零基础入门PCB设计 一实践项目篇 第四章（STM32开发板PCB设计）

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1、准备工作

（1）基于上面绘制的原理图，点击下图所示按键，将原理图转换到PCB。

（2）设计规则更改（未提及的保持上一实验的设置即可）：

（3）板框和定位孔绘制：

①选择板框层，再在菜单栏中选择“放置”→“线条”→“矩形”，然后将矩形的第一个角放置在原点，尺寸设置为宽80mm、高100mm、圆角半径3mm。

②选回顶层，将四个M3螺丝添加到板子的四个角附近，将左上角的螺丝置于（x = 3.2mm，y = -3.2mm处），将左下角的螺丝置于（x = 3.2mm，y = -96.8mm处），将右上角的螺丝置于（x = 76.8mm，y = -3.2mm处），将右下角的螺丝置于（x = 76.8mm，y = -96.8mm处）。

（3）为避免后续误操作螺丝和板框，可选中它们，右键选择锁定。

2、模块化布局

（1）Type C接口预布局：

（2）主控芯片电路、晶振电路和复位电路预布局：

①注意VCC+3.3V引脚各需连接一个滤波电容，这在原理图上体现不出来，需在PCB中体现。

②晶振电路需贴近主控芯片引脚放置。

（3）DCDC电路预布局：

        TPS5450对布局有一定的要求，具体可参考其数据手册，总得来说就是要求通顺（即所有可能流过大电流的路径尽可能短）、减少干扰（即对精度要求高的电流，其途经的导线尽可能远离高频信号，如PWM波）。

（4）LDO电路预布局：

（5）+5V电源合路预布局：

（6）模数地分离电路预布局：

（7）BOOT引脚选择电路（单片机启动模式配置电路）预布局：

（8）SMA接口电路预布局：

（9）LED指示灯电路与按键检测电路预布局：

（10）SPI接口、I2C接口、USART接口、SWD调试接口电路预布局：

（11）串口转USB通信电路预布局：

（12）程序自动下载电路预布局：

3、整体布局

（1）插拔接口、按键一般放置在板子边缘，Type C接口需要超出板子一点点。需要注意的是，拖动一个接口时最好直接选中其所在模块的全部元件，尽量不要一个一个放在板子上，这样容易将同一个模块的元件打散。

（2）继续将LDO电路、程序自动下载电路和串口转USB通信电路放置在板子上。（下图中的1N4007W封装有误，后续已修正，此处请忽略）

（3）主控芯片放在板子中央，当然，并非绝对中央，尽量不要放在边界即可，因为它们往往在四个方向都有引脚连接外部电路，同时排针放在板子两侧，但不是绝对边缘，因为还要预留位置添加丝印指示针脚对应的引脚名称。（下图中的1N4007W封装有误，后续已修正，此处请忽略）

（4）通信外设接口置于板子下方即可，3个4PIN的置于顶层，剩下两个置于底层。

（5）将剩余模块逐个塞进空余位置，若发现空间不足或有减少飞线交叉的布置方法，可对其它模块的元件进行微调甚至更改原理图的接法（但不能改变原理图的功能，同时PCB上也不能拆散它们），部分占地面积较大的器件可考虑放在底层。（下图中的1N4007W封装有误，后续已修正，此处请忽略）

（6）粗糙的整体布局已经完成，接下来需要对各器件的摆放进行微调，当然，这一定不是最终布局。

①电源指示灯统一放置在右上角，因为仅仅是两个指示灯，没有承担什么很重要的功能，可以与其原本的模块分开摆放。

②DCDC电路要严格按照布局要求进行布局。

③SMA接口的间距需大于3mm。

4、PCB信号线布线

（1）对于这块板子而言，需要优先布置信号线，特别是一些飞线比较短的信号连线，需要优先布线，如晶振电路，这里的晶振使用的是单端晶振，不需要做差分布线，当然，仍然需要在其周围打一圈地过孔以减少其对外部电路的干扰。

（2）接着完成单片机GPIO引脚与插针的布线，它们多且占地面积大，如果最后再布置它们，将会非常麻烦。

（3）继续布置其它模块的信号线，建议先从下边的模块开始，因为刚刚完成了GPIO引脚与插针的布线，在此基础上与GPIO引脚连接的飞线最好尽快布置，而下边的模块有非常多的焊盘要与GPIO引脚连接，同样的，先从短的飞线开始。

（4）接着再布置上边的模块，注意USB协议的信号线需要添加为差分对。

5、PCB电源线布线

        电源线的电流较大，空间足够的情况下需要使用铺铜将电源飞线“消除”，同一个电源网络用同一片铺铜覆盖，也可以通过过孔配合另一面的铺铜或者宽导线（宽度视焊盘大小和间距而定，尽可能大）将它们连接起来。需注意DCDC电路的布线要求，电感区域设置禁止铺铜区（以其方框丝印为边界）。

6、模拟地和数字地铺铜

（1）首先铺设模拟地网络的铜，铺铜实际上也是将同一个网络各个结点连通的过程，同样可以通过实心填充、导线连接加打过孔的方式将它们连接。

（2）接着再对数字地进行铺铜，具体操作不再赘述。

7、PCB丝印设计

8、DRC检查

（1）完成以上内容后即可进行DRC检测，如果报错，则根据错误提示信息修改即可。

（2）选择菜单栏中的“文件”→“导出”→“PCB制板文件”，即可导出Gerber文件，此文件可发给商家进行打板。