嵌入式线路板设计：常用外围硬件设计心得

原创于 2025-03-05 08:58:01 发布 · 426 阅读

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一、按键电路的线路板设计

在按键电路的设计中，有几个重要的元件：

R1 上拉电阻：它的作用可大啦，能把不确定的信号通过电阻钳位在高电平，让电路处于不被触发的状态，或者在触发后能回到原状态呢。我个人强烈建议加上它哦，这对按键电路的稳定性很有帮助。
C1 电容：这个小家伙可以帮助我们减小按键抖动，同时还能有效防止高频信号干扰，让按键的操作更加精准可靠哦。
R2 限流电阻：它的取值在 100 欧到 10k 之间，不过要注意啦，如果设置了内部上拉，这个电阻的值可不能太大哦，否则电流就不足以拉低 IO 口啦。它能保护 IO 口，避免过流或过高电压烧坏 IO 口，对静电和一些高压脉冲也有吸收作用呢。
D1 ESD 二极管：这是一个静电保护二极管哦，它能防止静电干扰，避免 IO 口被损坏呢。不过加不加这个二极管，要根据 PCB 的成本和防护级别要求来决定啦，大家可以根据实际情况考虑哦。

二、外接信号输入的线路板设计（与按键类似）

这里也有几个需要注意的元件：

R3 上拉电阻：它能把不确定的信号钳位在高电平，维持不触发或触发后回到原状态哦。如果外接的连接线比较长，而且芯片内部上拉能力比较弱，就建议加上它啦；要是通信距离不长，又有内部上拉，那可以省略哦。
C2 电容：这个电容可以防止高频信号干扰呢。不过要注意啦，如果输入的是频率较高的信号，C2 的容值就要相应减少，或者干脆省略它哦。
R4 限流电阻：和 R2 的作用类似啦，它可以保护 IO 口，防止过流、过高电压烧坏 IO 口，还能吸收静电或高压脉冲呢，我个人建议加上它哦。
D2 ESD 二极管：它能起到静电保护的作用，防止 IO 口被静电干扰或损坏，是否添加取决于 PCB 的成本和防护级别哦。

三、输出电路继电器的线路板设计

U1 光耦：它能实现高低压的分离，起到电气隔离的作用呢，这样可以防止高压干扰，让我们的电路更加安全可靠哦。
D5 1N4148 续流二极管：这个二极管是为了保护元件不被感应电压击穿或烧坏的哦。它会以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，形成回路，将高电动势以续电流的方式消耗掉，从而保护电路中的元件呢。

四、运算放大器的线路板设计参考及应用

运算放大器可以巧妙地采集负载的当前电流，让我们清楚地知道负载的运行情况，判断它有没有正常工作哦，是不是很方便呢而且它还有很多精妙实用的电路，我以后会继续和大家分享哦，大家也可以在网上搜搜运放的经典电路，会有很多值得参考的呢。

GND2 和 R16 电阻：GND2 是负载的地端，通过 R16 电阻（要根据负载电流的大小选择功率大一点的 R16 哦）接公共地，这里会产生微小的电压差。
同相比例运算电路的放大倍数：这个电路是同相比例运算电路，采样端的电压等于输入端电压乘以 (1 + R9 / R11)，这里的放大倍数是 69 倍哦，大家可以根据测量范围修改 R9 来调节放大倍数呢。

五、输入电源的线路板设计参考及应用

如果电路成本比较紧张，我们可以根据需要适当删减元件哦。

F1 自恢复保险丝：这是过流保护用的，可以根据实际负载电流调整它的阈值大小哦。
D10 肖基特二极管：它可以减少后级电源对前级的影响，防止电源正负接反烧坏后级电路，还能防止电源关电时的电流倒灌呢。不过要注意哦，经过这个二极管会有 0.4V 左右的压降，所以要考虑一下经过降压后会不会低于后级电路的正常工作电压哦。
TVS 管：它可以对输入电压过高进行保护哦，一般取正常输入电压的 1.4 倍，能让我们的电路更加安全稳定呢。