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單片機設計的幾個(gè)基本問(wèn)題
作者：
時(shí)間：2012-07-05
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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請問(wèn)怎么選擇這些封裝?
答：選擇合適的封裝第一要看你的PCB空間，是不是可以放下這個(gè)器件。一般來(lái)說(shuō)，封裝大的器件會(huì )比較便宜，小封裝的器件因為加工進(jìn)度要高一點(diǎn)，有可能會(huì )貴一點(diǎn)，然后封裝大的電容耐壓值會(huì )比封裝小的同容量電容耐壓值高，這些都是要根據你實(shí)際的需要來(lái)選擇的，另外，小封裝的元器件對貼裝要求會(huì )高一點(diǎn)，比如SMT機器的精度。如手機里面的電路板，因為空間有限，工作電壓低，就可以選用0402的電阻和電容，而大容量的鉭電容就多為3216等等大的封裝
2.有時(shí)候兩個(gè)芯片的引腳(如芯片A的引腳1,芯片B的引腳2)可以直接相連，有時(shí)候引腳之間(如A-1和B-2)之間卻要加上一片電阻，如22歐，請問(wèn)這是為什么?這個(gè)電阻有什么作用?電阻阻值如何選擇?
答： 這個(gè)電阻一般是串電阻，拿來(lái)做阻抗匹配的，當然也可以做降壓用，用于3.3V I/O 連接2.5V I/O類(lèi)似的應用上面。阻值的選擇要認真看Datasheet，來(lái)計算
3.藕合電容如何布置？有什么原則？是不是每個(gè)電源引腳布置一片0.1uf？有時(shí)候看到0.1uf和10uf聯(lián)合起來(lái)使用，為什么?
答：電容靠近電源腳，這個(gè)問(wèn)題可以參見(jiàn)http://www.ednchina.com/bbs/DetailTopic_new.asp?topicid=3961ForumID=5
補充一點(diǎn)看法：
在兩個(gè)芯片的引腳之間串連一個(gè)電阻，一般都是在高速數字電路中，為了避免信號產(chǎn)生振鈴（即信號的上升或下降沿附近的跳動(dòng)）。原理是該電阻消耗了振鈴功率，也可以認為它降低了傳輸線(xiàn)路的Q值。
通常在數字電路設計中要真正做到阻抗匹配是比較困難的，原因有二：1、實(shí)際的印制板上連線(xiàn)的阻抗受到面積等設計方面的限制；2、數字電路的輸入阻抗和輸出阻抗不象模擬電路那樣基本固定，而是一個(gè)非線(xiàn)性的東西。
實(shí)際設計時(shí)，我們常用22到33歐姆的電阻，實(shí)踐證明，在此范圍內的電阻能夠較好地抑制振鈴。但是事物總是兩面的，該電阻在抑制振鈴的同時(shí)，也使得信號延時(shí)增加，所以通常只用在頻率幾兆到幾十兆赫茲的場(chǎng)合。頻率過(guò)低無(wú)此必要，而頻率過(guò)高則此法的延時(shí)會(huì )嚴重影響信號傳輸。另外，該電阻也往往只用在對信號完整性要求比較高的信號線(xiàn)上，例如讀寫(xiě)線(xiàn)等，而對于一般的地址線(xiàn)和數據線(xiàn)，由于芯片設計總有一個(gè)穩定時(shí)間和保持時(shí)間，所以即使有點(diǎn)振鈴，只要真正發(fā)生讀寫(xiě)的時(shí)刻已經(jīng)在振鈴以后，就無(wú)甚大影響。
前面已經(jīng)補充了一點(diǎn)，再補充一點(diǎn)：關(guān)于接地問(wèn)題。
接地是一個(gè)極其重要的問(wèn)題，有時(shí)關(guān)系到設計的成敗。
首先要明確的是，所有的接地都不是理想的，在任何時(shí)候都具有分布電阻與分布電感，前者在信號頻率較低時(shí)起作用，后者則在信號頻率高時(shí)成為主要影響因素。由于上述分布參數的存在，信號在經(jīng)過(guò)地線(xiàn)的時(shí)候，會(huì )產(chǎn)生壓降以及磁場(chǎng)。若這些壓降或磁場(chǎng)（以及由該磁場(chǎng)引起的感應電壓）耦合到其它電路的輸入，就可能會(huì )被放大（模擬電路中）或影響信號完整性（數字電路中）。所以，一般要求在設計時(shí)就考慮這些影響，有一個(gè)大致的原則如下：
1、在頻率較低的電路中（尤其是模擬電路或模數混合電路中的模擬部分），采用單點(diǎn)接地，即各級放大器的地線(xiàn)（包括電源線(xiàn)）分別接到電源輸出端，成為星形連接，并且在這個(gè)星的節點(diǎn)上接一個(gè)大電容。這樣做的目的是避免信號在地線(xiàn)上的壓降耦合到其他放大器中。
2、在模擬電路中（尤其是小信號電路）要避免出現地線(xiàn)環(huán)，因為環(huán)狀的地線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生感應電流，此電流造成的感應電勢是許多干擾信號的來(lái)源。
3、如果是單純的數字電路（包括模數混合電路中的數字部分）且信號頻率不高（一般不超過(guò)10兆），可以共用一組電源與地線(xiàn)，但是必須注意每個(gè)芯片的退耦電容必須靠近芯片的電源與地引腳。
4、在高速的數字電路（例如幾十兆的信號頻率）中，必須采取大面積接地，即采用4層以上的印制板，其中有一個(gè)單獨的接地層。這樣做的目的是給信號提供一個(gè)最短的返回路徑。由于高速數字信號具有很高的諧波分量，所以此時(shí)地線(xiàn)與信號線(xiàn)之間構成的回路電感成為主要影響因素，信號的實(shí)際返回路徑是緊貼在信號線(xiàn)下面的，這樣構成的回路面積最?。◤亩姼凶钚。?。大面積接地提供了這樣的返回路徑的可能性，而采用其他的接地方式均無(wú)法提供此返回路徑。需要注意的是，要避免由于過(guò)孔或其他器件在接地平面上造成的絕緣區將信號的返回路徑割斷（地槽），若出現這種情況，情況會(huì )變得十分糟糕。
5、高頻模擬電路，也要采取大面積接地。但是由于此時(shí)的信號線(xiàn)要考慮阻抗匹配問(wèn)題，所以情況更復雜一些，在這里就不展開(kāi)了。
以上是個(gè)人多年實(shí)踐中成功的經(jīng)驗與失敗的教訓，希望對你有所幫助。
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