pcb设计实例讲解

　　这是一个电子线路设计里的一个PCB设计实例——人体红外报警威廉希尔官方网站 的详细过程，包括原理图设计、威廉希尔官方网站 分析、Multisim 仿真、PCB布线等等的内容。并且附件里还附带 Sch 格式的原理图文件、PCB文件、Multisim 仿真文件以及报告文档。

　　1、红外报警威廉希尔官方网站 总体方案

　　本设计是以热释红外传感器为核心设计的，由信号检测威廉希尔官方网站 、信号放大威廉希尔官方网站 、电压比较威廉希尔官方网站 以及报警威廉希尔官方网站 组成。其威廉希尔官方网站 设计框图如图所示。

　　本设计的红外报警威廉希尔官方网站 工作流程如图所示。红外报警器上电时立即进入到检测模式，不停循环检测有没有人，如果有人的话就发出报警，然后持续报警一分钟，一分钟之后重新检测是否有人，如此重复。

　　2、威廉希尔官方网站 设计

　　（1）信号检测威廉希尔官方网站

　　信号检测威廉希尔官方网站 以红外传感器为核心，将人体红外信号转换为电信号，传送给信号调理威廉希尔官方网站 进行处理。图是信号检测威廉希尔官方网站 。红外传感器选用的是应用较为广泛和成熟的人体热释红外传感器 RE200B。该传感器有三个引脚 1 引脚是接电源；2 引脚是信号输出，威廉希尔官方网站 中将其下拉到地，当检测到人体热释红外信号时输出高电平；3 引脚是接地端。

　　（2）信号放大威廉希尔官方网站

　　由于热释红外传感器的输出信号十分微弱，不能直接驱动报警威廉希尔官方网站 进行工作。因此需要利用信号放大威廉希尔官方网站 来对输出信号进行放大。本模块威廉希尔官方网站 设计成了两级的放大威廉希尔官方网站 ，第一级放大威廉希尔官方网站 是基于 9014 三极管设计的，而第二级放大威廉希尔官方网站 则是选用了 TI 公司的 LM358 放大器，LM358 可以使用 3-32V 单电源供电，可以简化电源威廉希尔官方网站 。LM358 内部集成了两个运算放大器，在本模块威廉希尔官方网站 中只应用其中一个。经过两级放大威廉希尔官方网站 处理后，信号已经达到了驱动威廉希尔官方网站 的要求。

　　（3）电压比较威廉希尔官方网站

　　信号经过信号放大威廉希尔官方网站 处理之后输入到电压比较威廉希尔官方网站 。电压比较威廉希尔官方网站 如图所示。其由集成运放 LM358 设计实现，此时运放工作于开环状态下，同样选择单电源供电，正相输入端作为比较器的电压基准端，通过调节变阻器 R17 可以改变其基准电压；反相输入端接的是信号放大威廉希尔官方网站 的输出信号。这样就形成了一个可以调节红外报警威廉希尔官方网站 的灵敏度的电压比较威廉希尔官方网站 。

　　（4）延时威廉希尔官方网站

　　延时威廉希尔官方网站 主要由充电电容和一个比较器组成。如图所示。其中比较器选用的是 TI 公司的 LM393，这是一个集成了两个差动比较器，并且可以由 2-36V 的单电源供电进行工作。当热释红外传感器检测到人时，其输出信号经过处理后传输到延时威廉希尔官方网站 使得电容 C6 经过整流二极管迅速放电，使得 LM393 电压比较器正相输入端的电压比反相输入端的电压高，从而使其输出高电平驱动报警威廉希尔官方网站 。当检测不到人时，输入到延时威廉希尔官方网站 的信号重新变成高电平，整流二极管反向截止，电容 C6 开始充电，一段时间后，LM393 的正相输入端的电压比反相输入端的电压低，使其输出低电平。该延时威廉希尔官方网站 的延时时间大概为一分钟。

　　（5）报警威廉希尔官方网站

　　报警威廉希尔官方网站 主要由三极管、蜂鸣器和红色 LED 组成。其威廉希尔官方网站 图如图所示。输入高电平使得三极管导通，从而使得 LED 和蜂鸣器导通发出报警。输入低电平时，三极管截止，报警停止。其中三极管选用的是常见的小功率 NPN 型三极管 8050。

　　3、PCB设计

　　（1）完整威廉希尔官方网站 原理图

　　最终设计的完整的红外报警威廉希尔官方网站 原理图如图所示。

　　（2）PCB 尺寸及板层

　　根据焊盘数量 87 以及封装选择，设定PCB外形尺寸为 30mm*40mm。因为威廉希尔官方网站 并不 复杂，单位密度并不高，所以PCB板层选择为成本较低较常见的双层板。

　　（3）元件布局

　　PCB的元件布局如图所示。所有元件都放置在顶层。其中 DC5.5 插座 P1、红外传感器 U1、变阻器 R17、蜂鸣器 B1 以及 LED1 都尽量靠近边缘摆放。

　　（4）布线

　　PCB 顶层布线图如图所示；底层布线图如后图所示。其中，普通信号线都选择为 10mil 线宽；部分驱动威廉希尔官方网站 的线则选择为 20mil 线宽；6V 电源线选择的是 30mil 的线宽，并对其进行局部加粗。

　　（5）敷铜

　　敷铜后PCB的效果如图所示。