PCB电路设计个人经验总结

今天看到大一的小鲜肉陆续来学校报到，作为大四老男孩的我，不得不感慨时间的飞快。前段时间准备找工作，把计划中的博客搁置在一边。时间催人的感慨使我决定把两年来的经验总结下，不仅是对之后找工作项目的总结，也希望能与广大网友们互相勉励学习。

这篇博客主要面向PCB初学者，大神可以一笑而过。在大学的两年里，我一共设计过六块电路板，送到工厂制作的有四块，每次开板都是一次成功。

PCB电路设计的前提是必须有一定的硬件设计的经验，比如洞洞板、面包板上有过实际操作锻炼。今年带过一个小学弟，他在队伍里负责PCB电路板设计，学弟很好学很快啃完了Altium入门的书，但是对于没有硬件设计经验的他迟迟无法开窍，类似不加固定孔、走线混乱、拨码开关设计在主板背面等各色问题。对于初学者，在了解模电、数电、单片机的知识后，也要实际动手操作才能累计宝贵的经验。

接下来，我们切入正题，把我个人使用Altium设计PCB的习惯和顺序与初学者们分享下。

第一步，设计整个系统的原理图，对于大系统推荐使用分层次设计的模式，小系统使用一幅原理图纸更好，显得一目了然。在科技社团的两年，最怕遇见不分模块层次，不使用虚拟电气连线的原理图了，可读性太差。我附上我曾经设计过的一份图纸，不是最佳的学习模板，仅供网友参考。

第二步，设计检查好原理图后，检查所有元器件的封装是否对应。对于封装设计网上有很多教程，不再累赘。个人经验，最好别使用软件自带的封装，因为软件自带的是标准的机器焊接的封装，如果最后是人工焊接元件的话，机器封装可能太小导致焊接不了，所以自己设计一套封装集成库，备份在U盘或云空间是个比较好的习惯。对于追求完美的初学者，给大家推荐个网站http://write.blog.csdn.net/postedit，上面有很全的3D模型封装，LPWizard也是一款非常实用的制作封装的软件，支持很多平台。

第三步，以上两步搞定后，就要开始PCB电路的设计了。首先在Altium下建立一个PCB Project，在该工程下加载之前的原理图文件，再新建一个PCB文件（PCB文件名字必须与原理图名字相同）。如下图：.PrjPcb结尾是工程文件，.SchDoc结尾是原理图文件，.PcbDoc结尾的是PCB文件。

第四部，整个工程建立好后，首先进入PCB文件，绘制机械层和禁止布线层，也就设计是最终PCB工厂打造出来后板子的样子。此步最好使用游标卡尺测量精确数据和安装孔的位置。

第五步，开始元器件布局，将原理图导入到PCB文件，对于布局不推荐使用自动布局功能。因为布局需要个人经验与大局观，相对人，电脑显得很死板不够智能。PCB布局，应先主后次，将主要的电路模块优先布局，以该模块为中心分布开来。

具体的经验如下：

1.设计最小系统时，晶振要足够靠近芯片对应引脚，保证有效的起振；

2.模拟元件与数字元件接地的隔离，可以使用磁珠来隔离模拟地和数字地；

3.大信号与弱信号直接的隔离，两者地线想通可能导致小信号的地电平抬高，导致逻辑混乱；

4.三维空间上的布局要注意实际使用的问题，注意空间高度上是否冲突，人工调节（电位器、拨码开关）是否方便；

5.散热量大元器件如mos管、稳压芯片应预留散热片位置，并且布局上远离有温漂的模拟传感器。

第六步，布局完成后就该开始布线了，同样的对于小系统推荐使用人工布线，大系统则人工布重要的走线其余规范好特性后交给软件自动布线。走线宽度的要求是：地线>电源线>信号线。（具体设计特性应参考实际工厂的制作能力）

通常初学者不会接触到高速板，所以个人经验走线能粗就粗，具体经验如下：

1.对于I2C、SPI、Uart这些差分信号布线应该平行，与其他高频信号线应该保持一定距离（中间可铺地隔离），以免相互干扰。

2.电机等大电流的走线画粗是不够的，应该开窗，后期焊接时可以加焊锡来加粗走线。

3.信号线尽量短，如8位的ADC芯片的引脚走线尽量靠近处理的芯片，与芯片相连的8个信号线要尽量短、一样长。

4.个人习惯，先将系统的电源模块搞定，然后布重要的信号线、接着布各个模块的电源线、最后布地线。

第七步，电源线、信号线布好后，还剩下零散的地线未布置，对于这些地线应先区分好模拟地、数字地，在之后的敷铜中搞定接地。我们先泪滴（为了增强走线与焊盘的连接强度），可以使用强制泪滴的功能。最后就是敷铜，个人喜欢双面板的两面都用于铺地，将PCB的空余部分都设置为地，增强板子的抗干扰能力和散热性。

以上这些就是我个人设计PCB的步骤，设计过程讲解的不是特别详细，主要介绍了设计过程中的细节、经验和个人习惯。

之后的博客里，我会和网友分享下我设计的PCB电路板存在的一些问题。