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干貨|為什么原理圖總畫不好?這17個技巧要知道

2021-08-26 來源:csdn

不光是代碼有可讀性的說法,原理圖也有。很多時候原理圖不僅僅是給自己看的,也會給其它人看,如果可讀性差,會帶來一系列溝通問題。所以,要養成良好習慣,做個規范的原理圖。此外,一個優秀的原理圖,還會考慮可測試性、可維修性、BOM表歸一化等。


1
分模塊


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如上圖所示,用線把整張原理圖劃分好區域,和各個區域寫上功能說明,如:電源、STM32等。


這樣讓人更清晰、更快速地理解整個原理圖,調試、維修的時候也很容易根據問題來查找電路。


2
標注關鍵參數


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如上圖,標注了最大輸出電流,這樣可以方便別人修改電路的時候,知道電源能不能帶得起負載。


也可以寫其它參數,如:輸入電壓范圍,適用的溫度范圍,甚至是數字電路中的真值表等。


3
電阻/電容/電感/磁珠的注釋


(1)電阻


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如上圖所示,每個電阻都寫上阻值、精度。針對大功率電阻,也可以寫上功率,要視具體情況靈活變通。


一般對于開關電源上的采樣電阻以及運放電路上的電阻得用1%精度,上下拉電阻可以使用5%精度。


注意:這里的阻值不建議寫成102,要直接寫成1K。盡量不要讓別人去做這個換算,或者人家也不會算。


(2)電容



如上圖所示,每個電容都寫上了容值和耐壓。針對高精度電容,也可以寫上精度,或者是材質。


如:瓷片電容的材質有X7R、Y5V、NP0等。


注意:這里的容值不建議寫成105,要直接寫成1uF。


(3)電感



如上圖所示,每個電感都寫上電感值和飽和電流。


(4)磁珠



如上圖所示,每個磁珠都寫上阻值和對應的頻率。


(5)其它元件


其它元件也是和電阻、電容等類似,如:晶振8MHz 50ppm等,要舉一反三。


4
可維修性


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如上圖所示,增加L1電感,以便維修時可以斷開,更容易排查故障。這里可以使用電感、磁珠或者0R電阻,視具體情況而定。


但是也有特殊情況,如果負載特別大,需要的串入的元件功率很大,成本增加太多,也是劃不來的,這時,可以不加。


如果后面接的是QFP64封裝之類芯片,功率又比較小,可以串入元件,因為QFP焊接不良的情況會比較多。


5
BOM表歸一化


BOM表就是物料清單,盡量讓物料的種類少一些,可以讓采購員減少工作量,也會在生產上減少很多問題。



這里有兩個上拉電阻,一個4.7K,一個10K,如果這個阻值影響不大的話,可以把它們都合并為10K。


去耦電容也是雷同的操作,要舉一反三。


6
電源和地的符號



如上圖所示。對于雙電源系統來說,要在電源符號上寫上正負號,單電源系統可以只寫正號。


但是千萬不要用VCC,不然別人看的時候還要觀察一下是幾V供電的。



如上圖所示,只有一個地平面,則用GND。有數字地和模擬地,則用AGND、DGND。


也有一些系統還有視頻地、音頻地等,也要用不同的符號。


注意:不要把GND這些網絡名給隱藏掉了,會容易出問題。


7
測試點



如上圖所示,增加了測試點。測試點也就是一個圓形的pad,裸銅的。


在一些QFP、BGA、QFN封裝的芯片,有的引腳很難用示波器測量,這時可以增加測試點,方便操作。


8
網絡標號



如上圖所示,PC7、PC6是接OLED12864的IIC接口。這里的網絡標號增加OLED前綴,以減少網絡標號的沖突,也增加了可讀性。同理,接溫度傳感器的網絡可以寫DS18B20_DATA,網絡標號上增加了元件名。其它的芯片也是一樣的操作。


所有的網絡標號均使用大寫字母。


9
容錯性/兼容性


在設計初期或是不經意,或是工期太趕,就沒有那么多時間去研究電路上的接法是否正確。


這時可以使用一些預留的電路,來提高整板的容錯性。


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如上圖所示,假設工程師還不確定是RX對TX還是RX對TX時,可以使用四個電阻來實現這兩種接法。(NC為不接)


焊上R11和R14,不焊R12和R13時,是RX對RX,TX對TX的接法。


不焊R11和R14,焊上R12和R13時,是RX對TX,TX對RX的接法。


當調試通過后,再把這四個電阻去掉,并連上正確的接法。這樣既能保證工期,又不會出錯。


如果一個板子,不太確定用STM32的F103還是F407,此時,可以做成兼容設計。


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如上圖所示,圓圈中可放置0R電阻,使用F103時,把0R焊上,電容不焊。使用F407時,把電容焊上,0R不焊。


當然,也可以預留其它電路,要舉一反三。


10
NC、NF


原理圖上常常出現NC和NF兩種字符,如下圖所示,是不接、不焊的意思。


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NC=Not connect 不接。


NF=Not Fix 不安裝。


當然,NC也可以表示為normal close常閉,在繼電器、接觸器上用的多。


要視具體情況來辨認。


11
版本變更


很多時候一個電路不是一版就成功的。它會經歷很多版本,每個版本都有變更的地方。這時要明確地標注出來。



如上圖所示,明確地指出,V2版本把C12改成10uF,以便萬一出問題,容易追溯。


12
懸空引腳



懸空引腳也要畫上X。


13
可擴展性


很多時候,需求是不斷變化的。如果僅僅針對當前需求來設計,一旦將來有改動,又要重新打板。


所以,很有必要增加一些預留的引腳、電路,以便快速驗證整板的功能是否滿足新需求。如下圖所示,預留了一些IO口。



14
防呆


有一些接口是不防呆的,也就是存在兩種或多種接法。



如上圖所示,4P杜邦線(合在一起,沒有分開的),有兩種接法:

  • 紅黑白黃;

  • 黃白黑紅。


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然后,該座子在原理圖上是上圖所示的定義,那么會有一種接法導致電源接反,可能會燒壞元件。


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如果原理圖是設計成這樣,則不會燒壞元件,因為3.3V電源也就加在GPIO口上而已。


要做防呆,可以使用防呆的座子,如:USB座、航空接口等。


也有另一種方法,對稱設計法。


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如上圖所示,引腳的排列是對稱的,也就是無論怎么接,都是沒問題的,只是成本會有所增加。


還有一種方法適用于直流電源的接口,一般是門禁系統用的多。



如上圖所示,增加一個整流橋,不管+13.4V和PGND怎么接,在1、3引腳上都能產生正確的+12V和GND。


當然,這種方法也要考慮成本和功耗等。


15
信號的流向


一些模擬電路,需要標明信號的流向。



如上圖所示,標明了定向耦合器中的信號流向。


16
PCB走線建議


如果PCB不是你畫的話,可以在原理圖上標明PCB的走線規則或者建議。



如上圖所示,標明了一對差分線在PCB上的處理方法。


17
不使用表示取反


一旦用了“”,就有可能被wire擋住,然后看不到,從而導致網絡可能連接不正確。


可以考慮用“#”來表示取反。


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