt ferrite.
  • Nếu cần nhiều C, đặt C có giá trị nhỏ hơn gần cặp VDD / VSS.

Xin vui lòng cho tôi biết, liệu bố trí của tôi là hợp lý.

Tín hiệu ADC:

Đối với ứng dụng của tôi, một tín hiệu cặp nhiệt điện là cần thiết, đó là trong đầu hàn sắt. Đầu có một điện trở nóng và một cặp nhiệt điện bên trong và cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt đang chia sẻ một đường dẫn trở lại chung. Điện áp cặp nhiệt điện được đo trong khoảng thời gian, khi điện áp gia nhiệt không được áp dụng.

Tôi đang sử dụng một op amp không đảo ngược rất đơn giản để khuếch đại tín hiệu. Những gì tôi quan tâm là:

  • liệu dòng trở lại của phần tử gia nhiệt có gây nhiễu lớn cho MCU hay không. (Vì điện áp cặp nhiệt điện chỉ được đo khi không có dòng điện nóng chảy, nên dòng điện không ảnh hưởng đến op amp)
  • Là tốt hơn để buộc trực tiếp OP amp VSS vào mặt phẳng mặt đất, hoặc buộc nó vào cặp nhiệt điện (-) như tôi đã làm trong thiết kế? Hoặc các lựa chọn khác?

Sơ đồ:

Tôi đang sử dụng STM32F103C8T6. Theo bảng dữ liệu, .1uF và 2x 10uF cho cặp VDD / VSS. Để có tín hiệu nhanh, tôi đặt điện trở để tăng cường triệt tiêu cạnh. Một nắp được đặt để lọc dòng thiết lập lại. Tôi đang sử dụng SWIO để gỡ lỗi cổng với theo dõi SDO.

Các phần sau đây là thiết kế PCB hiện tại của tôi:

-Schical:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

-HÀNG ĐẦU:

Đường gạch ngang là đường cắt 3V3 để tách các chân VDD và mặt phẳng + 3V3 Lớp trên cùng MCU đóng đầu

-BOTTOM:

Đường gạch ngang là đường cắt GND để tách các chân VSS và mặt phẳng GND Lớp dưới cùng MCU đóng đáy

-Một phần:

op amp

Xây dựng Mẹo -Soldering:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi hy vọng thông tin tôi cung cấp là đủ để tạo ra một số phản hồi.

Và cũng cho tôi biết, liệu sự hiểu biết của tôi về các quy tắc thiết kế là chính xác.

Cảm ơn rất nhiều trước.

Trân trọng.


STM32 nào chính xác? Bạn có cần thời gian chính xác?
Jan Dorniak

Cũng là một sơ đồ sẽ giúp.
Jan Dorniak

Xin chào Jan, cảm ơn bình luận của bạn. Tôi đã thêm sơ đồ của phần MCU trong chỉnh sửa. MCU là STM32F103C8T6. Tôi sẽ không nói rằng nó cần thời gian chính xác. Nhưng tôi tự hỏi, ứng dụng sẽ chặt chẽ đến mức nào để được coi là "cần thời gian chính xác"? độ chính xác của +/- 100 ns? PWM 800kHz đang điều khiển led WS2812B. dung sai là +/- 150 ns. Tôi đã thử thiết kế này trên bảng bánh mì và đo bằng osci. Nó hoạt động. Có thể tín hiệu tồi tệ hơn trên PCB so với trên bảng bánh mì?
MinShu Huang

từ ngữ sai về phía tôi có thể. Hơn nữa dọc theo dòng chính xác của đồng hồ - Tôi không nghĩ bạn cần tinh thể đó chút nào. Bộ tạo dao động HSI nên có thứ gì đó theo thứ tự +/- 3%. Ngoài ra, thêm NRST vào trình kết nối lập trình của bạn trong khi không thực sự cần thiết là rất hữu ích.
Jan Dorniak

2
Định tuyến NRST nghe có vẻ tốt. Đối với pha lê - IMHO có vẻ quá mức. Tôi đã thấy các bảng làm việc với tinh thể 25 MHz sử dụng một mặt đất cho mọi thứ, nhưng tôi không phải là chuyên gia. Ngoài ra, tôi đã được dạy đặt mũ giữa pha lê và MCU nhưng đó chỉ là kiến ​​thức được truyền lại trong văn phòng của tôi.
Jan Dorniak

Câu trả lời:


2

Chỉ cần lướt nhanh qua nó, nhưng có hai điều đang làm phiền tôi:

  • Đường chấm chấm trên lớp trên cùng xung quanh MCU của bạn là gì? Nó trông giống như một loại phác thảo từ một lớp khác mà bằng cách nào đó đã kết thúc trên lớp đồng. Bạn nên loại bỏ nó hoặc nó sẽ gây ra quần short.
  • Về phần tương tự, khoảng cách giữa một số dấu vết và (chủ yếu) đổ đồng mặt đất dường như rất nhỏ. Điều đó có thể gây ra vấn đề trong sản xuất và cũng gây ra quần short. Cần có một cài đặt trong EAGLE để xác định khoảng cách tối thiểu của lưới (dấu vết) đến đồng đổ.

    Tôi đặt vòng tròn màu vàng trên các khu vực bị ảnh hưởng:

bố trí với các khu vực được đánh dấu


Đường chấm chấm là một phác thảo poligon hiển thị. Nó được cố định một khi Eagle tính toán lại đổ / poligons.
Jan Dorniak

Xin chào Marco, cảm ơn bạn đã đóng góp. Đường gạch ngang là đa giác từ EAGLE. Tôi không thể ẩn đường đa giác bằng cách nào đó, vì vậy chúng vẫn ở đó. Trong phần chỉnh sửa, tôi đã thêm phần phóng to của bố cục MCU. Bạn có thể thấy các đa giác được sử dụng để tách các chân nguồn và mặt phẳng nguồn. Bạn đã đề cập về việc giải phóng dấu vết / đồng. nhà sản xuất có thể thực hiện giải phóng mặt bằng 5 triệu và tôi đặt 6 triệu trong DRC, sau khi chạy DRC, nó không bị lỗi. Vì vậy, tôi tin rằng nó là ổn. FYI. lưới được đặt thành 25 triệu dưới dạng vô hướng.
MinShu Huang

2

Kéo lên 220 ohm trên NRST quá mạnh. Thông thường không có pull-up nào cả, vì chip chứa pull-up bên trong. Nhưng tôi sẽ để lại chỗ cho điện trở nhưng không lắp nó để có thể đặt 10k sau đó nếu cần.

Không đặt cả kéo lên và kéo xuống trên pin BOOT0. Nếu bạn không có kế hoạch sử dụng bộ tải khởi động được xây dựng và sẽ chỉ lập trình qua JTAG / SWD thì bạn chỉ có thể nối đất cho pin BOOT0 hoặc để lại 10k ở đó.


Xin chào Justme, cảm ơn bạn đã trả lời chủ đề cũ này. Đối với việc kéo lên và kéo xuống cho BOOT0, chúng là tùy chọn và chỉ một trong số chúng sẽ được đặt, tôi không có ý định đặt cả hai. Nhưng vẫn nhờ chỉ ra nó. Và tôi sẽ xem xét nội bộ cho pin NRST, cảm ơn lời khuyên của bạn!
MinShu Huang
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.