不光是程式碼有可讀性的說法,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,做個規範的原理圖。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。
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分模組
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,除錯、維修的時候也很容易根據問題來查詢電路。
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標註關鍵引數
如上圖,標註了最大輸出電流,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。
也可以寫其它引數,如:輸入電壓範圍,適用的溫度範圍,甚至是數位電路中的真值表等。
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電阻/電容/電感/磁珠的註釋
(1)電阻
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。
一般對於開關電源上的取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:這裡的阻值不建議寫成102,要直接寫成1K。儘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:這裡的容值不建議寫成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。
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可維修性
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。這裡可以使用電感、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,也是划不來的,這時,可以不加。
如果後面接的是QFP64封裝之類晶片,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。
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BOM表歸一化
BOM表就是物料清單,儘量讓物料的種類少一些,可以讓採購員減少工作量,也會在生產上減少很多問題。
這裡有兩個上拉電阻,一個4。7K,一個10K,如果這個阻值影響不大的話,可以把它們都合併為10K。
去耦電容也是雷同的操作,要舉一反三。
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電源和地的符號
如上圖所示。對於雙電源系統來說,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。
也有一些系統還有影片地、音訊地等,也要用不同的符號。
注意:不要把GND這些網路名給隱藏掉了,會容易出問題。
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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封裝的晶片,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。
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網路標號
如上圖所示,PC7、PC6是接OLED12864的IIC介面。這裡的網路標號增加OLED字首,以減少網路標號的衝突,也增加了可讀性。同理,接溫度感測器的網路可以寫DS18B20_DATA,網路標號上增加了元件名。其它的晶片也是一樣的操作。
所有的網路標號均使用大寫字母。
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容錯性/相容性
在設計初期或是不經意,或是工期太趕,就沒有那麼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。
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。
當除錯通過後,再把這四個電阻去掉,並連上正確的接法。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,可以做成相容設計。
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。
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NC、NF
原理圖上常常出現NC和NF兩種字元,如下圖所示,是不接、不焊的意思。
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。
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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。這時要明確地標註出來。
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。
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懸空引腳
懸空引腳也要畫上X。
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可擴充套件性
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。
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防呆
有一些介面是不防呆的,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。
然後,該座子在原理圖上是上圖所示的定義,那麼會有一種接法導致電源接反,可能會燒壞元件。
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、航空介面等。
也有另一種方法,對稱設計法。
如上圖所示,引腳的排列是對稱的,也就是無論怎麼接,都是沒問題的,只是成本會有所增加。
還有一種方法適用於直流電源的介面,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怎麼接,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。
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訊號的流向
一些類比電路,需要標明訊號的流向。
如上圖所示,標明瞭定向耦合器中的訊號流向。
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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,標明瞭一對差分線在PCB上的處理方法。
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不使用\表示取反
一旦用了“\”,就有可能被wire擋住,然後看不到,從而導致網路可能連線不正確。
可以考慮用“#”來表示取反。
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