电路设计与PCB布板（含MSP430程序调试经验浅谈）

上周调了一个电路板，结合到之前画过的一块板子，现在写一点点心得，留作日后自我取笑解嘲。

首先，原理图设计。

这玩意儿难得没有百密一疏的时候，所以很少一次性投板后就不用改了的时候。一般参照datasheet的电路。一般常见的电路也可上网搜索，一大把。但是一定要知道这些电阻电容作用是什么，为什么是这个值。比如简单而言某个电阻是限流还是匹配（想到射频电路里的阻抗网络那章了，伤不起）。

一般重要的芯片都要加退耦电容，在原理图上可以摆成一排，布板时在哪需要往哪丢（别多了，原因是成本和空间考虑，一般一个钽电容的作用范围很大，具体网上可查）。

MOS管是压控流型，所以很容易被静电打坏，不要手潮湿得就去摸。静电生活中太常见，简而言之就是瞬间电压，电压很大几千伏但是电流很小，所以能量很小。

关于三极管和MOS管的用法水很深，同事推荐了一本书，小日本铃木雅臣写的《晶体管电路设计》，推荐。尤其注意的是PMOS的Vds是小于0的，别接反了，否则，嘿嘿。MOS管比较贵，别浪费。另外如果打坏了，如果是电池供电，正极直接到地了，电池会……不过一般的锂氩电池质量还行。

能在硬件中做的事就别留给软件控制。这次项目中的直流电机驱动电路考虑到死区而没有用互锁设计，结果调试时打坏了好几个管子。

如果IO口不够要去复用Jtag下载口之类的，要想好了，这样就不能在线调试了。

对外接口部分，你没法确定人家会输入什么鬼东西那就加TVS管，否则到时板子上芯片怎么被打坏的都不知道。

如果要用到数字电源和模拟电源，一定要隔离。“隔离”要好好揣摩啊。（看看隔离芯片有哪些）布板时分开覆铜。适当加磁珠。

对于一些LED指示灯，设计时一定要想想这个管脚上电后是什么电平。否则它可不是在你想亮的时候亮，不想亮的时候不亮。原理图不大的话，就别分页级联什么的了，省的看的时候切换来切换去的。

模块之间留意电平匹配，虽然貌似CMOS电平和TTL电平可以堆到一起，但还要看看系统要求。

其次，PCB布板

PCB板的元器件封装最好自己制作（当然排针、一般的贴片电阻电容之类的就不用了），这样正确性才有保障，免得日后再次投板，再美其名曰：改版。一般常见的错误是芯片（特别是SOT）的管脚和实际的弄错，这样日后调试的时候就不用到处飞线了。

一般对照芯片的datasheet 里面关于封装的部分自己制作，若对板子空间要求不特别大，建议引脚焊盘向内和向外延长共计1mm左右，要是用mil的话估算下。不然严格按照datasheet的尺寸做好后以后焊接不方便。

另外注意了，原理图和PCB管脚一定要一一对应，这是起码的。

电路板布局很重要，这一步做好了布线才好弄。布局时考虑下信号流的走向。一般输入模块（或者接口）在一边，输出模块（或者接口）在另一半。处理器芯片一般要尽量靠近中间，排针什么的一定要尽量靠边（其实做产品的话，按键，指示灯，接口什么的都是结构已经决定好了的，硬件设计必须按照结构的来）。其它模块就考虑重要信号线到处理器芯片相应管脚尽量短，然后综合平衡一下。

晶振一定要优先放，离对应芯片管脚要近，两个腿的线也尽量一样长。

接下来就是布线了。各个模块到MCU的信号线优先布，这些线尽量不打过孔，一般的线过孔也别超过3个。走线最基本的别走锐角就对了（想当年大学时还使用自动布线，悲剧）。

这些信号线中又优先布高频信号线，不要走过孔，因为过孔有电容和电感特性，这里主要是电感特性，你想想高频信号线上加个电感是什么效果就知道了。举个例子比如USB信号线。

 

电源线可以留到最后布，因为一般都能走通。对于电源线，这里又要注意过孔的电容效应了，不过有位前辈支了一招，重要电源线上如果要过孔，可以摆8个左右过孔的一起过，然后相当于8个电容并联……目的达到了。

布线时记得开启自动推挤功能，这样走线才平行，得到很漂亮的板子。

考虑到电磁兼容之类的，可能的话，如果是两层板，顶层走信号线，底层走电源线，然后，一层横向走，一层纵向走。

最后过孔一般全都加泪滴吧。记得板子要覆铜。

最后，软件代码

这次用的还是单片机，16位的MSP430，所以还是MCU呵呵。对于很多产品，对价格不敏感对功耗却很敏感。430满足这样的东东。

写代码一定要先架构好，否则到最后修修补补太多还不如推倒重新写，问题是那时的你舍不舍得。

至于芯片能不能满足需求，在设计初期的芯片选型时就应该论证过了，一般就看看对应模块有没有，内部的存储空间有多少，工作频率满足要求否之类的。

这次遇到的第一个问题，电池发热。必然是有地方短路了，把板子全面检查一遍，最后是MOS管那出问题了。

然后是下载时显示栈满，我当时开了50Kb的栈空间啊，什么定义的局部变量也不很多，最后发现是因为Jtag复用了IO口，而那个口被一直拉低了。最后解决方法是下载完成以后再利用那个口。

然后是程序下载到板子上结果不是自己想要的。还是学艺不精，原来自己耍小聪明，使用了定时器A的CCR0、CCR1、CCR2全部，他们都用一个计数器TAR，在程序中间反复修改CCR2的值使它在两个值之间切换。结果才想起CCRx的值只能改大不能改小，否则就要先清空TAR。最后解决方法是CCR2不修改，合并两个状态。

然后是led灯闪烁正常，但是电机无动作。最后发现是PC没有进到CCR0的中断服务程序A0。但是问题在哪？问了万兄，他也觉得没有问题。后来我自己一点点试验，才发现在初始化配置某个寄存器的时候，清空了TAR，这个貌似不应该有问题额，误打误撞的。

后来去掉初始化清空TAR操作后，A0是进去了，但是还是无动作，问万兄，他在第一句看门狗初始化的地方设置断点，结果发现芯片在不断复位，明明有喂狗的，都不知道为什么，最后关掉看门狗算了。

最后是检测到的信号不对，这个还得谢万兄，经验真是重要的东西。一方面，MSP430的IO口如果设为输入并且读值给一个变量，如# define  KEYIN  P2IN&BIT0 ，然后使用if（KEYIN）之类的语句不行。读取和判断必须分开。另一方面。外部中断优先级比TimerA低，在A0中断中打开GIE也不会被外中断打断，但是不管开没开GIE都会使某个外中断标志位置1，在响应完A0后去响应外中断。

 

 

又快到周一了，想起了加菲猫的那句话：I hate Mondays!