单片机MCU硬件设计布局经验总结

2014-04-14 10:02 来源:电子信息网 作者:铃铛

很多接触了一段时间单片机MCU的朋友肯定已经开始进入到实际操作的步骤当中了,但经验上的不足导致很多人在进行单片机设计时往往会走入错误的误区。浪费了很多的时间和精力,为了能让大家更好的学习单片机,我们在此总结了一些单片机的硬件设计原则,来帮助大家在技术上快速进步,少走弯路。

1、首先我们从整体布局方面来入手,器件上我们要把能够形成互联关系的各种元件尽量近的进行摆放。将一些容易产生噪声且噪声比较大的器件远离单片机的逻辑控制电路和存储电路(ROM、RAM),由于这些器件是小电流电路或者大电流电路,所以如果可以的话要将这些电路制作成电路板。这样一来就能够有效抑制干扰并且可以提高电路可靠性。

2、 以关键元件为中心,尽量将ROM、RAM等芯片旁边安装上去耦电容。由于走线和引脚连线方面都拥有比较大的电感。大的电感可能会在VCC走线上引起严重的开关噪声尖峰。防止Vcc走线上开关噪声尖峰的唯一方法,是在VCC与电源地之间安放一个0.1uF的电子去耦电容。如果电路板上使用的是表面贴装元件,可以用片状电容直接紧靠着元件,在Vcc引脚上固定。最好是使用瓷片电容,这是因为这种电容具有较低的静电损耗(ESL)和高频阻抗,另外这种电容温度和时间上的介质稳定性也很不错。尽量不要使用钽电容,因为在高频下它的阻抗较高。

针对去耦电容,我们在安装时应该改注意这么几点。

如果在整体体积允许的情况下,电容量设计的越大越好,因为我们要在印制电路板的输入端跨接100uF左右的电解电容;原则上每个集成电路芯片的旁边都需要放置一个0.01uF的瓷片电容,如果电路板的空隙太小而放置不下时,可以每10个芯片左右放置一个1~10的钽电容;对于抗干扰能力弱、关断时电流变化大的元件和RAM、ROM等存储元件,应该在电源线(Vcc)和地线之间接入去耦电容。电容的引线不要太长,特别是高频旁路电容不能带引线。

3、在设计当中,地线的设计种类有很多。包括模拟地、逻辑地、屏蔽地、系统地等不同的类型。电路的抗干扰能力很大程度上来源于地线布局的是否合理。

通常来说,在单片机应用当中系统的硬件设计分为两个方面,一个是系统方面的,也就是单片机系统内部的功能单元,如定时器和计数器当中。在中断系统不能适应和满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等,要设计合适的接口电路。

做好硬件设计只是学习好单片机设计的第一步,我们只要按部就班的来进行学习,不惧怕失败和挫折,才能在一次次的失败中吸取教训和经验,从而在单片机的学习道路上越走越远。

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