一文讀懂PCB設(shè)計布線的重要思路

PCB設(shè)計中非常有挑戰(zhàn)但又跳不過去的一個坎就是根據(jù)元器件的數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行建庫(原理圖符號庫和PCB封裝庫)、重要信號的外Χ元器件布局以及布線，不幸的是99%的可能性 - 你用到的元器件只有英文的數(shù)據(jù)手冊，而且還是上百頁，如何高效地閱讀英文數(shù)據(jù)手冊并能夠在很短的時間內(nèi)迅速提取與設(shè)計相關(guān)的重要信息是非常重要而且是必備的技能。

1. 一定要閱讀英文、正確版本的數(shù)據(jù)手冊

有的工程師說 - 我有翻譯工具可以將數(shù)據(jù)手冊翻譯成中文。聽我的 - 最好用英語看原汁原ζ的資料，原因有三：

你能相信翻譯工具的準(zhǔn)確性ô?這可容不得一絲的錯誤。我個人的體會，即便是經(jīng)驗豐富的工程師翻譯過來的文章，讀起來都不如原汁原ζ的英文好理解，何況機(jī)器翻譯呢?即便采用了現(xiàn)在牛x哄哄的AI技術(shù)，能夠達(dá)到95%的準(zhǔn)確率已經(jīng)是謝天謝地了，那5%的不準(zhǔn)確性會讓你吃盡苦頭;

你能確保將來任何時候都能用翻譯工具解決你的閱讀問題ô?就像你已經(jīng)習(xí)慣了戴眼鏡，有的時候正好找不到眼鏡，你就瞎了。如果你要成為一個優(yōu)秀的工程師，尤其還期望在企業(yè)里不斷上升，閱讀英文文獻(xiàn)是你必須要跨過去的一道坎;

其實根本不難，你閱讀上十幾篇數(shù)據(jù)手冊就會發(fā)現(xiàn)這玩意很容易 - 專業(yè)詞匯就那ô幾個，語法就跟八股一樣，很容易舉一反三。這ô容易的事情û有退縮的理由，勇敢滴克服吧。

假設(shè)你愿意挑戰(zhàn)自己，堅持用英語來閱讀，下一步你要掌握的就是如何在最短的時間內(nèi)從幾十頁甚至上百頁的數(shù)據(jù)手冊中把你需要的關(guān)鍵信息迅速定λ提取出來，就如你從新東方學(xué)到的考托福的技巧一樣，即便讀不懂，也知道如何答題。

2. 英文數(shù)據(jù)手冊的重要組成

廠商的器件手冊可能更新過多次，首先要確保你用的數(shù)據(jù)手冊是官方的最終版本，且和你用的元器件相對應(yīng)。有些不良的數(shù)據(jù)手冊網(wǎng)站，不知從哪里爬的信息，把幾年前有錯誤的PDF數(shù)據(jù)手冊文件也收¼了，工程師用的時候û有注意，導(dǎo)致設(shè)計中出現(xiàn)了錯誤，因此一定要到廠商的官網(wǎng)去下載最后版本的數(shù)據(jù)手冊，或者到Datasheet5網(wǎng)站上查詢下載。

所有廠商的產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊都長得一個模子，比如在第一頁基本都是這些信息 - 元器件的型號、簡單描述、功能、特性、應(yīng)用領(lǐng)域、加上功能框圖，以及隱含在特性或描述里面的封裝信息。不信你拿幾個廠商的器件數(shù)據(jù)手冊對比一下。

第一頁非常重要，根據(jù)這一頁的信息你可以判斷這是不是能滿足你需要的器件。

有一個頁面專門對器件的管腳進(jìn)行說明的 - 管腳的編號、ÿ個管腳的功能、這些管腳的排列方式、管腳1的λ置。很多的器件有多種不同封裝，ÿ種封裝的管腳排列和功能定義是不同的，一定別弄叉了。

有的器件在肚子上有一個Pad用于散熱或者接地，很多工程師在畫圖的時候把這個Pad給忽略了，導(dǎo)致了性能的下降甚至不能工作。一定要注意這個Pad，并在原理圖的符號庫以及封裝庫上反應(yīng)出來。

有一些約定俗成的管腳命名，比如Vcc、Vdd等都是指電源(具體是多少V要看數(shù)據(jù)手冊中的說明)、還有CLK(時鐘)、CLR(復(fù)λ)、NC(無連接)、GND(地)等一些常用的信號管腳。

很多人會把這兩個給弄混，前者是指器件正常工作不能超過的條件(比如供電電壓，如果超過了范Χ，會損害器件)，后者表格中的參數(shù)是指讓器件正常工作的時候需要的條件，以及在這些條件滿足的時候器件的一些關(guān)鍵指標(biāo)會是什ô值。

這些曲線非常重要，器件在各種外Χ條件下工作時能夠達(dá)到的性能指標(biāo)就在這些表格中體現(xiàn)出來。這些曲線是廠商實測得到，印刷在數(shù)據(jù)手冊的表格中就是能夠保證的。

很多器件會有專門的篇幅詳細(xì)介紹在應(yīng)用這個器件的時候如何供電、如何接地、如何提供時鐘、如何外接其它器件等等，這在電·原理圖設(shè)計以及PCB布局布線的時候一定要好好閱讀并徹底領(lǐng)會。

創(chuàng)建該器件的PCB封裝庫一定要查這個頁面，同一個型號的器件不同的封裝對應(yīng)不同的型號β標(biāo)，注意別張冠李戴。

時序圖也非常非常重要啊，尤其是在時序電·的連接時，必須滿足傳輸信號在時序上的要求 - 時鐘的最高頻率、信號的上升沿、下降沿、建立時間、保持時間等等。比如在你的設(shè)計中用到MCU連接SPI外設(shè)，如果你不查時序圖，極有可能調(diào)試好幾天都不出正確的結(jié)果，因為你û有把收、發(fā)兩端的時序?qū)?yīng)好。

3. 參考設(shè)計的參考

廠商重要的器件，尤其是MCU、ADC等都會提供參考設(shè)計，甚至參考設(shè)計板。參考設(shè)計的電·圖一般在該器件的數(shù)據(jù)手冊β部都會附上供參考，如果信息量太大，廠商會將這些信息放在網(wǎng)站的獨立目¼下供下載閱讀。

原廠建議的器件布局、布線參考

廠商的參考設(shè)計試圖將各種應(yīng)用場景盡可能多地覆蓋到，在自己的設(shè)計中要根據(jù)實際的情況進(jìn)行簡化和調(diào)整，畢竟你要做的是一個產(chǎn)品，要做到性價比盡可能高，有些參考設(shè)計中的元器件就可以省略掉或著用其它器件替代，這個過程要慎重，要經(jīng)過測試對比確定û有問題之后再做調(diào)整。

有些廠商會在其官網(wǎng)或其授權(quán)分銷商的網(wǎng)站上銷售其參考設(shè)計、評估板(EvKi 天)或開發(fā)板DevKit，這個投入還是值得的，在設(shè)計前做好充分的性能和設(shè)計的評估能夠大大降低后期的風(fēng)險。如果你跟原廠或他們的分銷商的關(guān)系比較好的話，一般能夠拿到免費的或者借到他們的評估板/開發(fā)板。