元器件选型–>绘制原理图–>pcb布局–>pcb走线–>pcb优化

元器件选型原则

1. 采购方便原则：易买，供货周期短
2. 便于生产原则：满足产品功能和性能的条件下，封装选择表贴型，间距宽，复杂度低的型号，降低焊接与调试难度，便于更换
3. 普遍性原则：所选元器件被广泛验证过，减少开发风险
4. 归一化原则：不影响功能、可靠性的前提下，尽量少选择物料的种类，平时多准备一些常用物料以备不时之需

常用采购：立创商城（质量还是有保障的），淘宝（需要甄别），芯片原厂（正品无疑，但购买相对没那么方便，发货周期长），除此之外还有咸鱼等也可以采购，采购时需要考虑需求，进行比对，掂量一下

电阻选型一看功率，二看精度，三看体积** 水泥电阻（做电源必备、大负载） 常见贴片封装0805、0603、0402 （其中0805焊接更为方便） 电容选型重点关注耐压值，考虑适用场合 常见有铝电解电容、陶瓷电容、钽带你接电容、独石电容等 铝电解电容 应该注意远离发热源，选用时注意耐压值（电路5V的话则应该选择2倍以上耐压值的），焊接时注意正负极 ，方向不要焊接反了。常见于音频低频雷，高频开关电源用就不合适了 MCU选型能解决问题就可以，太好的资源，太高的性能发挥不出来，反而浪费 除此之外还有一些比如二极管、三极管、场效应管、IC模块、常用接插件等根据需求和电路性能选择即可**

绘制原理图

绘制原理图时我们需要根据项目的需求来考虑电路的特性和功能实现，根据这个我们进行科学合理的元器件选型，过程中考虑经济性和可靠性等，确定元器件及其参数、选择合适的封装（立创EDA不需要考虑自己根据手册封装的问题，像AD的话，我们也可以把立创里面的封装给下载导入进去的），然后就可以进行原理图的绘制。

为了布局好看我们可以先把重要的电路部分先画出来，比如说主控及其基本外围电路（也就是我们常说的片上外设电路，这个根据手册进行绘制），紧接着就把电源供电电路绘制出（这个一定不能出错，出错后电路是没办法进行工作的，检查时这个也是重点检查对象），再者就是下载电路，之后就可以为了实现你所要的功能，进行功能性电路绘制了，绘制时也是先绘制功能性电路中的主要部分，然后以此拓展，去丰富功能和美化，这样的话可以始终有一条主线进行贯穿，思路更加清晰明了。

这里有一些常用的快捷键（以标准版为例，因为其比较顺手，专业版也可以用标准版的快捷键的）：

• shift+F元器件选型和放置时用，其中元器件选型看封装的时候可以通过嘉立创的图片选型来快速实现

• W可进行连线，也就是我们所说的电气连接

• N可进行网络编号，放置的时候有个加号，放到引脚上会自动伸展引脚符号

• T可以实现文字标识功能，画完一个功能性电路后，就可以对其进行标记，PCB中的丝印最后也可以通过这种方式添加（注意字体大小和放在对应的丝印层即可）

• ctrl shift +x
  -适用于原理图和PCB进行元器件的匹配（即布局传递），PCB布局时用，操作方法：先在原理图中框选对应电路，然后按住ctrl+shift+x会自动转到PCB拖住对应元件，在PCB中不知道某个元器件是干什么的，点击对应元器件shift+x可以实现从PCB到原理图的布局传递
  注意要点：

一是原理性知识你要知道通过N可以进行电气连接，在分配引脚的时候就可以把这条电路给进行物理上的连接了，也就是说你分配到哪，哪条对应的电路就是通的

这里有点啰嗦，当时自己也不会，哈哈哈，给新手朋友看的，希望可以帮助到刚做这个的。

二是分配引脚时的一些技巧，N是网络编号，引脚可以自己分配的，合理的分配引脚可以使得PCB布局和走线更加顺畅，当然当不顺畅时也可以回过头来重新分配个别引脚，还有就是那种有第二功能的引脚（比如说51系列单片机的P3寄存器）既可以用作铺铜IO口也可以用作第二功能实现的，另外一种芯片内部有晶振的（即有内部时钟），原理图中分配引脚时我们可以直接把其当作IO（输入输出端口）使用。

这里再啰嗦一句，因为基本上看这个都是新手朋友，希望能帮助到你们。套用一下哲学中的本质和表现形式这个概念。芯片设计出来时，功能特性基本就是固定了的，也就是说分配引脚只是为了我们更方便使用而已，你不分配，人家芯片的某个引脚的功能已经固定了，我们这个相当于通过分配引脚调出来这个功能，你可以想象成芯片内部集成多路选择器这样的功能电路，分配引脚可以硬件分配也可以软件分配，无论是哪一种方式，都可以认为这条电路是走通了，软件程序编写分配的底层逻辑也是触发了电路的一些开关，使得其选择你所分配的这个引脚的特定功能罢了。

三是连续递增式分配引脚时的操作方法：先N后TAB，更改你想分配的引脚编号，确定之后放到对应引脚上，再分配下一个引脚的时候就可以直接出来递增式的下一个你想要的引脚的网络编号了

画原理图时我们还应该知道一些电源标识的含义：

• VCC表示接入电路的电压

• VDD代表器件内部的工作电压

• VSS是工作连接的意思，通常指点记录公共接地端电压

• VEE负电压供电，场效应管的源极

• VBAT，当使用电池或其他电源连接到VBAT引脚上时,当VDD断电时，可以保存、备份寄存器的内容，维持RTC的功能，如果应用中没有使用外部电池，VBAT引脚应接到VDD引脚上

• VPP编程\擦除电压

• GND在电路里常被定义为电压参考基点

• V与VA的区别：是数字与模拟的区别

• CC与DD的区别是供电电压和工作电压的区别，通常VCC大于VDD

PCB工艺

首先了解一下PCB的工艺，对我们进行PCB布局会有一定的认识上的帮助

1. PCB板组成结构–PCB工作图层

设计印刷电路板PCB时需要使用EDA软件，不同的EDA设计软件虽然操作方法不一样，但是它们设计PCB的原理都是通过绘制不同的图层，最终形成PCB文件。如上图所示为常用的图层。通过这些层的相互上下叠加，就可以完成我们的PCB设计需求。在EDA设计软件中，为了便于分辨不同的图层，软件会默认设置它们为不同的颜色，当然，我们也可以各图层的颜色进行个性化修改。弄清楚各图层的用途之后，就可以合理的使用它们设计自己的PCB，避免出错。

各工作图层用途：
线路层位于顶层、底层和多层板内层，用来绘制需要通过电流的铜箔，例如焊盘、导线、覆铜等
丝印层（Silkscreen）又叫做文字层，一般用于标注元器件注释和绘制元器件外形轮廓，便于电子元器件在电路板上的安装和维修，丝印层也用呀u放置公司图标以及更重警示标志
阻焊层（solder mask）用于电路板上油，因为阻焊层时“负片”输出，在阻焊层的形状映射到板子上以后，反而时露出了铜皮，所以需要开窗的地方，我们就用阻焊层来设计
锡膏层（paste mask）用来制作钢网，它会在PCB上所有贴片焊盘的地方开孔，方便给贴片焊盘上锡
边框层用于绘制电路板的外形以及电路板内的安装孔，不同的EDA设计软件，边框层的名称有所不同
3D模型层用于预览PCB设计的效果，在预览的时候，还可能提早发现一些设计上的问题
辅助图层除了以上6大图层，在不同的EDA设计软件中还会有一些不同的辅助图层

除此之外还应该了解一下基板、PCB焊盘（固定电子元器件、导线起始结束处，电路板工作时电流从一个焊盘流向另外一个焊盘，直插焊盘和贴片焊盘的主要区别是前者有孔**后者没孔）、

必须知道的各种孔
过孔例如贴片焊盘在PCB上只位于顶层或只位于底层，常见的贴片焊盘形状包括矩形、圆形和椭圆形，连接贴片焊盘的导线，如果想要从顶层连接到底层，需要通过过孔来实现。过孔是双层和多层PCB中的一个重要组成部分，它的作用是连接两个层之间的导线，从而使两个层之间有了电气连接关系适用于大多数情况下，由于PCB上元器件种类和引脚比较多导致单层无法全部走通导线，这时候就需要适用过孔了。过孔分类过孔可以分为通孔、盲孔和埋孔，其中通孔的应用范围最广，制作难度最低，它会贯穿整个双层板或者多层板的所有层，在电路板实物的两个面都可以看到，盲孔和埋孔只会在多层PCB中设计，盲孔是连接顶层和内层的孔，我们只会在电路板实物的一面看到它，在另一面看不到，埋孔是负责内层上下面电气连接的孔，在电路板实物的两个面都看不到。盲孔和埋孔制作成本较高，在设计时尽量使用通孔代替。过孔工艺过孔存在寄生电容和寄生电感，走线时尽量少用过孔，在同一个层完成导线连接最好，设计者总是希望过孔越小越好，但是由于受到钻孔和电镀技术工艺的影响，过孔不能设计到无限小。注意事项过孔的外径一定要比内径稍微大一些，如果相同，就容易发生断路，根据PCB工厂的加工工艺设置具体的过孔的内径和外径的大小。
金属化孔和非金属化孔PCB上面的孔，一般可以分为PTH（Plating Through Hole 即电镀通孔，也叫做金属化孔）和NPTH（Non Plating Through Hole即非电镀通孔，也叫做非金属化孔）两种，金属化孔的孔壁上有铜，具有电气连接特性，比如直插焊盘（PAD）和过孔（Via）,非金属化孔的孔壁上没有铜，不具有电气连接特性。一般有两种情况需要使用非金属化孔，第一种情况是需要稳固元器件的时候，比如针对USB接口和网口上的塑料柱开的孔；第二种情况是需要把电路板固定到外壳上的时候，可以在相应的位置开非金属化孔，用螺丝固定。另外还需要根据PCB工厂的工艺要求了解一下孔径的工艺参数*其中钻孔工艺种形成的非金属化孔，孔径公差可以忽略不计，金属化孔由于孔壁要做电镀，做出的实物会有一定公差。使用焊盘作为螺丝孔时，孔径要设计的稍微大一些，以避免孔径公差引起的问题。

半孔工艺产品如蓝牙模组和NBIoT模组，这些物联网产品中不可或缺的通信模组，使用半空工艺后，就和普通的芯片一样，可以很方便的焊接到我们的PCB上了。除了这些通信模组，还有一些大批量使用的核心板也可以使用半孔工艺。嘉立创制作半孔工艺PCB我们要记住2个0.6，第1个，在PCB边缘放置的焊盘内径要大于等于0.6mm,第2个孔边到孔边的距离也要大于等于0.6mm,另外还需要注意的是，焊盘最少要有一半放到PCB板内，才可以满足生产工艺

感光油墨 我们平常会见到各种不同颜色的PCB板，这些PCB上不同颜色的物质就是阻焊油墨。油墨的基本作用是保护电路板上需要保护的铜箔不让裸露在外面*（焊接电路板时有时候不小心破坏了焊盘，可以刮开邻近一部分该条线路上的油墨使其铜箔裸露在外面进行焊接操作，就是把其当成了焊盘，因为在同一层，铜箔有电气连接属性，可以这样操作的，有时候需要优化电路，认为制造短路，进行飞线也是同样的道理）*。阻焊油墨有很多种，其中嘉立创使用的感光油墨与基材的结合力更强且更有光泽，耐腐蚀性也更优，阻焊油墨有很多种颜色。相比于白色和黑色，绿色更容易生产也更容易看清线路，方便样品调试。

PCB工艺公差如电阻和电容类似，承载元器件的PCB也是有公差的，设计PCB时一定要考虑公差。其中嘉立创的PCB生产工艺公差:当板厚>=1mm时，公差为±10%（比如1.6mm厚的板子，实际尺寸在1.44mm~1.76mm之间）；当板厚<1mm时，公差为±0.1mm。孔径公差为+0.13mm ~ -0.08mm，板子锣边外形公差为±0.2mm，板子V割外形公差为±0.4mm

电路板设计中的线宽与线隙在PCB设计软件中，导线的线宽一般默认是10mil即0.254mm,在某些情况下，我们可能需要修改线宽到更小，或者减小导线之间的间距，虽然软件上可以修改线宽和线隙到任意值，但是，如果超出PCB工厂的加工能力，我们拿到手的这张电路板上，线宽太窄的线可能就是断的，线隙太小的两条导线可能就是连在一起的。

焊盘与导线的最小间距及它们与板边的最小间距每一张电路板几乎都是由焊盘、导线、过孔、机械孔这四个元素组成的，而焊盘和导线则是每一张电路板上不可或缺的元素。为了降低成本，或者是为了让我们的产品更加的微型和美观，我们总是习惯把PCB的面积设计到最小，这种情况下，就不可避免的让焊盘和导线的间距变得更小以及它们与板边的间距也会变得更小。由于制造工艺的原因，它们之间的距离是不可以太小的。

2. PCB组成结构–3D模型层

3. PCB板组成结构–金属化孔和非金属化孔

4. 常见PCB生产工艺方法；

PCB布局

PCB布局两要素

PCB布局注意事项

• 比如温湿度传感器周围不要放发热源，就是你的LDO这种电源芯片它都是会发热的，放的远一些，不要靠的太近
  
• 用天线时，在设计的时候应该避免浮空走线，还应该贴近地线做专门的隔离，有条件的还应该开槽，把天线给露出来，露出到板子外面，不要嫌丑，好用就行，不要管它丑不丑的，好用就行，重点是好用！实在不能伸出去的话，可以在板子内部进行开槽处理，放置禁止区域，不能进行铺铜，也是可以的。在做射频等一些高速模块的时候，有条件的可以做个屏蔽罩，接地的铁壳子把它包起来再进行打膏焊接，留出输入输出电源接口就行，其他都不要接，这个是特别处理的电路。
• 做控制类和电源类的务必注意电源线宽的问题。一个不小心你的电机驱动就冒烟了，就带不动了。怎么去加大电流走线的一个载流呢？第一种情况就是加大你的线宽，第二种情况的话，就是将导线进行一个开窗，在后续自己再涂一层焊锡上去。当然还有第三种方式，就是在生产PCB的时候，用高厚度的铜箔层，当然厚度越高，价格很贵，所以划不来，不建议用

PCB设计检查优化

• 接线能焊死的就直接焊死，杜邦线材质比较差，有可能会出现接触不良的情况。最好的方法就是直接拿一些细点的铜线直接焊死。不要用皮包线，壳都没有了，用那种有外壳的那种线材的，好像叫线载。

• 不是说PCB连接线是板子与板子的连接，这是模块与模块的一个连接，制作常用模块就显得比较重要了！

• 布局时从大到小,排针开关 、 usb接插件都靠边放 ，电源指示走不通时可以修改引脚的功能，把其换成别的引脚好走线的引脚

• 布局时多花点心思 ，走线后面按照电路图，先走重要的线路，再走其他的电路就很好走线了

• 简单电路走线先走电源线5V ，采用比正常线路10mil大的25mil线宽进行的走线 ，其他信号线则是采取正常线宽10mil 。把所有的5V走通，暂时有个别不好走的先放在一边后面再看 ，原则上时先把其他的重要的线路给走好，最后再走其他的

• 采用的是单层 的话是不能有过孔 的，有的线路要学会见缝插针， 还有就是底层走线 ，顶层安装 ，便于焊接和腐蚀雕刻

• 原理图中的图片可能有人不知道哪里来的，导入图片贴在那即可 就很形象很具体啦！

• 排针一般是往下的 这一种 但是3D模型中是往上的 这里就需要修改下3D原理图 可以设置芯片旋转角度为45度

补充几点：

1、导线与焊盘不跟随移动可以通过设置来实现，必须保证接到焊盘的正中心，原则是增大线与焊盘的接触面积，设置的步骤是设置——PCB/封装——通用——拖动/移动——应用、确认。

2、PCB中无法移动元件，可能是过滤中默认的设置动了，点击右侧的过滤，选择全部就可以操作了

3、元件切换顶层/底层，正确的操作步骤应该是先用光标点击元件的边缘，选中该元件的整个区域，然后再按T/B，让该元件切换到顶层/底层，错误的操作步骤可能会导致切换的只是层，并没有把元件也带过去（比如拖拽着元器件时是不能直接带着元器件切换到你想要的层的，此时元器件是切换不过去的）

4、某段走线无法选中的情况下，默认不是锁定状态的，更改过默认状态可以解除该状态，如果没有更改默认状态的话，可以通过下面的操作选中你想选中的走线，先W后T或者先W后B，W开始走线，T/B切换层使的切换的这层高亮，此时还有走线的标识，右键取消，左键单击你想选中后的走线即可

5、对信号比较敏感的元件最好不要走低空了，可以设置非铺铜区域，操作方法是放置->填充区域，将对信号敏感的区域可以先从文件中导入图片，固定区域的尺寸，然后放置填充区域，把该块区域整体填充成对应的网络，最后再放置禁止铺铜，点击一下该区域中心即可。

6、PCB优化的时候，利用对齐方式把需要对齐的丝印对齐，先选中对齐的对象，再点击对齐方式，最后点击对象即可。电池丝印加上防错插，还有排针丝印，下载按钮丝印等必要的丝印再优化时都加上。丝印区域应对应相应的丝印层，通过3D模型查看预览效果，进行优化即可。

7、原理图在最开始设计时是可以选择尺寸的，图大的话可以选择A3，图小的话A4一般足够。PCB设计中最开始的板框区域根据自己的需要可以设计成各种各样的形状，如心型，圆型等，当然需要考虑一下自己的能力和走线以及焊接的难易程度等。

下一期---------元器件的焊接要点概括