Решён
Как расположить элементы на печатной плате?

Майкл • Схемотехника •
2.7k
5

Делаю свою первую плату в KiCad, схема готова, перешел к разводке. Плата двухслойная, 100x60 мм. На борту STM32F103, два линейных стабилизатора (5В и 3.3В), разъем USB Type-C, несколько кнопок и светодиодов, коннектор для SPI дисплея.

Вопрос по размещению компонентов. Как правильно расположить элементы на печатной плате чтобы потом не мучиться с разводкой и не нахватать наводок? В каком порядке размещать? Сначала процессор, потом питание? Или наоборот?

В гайдах пишут про разделение аналоговой и цифровой земли, но у меня вроде все цифровое. Это актуально?

KiCadPCBSTM32Печатная платаРазводкаЭлектроника

5 ответов

Лучшие Новые Старые
Решение
53
Эксперт • 1 ответ

Порядок размещения для такой платы:

  1. Разъемы фиксируешь первыми. USB Type-C, коннектор дисплея, кнопки. Они привязаны к корпусу и определяют всю геометрию. Двигать их потом больно.

  2. Питание рядом с входом. Стабилизаторы ставь максимально близко к USB (входное питание). 5В стаб первый от разъема, 3.3В второй в цепочке. Конденсаторы входные и выходные прямо под стабами или рядом, на том же слое. Дорожки питания толстые, 0.5-1 мм минимум.

  3. STM32 по центру. Микроконтроллер размещаешь после того как зафиксировал периферию. Так минимизируешь длину трасс до всех интерфейсов. Развязывающие конденсаторы 100nF на каждую пару VDD/VSS ставишь вплотную к пинам, на обратной стороне платы напротив пинов питания через via.

  4. Кварц (если внешний) максимально близко к пинам OSC_IN/OSC_OUT. Длина дорожек к кварцу не больше 10 мм, обвести земляным полигоном. Нагрузочные конденсаторы рядом с кварцем.

  5. SPI дисплей. Коннектор на краю платы, дорожки CLK и MOSI одинаковой длины (length matching для SPI на STM32F103 не критичен, но хорошая привычка).

Про разделение земли. На твоей плате все цифровое, отдельную аналоговую землю не делай. Сплошной земляной полигон на нижнем слое, без разрезов. Разрезанная земля на двухслойке создает больше проблем чем решает.

Единственный нюанс: если у STM32 есть пин VDDA (аналоговое питание для АЦП), кинь на него ферритовую бусину от основного 3.3В и поставь отдельный конденсатор 1uF + 100nF рядом. Даже если АЦП не используешь, пин все равно нужно запитать.

И последнее. Перед разводкой запусти DRC в KiCad. Потом после разводки еще раз. Потом третий раз перед заказом.

Аватар Майкл
Майкл Автор

Четко расписал, спасибо. Про ферритовую бусину на VDDA не знал, АЦП не юзаю но на всякий случай поставлю

29
Участник • 1 ответ

Главное правило: керамику развязки ставь так близко к МК что она почти залезает под корпус. На обратной стороне через via в земляной полигон.

И не разрезай землю. На двухслойке сплошная медь снизу, все сигналы сверху. Разрезы земли под высокочастотными линиями это смерть.

18
Эксперт • 1 ответ

На самом деле для STM32F103 с USB и SPI дисплеем двухслойка 100x60 это с большим запасом. Там и на 50x30 влезет если компоненты 0402.

Но раз места много, воспользуйся этим правильно. Раздели плату на зоны: левая часть питание, центр МК, правая часть периферия (кнопки, светодиоды, дисплей). USB разъем на одном из торцов. Между зонами питания и цифры оставь зазор 2-3 мм без компонентов, земляной полигон снизу пусть идет сплошняком.

И посмотри reference design от ST на STM32F103. У них в даташите есть рекомендации по размещению. Не надо изобретать велосипед, китайцы уже все за тебя отладили на миллионах blue pill плат.

7
Эксперт • 1 ответ

А ты уверен что тебе нужна кастомная плата? Blue Pill за 150 рублей на али, к нему шилд с кнопками и дисплеем на макетке. На этапе прототипа гораздо быстрее и дешевле, чем мучиться с разводкой в первый раз. Потом когда прошивка отлажена, уже делай кастом.

12
Эксперт • 1 ответ

По поводу KiCad: если еще не нашел, в интерактивном руттере есть режим push-and-shove, который сам раздвигает дорожки при прокладке новых. Сильно упрощает жизнь на двухслойке. Горячая клавиша X для трассировки, D для перетаскивания с расталкиванием.

И поставь плагин KiBot или Fabrication Toolkit перед заказом, он генерирует герберы правильно под JLCPCB/PCBWay.

Написать ответ

Визуальный редактор (WYSIWYG)
Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Или войдите в систему
Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.