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版本 V0.90 日期 2011/03/07 原因 创建文档 目 录
第1章 硬件原理图设计规范 ······································································ 1
1.1
1.2
目的 ··································································································· 1 基本原则····························································································· 1 1.2.1 确定需求······················································································· 1 1.2.2 确定核心CPU ················································································ 1 1.2.3 参考成功案例 ················································································ 1 1.2.4 对外围器件选型 ············································································· 1 1.2.5 设计外围电路 ················································································ 2 1.2.6 设计时遵循的基本原则 ···································································· 2 1.2.7 原理图审核 ··················································································· 2 1.2.8 设计基本要求 ················································································ 3 1.3 版面设计····························································································· 3
1.3.1 图幅 ····························································································· 3 1.4 元件符号及参数设置标准 ······································································· 4
1.4.1 常用元件位号命名规则 ···································································· 4 1.5 元件符号····························································································· 5
1.5.1 电阻参数描述 ················································································ 5 1.5.2 电容参数描述 ················································································ 6 1.5.3 电感、磁珠参数描述 ······································································· 7 1.5.4 二极管·························································································· 7 1.5.5 三极管及场效应管 ·········································································· 8 1.5.6 其它器件······················································································· 8 1.6 元件选择····························································································· 8
1.6.1 元件库选取 ··················································································· 8 1.6.2 元件放置要点 ················································································ 9 1.7 多张原理图 ························································································ 10 1.8 版面布局···························································································· 10
1.8.1 网络标号命名 ··············································································· 12 1.8.2 总线式原理图画法 ········································································· 13 1.8.3 CPU画法标准 ··············································································· 13 1.8.4 其他 ···························································································· 14 1.9 注意 ·································································································· 15 1.10 复杂电路设计技巧 ··············································································· 15
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第1章 硬件原理图设计规范
1.1 目的
原理图设计是产品设计的理论基础,设计一份规范的原理图对设计PCB、跟机、做客户资料具有指导性意义,是做好一款产品的基础。原理图设计基本要求: 规范、清晰、准确、易读。
制定此《规范》的目的和出发点是为了培养硬件开发人员严谨、务实的工作作风和严肃、认真的工作态度,增强硬件开发人员的责任感和使命感,提高工作效率和开发成功率,保证产品质量。
1.2 基本原则
1.2.1 确定需求
详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求等,这些要求有助于我们器件选型和电路的设计。 1.2.2 确定核心CPU
根据功能和性能需求制定总体设计方案,对CPU进行选型,CPU选型有以下几点要求: 性价比高; 容易开发:体现在硬件调试工具种类多,参考设计多,软件资源丰富,成功案例多; 可扩展性好。 1.2.3 参考成功案例
针对已经选定的CPU芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计,一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证,厂家公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西,也应该是经过严格验证的,否则也会影响到他们的芯片推广应用,纵然参考他们设计的外围电路有可推敲的地方,CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的,当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同,可以细读CPU芯片手册和勘误表,或者找厂商确认。
另外在设计之前,最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证,如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的,但要注意一点,现在很多CPU都有若干种启动模式,我们要选一种最适合的启动模式,或者做成兼容设计。 1.2.4 对外围器件选型
根据需求对外设功能模块进行元器件选型,元器件选型应该遵守以下原则: 普遍性原则:所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片,减少风险; 高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元
器件,减少成本;
采购方便原则:尽量选择容易买到,供货周期短的元器件; 持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件; 可替代原则:尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件; 向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件; 资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。
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1.2.5 设计外围电路
对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改,修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地少数服从多数,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计。这是整个原理图设计过程中最关键的部分,我们必须做到以下几点:
对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计,越难的应该越多,成功参考设计是“前人”的经验和财富,我们理当借鉴吸收,站在“前人”的肩膀上,也就提高了自己的起点;
要多向权威请教、学习,但不能迷信权威,因为人人都有认知误差,很难保证对哪怕是最了解的事物总能做出最科学的理解和判断,开发人员一定要在广泛调查、学习和讨论的基础上做出最科学正确的决定;
如果是参考已有的老产品设计,设计中要留意老产品有哪些遗留问题,这些遗留问题与硬件哪些功能模块相关,在设计这些相关模块时要更加注意推敲,不能机械照抄原来设计。 1.2.6 设计时遵循的基本原则
硬件原理图设计还应该遵守一些基本原则,这些基本原则要贯彻到整个设计过程,虽然成功的参考设计中也体现了这些原则,但因为我们可能是“拼”出来的原理图,所以我们还是要随时根据这些原则来设计审查我们的原理图,这些原则包括:
数字电源和模拟电源分割;
数字地和模拟地分割,单点接地,数字地可以直接接机壳地(大地),机壳必须接
大地;
各功能块布局要合理, 整份原理图需布局均衡. 避免有些地方很挤,而有些地方又
很松, 同PCB 设计同等道理;
可调元件(如电位器), 切换开关等对应的功能需标识清楚; 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能;
元件参数/数值务求准确标识. 特别留意功率电阻一定需标明功率值, 高耐压的滤
波电容需标明耐压值;
保证系统各模块资源不能冲突,例如:同一I2C总线上的设备地址不能相同,等等; 阅读系统中所有芯片的手册(一般是设计参考手册),看它们的未用输入管脚是否
需要做外部处理,如果需要一定要做相应处理,否则可能引起芯片内部振荡,导致芯片不能正常工作;
在不增加硬件设计难度的情况下尽量保证软件开发方便,或者以小的硬件设计难度
来换取更多方便、可靠、高效的软件设计,这点需要硬件设计人员懂得底层软件开发调试,要求较高; 功耗问题; 产品散热问题,可以在功耗和发热较大的芯片增加散热片或风扇,产品机箱也要考
虑这个问题,不能把机箱做成保温盒,电路板对“温室”是感冒的;还要考虑产品的安放位置,最好是放在空间比较大,空气流动畅通的位置,有利于热量散发出去。 1.2.7 原理图审核
硬件原理图设计完成之后,设计人员应该按照以上步骤和要求首先进行自审,自审后要
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达到有95%以上把握和信心,然后再提交他人审核,其他审核人员同样按照以上要求对原理图进行严格审查,如发现问题要及时进行讨论分析,分析解决过程同样遵循以上原则、步骤。
1.2.8 设计基本要求
只要开发和审核人员都能够严格按以上要求进行电路设计和审查,我们就有理由相信,所有硬件开发人员设计出的电路板一版成功率都会很高的,所以提出以下几点:
设计人员自身应该保证原理图的正确性和可靠性,要做到设计即是审核,严格自审,
不要把希望寄托在审核人员身上,设计出现的任何问题应由设计人员自己承担,其他审核人员不负连带责任;
其他审核人员虽然不承担连带责任,也应该按照以上要求进行严格审查,一旦设计
出现问题,同样反映了审核人员的水平、作风和态度;
普通原理图设计,包括老产品升级修改,原则上要求原理图一版成功,最多两版封
板,超过两版将进行绩效处罚;
对于功能复杂,疑点较多的全新设计,原则上要求原理图两版内成功,最多三版封
板,超过三版要进行绩效处罚;
原理图封板标准为:电路板没有任何原理性飞线和其他处理点;
每张原理图都需有公司的标准图框,并标明对应图纸的功能,文件名,制图人名/确认
人名, 日期, 版本号;
对于我们目前重点设计的相关模拟电路产品,没有主用芯片、外围芯片以及芯片与
芯片之间的连接方面的问题。所以,元器件的选项尤为重要,对于硬件设计的一些基本原则一定要注意。
1.3 版面设计
1.3.1 图幅
我们打开软件,新建一个原理图。图幅的确定原则:常用图幅为A4、A3、A2,并有标准格式的图框。其中每一图幅可根据方向分为Landscape(纵向)及Portrait(横向)。在选用图纸时,应能准确清晰的表达区域电路的完整功能。若标准的图幅规格不能满足要求,则可以自定义图幅大小,自定义图幅在满足要求的前提下尽量做到美观(长宽比例适中)。
图 1.1 定义图幅大小
说明:
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1. 栅格(Grid):其每一步大小(Snap)和图面显示的每一格大小(visib)均为5,或5的倍数值。这个地
方的设置为公司强制要求,不能为了方便把它设为1或2等非5的整数倍的值。这样放置原理图元件时元件就放在5的整数倍格点上了,可以减少因此而产生的错误。
2. 电栅格:这栏的栅格设为4(默认值)。这是为了放置网络标号和电气连接在栅格范围内自动寻找
电气节点。
3. 图纸类型选A4、A3、A2,A类型的图纸比较适合打印。如果不能选这几种图纸,也应该自定义
为A类型的比例的图纸。
我们设置软件的参数时,如果不是必要,尽量用默认参数。因为就像我们做软件,都会把最常用的设置参数作为默认值。别的软件公司肯定会调查,也会有很多高手使用,得出那些参数是常用的。像上面的栅格和电栅格,总是有人为了方便把它们设小,殊不知放网络或连线时可能就眼看连上了,实际没连上,造成很多问题出现。
1.4 元件符号及参数设置标准
元件的原理图库和PCB库放在服务器上,地址为:\\\\192.168.0.5\\项目文档(设计规范)\\16、产品设计规范\\原理图与PCB设计标准库。全公司所有人员画原理图和PCB图都应从里面取元件,不允许从其它地方取元件,包括软件自带库。公司的标准原理图库里的元件调出来就自带有公司的PCB库的封装,也是和公司的物料仓库的物料及ERP系统的物料及编码对应的,保证是你从库里调出来的元件仓库里就有料。如果是你在原理图库里找不到的元件,你要找工业设计部专门做库的人员做好后才能用。 1.4.1 常用元件位号命名规则
表 1.1 常用元器件种类及代表字符
器件种类 电阻 电容 电感 磁珠 排阻 变压器 二极管 发光二极管 三极管 (包括MOS管) 继电器 集成电路 代表字符 R C L FB RP T D LED Q RL U 器件种类 接插件 跳线 开关 蜂鸣器 保险丝 整流桥 晶振 按键 电池座 (包括电池) 测试点 排针 代表字符 CON JP SW B FUSE DW X KEY BT TP J 4
1.5 元件符号
1.5.1 电阻参数描述
电阻在原理图中的符号表示如图 1.2所示。电阻的符号只能用这几个,分别代表普通电阻、可调电阻(电位器)、四排阻、八排阻。电阻的参数一般包括四部分: 阻值、精度、封装、功率,举例:100R,1%,0805,0.25W表示该电阻的阻值为100Ω、精度为±1%、封装为0805、功率为0.25W。
图 1.2 电阻符号
我们从库里取出元件,就要填上PCB封装,而封装的大小决定功率大小。所以,我们填元件的参数标注时,只需要按ERP系统里的“型号”栏填阻值就行,有精度要求填精度,如是大功率的功率电阻把功率也填上。保证我们填的和ERP系统里一样,方便后续整理及生产。
图 1.2 ERP系统里的物料表(电阻)
现阻值、精度、封装、功率这四部分参数的进行规定。 1. 阻值参数描述
电阻的阻值参数的表述方法如下表 1.2所列:
表 1.2 电阻的阻值参数描述方式
阻值范围 <1Ω <1KΩ <1MΩ ≥1MΩ 说明 描述格式 0.XXΩ XXR XXK XXM 举例 0.47Ω,0.033Ω,0.15, 100R、470R、49.9 100K、470K、 1M、8.9M、10M、22M 2. 精度参数描述
电阻的精度一般分为:0.5%、1%、5%、10%和20%。常用的为1%和5%。若参数中未指明精度值则说明该电阻对阻值没有特殊要求,默认值取5%。若对精度有特殊要求必须标明。
3. 封装参数描述
常用的封装有:0603、0805、1206、直插封装。各种封装的优先选用次序为:0603>0805>1206>直插封装。但是在电阻功率大于1/2W的情况下,优先选用直插封装,除非有其他约束条件存在。封装尺寸与功率关系:
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表 1.3 封装与功率对应关系
贴片电阻封装 对应的功率 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 4. 功率参数描述
电阻的功率值参数常用的有:1/16W、1/8W、1/4W和1/2W,更大功率的电阻在我们实际的电路系统中比较少使用。若在电阻的参数中没有列出功率值,则代表其功率小于或等于1/4W。如果其功率大于1/4W,则必须标明实际功率。
注意:本规范暂时未对电阻的材料做出规定,但是为了信息表达的完整性,若在电路设计中对所用的电阻之材料有特殊要求,则应该另作说明。未作特殊说明的,表明对所用电阻之材料没有特殊要求。
1.5.2 电容参数描述
电容在原理图中的符号表示如图 1.3所示。电容的参数一般包括四部分:容值/标称耐压/精度/封装,各个部分之间采用“/”隔开,不能有空格。举例:5pF/50V/1%/0603表示该电容的容值为5pF、标称耐压50V、精度为±11%、封装为0603。现对这四部分参数的描述进行规定。
1. 容值参数描述
电容的基本单位是:法(F)。 换算单位:
1F =1000mF(毫法) 1F =1,000,000uF(微法) 1F =1,000,000,000pF(皮法)
表 1.4 电容容值参数描述方式
容值范围 <1000pF 说明 直接标数字并以pF结尾 对于无极性电容,参数只有<1uF 数字部分 对于有极性电容时,使用小数标注,以uF结尾。 <10uF ≥10uF 标注时包含小数时 只包含整数 描述格式 XXXpF 举例 3pF,0.5pF,470pF, 102,表示1000pF电容 XXX 104,表示100000pF电容 225,表示2200000pF电容 0.XXuF X.XuF XXXuF 0.022uF,0.47uF 1.0uF,2.2uF,4.7uF 1000uF,470uF,10uF C1104(a) 无极性电容+C210uF/16V(b) 有极性电容图 1.3 电容符号 2. 标称耐压参数描述
容值后标明耐压,电解电容必须标明耐压,其他介质电容,如不标明耐压,则缺省定义为“耐压63V”。
3. 精度参数描述
电容的精度一般分为:±1%、±5%、±10%和±20%。常用的为1%和5%。若参数中未指明精度值则说明该电容对容值精度没有特殊要求,默认值取5%。若对精度有特殊要求必须表明。
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4. 封装参数描述
常用的封装有:0603、0805、1206、直插封装。各种封装的优先选用次序为:0603>0805>1206>直插封装。但是在容值大于100uF的情况下,优先选用直插封装电解电容,除非有其他约束条件存在。
注意:本规范暂时未对电阻的材料做出规定,但是为了信息表达的完整性,若在电路设计中对所用的电阻之材料有特殊要求,则应该另作说明。未作特殊说明的,表明对所用电阻之材料没有特殊要求。
1.5.3 电感、磁珠参数描述
电感在这里仅按有无磁芯来分类:空心电感和磁心电感,在原理图中的符号如图 1.4所示。电感的参数一般包括:电感量/精度/标称电流/Q值/分布电容,举例:10uH/±5%/50mA/80/1pF,表示该电感为10uH,精度为±5%,标称电流为50mA,Q值为80,分布电容为1pF。
电感量的基本单位是:亨(H)。 换算单位:
1H =1000m H(毫亨) 1 H =1,000,000u H(微亨)
表 1.5 电感量参数描述方式
容值范围 <1uH <1000uH 说明 使用小数标注 只包含整数时 标注时包含小数时 ≥1mH ≥1H 只包含整数时 标注时包含小数时 按实际值标称 描述格式 0.XXuH XXXuH X.XuH XXXmH X.XmH XXXH 举例 0.1uH 88uH,47uH 2.2uH 1mH,5mH 2.2mH 10H,2.5H L1L2空心线圈磁心线圈图 1.4 电感符号 1.5.4 二极管
图 1.5 二极管符号
注:二极管所有的参数按ERP数据库里的“规格型号”参数填。
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1.5.5 三极管及场效应管
图 1.6 三极管符号
注:三极管及场效应管所有的参数按ERP数据库里的“规格型号”参数填。
1.5.6 其它器件
如集成电路,接插件等,因为所有的参数按ERP数据库里的“规格型号”参数填。
1.6 元件选择
1.6.1 元件库选取
我们要从我们公司的元件库里取元件。我们如果画原理图时,元件首选应从这两个库里取,如果这里面找不到的,才从AltiumDesigner软件里自带的库里去找,如果还找不到,才自己去做。为什么要首选用我们自己的库呢?因为我们的库里大部分元件都是用过的,也就是说经过实际检验过的,用起来出问题少。从库里取元件,如图 1.7所示,取了一个电容库。
图 1.7 元件库选择事例
取出来后双击元件或取的途中按“Tab”健,出现如图 1.8所示,要注意在“注释”这个地方填元件的常用参数,而不只是在红圈2的地方,因为只有在“注释”这个地方填的内容才能在画PCB板的界面里看得到,如图 1.9,因为在PCB设计时能看到元件参数会更方便画板。另外在图 1.8的红圈3部分是要选择元件封装的,这个地方非常重要。
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图 1.8 元件库参数填写1
图 1.9 元件库参数填写2
我们要求画原理图的工程师把元件的正确封装选择好或填进去。因为现在的元器件种类越来越多,每个元器件的封装也有好几个,如果画原理图的人不填,PCB设计人员就不知道用什么封装,或者填每个封装时都和原理图设计人员沟通,浪费的时间更多。为了使PCB封装不出错,我们要求画原理图时就把封装填好。 1.6.2 元件放置要点
元件的标号和型号参数要放得规规矩矩,如图 1.10四的红圈部分,要让人很容易的看明白。如果是改旧版,已经有的元器件请不要重新编标号,新加的加问号就行了。如果重新编号,就会使从原理图导入PCB时元件混乱,导致PCB设计时间增加,最严重时PCB设计可能差不多重新来过,这既浪费时间又容易出现差错。
元件放在格点上,格点用默认的10mil,最小可设为5mil。请不要为了一会儿的方便把
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格点设为5mil以下或5mil的非整数倍,因为间隔小了你连的线或放的网络标号连上没连上你不容易看出来(很多人吃过亏的)。
图 1.10 元件放置
1.7 多张原理图
一个项目比较复杂时,元件比较多,如果放在一张图纸上,可能图纸要很大,很大就不方便查看,软件打开也慢。因此,就要把一个复杂的项目原理图分成几张图纸画,让每张图纸不太大,每张图纸里画一个或几个功能电路,既不要画的太密,也不要画太少的电路在一张图纸上而浪费图纸。如图 1.11所示,一个项目被画在11张图纸上,每张图纸要起一个名字,取名一般格式是一个数字加图纸名,如“1-POWER”、“2-MCU”等,图纸名最好是反映图纸内容,但名字应尽可能取得短小精干,因为名字太长,打开后会占用很宽的地方,如图 1.11中粗红横线处。
图 1.11 多张原理图
1.8 版面布局
1. 版面布局需要注意电路结构的易读性。一般可将电路按照功能划分成几个部分,各功能块布局要合理,整份原理图需布局均衡。避免有些地方很挤,而有些地方又很松。
2. 将各功能部分模块化(如电源,CPU,USB等),以便于同类机型资源共享,各功能模块界线需清晰。每个模块用蓝色实线框将其围绕起来,每两个相邻模块的实线框之间间隔为4个Grid。
3. 每个功能模块都要有该功能模块的名称或描述,该名称位置在该模块实线框内、模块原理图的上侧;名称可以有主标题和副标题,亦可以只有主标题,其中各种标题的字体规格如表 1.6所示。
表 1.6 模块标题字体规格
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标题 主标题 副标题 字体 黑体 黑体 字形 粗体 常规 大小 四号 10
图 1.12 NOR Flash模块的名称和描述
4. 模块索引表:索引表的建立不仅使读者对该原理图的功能一目了然,而且使查询和阅读更为方便。每个功能模块按“模块1”、“模块2”.....进行编号,该编号位于每个模块实线框内左上角,距左右框线各4Grid。将每个模块的编号与模块名称汇总,形成索引表。如图 1.13所示。
图 1.13 功能模块索引表
注意:索引表中模块编号与模块名称是分开放置“注释”的,而不是在放在一个注释框内,正确的索引建立方式如图 1.14所示。错误的索引建立方式如图 1.15所示:
图 1.14 正确的索引建立方式
图 1.15 错误的索引建立方式
5. 原理图中应包含的注意说明和版本记录。
注意说明:简要说明该原理图的一些默认参数以及特殊符号的命名规则等;
版本记录:将这一版本比上一版本做出的重要修改加以说明,记录原理图的发展流
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程,版本记录中除创建时要表明创建日期外,其余记录中要包含版本修改的日期。 这两个模块的标题字体规格同表 1.6的主标题字体规格,其内容的字体规格同表 1.6的副标题字体规格,其内容可以分为多点来描述,对各点用阿拉伯数字(1、2、……)进行编号。
6. 总标题位于整个原理图正上方居中的位置。总标题可以分为三个部分:标题名、版本号、日期。
标题名:为该原理图的总体名称,要简明扼要。
版本号:为该原理图版本,版本号的格式是:Vx.xx ;使用两位小数的标注方法,若改动较小,则版本号仅在第二位小数上加1;若改动较大,则版本号可在第一位小数上加1;若改动使电路性能得到质的提高,则在整数部分加1。
日期:为该版本原理图的修改日期,格式:yymmdd。如2007年8月5日应表示为:070805。
其各部分字体规格如表 1.7所示:
表 1.7 总标题字体规格
名称 标题名 版本号 创建日期 字体 黑体 黑体 黑体 字形 粗体 常规 常规 大小 20 10 10 举例说明。
图 1.16 总标题事例
1.8.1 网络标号命名
1. 规范网络标号命名:标号命名,要对其功能有一定启示作用。命名统一使用英文大写,命名要从字面上了解该网络的意义或功能,尽量与芯片的管脚命名相近,低电平有效时在前面加小写n,如nCS。使用两个以上单词时,中间使用下划线分开,如SDRAM_nCS。
2. 规范电源命名:电源名称应包含的信息及表示方法如下: 电源种类:模拟电源(A),数字电源(D); 电源正负:正电源(P),负电源(N);
电源电压大小:如3.3V,表示为3V3;5V,表示为5V;
若是独立电源,还应包括该独立电源的标志字符,用下划线“_”连接起来。例如:数字+5V电源表示为:DP5V;
USB模块的独立模拟+3.3V电源表示为:AP3V3_USB;
3. 规范地命名:原理图中的地统一使用
。其网络标号命名方法:
模拟地:AGND; 数字地:DGND;
若是独立地,应表示出该独立地的标志字符,用下划线“_”连接起来。例如:数字
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地表示为:;
。
USB模块的独立数字地表示为:
4. 不使用的管脚使用“×”(可当为一个没有连接的网络标号)。这是一个良好的习惯,同时也很有用。
5. 在画原理图时,电源符号的上下方向要搞对,一般默认的方向是电源向上,地向下,便于读图者理解。
图 1.17 电源地的标号
1.8.2 总线式原理图画法
总线式画法,即地址总线,数据总线,控制总线放在一起,各管脚通过网络标号连接起来。总线式画法易读、便于查找,同时也降低了出错几率。其示例如图 1.18所示,为了符合模块化的设计方法,连接各模块的总线可以用Port,并标注相同网络标号,使之连接起来。
1.8.3 CPU画法标准
按照总线式原理图画法标准,CPU的画法相对以前有所改变,CPU也使用总线式的画法,如图 1.18中的CPU画法一样。
2100系列和2200系列的CPU原理图画法都是按照引脚标号顺序来画的,与本标准有差异,由于历史原因,这两个系列的CPU原理图已被大量应用,若修改为本标准,则涉及到的方方面面太多,工作量巨大。故这两个系列CPU原理图仍按照原来的画法,不做修改。
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NOR FlashDefault address:0x80000000--0x801fffff (2MBytes )CPUU?TXD0RXD0TXD1_485RXD1_485DIR_4854249757678838485212268505861685969101121122123CPU_AIN0CPU_AIN1CPU_AIN2232532958682342415710270604352113126140144DP1V8AP1V8AP3V3DP3V33711014314231395157779410411211939263854677993103107111128FB?138CBG201209U151B139AGNDLPC2292R11MP0.0/TxD0/PWM1P0.1/RxD0/PWM3/EINT0P0.8/TxD1/PWM4P0.9/RxD1/PWM6/EINT3P0.10/RTS1/CAP1.0P0.11/CTS1/CAP1.1P0.12/DSR1/MAT1.0/RD4P0.13/DTR1/MAT1.1/TD4P0.25/RD1TD1P0.23/RD2P0.24/TD2P0.2/SCL/CAP0.0P0.3/SDA/MAT0.0/EINT1P0.5/MISO0/MAT0.1P0.6/MOSI0/CAP0.2P0.4/SCK0/CAP0.1P0.7/SSEL0/PWM2/EINT2P0.17/SCK1/MAT1.2/CAP1.2P0.18/MISO1/MAT1.3/CAP1.3P0.19/MOSI1/MAT1.2/CAP1.2P0.20/SSEL1/MAT1.3/EINT3P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.1P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.2P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.3P1.21/PIPESTAT0P1.22/PIPESTAT1P1.23/PIPESTAT2P1.16/TRACEPKT0P1.17/TRACEPKT1P1.18/TRACEPKT2P1.19/TRACEPKT3P1.20/TRACESYNCP1.24/TRACECLKP1.25/EXTIN0P1.31/TRSTP1.26/RTCKP1.30/TMSP1.29/TCKP1.28/TDIP1.27/TDOV18V18V18AV3AV3V3V3V3V3V3V3V3V3V3VssVssVssVssVssVssVssVssVssVssVssVssVssA_PLLVssAP2.0/D0P2.1/D1P2.2/D2P2.3/D3P2.4/D4P2.5/D5P2.6/D6P2.7/D7P2.8/D8P2.9/D9P2.10/D10P2.11/D11P2.12/D12P2.13/D13P2.14/D14P2.15/D15P2.16/D16P2.17/D17P2.18/D18P2.19/D19P2.20/D20P2.21/D21P2.22/D22P2.23/D23P2.24/D24P2.25/D25P2.26/D26/BOOT0P2.27/D27/BOOT1P2.28/D28P2.29/D29P2.30/D30/AIN4P2.31/D31/AIN5P3.0/A0P3.1/A1P3.2/A2P3.3/A3P3.4/A4P3.5/A5P3.6/A6P3.7/A7P3.8/A8P3.9/A9P3.10/A10P3.11/A11P3.12/A12P3.13/A13P3.14/A14P3.15/A15P3.16/A16P3.17/A17P3.18/A18P3.19/A19P3.20/A20P3.21/A21P3.22/A22P3.23/A23/XCLKP1.0/CS0P3.26/CS1P3.25/RD6/CS2P3.24/TD6/CS3P3.27/WEP1.1/OEP3.31/BLS0P3.30/BLS1P3.29/BLS2/AIN6P3.28/BLS3/AIN7P0.14/DCD1/EINT1P0.16/MAT0.2/CAP0.2/EINT0P0.15/RI1/EINT2P0.30/AIN3/CAP0.0/EINT398105106108109114115116117118120124125127129130131132133134136137110111213161718192089888781807473727166656463625655534847464544414091303536299096972728921009933D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15U17A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A21A222524232221201918876543214817169010013nCS0nOEnWE262811A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19NCNCCEOEWEDQ0DQ1DQ2DQ3DQ4DQ5DQ6DQ7DQ8DQ9DQ10DQ11DQ12DQ13DQ14DQ15BYTERD/BYWPRSTVddVssVss29D031D133D235D338D440D542D644D730D832D934D1036D1139D1241D1343D1445D1547R?1514R?12R?372746DP5V0R?CAN_RD1CAN_TD110KI2C_SCLI2C_SDASPI_MISO0SPI_MOSI0SPI_SCK0SPI_SSEL0DP3V310K10K10KR?*R?*BOOT0BOOT1SST36VF1601(2MBytes)Asynchronous SRAMDefault address::0x81000000--0x8101FFFF (128KBytes )A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A23nCS0nCS1nCS2nCS3nWEnOEnBLS0nBLS1U4A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16444342272625242120191854321232228nCS1nOEnWEnBLS1nBLS0641174039A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15NCNCNCCEOEWEUBLBI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7I/O8I/O9I/O10I/O11I/O12I/O13I/O14I/O1578910131415162930313235363738D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15R?DP5V010KExINT0DP3V3VDDVDDGNDGND11331234C12104C13104IS61LV6416(128KBytes)nISPP0.21/PWM5/RD3/CAP1.3P0.22/MAT0.0/TD3/CAP0.0RESETXTAL1XTAL245135142141X111.0592MHzC?22pFC?22pF
图 1.18 总线式原理图画法示例
1.8.4 其他
1. 测试点
电路板上有测试点可以大大简化测试的流程,无论对出厂测试还是用户自己测试都是很方便的,因此在电路原理图的设计阶段就要考虑添加测试点,一般情况下,需要添加测试点的地方有:
电源 晶振 复位
重要控制总线
其标注信息要对需测试的信号有一定的启示作用,如3.3V测试点,其标注为:3.3V;低电平复位测试点,其标注为:nRST;等等。标注文字字体为Arial、常规、10号字。
2. 门电路:
要把门电路元件隐藏的引脚全部画出。 3. 电路说明文字
电路原理图上说明文字也是相当重要的,如有些器件可以提高电路性能,但没有它电路也可以工作,若不加说明这些器件就有可能被使用者删除,还有一些说明文字可以帮助使用
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者理解电路工作原理。电路说明文字字体为黑体、常规、10号字。说明示例如图 1.19所示:
图 1.19 电路说明文字示例
4. 几种网络标号用不同颜色标注:
电源:用鲜红 总线:绿色 其他:用深红色
如果颜色不是标准,可以在原理图上面说明该颜色的意义。这样做,对设计原理图的来说有好处,可以很好区分。对PCB设计更重要,特别是可以内部调整的IO口,对布线很有好处,可以节省布线层数,布线时间,板性能等等。对重要信号线可以着重出来。
1.9 注意
1. 原理图设计者没有对原理图元件进行编号的权力,只有工艺组PCB设计人员才能对原理图进行编号。
2. 原理图修改:
若原理图已送至工艺部制作,而该原理图需要修改,则应按照以下流程: 立即通知工艺部停工;
若改动较少,则直接在工艺部电脑上修改;若改动较大,则需将原理图从工艺部电脑上拷贝到自己电脑上,修改完之后再传回到工艺部。
这样做的目的是为了确保不会同时有两个人同时修改电路图,且修改的电路图一定是最新版本的。修改时如果有必要,可以版本纪录里增加更改说明,标明跟前面版本作了如何修改,以便日后参阅。
3. 对布PCB板时应该注意的事项在电路附近使用文字说明清楚,如线宽要求、元件摆放要求、文字标识要求等。
4. 对于电路涉及到新的元件、外壳等,尽量把样品和datasheet提供给pcb绘画人作参考。
5. 由于,pcb绘画者难免会出错,希望项目负责人把出错的问题及时反馈。以免其他项目也犯同样的错误。
注意:新增加的元件用标号“?”表示,要删掉的元件就删掉。但记住千万不要重新编号,这样给pcb重复利用带来很大的困扰。
1.10 复杂电路设计技巧
1. 对于较大型的电路,一般采用层次式电路设计。层次式电路设计3种: 自上而下
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Place->sheet symbol Place->add sheet Entry
Design->create sheet from symbol 自下而上
先设计子模块电路,然后Design->create symbol from sheet。在两种情况下,都会提示Revers Input/Output Directions,要产生的电路中,其I/O端口的信号方向与相对的电路方框图中I/O的信号方向是否相反。
重复性层次电路图
对于相同的symbol,总图可以完整表达整个电路图,但是无法制作成电路板,可以将重复性层次电路图转成一般的层次电路图。选择【Tools】->Complex To Simple,这样就可以生成新的独立的电路图,其中的元件都重新排列,每个元件都是唯一的。子图与目图切换:可以通过Tools->Up/Down Hierarchy或者工具栏的上下箭头
2. 层次式电路设计中,电路原理图按功能模块来绘制和命名。各模块电路原理图要进行编号(参看图二),各功能模块原理图之间通过端口相连。尽量将输入端口(或双向口)安排在电路图的左侧,输出端口安排在电路图的右侧。
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