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详细介绍有关电路板的PCB 设计过程以及应注意的问题。在设计过程中针对普通元 器件及一些特殊元器件采用不同的布局原则；比较手工布线、自动布线及交互式布线的优点 及不足之处；介绍PCB 电路以及为了减小电路之间的干扰所采取的相关措施。结合亲身设计 经验，以基于ARM、自主移动的嵌入式系统核心板的PCB 设计为例，简单介绍有关四层电路 板的PCB 设计过程以及应注意的相关问题。 印制电路板(PCB)在电子产品中，起到支撑电路元件和器件的作用，同时还提供电路元 件和器件之间的电气连接。其实，PCB 的设计不仅是排列、固定元器件，连通器件的引脚这 样简单，它的好坏对产品的抗干扰能力影响很大．甚至对今后产品的性能起着决定性作用。 随着电子技术的飞速发展，元器件和产品的外形尺寸变得越来越小，工作频率越来越高，使 得PCB 上元器件的密度大幅提高，这也就增加了PCB 设计、加工的难度。因此，可以这样说， PCB 设汁始终是电子产品开发设计中最重要的内容之一。 1 布局 所谓布局就是把电路图中所有元器件都合理地安排在面积有限的PCB 上。从信号的角度 讲，主要有数字信号电路板、模拟信号电路板以及混合信号电路板3 种。在设计混合信号电 路板时，一定要仔细考虑，将元器件通过手工方式摆放在电路板的合适位置，以便将数字和 模拟器件分开。 在安排PCB 的布局过程巾，最关键的问题是：开关、按钮、旋钮等操作件以及结构件(简 称“特殊元件”)等，必须事先安排到指定(合适)的位置上。放置好之后，可以设置元器什 的属性，将LOCK 项选中，这样就可以避免以后的操作误将其移动；而对于其他元器件的位 置安排，必须同时兼顾布线的布通率和电气性能的最优化，以及今后的生产工艺和造价等多 方面因素．所谓的“兼顾”往往是对设计工作人员水平和经验的挑战。 1.1 特殊元件的布局原则
1.2 普通元器件的布局
要重新设计新的PCB，则在实际布局时可以参照母板上的布局，通过手工方式将元器件安排 在恰当的位置上；在布线过程中，再根据实际需要进行调整，以进一步提高布通率。 2 布线 布线是在布局之后，通过设汁铜箔的走线图，按照原理图连通所有的走线。显然，布局 的合理程度将直接影响到布线的成功率，因而往往在布线的整个过程中，都需要对布局进行 适当的调整。布线设计可以采用双层走线和单层走线；对于极其复杂的设计，也可以考虑多 层布线方案。 在PCB 设计中，布线足完成产品设计的重要步骤。可以这样说，前面各项准备工作都是 为它而做的。PCB 布线有单面布线、双面布线和多层布线。布线的方式有两种：自动布线和 交互式布线。 在PCB 设计中，设计人员往往希望能够采用自动布线的方式。在通常情况下，对于纯数 字信号电路板(尤其信号电平比较低，电路板密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但 是，在设计模拟信号．混合信号或高速电路板时，如果也完全采用自动布线，可就要出问题 了，甚至可能带来严重的电路性能问题。 目前，虽然已经有一些自动布线的工具功能非常强大，通常可以达到100％的布通率， 但是整体外观效果不是很美观，有时连线排列杂乱无章，两个引脚之间的连线并不是最短(最 优)路径。 对于电路相对比较复杂的设计，请尽量不要完全采用自动布线方式。建议在采用自动布 线之前，首先采用交互式方式预先对那些要求比较严格的线进行布线。同时输入端和输出端 的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰；两相邻层的布线要相互垂直，平行容易产生寄 生耦合，这一约束条件可以在布线规则中添加。 自动布线的布通率，依赖于良好的布局。布线规则要预先设定，包括走线的弯曲次数、 导通孔的数目和步进的数目等。一般先进行探索式市线，快速地把短线先连通；然后再进行 迷宫式布线，先把要布的线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线，并重 新布线，以改进总体效果。 在手工布线时，为了确保正确实现电路，需要遵循一些通用的设计规则：尽量采用地平 面作为电流回路；将模拟地平面与数字地平面分开；如果地平面被信号线隔断，那么为减少 对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路扳边缘放置，数 字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做町以减小由数字开关引起的di/dt 出效应。 3 PCB 电路及电路抗干扰措施 抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，也是一个很复杂的技术问题。这里结合在PCB 设计过程中的经验做一些简单的介绍。
4 具体实例 以下实例是基于ARM、自主移动的嵌入式系统核心板的PCB 设计。 4.1 核心板原理图 在核心板原理图中，核心元件为S3C44BOX。该元件是一款高性能的16／32 位RISC 微 处理器，66MHz 的主频，内部集成了LCD 控制器，适用于手持设备，采用160-QFP 封装。在 该系统中，电源电路需要使用5V 和3．3V 的直流稳压电源，其中S3C44BOX 使用2．5V 电源， 外围器件需3．3V 电源，其他部分器件需5V 电源；晶振电路用于向CPU 以及其他电路提供 工作时钟，S3C44BOX 使用常用的无源晶振；U6、U7 和U9 构成此系统的存储系统。 4．2 四层电路板布线规则
结语 本文中主要介绍丁有关电路板的PcB 没汁过程以及注意事项，并将亲身设计经验和大家 共同分享，但由于本人能力有限，尚存在许多不足之处，望能够得到专业人士的指正和赐教。 总之，PCB 板的没计过程是一个既复杂而又简单的过程，还需广大电子工程设计人员自己去 体会，才能得到其中的真谛。 相关链接 
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