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25-《电子入门趣谈》第四章_自己制作电路板-4.3Altium Designer (第四部分)
2019-07-14 11:20
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例3 单片机最小系统的绘制。
好了,现在敢不敢挑战一下,自己亲自画一个单片机的最小系统呢。
单片机最小系统的电路如下:
步骤1:创建工程文件,PCB文件,原理图文件,PCB库,原理图库,起名并保存。
步骤2:在原理图中创建AT89S52、上拉电阻(排阻)和接插件的器件符号,在PCB库中创建与之相应的封装形式,其中AT89S52可以用元件向导来生成,另外几个就需要自己手动绘制。把原理图库中的器件与PCB库中的封装形式对应起来。
步骤3:把原理图中的导线连接好。
步骤4:生成PCB文件,并进行元器件布局和布线操作,生成最终PCB。
大家应该有思路了吧,赶紧动手试一试吧!
例4 综合案例之单片机开发板制作
如果您对画电路感兴趣的话,强烈建议您亲自画一款单片机的开发板,如果您能开发一款属于自己的单片机开发板系统,那恭喜您,您已经是名副其实的高手了。
初学者开始接触AltiumDeisgner的时候,一提到PCB布局的时候就会非常的头疼,这里给大家提供一个简单可行的方案,希望能对大家有所帮助。
步骤1:先从其他同学那里借一款功能不要太复杂但也别太简单的51单片机开发板(借不到就自己买一款,这个时候不是心疼钱的时候,不交点学费你不长记性),大概像下面这个样子就可以了。
请注意,看到开发板的元器件布局以及PCB中的走线了吗?对于不懂布局和走线的同学应该好好学习一下人家的风格,我们的经验值就是在不断地模仿中提升的。
步骤2:研究一下人家的原理图,这里面有好多东西值得学习。看的时候也要勤思考,比如原理图中器件的摆放位置和PCB最终布局的位置是否基本一致,保证布线的时候方便查询;比如各个功能管脚的分配方案是否合理;比如各个元器件的参数大小是否符合要求,如果换个参数呢;比如连线风格是否简约,容易看懂等等。
步骤3:开始构思自己开发板的功能吧。作者的开发板要完成以下的功能。
1、单片机最小系统。包括复位电路、晶振、电源、I/O口输出接头等。
2、电源稳压结构、电源开关、电源指示灯。
3、ISP下载口。
4、MAX232串口通信模块,需配USB转串口线。
5、PL2302模块,可实现供电、程序下载、串口通信三线合一的功能。
7、USB接头,实现供电并利用PL2302通信等功能。
8、4个独立按键,学习按键去抖和外部中断功能。
9、8位发光二极管模块,学习流水灯。
10、4位数码管模块,利用三极管实现共阳极扫描控制。
11、蜂鸣器。
12、1602液晶接口。
13、AD转换模块。
14、DS18B20温度传感器接口。
15、红外接口。
好了,这15个功能基本涵盖了单片机开发板界的大部分功能了,如果还需要拓展,再另做模块即可。
步骤4:管脚分配
管脚分配对于一款单片机来说非常的重要,因为毕竟单片机的管脚是有限的,如何让有限的管脚资源去实现更多的功能是门学问,如果管脚分配不合理,各种功能模块之间也许会起冲突,比如你明明只想点亮一个灯,但与此同时蜂鸣器居然也响了,原因很可能就是灯和蜂鸣器接到了同一个管脚上,有一个技巧和大家分享,有些时候我们没必要把每个功能模块都和单片机相连,完全可以把该功能模块的输入端用排针引出来,真正用的时候用一根杜邦线把输入端和单片机的随便一个I/O口连接起来就是了。下面是作者设计开发板时候的管脚分配:
P00~P07:连接1602液晶的数据输入端口
P10~P13:四位数码管的位选控制端
P14:蜂鸣器控制端口
P15~P17:ISP下载口
P20:ADC0809 EOC
P21: ADC0809 ST
P22:独立按键S4
P23:独立按键S5
P24:1602 E端口
P25:1602 R/W端口
P26:1602 RS端口
P27:ADC0809 OE
P30:RXD
P31:TXD
P32:INT0 独立按键S2
P33:INT1 独立按键S3
P34:ADC0809 CLK
P35:ADC0809 ALE
P36: ADC0809 ADDCS
步骤5:制作原理图库和PCB库。根据你的设计思路把用到的元器件做成原理图库和PCB库,制作的时候参考元器件的datasheet即可,一般那上面都会有器件的原理图和封装尺寸,对于一般的按键电阻等,直接拿尺子量出手头上现成开发板上的尺寸即可。很多同学在刚接触AltiumDesigner的时候都不愿意亲自制作原理图库和PCB库,总想着去哪哪的找个现成的集成库装上,其实前文已经提到过了,找元器件集成库不是一件容易的事情,有那个时间其实自己早就画出来了,而且慢慢你会体会到,自己制作原理图库和PCB库是一件特别有意思的事情。
步骤6:开始画原理图吧。画原理图的时候最好按照你之前规划好的功能模块分开来画。画完之后像下图的样子就差不多了。
步骤7:打开封装管理器,确定每个元器件对应封装的正确性。如果不是你想要的封装类型就自己重新添加一个你想要的。
步骤8:打开PCB文件,单击“设计”——“从原理图中导入”,开始制作PCB吧。这个过程起初非常艰辛而又痛苦,一定要试着用手一点点地摆放元器件封装的位置,摆放完之后别忘了删除掉那个紫 {MOD}区域,然后一根一根的连线(不要用自动连线,连出来没法看),必要的时候打个孔都是常事。摆放元器件的时候最好按照原理图的框架来摆放,这样容易查错,尽量让飞线不要交叉,这样布线的时候会少打很多孔。摆放好了大概就像下面的样子了,还可以一边布局一边布线,看个人习惯。
步骤9:布线。这个工作是整个开发板设计中最困难的工作,需要你认真,仔细,又要有耐心才能完成。在布线的时候有几个原则,比如电源线尽可能宽,信号线尽可能短,线与线之间的距离不要太近等,因为涉及到电磁兼容的问题,另外布线的时候最好分模块布线,这样不容易混乱,在布线的同时为了走线方便经常还会重新布局元器件,这个过程比较漫长,具体的细节大家可以一边布线一边体会。
步骤10:把布好线的源文件好好检查几遍,最好叫个经验丰富的高手帮你查查错,如果没问题了,把PCB文件直接发给厂家吧,花点银子即可刷板儿。
步骤11,:把已经买好的元器件焊接到板子上,一款属于自己的开发板就诞生啦。
最后,得给您打一针预防针,做电路板的时候请做好心理准备,这件事很可能会花很多银子,可以告诉您任何一个PCB高手都是一点一点磨练出来的,这个过程免不了要花些冤枉钱,想要成功就不要太计较这点学费了是吧,现在的一点投资会为您以后的成才之路披荆斩棘,这样做还是很值得的。
4.4 本章总结
本章我们掌握了面包板试验电路的插接,学会了如何用洞洞板制作自己的电路板,同时了解了相关的焊接技术,最后我们学习了AltiumDesigner创建PCB的使用方法与技巧。本章内容是实践性很强的一章,希望大家能够一边学习,一边动手操作,效果要好的多。祝大家能够早日做出属于自己的电路板,将草稿上的电路付诸实践,体验试验的快乐!
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