14 conseils sur la conception d'une carte de programmation et de test de PCB

Conception du système

1.Système / Conception préliminaire

L'objectif principal de la programmation de circuits imprimés doit être de comprendre la conception globale de la carte avant de commencer. Lorsque vous savez quel composant convient où le processus de conception devient beaucoup plus confortable.

La conception préliminaire comprend deux étapes importantes. Tout d'abord, vous devez créer un schéma du système complet. Traitez cela comme votre plan de conception. Le plan vous guidera sur les entrées et les sorties sans entrer dans trop de détails.

C'est d'avoir une idée de la façon dont l'ensemble du conseil fonctionne et se connecte.

2.Schéma fonctionnel

Un schéma fonctionnel comprend un bloc pour chaque groupe de composants significatif. La façon dont ces modules sont liés les uns aux autres, comment ils interagissent et la quantité de tension qui traverse chaque étage.

Lorsque tous ces blocs s'ajoutent au diagramme et combien d'énergie initiale sera nécessaire, ajoutez ces détails à l'image. Cela facilitera votre travail en donnant une idée si vous aurez besoin de contrôleurs de tension pour changer de bloc pour chaque bloc central.

Vous avez besoin de manettes pour le contrôle de la tension car deux parties électriques sont liées l'une à l'autre par la tension de contribution. Lorsque ces deux parties électriques utilisent des niveaux d'énergie différents, vous devez utiliser un levier de vitesses.

3.Sélectionnez le microcontrôleur

Vous pouvez décider du type de microcontrôleur à utiliser en fonction de certains détails nécessaires tels que le coût, la disponibilité, les propriétés, etc. Vous pouvez obtenir tous ces détails sur le site des distributeurs.

Prix ​​par rapport aux performances – Arm Cortex-M est un MC de qualité en raison de son faible coût au niveau des performances que vous pouvez en tirer. Même si vous programmez des circuits imprimés pour seulement 8 bits, vous pouvez vous permettre et devez utiliser un Cortex-M 32 bits.

Performances - en fonction du nombre de broches GPIO et qui utilise le protocole série.

Les microcontrôleurs les plus simples et les moins chers auront 32 broches avec différents types de fonctionnalités. Le haut de gamme aura jusqu'à 216 broches; cependant, cela pourrait être trop complexe à travailler si vous êtes un débutant.

Paquet plombé - Il s'agit d'une excellente fonctionnalité car les broches du microcontrôleur deviennent facilement disponibles. Les emballages qui viennent sans être guidés ont les broches cachées sous le conteneur. Cela signifie qu'il est difficile d'atteindre les ongles si vous n'avez pas de points de test disponibles.

Programmation PCB - Conception schématique du circuit

Pour commencer avec le connecteur, un régulateur pour contrôler la tension, une puce MC et un connecteur de programmation PCB.

4.Condensateurs

Pour ce faire, nous suivrons ces étapes.

1. Commencez la conception en positionnant un condensateur sur la broche d'entrée qui se trouve sur le régulateur. Placez un autre condensateur sur la broche de sortie du régulateur. Le premier est pour la tension d'entrée et le second pour économiser la charge afin de la transmettre aux charges impermanentes. Le deuxième condensateur agira également pour créer une stabilité avec le régulateur. Sans cela, le régulateur fluctuera.

2. Près des broches d'alimentation du MC, vous placerez des condensateurs pour le découplage. Vous pouvez consulter des experts pour comprendre quel type de condensateur utiliser pour cette fonction.

5. Brochage du microcontrôleur

Les fabricants de microcontrôleurs configurent généralement de nombreuses fonctions différentes sur la même broche pour réduire le nombre total de fixations requises.

Au début, l'utilisation du clou commencera automatiquement. Mais ces broches peuvent également avoir des fonctions alternatives. Assurez-vous qu'il n'y a pas deux services que vous devez attribuer à une broche.

6.RC Oscillateurs

L'horloge est un composant nécessaire car elle détermine que le microcontrôleur exécute les fonctions dans le bon ordre à chaque seconde. Certains microcontrôleurs dotés d'horloges préinstallées surveillent des minuteries, également appelées oscillateurs RC car ils combinent la synchronisation d'un condensateur et d'une résistance. L'inconvénient est qu'ils ont une précision moindre. La température peut affecter considérablement le niveau de précision de l'oscillation.

Pour les kits de démarrage, ils sont excellents. Mais si vous concevez quelque chose qui nécessite une précision de synchronisation extrême, ces horloges ne sont pas conseillées.

7.Connecteur de programmation

Il n'y a que deux protocoles de programmation :le protocole JTAG et le protocole Serial Wire Debug.

Le SWD n'a besoin que de cinq broches pour effectuer l'horloge, les E/S, la masse, la tension de contribution et la réinitialisation. Si vous cherchez à concevoir un petit tableau, cela peut être le choix idéal.

Les connecteurs JTAG peuvent avoir un grand nombre de broches et conviennent à une programmation complexe.

8.Alimentation

Le microcontrôleur a besoin d'une tension de contribution pour contrôler les composants. Vous pouvez utiliser un chargeur USB externe à cet effet. Calculez la tension de sortie qui alimente le régulateur et la sortie stable de celle-ci pour décider quelle alimentation convient à votre conception. 1 broche GPIO nécessite environ 24 mA de courant, calculez donc le courant source en fonction de cela. Pour les modèles de base, le microcontrôleur peut consommer jusqu'à 300 mA sans difficulté.

9. Vérification des règles électriques

Vous pouvez mettre des erreurs pour les épingles à l'aide de chèques colorés. Il vous indiquera instantanément s'il y a des problèmes avec la carte et d'où cela provient.

La dernière étape consiste à vérifier que vous n'avez pas de courts-circuits dans les paris, de broches se touchant ou de broches restant non connectées.

Conception de la disposition du circuit imprimé

Dans cette étape, vous pouvez commencer à placer tous les composants à l'intérieur de la conception du circuit imprimé. Vous pouvez ensuite utiliser "convertir en PCB" pour vous assurer que la conception crée le produit finalisé avec chaque composant en place.

10.Placement des composants

Cette étape permet de vérifier le bon positionnement des pièces. Si vous utilisez un logiciel pour la conception de PCB, vous pouvez déjà placer des composants en place. Mais pour une meilleure performance de la mise en page, les experts aiment le faire manuellement.

Assurez-vous que le régulateur positionne le connecteur micro USB et que la sortie est proche de la broche d'entrée. Vous pouvez ensuite placer le connecteur pour la programmation à un endroit qui, selon vous, correspond à la conception. Une fois que tout est en place, vous pouvez poster les résistances, les inductances et les différents condensateurs dont nous avons discuté.

11. Pile de couches PCB

Le PCB est un ensemble de couches empilées les unes sur les autres. Lorsque vous avez des feuilles capables de conduction, elles doivent avoir un matériau isolant entre elles. Vous pouvez en avoir au maximum deux, de préférence à l'extérieur. Au fur et à mesure que vous améliorez les conceptions, vous pouvez ajouter davantage de couches conductrices en nombre pair.

12.Câblage PCB

Le câblage est généralement réalisé après le placement des composants. Vous pouvez le faire automatiquement ou manuellement. Le processus automatique n'est pas très efficace.

Le principe de base du routage est que vous devrez raccourcir la hauteur des traces. Cela aiderait si vous réduisiez également le nombre de vias que vous utilisez et les virages à 90 degrés. Plus la puissance des preuves est élevée, plus ces principes deviennent critiques.

Vous pouvez l'utiliser via des vias si vous essayez de réduire le coût de construction d'un prototype. Les vias aveugles et enterrés ont tendance à être beaucoup plus chers. Les pistes doivent également gérer le flux de courant, sinon elles fondront et endommageront la carte.

13.Vérification

Lors de la vérification, vous devez vous assurer que les règles de conception sont vérifiées et que le schéma a également été validé.

La vérification DR garantira que vous avez utilisé la bonne largeur de trace et laissé un espace suffisant entre les marques et que l'écart entre le tableau et la preuve est correct.

Les Drs dépendent du circuit imprimé que vous concevez. Il serait donc utile d'avoir les bonnes règles avant de commencer la conception.

14.Générer des Gerbers

Une fois la vérification terminée, vous devez transformer la conception de la carte de circuit imprimé au format standard de l'industrie. Ce format est connu sous le nom de Gerber. Dans ce format, chaque couche du circuit imprimé aura des sorties dans différents fichiers. Soie, assemblage, masque de soudure, pâte sont les couches. Vous devrez également créer un fichier contenant les détails de positionnement des composants. Le fabricant utilisera ce fichier lorsqu'il utilisera le placeur de composants automatique. Vous pouvez envoyer ces fichiers au fabricant de votre choix.

Résumé

Nous analysons le processus de conception de PCB grâce à la programmation de microcontrôleurs personnalisés. Nous avons donné une brève introduction au processus pour vous assurer que vous pouvez suivre les étapes.

Si vous avez besoin de plus de questions sur la programmation PCB, vous pouvez nous contacter à temps.

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