【PCB设计】STM32开发板——原理图设计（电源部分）
一、PCB设计流程
二、准备工作
1.点击文件新建工程并命名
2.新建图页
在绘制较为复杂的原理图时，可以建立多个图页，使得原理图更加清晰。
右击原理图→新建图页
右击→重命名
3.设计规则相关配置
取消勾选第22个
4.调整页面大小
5.放置“电源树”图片
6.在库中搜索所需要的元件
双击即可选中。
Type-C HC-TYPE-C-16P-01B
螺钉式接线端子 MX128L-3.81-02P-GN01-Cu-Y-A
在常用库中可以找到DC接口
7.布局
在绘制原理图时尽量做到对称，这样较为美观
8.对于不使用的引脚用×未连接标识符
9.添加网络标签
点击后，将网络标签放到相应的位置上
10.电阻封装选型
在常用库中可以找到不同封装的电阻
三、USB电路
- USB的电源输入是5V
- 四个EP是Type-C的固定引脚，常接地
- VBUS是由USB输入的5V
- SBU1和SBU2是两个保留引脚，没有功能，放置未连接标识符
- CC1和CC2是快充识别引脚，需要接5.1k电阻进行下拉，保证输出5V的电压
- DN1和DP1是一对信号引脚，DN表示USB信号线的负极，DP表示USB信号线的正极，为了可以实现正反插，需要将DN2和DP2接上相同的网络标签
- SBU1和SBU2不适用，放置未连接标识符
四、DC接口和螺钉式接线端子
两个端子的输入都为12V，所以将他们的正极连接到一起
DC端子的针为正极，2，3引脚是接地部分
SS54是肖特基二极管，作用是防止接线端子两端电源插反，导致烧坏板子，同时，该二极管的导通压降较小，且额定电流可以达到5A，符合板子对于供电的需求。
根据电源树可知，两个端子接了12V之后需要接入一个DCDC芯片，将12V转为5V。
此处使用的芯片为TPS5450，根据数据手册的参考电路部分，进行电路设计，仿照数据手册的电容设计，因为输入电压是12V，所以选择耐压值比较高的铝电解电容，习惯上将大电容靠近电源输入端，小电容靠近芯片，小电容选择耐压值为16V以上才可，否则容易击穿。
- 6号引脚为GND，直接接地即可
- 5号引脚为ENA，是芯片的使能引脚，悬空时默认为启用状态
- 9号引脚为PowerPAD，是一个散热焊盘，需要接到地上才能进行散热
- 1号和8号引脚之间接了一个0.01uF（即10nF）的小电容，作用是自举升压，为DCDC开关管提供驱动电压
- 8号引脚为电压输出
- 后续有电容、续流二极管、滤波电容以及采样电路（电容的大小不应定要严格按照示例电路连接）
五、电源合路
根据电源树可知，需要将DC输出的+5V和TYpe-C输出的+5V进行合路。
在立创EDA中不允许将两个不同的网络直接接在一起。
所以可以先放置一个短接标识符，表示需要通过一段导线将两个网络短接在一起，可以将其看做一段导线。
开关的使用：
上面三个引脚为一组，下面三个引脚为一组，中间为公共端。
- 开关打到左边，12接通，45接通
- 开关打到右边，23接通，56接通
此处选用456引脚，不用的开关引脚直接接地，防止在焊接的时候出现引脚铜皮脱落的情况，为了防止后面的电路短路，还需要加一段保险丝。
保险丝可以根据需求进行购买，如果后面要接一些大功率的器件，可以加一些大功率的保险丝，或者直接用一坨锡短路，如果后面要接小功率器件，可以把保险丝的额定电流选小一点。
通过保险丝的电源大小不变。
六、LDO电路
- 输入为5V，输出为3.3
- 在输入和输出端加滤波电容
- 加电源指示灯和限流电阻，由于是3.3v电压，限流电阻接2k就可以（5v的取5k）
七、模数地隔离
接地线看似是电阻为0的导线，但在实际的PCB中，这条导线是靠铜箔实现的，铜箔的电阻不为0，而是有一个比较小的电阻。当数字电路工作时，会产生工作电流，导致数字电路和模拟电路之间的接地点会有电压，数字电路产生的电压对模拟电路的影响较大，所以需要隔离。
模拟电路工作时也会产生一个电压，但是因为数字电路是以高低电平的形式存在，抗干扰能力比模拟电路强，所以可忽略这个电压的影响，因此称数字电路为攻击方，模拟电路为受害方。
想要避免这种噪声耦合的影响，可以采用单点接地的方法。通过独立的接地线接到公共地上，进而避免了噪声之间的互相干扰。
实现单点接地的方法
法一：将模拟电路和数字电路分割，在电源入口处通过两个0欧姆电阻进行连接
法二：将数字地和模拟地隔离之后，将电源入口放在数字地上，然后将模拟地通过一小块铜箔进行连接
- 0欧姆电阻可以用磁珠或者小电感代替，0欧姆电阻并不是没有阻值，而是毫欧级别的小电阻
- 磁珠相当于带阻滤波器，0Ω的电阻对于所有频带的信号都有一个小幅度的衰减
数字电源和模拟电源之间的隔离，除了采用0Ω的电阻之外，还可以放置一个小电容达到滤波的作用。
模数地隔离电路，其中电容要靠近模拟地供电引脚。
八、原理图整理
