Насколько хорош мой дизайн xtal на моей печатной плате?

8

Я разрабатываю доску для школьного проекта с использованием Eagle. Я подумал, что смогу обойтись без использования встроенных часов PIC18, так как он не делает много (в основном только светодиоды), но одной из его задач является связь по RS232, и я (просто) узнал, что встроенные платы далеко не достаточно точны для любого вида связи. Поскольку связь RS232 имеет решающее значение, мне нужно, чтобы она работала. Поэтому у меня была задача собрать xxtal и две заглушки на моей уже переполненной печатной плате. Вот мой результат в 3 часа утра этим утром:

введите описание изображения здесь

Я уверен, что немного потею опытного дизайнера. Большой светящийся след - земля. Я думаю, что это лучшее, что я мог сделать, учитывая, что абсолютно не было места для перемещения PIC или двух верхних фишек, и очень мало места для перемещения нижнего. Плата будет фрезерована с помощью ЧПУ, поэтому я не могу пройти ширину трассы менее 16 мил / расстояние 16 мил. Я переставил все, что мог, чтобы в OSC1 и OSC2 не было переходных отверстий. Крышки - это маленькая керамика размером ~ 20 пф, я просто использовал цилиндрические детали для разметки колодок.

(Также синий - это нижний слой, красный - это верх; все должно быть сквозным и соединяться снизу)

Я планирую запустить чип на 4,9152 МГц. Если по какой-то непостижимой причине недостаточно скорости, я бы предпочел опцию 7.2 МГц. Я знаю, что скорость влияет на дизайн.

Любой совет будет принят во внимание. Я, вероятно, собираюсь закрутить колпачки, так что след к XTAL короче. Я не вижу какого-либо возможного способа «заземления», который предлагается, поскольку там нет места.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот обновленный дизайн. Я перевернул колпачки с лучшей посадочной площадкой (все еще керамической), и микроконтроллер подключается к плоскости заземления только в одной точке. Пунктирные линии показывают, куда я собираюсь поместить свое защитное кольцо (контакты 1 и 20 TPIC - N / C):

введите описание изображения здесь

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

введите описание изображения здесь

BB ON
источник
Почти повторяющийся вопрос: electronics.stackexchange.com/questions/41693/… Хотя предыдущий вопрос касается схемы SMT, применяются те же основные принципы.
Фотон
1
Этот еще ближе к вашей ситуации: electronics.stackexchange.com/questions/39136/…
Фотон
Вы не указываете свою скорость RS232, но на многих скоростях внутренний кристалл хорош для асинхронной связи.
Кенни
RS232 будет 9600 бод в лучшем случае. Если окажется, что мне это не нужно, тогда я могу просто оставить его безлюдным. Таким образом, мне не придется дышать на плате, я могу просто вставить компоненты, и я снова заработал. Я видел связь с Фотоном, и это было очень полезно для наземного самолета.
BB ON
4
@kenny Многие люди верят в это, но это неправильно. Процентная ошибка, которую может допустить UART, не зависит от используемой скорости передачи.
Дэйв Твид

Ответы:

5

Я вижу несколько проблем с вашим дизайном:

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

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

  3. Освободите место для охранного кольца. Из того небольшого, что я вижу на картинке, вы можете переместить некоторые вещи, чтобы приблизить их.

  4. убедитесь, что сам корпус кристалла механически заземлен (не паяйте его каким-либо образом)

  5. Замените конденсаторы для кристалла на керамические. Это сделает их меньше, и здесь нет никакого смысла в электролизе.

Реальность такова, что даже в своем текущем состоянии схема будет работать. Поэтому вопрос не в том, будет ли он работать, а в том, получите ли вы лучшую производительность, чистые часы, низкий уровень электромагнитных помех и т. Д.

Ниже приведена заметка о том, как лучше расположить кристаллы:

AVR186: лучшие практики для компоновки печатных плат генераторов

Густаво Литовский
источник
Что касается 1 и 5, конденсаторы всегда были керамическими, я просто использовал электролитический след в Eagle из-за расстояния между площадками. Я нашел лучшую часть и заменил ее на это. Я не знаю, как заземлить кристалл, если у меня нет площадки заземления на верхнем слое ... это правильно?
BB ON
Вы должны построить защитное кольцо вокруг кристалла от вывода GND на печатной плате. Обоснование дела не собирается делать или сломать вас. Просто поместите след, который не покрыт паяльной маской, под корпус, чтобы он механически соприкасался с самим корпусом, затем будьте осторожны при пайке, чтобы он соприкасался.
Густаво Литовский
На втором снимке вы еще не поместили кристалл как можно ближе к микроконтроллеру. Это будет работать, но это не лучший дизайн. Тем не менее, для ваших требований может быть достаточно.
Густаво Литовский
Это так близко, как я могу получить это. Между чипами нет никакого промежутка для xtal, крышек, защитного кольца и линии заземления в 16 мил. Лучшее заземление и защита от ЭМП звучат важнее, чем на доли дюйма ближе.
BB ON
Приближение ближе к заземлению и защите от ЭМП: D Однако, если это все, что вы можете сделать, то это все, что вы можете сделать. Нет смысла выжимать сухой апельсин для сока.
Густаво Литовский