基于125KHz门禁机的AD布局与布线实操技巧

1 摘要

本文以125KHz门禁机的PCB为例，详细介绍了如何根据原理图进行布局，根据布线情况修改布局，以及布线的顺序、注意事项。

2 完成母图与子图

母图完成连线，子图有端口。子图的器件和连线情况有业务需求决定，跟画一个单一的原理图没有什么区别。如果缺少封装就自行绘制一个封装。原理图绘制完成以后，导入PCB，并开始布局。

全部子图如下

3 布局

给大家参考我的布局顺序：

1 2 3 4 功能决定

5 电源芯片与电源输入挨近一点

6 矩阵按键要占用大片区域，还要排列整齐，所以也提前布局

7 单片机，先确定位置，不管方向

8 EM4095 肯定在单片机与线圈之间。先放到位置

9 蜂鸣器放旁边。蜂鸣器相关的器件与它靠近放

10 放置晶振之前要确定单片机的方向，观察与EM4095，矩阵按键的预拉线，确定单片机的方向，EM4095的方向，然后就近板摆放晶振。其实我的晶振位置也不是一次到位的，我发现有些器件的线很难连接，所以调整过好几次晶振的位置

11 电源芯片相关器件

12 单片机与EM4095之间的器件

13 EM4095其它器件

14 单片机的电源相关的电容。每个电源输入附近都要有。

15 找个连续的区域放指示灯。放指示灯时考虑下布线，处于布线的考虑来决定灯于灯之间的相对位置。我调整了下晶振的位置。【如果外壳上对灯的位置有要求，要优先放灯】

16 蜂鸣器区域布局，考虑布线和整齐

17 找空地放其它器件

　　注意：不求一次把器件摆放到位，可以在布线时进行微调。但摆放时要观察预拉线。
　　要善用从原理图选中器件的技巧。
　　布局大致确定以后，要善用对对齐技巧，使器件的摆放美观。

　　附一个借助特殊粘贴进行布局的技巧：

　　按键要排列成矩阵按键，要尽可能的整齐。如果只有一排按键，使用对齐就够用了。一个矩阵，可以尝试借助临时的器件和特殊粘贴

　　选中一个按键按下ctrl + c ，复制的参考点可以设置在一个引脚上。

　　按下EA，选择阵列

　　选择器件的间距，比如1cm。点击确定，在某个地方点击左键，把器件放下来。然后得到一排整整齐齐的器件

　　再次按下EA，粘贴一列，4个。粘贴的参考点放在一排按键的第一个脚上

　　得到这些器件

　　拖4个器件过来，与第二列水平。为了确保对其，可以放大。

　　第三行第四行也如法炮制，就得到整整齐齐的矩阵按键了

　　然后把正确的器件拖到相应的位置上。要完全重合。然后从原理图里，点击DU，移除多余的器件

　　得到如下结果

　　为了避免不小心拖动某个器件，也为了方便整体移动矩阵键盘，可以把器件生成一个联合。选中所有的按键，然后右键-> 联合 -> 从选中的器件生成联合。

　　然后拖动任何一个器件，其它的所有器件都可以动了。

丝印的放置可以用查找相似对象的方式来批量选中，然后一起拖动。　　最后，在坐标面前，一切对其技巧都是浮云。

　　可以直接双击器件设置坐标

4 电源线

　　布线时要善用高亮技巧。按着ctrl键点击某个网络的线或焊盘，可以让这个网络高亮。

　　右下角的掩膜级别可以调整高亮的亮度。

　　电源线包括VCC VCC3.3和其它没有名字，但是也走电源的线

VCC

VCC3.3

　　注意，右下角的蓝线，是为了避让485相关的通信线

　　上方的蓝线，是看到此处有多根预拉线与电源线相交，考虑一下，一根电源线，还是避让了多根普通线的。

为了避免出现直角，水平与竖直线连接处补成了三角形。

　　多打了几个电源线的过孔，减小阻抗

　　芯片相关的电源，都是从电容引过来的。只是把电容放在离芯片近的地方，却不从电容引进电源是没有意义的。

　　原先这些LED与其限流电阻的布局不是这样的。原先的电阻电源引脚在左边。为了方便LED与芯片的连线，我把电阻的电源引脚改到了右边。

　　其实我的VCC3.3是没有完全连在一起的，最后规则检查才发现。

　　另外，禁止出现电源的环路。

　　还有一些没有网络标号的线，也是电源相关的，所以要按电源的标准来。

5 时钟线与通信线

　　晶振，在布局时就考虑了晶振线，所以走线毫无压力

　　注意，在更高的频率下，晶振的线可能是需要严格等长的。即便这里要求不高，也应当注意这一点。

　　串口线

　　485通信线

6 EM4095布线

7 矩阵按键

　　此区域红层竖直线，蓝层水平线

　　电源线进行了微调

　　通信线也不需要打过孔

8 其它连线

LED

　　Boot与BEEP

　　微调了R2的位置。

　　复位和功能按键

　　然后通过设计规则检查，发现了VCC3.3没连上，补充连接。

　　除了GND以外，其它没有连线的网络都要连线。

9 打过孔

　　要善用特殊粘贴

　　基本上每一个接地的焊盘附近都打了一个过孔

　　需要散热的地方打过孔

　　芯片我顺带把地线也走了

　　需要抗干扰的地方打过孔

　　天线旁边一排接地过孔是常见的设计，例如一块带有WIFI功能的网关板

10 滴泪与敷铜

　　滴泪TE

　　可以增加线与焊盘连接处的大小

　　滴泪前，要保存。滴泪有可能导致软件卡死

　　先滴泪，后敷铜。　　敷铜PG

　　必须选中网络，建议死铜移除

　　先给整个板子敷铜，然后再微调（注意，不是所有的情况都适合进行整版敷铜）。可以使用放置->多边形填充挖空

　　比如横跨在VCC于GND之间的敷铜。

　　可能被螺丝刮掉的地方，如安装孔

　　焊接时容易刮掉阻焊的地方

　　一小片没有意义的敷铜

　　除了去掉某些地方的敷铜以外，有时还可能需要增加敷铜，比如某些敷不上铜的区域，要增加一些过孔。

　　另外，过大电流的接地焊盘只靠敷铜得到的四小支可能不太够，可以补地线。

　　修改完以后，双击敷铜区域，点击确定就可以重新敷铜。

　　以下是一些调整过以后的情况

11 调整丝印

　　丝印建议全部使用true type 可以用查找相似对象快速调整

　　丝印不要放在焊盘上

　　也不要被器件盖住

　　尽可能放在里器件近的地方

　　如果实在放不下丝印，可以放在稍远的地方，例如

　　再增加一些方便使用的标记，如TXD还是RXD

　　总线A还是B

LOGO，板子名称，版本号以及日期

12 投板前，最后的设计规则检查

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