PCB 프로그래밍 및 테스트 보드 설계에 대한 14가지 팁

시스템 설계

1.시스템/예비설계

PCB 프로그래밍 기본 초점은 시작하기 전에 보드의 전체 디자인을 이해하는 것입니다. 디자인 프로세스가 훨씬 더 편안해지는 곳에 어떤 구성 요소가 적합한지 알 때.

예비 설계는 두 가지 중요한 단계로 구성됩니다. 먼저 전체 시스템의 다이어그램을 작성해야 합니다. 이것을 디자인 청사진으로 취급하십시오. 청사진은 너무 많은 세부 정보 없이 입력과 출력이 무엇인지 안내할 것입니다.

전체 보드가 어떻게 작동하고 연결되는지에 대한 아이디어를 갖는 것입니다.

2.블록 다이어그램

블록 다이어그램에는 모든 중요한 구성 요소 클러스터에 대해 하나의 블록이 포함됩니다. 이러한 모듈이 서로 연결된 방식, 상호 작용 방식 및 각 단계를 통해 흐르는 전압의 양입니다.

이 모든 블록이 다이어그램에 추가되고 얼마나 많은 초기 에너지가 필요할지 그림에 이러한 세부 사항을 추가하십시오. 모든 코어 블록에 대해 이동을 위한 전압 컨트롤러가 필요한지 여부를 알려줌으로써 작업을 더 쉽게 수행할 수 있습니다.

두 개의 전기 부품이 기여 전압을 통해 서로 연결되기 때문에 전압 제어를 위한 시프터가 필요합니다. 이 두 전기 부품이 서로 다른 수준의 에너지를 사용하는 경우 시프터를 사용해야 합니다.

3.마이크로컨트롤러 선택

비용, 가용성, 속성 등과 같은 몇 가지 필요한 세부 정보를 기반으로 사용할 마이크로컨트롤러의 종류를 결정할 수 있습니다. 이러한 모든 세부 정보는 유통업체 사이트에서 얻을 수 있습니다.

성능보다 가격 – Arm Cortex-M은 가격이 저렴하기 때문에 얻을 수 있는 성능 수준이 우수하기 때문입니다. 8비트용 PCB 프로그래밍을 하는 경우에도 32비트 Cortex-M을 사용할 수 있고 사용해야 합니다.

성능 – 직렬 프로토콜을 사용하는 GPIO 핀 수에 따라 다릅니다.

가장 간단하고 저렴한 마이크로 컨트롤러에는 다양한 유형의 기능을 가진 32개의 핀이 있습니다. 라인 상단에는 최대 216개의 핀이 있습니다. 그러나 초보자인 경우 작업하기에는 너무 복잡할 수 있습니다.

리드 패키지 – 마이크로컨트롤러의 핀을 쉽게 사용할 수 있기 때문에 이는 우수한 기능입니다. 인도되지 않고 오는 패키지에는 핀이 컨테이너 아래에 끼워져 있습니다. 사용 가능한 테스트 포인트가 없으면 손톱에 도달하기가 어렵다는 것을 의미합니다.

PCB 프로그래밍 – 회로도 설계

먼저 커넥터, 전압을 제어하는 ​​레귤레이터, MC 칩 및 PCB 프로그래밍 커넥터입니다.

4.커패시터

이를 위해 다음 단계를 따릅니다.

1. 레귤레이터에 있는 입력 핀 위에 커패시터를 배치하여 설계를 시작합니다. 레귤레이터의 출력 핀에 다른 커패시터를 놓습니다. 첫 번째는 입력 전압용이고 두 번째는 전하를 절약하여 영구 부하로 전달하기 위한 것입니다. 두 번째 커패시터는 또한 레귤레이터와 함께 안정성을 생성하는 역할을 합니다. 이것이 없으면 레귤레이터가 변동합니다.

2. MC의 공급 핀 근처에 디커플링을 위한 커패시터를 배치합니다. 이 기능에 어떤 종류의 커패시터를 사용해야 하는지 전문가에게 문의하십시오.

5.마이크로 컨트롤러 핀아웃

마이크로컨트롤러 제조업체는 일반적으로 필요한 패스너의 총 수를 줄이기 위해 동일한 핀에 다양한 기능을 구성합니다.

처음에는 못의 사용이 자동으로 시작됩니다. 그러나 이러한 핀은 대체 기능을 가질 수도 있습니다. 핀에 할당해야 하는 두 개의 서비스가 없는지 확인하십시오.

6.RC 발진기

클럭은 마이크로 컨트롤러가 매초 적절한 순서로 기능을 수행한다고 결정하기 때문에 필요한 구성 요소입니다. 사전 설치된 시계 시계 타이머가 있는 일부 마이크로컨트롤러(RC 발진기라고도 함) 커패시터와 저항의 타이밍을 결합하기 때문입니다. 그 단점은 정확도가 낮다는 것입니다. 온도는 진동 정확도 수준에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

스타터 키트의 경우 우수합니다. 그러나 극도의 타이밍 정확도가 필요한 것을 설계하는 경우 이러한 클럭은 권장되지 않습니다.

7.프로그래밍 커넥터

프로그래밍 프로토콜은 JTAG 프로토콜과 직렬 와이어 디버그 프로토콜의 두 가지뿐입니다.

SWD는 클록, I/O, 접지, 기여자 전압 및 리셋을 수행하는 데 5개의 핀만 필요합니다. 작은 보드를 디자인하려는 경우 이것이 이상적인 선택이 될 수 있습니다.

JTAG 커넥터는 많은 수의 핀을 가질 수 있으며 복잡한 프로그래밍에 적합합니다.

8.힘

마이크로컨트롤러는 구성요소를 제어하기 위해 기여자 전압이 필요합니다. 이를 위해 외부 USB 충전기를 사용할 수 있습니다. 레귤레이터에 공급되는 출력 전압과 그로부터 안정적인 출력을 계산하여 설계에 적합한 전원을 결정하십시오. 1 GPIO 핀은 약 24mA의 전류가 필요하므로 이에 따라 소스 전류를 계산합니다. 기본 모델의 경우 마이크로컨트롤러는 최대 300mA를 쉽게 소비할 수 있습니다.

9. 전기 규칙 확인

컬러 체크를 사용하여 핀에 약간의 오류를 입력할 수 있습니다. 보드에 문제가 있는지, 어디에서 문제가 발생하는지 즉시 알려줍니다.

마지막 단계는 내기에 단락이 없는지, 핀이 서로 닿거나 연결되지 않은 상태로 남아 있는 핀이 없는지 확인하는 것입니다.

PCB 레이아웃 디자인

이 단계에서는 회로 기판 설계 내부에 모든 구성 요소 배치를 시작할 수 있습니다. 그런 다음 'PCB로 변환'을 사용하여 설계에서 모든 구성 요소가 제자리에 있는 최종 제품을 생성하도록 할 수 있습니다.

10.구성요소 배치

이 단계에서는 부품의 올바른 위치를 확인할 수 있습니다. PCB 설계용 소프트웨어를 사용하는 경우 이미 구성 요소를 제자리에 배치할 수 있습니다. 그러나 레이아웃의 더 나은 성능을 위해 전문가는 수동으로 수행하는 것을 선호합니다.

레귤레이터가 마이크로 USB 커넥터를 배치하고 출력이 입력 핀에 가까운지 확인합니다. 그런 다음 디자인에 적합하다고 생각되는 위치에 프로그래밍용 커넥터를 게시할 수 있습니다. 모든 것이 준비되면 우리가 논의한 저항, 인덕터 및 다양한 커패시터를 게시할 수 있습니다.

11.PCB 레이어 스택

PCB는 서로 겹쳐진 레이어 모음입니다. 전도가 가능한 시트가 있는 경우 시트 사이에 절연 재료가 있어야 합니다. 이 중 최대 2개를 가질 수 있습니다. 가급적이면 외부에 두십시오. 디자인을 고급화하면 짝수로 더 많은 전도성 레이어를 추가할 수 있습니다.

12.PCB 배선

배선은 일반적으로 부품 배치 후에 수행됩니다. 자동 또는 수동으로 수행할 수 있습니다. 자동 프로세스는 그다지 효율적이지 않습니다.

라우팅의 주요 원칙은 트레이스의 높이를 줄여야 한다는 것입니다. 또한 사용 중인 비아 수와 90도 회전을 줄이면 도움이 됩니다. 증거의 힘이 높을수록 이러한 원칙이 더욱 중요해집니다.

프로토타입 제작 비용을 줄이려는 경우 비아를 통해 사용할 수 있습니다. 블라인드 및 매립 비아는 훨씬 더 비싼 경향이 있습니다. 트레이스는 또한 전류 흐름을 처리해야 합니다. 그렇지 않으면 녹아서 보드가 손상될 수 있습니다.

13.확인

검증에서 설계 규칙이 검증되고 스키마도 검증되었는지 확인해야 합니다.

DR 검사는 올바른 너비의 트레이스를 사용하고 표시 사이에 적절한 공간을 남겨두고 보드와 증거 사이의 간격이 올바른지 확인합니다.

Drs는 설계하려는 회로 기판에 따라 다릅니다. 따라서 디자인을 시작하기 전에 올바른 규칙이 있으면 도움이 될 것입니다.

14.거버 생성

검증을 완료한 후 회로 기판 설계를 표준 산업 형식으로 전환해야 합니다. 이 형식을 Gerber라고 합니다. 이 형식에서 회로 기판의 모든 레이어는 다른 파일에 출력을 갖습니다. 실크, 어셈블리, 솔더 마스크, 페이스트가 레이어입니다. 또한 구성 요소의 위치 지정 세부 정보가 포함된 파일을 만들어야 합니다. 제조업체는 자동 부품 배치기를 작동할 때 이 파일을 사용합니다. 이 파일을 원하는 제조업체에 보낼 수 있습니다.

요약

맞춤형 마이크로 컨트롤러 프로그래밍을 통해 PCB 설계 프로세스를 분석합니다. 단계를 따를 수 있도록 절차를 간략하게 소개했습니다.

PCB 프로그래밍에 대한 추가 질문이 필요한 경우 제 시간에 저희에게 연락하실 수 있습니다.

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