PCB 微控制器布局：MCU 放哪里？外围元件怎么摆才不干扰？

原则一：MCU “居中优先”，方便布线且减少信号延迟

• 避免将 MCU 放在 PCB 边缘（靠近连接器、散热孔）：边缘易受外部干扰（如连接器插拔时的静电）、温度波动（散热孔附近温度差大），可能导致 MCU 工作不稳定。某家电控制 PCB 曾将 MCU 放在边缘，靠近 220V 电源接口，静电干扰导致 MCU 频繁复位，移到中心后故障消失；
• MCU 与关键外围元件的距离要近：比如 MCU 的电源引脚到 LDO 的距离≤3cm，数据引脚到存储器（如 SPI Flash）的距离≤5cm，避免长线导致的信号完整性问题。某工业 MCU PCB，SPI Flash 离 MCU 达 10cm，数据传输时频繁丢包，缩短至 4cm 后恢复正常。

原则二：“高频敏感元件” 紧贴 MCU，减少时钟干扰

• 晶振与 MCU 的距离≤5mm，且晶振的两个引脚到 MCU 时钟引脚的线路要 “等长”（长度差≤0.5mm）：晶振产生的高频信号（如 8MHz、24MHz）易衰减，短距离能减少损耗；等长线路可避免时钟信号相位偏移，确保 MCU 时序稳定。某无线 MCU PCB，晶振离 MCU 达 8mm，时钟频率偏差从 ±10ppm 扩大至 ±50ppm，导致蓝牙通信断开，移近到 3mm 后偏差恢复正常；
• 晶振周围 “无大电流线路”：晶振下方和周围 1cm 范围内，避免布置电源线路（如 5V、12V）或功率元件（如功率电阻、MOS 管），这些元件产生的磁场会干扰晶振信号。某 MCU PCB 曾在晶振旁布置 12V 电源线路，晶振输出波形出现杂波，移除电源线路后波形恢复纯净。

原则三：“功能分区” 明确，避免不同类型电路交叉

• 电源区：放在 PCB 边缘（靠近电源接口），包括 LDO、滤波电容、电源开关，电源线路要粗（≥1mm），且单独布线，不与信号线路交叉。比如 5V 转 3.3V 的 LDO 放在电源接口旁，输出的 3.3V 线路直接连到 MCU 电源引脚，不绕经数字信号区；
• 数字区：围绕 MCU 布局，包括存储器（SPI Flash）、数字接口（UART、I2C）、按键、LED，数字线路与模拟线路的间距≥3mm，避免数字信号串扰模拟信号；
• 模拟区：放在 PCB 边缘（远离数字区），包括传感器（如温度、湿度传感器）、ADC 输入电路、模拟滤波电容，模拟区与数字区之间可铺接地铜箔隔离。某温度采集 MCU PCB，模拟传感器与数字 LED 线路交叉，采集噪声从 10mV 升至 50mV，分区布局后噪声降至 8mV。

原则四：“接口元件” 靠边缘，方便插拔且不占核心空间

• 接口与 MCU 的信号线要 “直接布线”：比如 USB 接口的 D+、D - 引脚到 MCU USB 引脚的线路要短（≤8cm），且避免 90° 弯折（用 135° 圆弧过渡），减少信号反射。某 USB 数据采集 MCU PCB，USB 接口离 MCU 达 12cm，且线路有多个 90° 弯折，数据传输速率从 480Mbps 降至 12Mbps，优化后恢复满速；
• 接口附近加 “防护元件”：电源接口旁加自恢复保险丝（如 1A/6V），USB 接口旁加 TVS 管（如 SMBJ5.0CA），防止过流、过压损坏 MCU，这些防护元件要紧贴接口，距离≤2cm，确保快速响应。