Насколько хорош мой дизайн xtal на моей печатной плате?

Я разрабатываю доску для школьного проекта, используя орла. Я думал, что мне сойдет с рук использование встроенных часов PIC18, так как они не очень много делают (в основном только светодиоды), но одной из его задач является связь RS232, и я (только что) узнал, что встроенные часы далеко не достаточно точны. для любого вида связи. Поскольку связь RS232 имеет решающее значение, мне нужно, чтобы она работала. Итак, у меня была задача втиснуть xtal и две крышки на мою и без того переполненную печатную плату. Вот мой результат в 3 часа ночи:

введите описание изображения здесь

Я уверен, что заставил немного попотеть некоторых опытных дизайнеров досок. Большой светящийся след отшлифован. Я думаю, что это лучшее, что я мог сделать, учитывая, что не было абсолютно никакого места для перемещения PIC или двух верхних чипов, и очень мало места для перемещения нижнего. Плата будет фрезерована на станке с ЧПУ, поэтому я не могу использовать ширину дорожки менее 16 мил / расстояние между дорожками 16 мил. Я переставил все, что мог, чтобы убедиться, что OSC1 и OSC2 не имеют переходных отверстий. Колпачки небольшие, керамические ~20pf, я просто использовал цилиндрические части для расстояния между контактными площадками.

(Кроме того, синий — нижний слой, красный — верхний; все должно быть сквозным и соединяться снизу)

Я планирую запустить чип на частоте 4,9152 МГц. Если по каким-то непостижимым причинам скорости не хватает, то хотелось бы вариант 7.2МГц. Я знаю, что скорость влияет на дизайн.

Любой совет будет принят во внимание. Шапки наверное буду крутить чтоб короче трасса до хтала была. Я не вижу никакого возможного способа иметь «кольцо заземления», которое предлагается, поскольку нет места.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот обновленный дизайн. Я поменял колпачки на более удобные (по-прежнему керамические), и микроконтроллер соединяется с землей только в одной точке. Пунктирные линии показывают, куда я собираюсь поместить защитное кольцо (контакты 1 и 20 TPIC размыкаются):

введите описание изображения здесь

Редактировать 3: более толстые следы, лучшее экранирование, я думаю, что это настолько хорошо, насколько это возможно:

введите описание изображения здесь

почти повторяющийся вопрос: electronics.stackexchange.com/questions/41693/… Несмотря на то, что предыдущий вопрос касается макета SMT, применяются те же основные принципы.
Это еще ближе к вашей ситуации: electronics.stackexchange.com/questions/39136/…
Вы не указываете свою скорость RS232, но на многих скоростях внутренний кристалл подходит для асинхронной связи.
Скорость RS232 будет не более 9600 бод. Если окажется, что он мне не нужен, я могу просто оставить его незаселенным. Таким образом, мне не придется повторно вращать плату, я могу просто вставить компоненты, и я снова в рабочем состоянии. Я видел ссылку Фотона, и она очень помогла мне с наземной плоскостью.
@kenny Многие люди верят в это, но это неправильно. Процентная ошибка, которую может допустить UART, не зависит от используемой скорости передачи данных.
+1 @DaveTweed (и другие) ... и ваше заземление здесь гораздо большая проблема, чем ваша маршрутизация часов. Базовая компоновка № 2 лучше, но толстые дорожки № 1 лучше. Нитевые проводники - лучшая высокочастотная антенна, дающая больший импеданс при прочих равных условиях ... но, скорее всего, она будет работать в любом случае до нескольких МГц.
Если вы не работаете с RTOS или многозадачностью, это означает, что вы ждете с чем- delay_ms(x)то вроде, и вы используете битовый RS232, внутренний генератор 8 МГц в порядке, и я протестировал его. Однако я не знаю, как его производительность будет меняться в зависимости от температурного диапазона вашей конструкции. Просто хочу сказать... Хорошо, что вы научились правильной раскладке, и я надеюсь, что вы выучите ее хорошо.
16-24 мила примерно столько, сколько я могу сделать дорожки с этой линией заземления для конденсаторов, идущих назад к микроконтроллеру. Без этой линии я могу сделать их жирными до 40 мил (показано на первом рисунке). Но если заземлить колпачки в другом месте, получится большой контур заземления, что, вероятно, еще хуже. Я постараюсь как можно чаще обслуживать прерывания вместо delay_ms(x)
Вам нужна земля *залить*/заполнить. Здесь есть много ссылок на electronics.SE или Google. Маршрутизация обратного тока по дорожкам больше не является хорошей идеей. Ищите «Стратегия компоновки двухслойной печатной платы» (или какую-то перестановку).

Ответы (1)

Я вижу несколько проблем с вашим дизайном:

  1. Одна из крышек физически касается кристалла. Отодвиньте его немного подальше

  2. Переместите кристалл вверх, чтобы он оказался как можно ближе к PIC18.

  3. Освободите место для защитного кольца. Из того немногого, что я вижу на изображении, вы, вероятно, можете переместить некоторые элементы, чтобы приблизить его.

  4. обязательно заземлите сам корпус кристалла механически (не припаивайте его как-то принудительно)

  5. Поменяйте конденсаторы для кристалла на керамические. Это сделает их меньше, и здесь нет смысла в электролите.

Реальность такова, что даже в текущем состоянии схема будет работать. Так что вопрос не в том, будет ли он работать, а в том, получите ли вы лучшую производительность, самые чистые часы, более низкие электромагнитные помехи и т. д.

Ниже приводится одно примечание к приложению о том, как лучше всего размещать кристаллы:

AVR186: рекомендации по компоновке печатных плат генераторов

Что касается 1 и 5, конденсаторы всегда были керамическими, я просто использовал электролитический след в орле из-за расстояния между контактными площадками. Я нашел лучшую часть и заменил ее на эту. Я не знаю, как заземлить кристалл, если у меня нет заземляющей площадки на верхнем слое... это правильно?
Вам нужно построить защитное кольцо вокруг кристалла от контакта GND на печатной плате. Заземление дела не спасет и не сломает вас. Просто поместите дорожку, не покрытую паяльной маской, под корпус, чтобы она механически соприкасалась с самим корпусом, затем будьте осторожны при пайке, чтобы она соприкасалась.
На втором рисунке вы все еще не разместили кристалл как можно ближе к микроконтроллеру. Это будет работать, но это не лучший дизайн. Тем не менее, для ваших требований может быть достаточно.
Это настолько близко, насколько я могу понять. Между чипами xtal, колпачками, защитным кольцом и линией заземления нет зазора на 16 мил. Лучшее заземление и защита от ЭМП кажутся более важными, чем приближение на доли дюйма.
Находясь ближе, вы получаете лучшее заземление и защиту от ЭМП :D Однако, если это все, что вы можете сделать, то это все, что вы можете сделать. Нет смысла выжимать из сухого апельсина сок.
Насколько хорош мой дизайн xtal на моей печатной плате?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v