wwwhj8828com18088049999Altium Designer 电路板设计

历史时期

电路板设计

电路板设计举例——飞控板设计
1、需求考虑
飞控板用来控制无人机飞行，主要有以下需求：
通过电调来对电机进行控速
获取无人机飞行姿态（六个自由度）
遥控无人机飞行
低电量警告

2、需求分析
电调通过5V PWM波输入来对电机转速进行控制，需要飞控板能输出5V PWM波。
需要多轴姿态传感器来对无人机姿态进行反馈。
需要一个遥控器，这个遥控器能够远程与飞控板进行通信，对无人机进行控制。
需要检测电池的电压，电压过低，发出警报。

主控芯片选择
飞控板对主控芯片的主频要求并不高，主要考虑外围电路。外围电路的要求也不多，因此选择的余地比较大，由于有现成的STM32F4芯片，可以选择STM32F4作为主控芯片。

各模块所需元器件选择
电源模块：由于电池选择的是5V锂离子电池，电机需要5V PWM波，主控芯片及其他一些外围电路需要3.3V供电。因此，电源模块需要实现5V转3.3V，根据这个要求去选择元器件即可。
时钟模块：查询主控芯片的时钟电路，对时钟模块元器件进行选择。
姿态传感器模块：考虑成本、功能等因素，选择MPU6050芯片、HMC5883芯片、BMP180芯片组成多轴姿态传感模块。

主控板层次考虑
由于电源模块要求简单，其他模块也不多，仅用两层板，电路板面积不会很大，布线基本上也没什么困难。因此，选择两层板规模。
注：双面板是中间一层介质，两面都是走线层。多层板就是多层走线层，每两层之间是介质层，介质层可以做的很薄。多层电路板至少有三层导电层，其中两层在外表面，而剩下的一层被合成在绝缘板内。它们之间的电气连接通常是通过电路板横断面上的镀通孔实现的。
层数越多、走线越容易、结构越复杂、成本越高，一般选择合适层数即可。

主控板原理图设计
根据前面选择的元器件，绘制原理图库。原理图库绘制好以后，开始进行原理图的设计。
原理图的设计，首先应进行电源模块的设计，电源模块的原理图如下：
之后进行主控芯片电路的设计，首先是主控芯片供电电路的设计：
其他时钟电路及其他接口的设计：

主控板PCB设计
首先绘制好元器件的封装图库，完成后，利用之前的原理图生成PCB图。之后，对元器件的位置进行摆放，摆放过程中要考虑布线难易、走线合理性、美观、空间利用等因素。元器件大致位置确定之后，开始布线，布线要考虑线距、线粗。线距太小易出现信号串扰，线太细不能满足电流，一般来说，10mil（0.254mm）线粗能通过0.3A电流。
元器件摆放

电路板加工
PCB绘制完成后即可送交工厂加工。
购买元器件
根据用到的元器件的型号及封装类型购买元器件。

焊接电路板
电路板加工完成、元器件购买完毕，即可开始焊接电路板。

电路板调试
电路板焊接过程中，要不时对电源和地之间进行测试，防止短路。焊接完成后，通上电，通过JTAG把板子连上电脑，在KEIL的DEBUG里面查看JLINK的ID，看是否读出了芯片。若读出了，即可写程序，对电路板各接口进行测试。

电路板设计演示
王赟莉为大家实时演示操作如何使用Altium Designer设计电路板，从原理图的绘制、原理图库的添加、封装库的建立、PCB的绘制等为大家演示了如何做一个最小系统。
注：Altium designer是altium公司开发的一款电子设计自动化软件，用于原理图、PCB、FPGA设计。