一、标准PCB设计整体流程

完整做板流程，顺序绝对不能乱：

• 新建工程：一个工程包含【原理图+PCB】一对文件
• 原理图绘制：自建缺失器件 → 放置器件 → 连线 → 网络标签 → DRC检查
• 原理图转PCB
• PCB设计：画板框 → 布局 → 布线 → 敷铜 → DRC检查
• 生产输出：导出Gerber文件 → 打板生产

小白福利：本文配套工程文件已完整绘制，库文件缺失、看不清布局的同学，可直接复制工程内器件复用。

二、立创EDA工程搭建 + 多页原理图规范

2.1 新建工程

• 文件 → 新建 → 新建工程
• 工程名：STM32电赛单片机开发板
• 保存后自动生成：默认原理图页 + 空白PCB

2.2 多页原理图拆分（复杂电路必备规范）

单页图画复杂电路会非常乱，采用模块化分页，新手强烈推荐！

右键图页 → 重命名 / 新建图页，最终分为三页：

• 主控：单片机最小系统、核心外设

• 电源：本节课全部电源电路

• 接口：外设接口、拓展接口

2.3 关闭烦人报错（原理图DRC配置）

新手默认DRC会报错，没必要开启，提前关闭：

• 顶部菜单【设计】→【设计规则】
• 找到 22号规则：元件属性需与供应商编号匹配
• 取消勾选 → 确定

原因：手工焊接无需物料匹配，开启只会误报错误。

2.4 图纸尺寸设置

默认图纸太小，修改为 A3 尺寸，方便布局美观、留白充足。

2.5 快捷键统一（和教程一致）

• 连线快捷键：W

• 设置 → 快捷键 → 切换为【立创EDA标准版】配置

三、电源系统整体架构（先懂整体再画细节）

本次STM32开发板支持三路电源输入，自动合路，最终输出5V、3.3V两路系统电源：

• Type-C 5V输入
• DC插座 12V输入
• 螺钉端子 12V输入

电源流向：

12V输入 → 防反接二极管 → DC-DC(TPS5450) → 5V

Type-C 5V + DC-DC 5V 合路 → 电源开关 → 保险丝 → 系统5V

系统5V → LDO(AMS1117-3.3) → 系统3.3V

四、第一部分：Type-C USB 5V输入电路详解

4.1 器件选型

直接在库搜索对应Type-C座，放置到原理图。

4.2 引脚功能与接线规范

• VBUS：USB 5V电源，网络标签命名 USB5V

• GND：全部接地

• 固定脚EP：全部接地，增强屏蔽、固定

• SBU1/SBU2：保留未使用，添加【未连接标识符】

4.3 CC快充识别下拉电路（关键！）

为强制充电器输出 5V，CC1、CC2必须下拉5.1K电阻。

• 电阻封装：0603

• 阻值：5.1K

• 接法：CC1/CC2分别接电阻 → 电阻接地

• 网络标签：CC21、CC22

4.4 正反插自适应USB数据线接法

USB Type-C 正反插想要正常识别，需要做信号冗余：

• DN1、DN2 统一接网络DN（数据负）

• DP1、DP2 统一接网络 DP（数据正）

这样无论插头正插、反插，设备都能正常枚举USB设备。

五、第二部分：12V输入电路（DC插座 + 螺钉端子）

5.1 器件放置

• DC插座：DC-005-2.5

• 螺钉接线端子：库内直接搜索对应封装

5.2 电路接法

• 两个输入座正极短接，作为12V总输入

• 所有外壳、地脚全部接地

5.3 防反接保护电路（重中之重）

在12V总输入后端串联 SS54肖特基二极管

• 正向：12V输入 → 二极管正极

• 作用：防止螺钉端子正负接反烧毁后级电路

• 选型优势：导通压降低、5A大电流，满足开发板功率需求

Type-C、DC插座不易插反，可不加保护；螺钉端子极易接反，必须加！

六、第三部分：12V转5V DC-DC电路（TPS5450）

大压差、大功率供电，必须用DC-DC，效率远高于LDO。

6.1 芯片选型

TI TPS5450 降压芯片，工业级、大电流、稳定性强。

6.2 输入滤波电路（严格参考手册）

12V高压输入，电容必须高耐压：

• 大容值铝电解电容（靠近输入端）

• 0603 100nF陶瓷电容（靠近芯片引脚，耐压≥16V，防止击穿）

布局原则：大电容靠外，小电容靠芯片

6.3 关键引脚配置

• 6脚 GND：直接接地

• 5脚 ENA 使能脚：悬空默认开启，无需接线，芯片常工作

• 9脚 PowerPAD：散热焊盘，必须接地，保证散热、稳定工作

6.4 自举升压电容

PH引脚与BOOT引脚之间串联 10nF(0.01μF) 电容

作用：为内部MOS开关管提供驱动电压，DC-DC正常工作必备。

6.5 功率输出电路

PH为电压开关输出端，后级依次串联：

• 15μH功率电感：储能核心
• SS54续流二极管：为电感提供续流回路
• 多级滤波电容：47μF并联 + 100nF小电容

电容并联容量叠加，滤除高低频纹波，输出纯净5V。

6.6 反馈分压电路（精准稳压）

输出电压由FB分压电阻决定，公式参考芯片手册：

Vout=0.8×(1+R1R2)

本次工程取值：

• R1 = 10K

• R2 = 3.16K

分压中点接入FB引脚，实现精准5V稳压。

未使用的NC引脚，添加【未连接标识符】。

七、第四部分：双5V电源合路电路

板子存在两路5V：

• USB5V（Type-C输入）

• DC-DC5V（12V降压输出）

7.1 网络合并解决方案

直接导线连接会触发EDA报错（不同网络禁止直连）。

正确做法：放置短接标识符（菱形短路标识），实现两路电源合路。

7.2 电源总开关

放置六脚拨动开关，只用一组引脚作为总电源开关：

• 公共端接合路后的5V

• 开关输出后级接保险丝

• 闲置三组引脚全部接地，防止空焊脱落、短路

7.3 保险丝设计

串联在总电源后端，保护后级电路：

• 小功率设备：选用小电流保险丝

• 大功率拓展：换大电流保险丝，或锡短接

保险丝后端网络命名：VCC5V（系统总5V电源）

八、第五部分：5V转3.3V LDO电路（AMS1117-3.3）

单片机、外设需要纯净3.3V低压差电源，使用经典LDO。

8.1 电路极简结构

• 输入：VCC5V → LDO输入端

• 输出：稳定3.3V，网络命名 VCC3.3V

• 公共端：GND接地

8.2 输入输出滤波电容（标配）

输入、输出各并联：

• 10μF电解电容

• 100nF陶瓷电容

高低频组合滤波，保证LDO输出纹波极小，适合模拟、单片机供电。

九、第六部分：电源指示灯电路

5V、3.3V 各一组电源指示灯，方便上电状态判断。

• 3.3V指示灯：0603 LED + 2K限流电阻

• 5V指示灯：0603 LED + 5K限流电阻（电压更高，电阻加大）

接法：电源正极 → 限流电阻 → LED → GND。