通用模块化电路板结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种通用模块化电路板结构，所述电路板结构包括至少两个互连的线路板；所述线路板上布设有多个用于搭载电连接器的接口；所述接口与布设在所述线路板上的电子元件通过导电图案相连接；互连的线路板可通过所述接口经由搭载在所述接口上的电连接器来传输功能信号集；在不同线路板上，对应相同功能信号集的接口具有一致的接口引脚定义；本发明能够实现各功能模块对应的线路板的多次利用，节省资源，缩短研发周期；各线路板传输相同功能信号集的接口具有通用统一的接口引脚定义，便于线路板共享，降低了用户的消费成本；互连的线路板具有竖直方向的堆叠结构，节省空间，且连接可靠。
【专利说明】通用模块化电路板结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通用模块化电路板结构。
【背景技术】
[0002] 目前，现有技术中电路板的研发和布局存在如下几种问题：1、针对每代产品，每一 电路板上集成了多种不同功能的电子元件和模块部分，待产品升级或改动后，往往一些具 体功能的模块部分是可以重新利用的，但由于这种功能整体集成的设计方式，使得之后研 制的电路板无法有效利用之前产品对应的电路板，造成资源的浪费，也延长了研发周期；2、 由于不同功能的电路板往往需要承载功能不同和引脚布设方式不同的电子元件，故各电路 板的外部接口通常没有统一性和通用性，而为了适配具有不同外部接口的电路板，则需要 开发与之配套和连接的其它电路板，无法实现接口兼容和电路板共享，浪费研发资源，提高 了开发成本，进而提高用户的消费成本；同时，随着电路板功能的不断扩大和拓展，单一电 路板往往需要连接多个外围电路板，如何节省多个互连的电路板所占用的空间，并保证之 间的连接可靠性，现有技术中尚未存在有效的解决方案。
[0003] 下面以开发板作为举例说明电路板的现有技术状况，现有技术中的开发板包括以 下几种类型：1、常规一体式开发板，这种开发板在一块板上集成了能够完成多种功能的不 同器件，对应不同的应用需求开发有多种不同的开发板，各开发板上所承载的电子元件或 模块部分不能被重新利用；2、将开发板分为核心板和不同功能的外围板，不同系列的核心 板和外围板之间的外部接口不能有效兼容，往往需要借助飞线等人为接线方式完成连接。
【发明内容】
[0004] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种通用模块化电路板结构。
[0005] 本发明的技术手段如下：
[0006] -种通用模块化电路板结构，其特征在于，所述电路板结构包括至少两个互连的 线路板；所述线路板上布设有多个用于搭载电连接器的接口；所述接口与布设在所述线路 板上的电子元件通过导电图案相连接；互连的线路板可通过所述接口经由搭载在所述接 口上的电连接器来传输功能信号集；在不同线路板上，对应相同功能信号集的接口具有一 致的接口引脚定义；
[0007] 进一步地：在不同线路板上，对应相同功能信号集的接口由相同数量的接口引脚 组成，且同一功能信号对应的接口引脚在接口中的排列顺序相同；
[0008] 进一步地，所述线路板为双面板，所述接口布设在所述线路板的正面和反面；布 设在线路板正面和反面的接口所搭载的电连接器分别为可适配的排针连接器和排母连接 器；
[0009] 进一步地，所述电连接器的插接方向垂直于所述线路板的水平面；
[0010] 进一步地，各线路板通过所述电连接器相互连接并在坚直方向上形成堆叠结构；
[0011] 进一步地，所述接口的接口引脚间距与面包板的插孔间距相适配；
[0012] 进一步地，所述线路板上还布设有插接方向与所述线路板的水平面相平行的外部 连接器。
[0013] 由于采用了上述技术方案，本发明提供的通用模块化电路板结构，能够实现各功 能模块对应的线路板的多次利用，节省资源，缩短研发周期；各线路板传输相同功能信号集 的接口具有通用统一的接口引脚定义，便于线路板共享，降低了用户的消费成本；互连的线 路板具有坚直方向的堆叠结构，节省空间，且连接可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本发明所述电路板结构的结构示意图；
[0015] 图2是本发明所述半尺寸线路板的结构示意图；
[0016] 图3是本发明所述全尺寸线路板的结构示意图。
[0017] 图中：1、线路板，2、接口，3、电连接器，4、电子元件，5、导电图案，6、接口引脚，7、夕卜 部连接器，8、丝印层，9、固定孔，31、排针连接器，32、排母连接器。
【具体实施方式】
[0018] 如图1、图2和图3所示的一种通用模块化电路板结构，其特征在于，所述电路板结 构包括至少两个互连的线路板1 ;所述线路板1上布设有多个用于搭载电连接器3的接口 2 ;所述接口 2与布设在所述线路板1上的电子元件4通过导电图案5相连接；互连的线路 板1可通过所述接口 2经由搭载在所述接口 2上的电连接器3来传输功能信号集；在不同 线路板1上，对应相同功能信号集的接口 2具有一致的接口引脚定义；进一步地：在不同 线路板1上，对应相同功能信号集的接口 2由相同数量的接口引脚6组成，且同一功能信号 对应的接口引脚6在接口 2中的排列顺序相同；进一步地，所述线路板1为双面板，所述接 口 2布设在所述线路板1的正面和反面；布设在线路板1正面和反面的接口 2所搭载的电 连接器3分别为可适配的排针连接器31和排母连接器32 ;进一步地，所述电连接器3的插 接方向垂直于所述线路板1的水平面；进一步地，各线路板1通过所述电连接器3相互连接 并在坚直方向上形成堆叠结构；进一步地，所述接口 2的接口引脚6间距与面包板的插孔间 距相适配，具体为所述接口引脚6间距为所述插孔间距的整数倍，便于兼容初学者或研发 初期使用的面包板，提升了用户搭配的体验；进一步地，所述线路板1上还布设有插接方向 与所述线路板1的水平面相平行的外部连接器7 ;进一步地，所述线路板1上还开设有固定 孔9,各线路板1上的固定孔9可通过铜立柱互连；所述线路板1上还布设有丝印层8,所述 丝印层8可用于设置线路板防反接标识和ID标识；所述功能信号集可以为所述线路板的输 入输出信号、所述线路板上的电子元件的输入输出信号比如芯片的功能引脚输入输出信号 等；同一功能信号集对应的接口具有一致的接口引脚定义，具体为在不同线路板1上，对应 相同功能信号集的接口 2由相同数量的接口引脚6组成，且同一功能信号对应的接口引脚 6在接口 2中的排列顺序相同。
[0019] 本发明所述电路板结构可以用于开发板；互连的线路板包括核心板和外围板； 所述功能信号集可以包括：3. 3V电源信号V3. 3,接地信号GND，复用的数据地址总线信号 A0?A7, SPI总线信号SOMI、SMO、SPICLK，片选信号CS0?CS6 ;例如，当第一线路板与第 二线路板之间需要互连，且彼此之间需传输上述功能信号集时，可将第一线路板的第一接 口和第二线路板的第一接口设置为具有一致的接口引脚定义，具体为第一线路板的第一接 口和第二线路板的第一接口的第一接口引脚均定义为3. 3V电源信号V3. 3,第一线路板的 第一接口和第二线路板的第一接口的第二接口引脚均定义为接地信号GND，第一线路板的 第一接口和第二线路板的第一接口的第三接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号A0， 第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第四接口引脚均定义为复用的数据地 址总线信号A1，第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第五接口引脚均定义为 复用的数据地址总线信号A2,第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第六接口 引脚均定义为复用的数据地址总线信号A3,第一线路板的第一接口和第二线路板的第一 接口的第七接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号A4,第一线路板的第一接口和第二 线路板的第一接口的第八接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号A5,第一线路板的第 一接口和第二线路板的第一接口的第九接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号A6,第 一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第十接口引脚均定义为复用的数据地址 总线信号A7,第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第十一接口引脚均定义 为SPI总线信号SOMI，第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第十二接口引脚 均定义为SPI总线信号SMO,第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口的第十三接 口引脚均定义为SPI总线信号SPICLK，第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接口 的第十四接口引脚均定义为片选信号CSO,第一线路板的第一接口和第二线路板的第一接 口的第十五接口引脚均定义为片选信号CS1，第一线路板的第一接口和第二线路板的第一 接口的第十六接口引脚均定义为片选信号CS2,第一线路板的第一接口和第二线路板的第 一接口的第十七接口引脚均定义为片选信号CS3,第一线路板的第一接口和第二线路板的 第一接口的第十八接口引脚均定义为片选信号CS4,第一线路板的第一接口和第二线路板 的第一接口的第十九接口引脚均定义为片选信号CS5,第一线路板的第一接口和第二线路 板的第一接口的第二十接口引脚均定义为片选信号CS6 ;所述第一线路板的第一接口和第 二线路板的第一接口在各自线路板上的位置是对应的；通过对应功能定义的接口引脚来传 输对应的功能信号，这些接口引脚在线路板上也与产生或接收相应功能信号的电子元件相 连接；进而，可通过第一线路板的第一接口经由搭载在该第一接口上的电连接器，再经由第 二线路板的第一接口和搭载在该第一接口上的电连接器来传输相同的功能信号集，如3. 3V 电源信号V3. 3,接地信号GND，复用的数据地址总线信号A0?A7, SPI总线信号SOMI、SMO、 SPICLK，片选信号CSO?CS6 ;所述功能信号集还可以包括：5V电源信号V5,接地信号GND， 复用的数据地址总线信号DO?D7, I2C总线信号SDA、SCL，串口总线信号TXD、RXD，外部 中断信号INTO、INT1，模数转换信号ADCO、ADC1、ADC2,数模转换信号DAC0 ;例如，当第一线 路板与第二线路板之间需要互连，且彼此之间需传输上述功能信号集时，可将第一线路板 的第二接口和第二线路板的第二接口设置为具有一致的接口引脚定义，具体为第一线路板 的第二接口和第二线路板的第二接口的第二接口引脚均定义为5V电源信号V5,第一线路 板的第二接口和第二线路板的第二接口的第二接口引脚均定义为接地信号GND，第一线路 板的第二接口和第二线路板的第二接口的第三接口引脚均定义为复用的数据地址总线信 号D0,第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第四接口引脚均定义为复用的数 据地址总线信号D1，第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第五接口引脚均定 义为复用的数据地址总线信号D2,第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第六 接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号D3,第一线路板的第二接口和第二线路板的第 二接口的第七接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号D4,第一线路板的第二接口和第 二线路板的第二接口的第八接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号D5,第一线路板的 第二接口和第二线路板的第二接口的第九接口引脚均定义为复用的数据地址总线信号D6， 第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第十接口引脚均定义为复用的数据地 址总线信号D7,第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第十一接口引脚均定义 为I2C总线信号SDA，第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第十二接口引脚 均定义为I2C总线信号SCL，第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第十三接 口引脚均定义为串口总线信号TXD，第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口的第 十四接口引脚均定义为串口总线信号RXD，第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接 口的第十五接口引脚均定义为外部中断信号INTO,第一线路板的第二接口和第二线路板的 第二接口的第十六接口引脚均定义为外部中断信号INT1，第一线路板的第二接口和第二线 路板的第二接口的第十七接口引脚均定义为模数转换信号ADC0,第一线路板的第二接口和 第二线路板的第二接口的第十八接口引脚均定义为模数转换信号ADC1，第一线路板的第二 接口和第二线路板的第二接口的第十九接口引脚均定义为模数转换信号ADC2,第一线路板 的第二接口和第二线路板的第二接口的第二十接口引脚均定义为数模转换信号DAC0 ;所 述第一线路板的第二接口和第二线路板的第二接口在各自线路板上的位置是对应的；通过 对应功能定义的接口引脚来传输对应的功能信号，这些接口引脚在线路板上也与产生或接 收相应功能信号的电子元件相连接；进而，可通过第一线路板的第二接口经由搭载在该第 二接口上的电连接器，再经由第二线路板的第二接口和搭载在该第二接口上的电连接器来 传输相同的功能信号集，如：5V电源信号V5,接地信号GND，复用的数据地址总线信号DO? D7, I2C总线信号SDA、SCL，串口总线信号TXD、RXD，外部中断信号INTO、INT1，模数转换信 号ADCO、ADC1、ADC2,数模转换信号DAC0 ;所述接口的各接口引脚定义在印制电路板时进 行预设，在应用时，可将具有某一功能的模块部分印制成线路板，对应不同功能的各线路板 采用本发明的电路板结构进行连接，能够实现各功能模块对应的线路板的多次利用，节省 资源，缩短研发周期；各线路板传输相同功能信号集的接口具有通用统一的接口引脚定义， 便于线路板共享，降低了用户的消费成本；所述线路板为双面板，所述接口布设在所述线路 板的正面和反面，布设在线路板正面和反面的接口所搭载的电连接器分别为可适配的排针 连接器和排母连接器，所述电连接器的插接方向垂直于所述线路板的水平面，各线路板通 过所述电连接器相互连接并在坚直方向上形成堆叠结构，节省空间，且连接可靠；当本发 明应用于核心板与多个外围板之间的开发板结构，具体为将单片机及其核心电路布设为核 心线路板，其它如显示功能模块、电源功能模块、串口通信模块等分别对应布设为外围线路 板；多个外围线路板与核心线路板之间，相同功能信号集对应接口的接口引脚定义相同，且 互连后呈堆叠结构。
[0020] 本发明所述线路板的尺寸不限，具体可分为全尺寸线路板和半尺寸线路板；图2 示出了本发明所述半尺寸线路板的结构示意图，图3示出了本发明所述全尺寸线路板的结 构示意图；所述全尺寸线路板的长度为所述半尺寸线路板的长度的2倍；所述全尺寸线路 板的宽度与所述半尺寸线路板的宽度相等；任一全尺寸线路板的正面或反面可同时连接两 个半尺寸线路板；所述外部连接器可以为USB接口、串口等其它接线端子。
[0021] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种通用模块化电路板结构，其特征在于，所述电路板结构包括至少两个互连的线 路板；所述线路板上布设有多个用于搭载电连接器的接口；所述接口与布设在所述线路板 上的电子元件通过导电图案相连接；互连的线路板可通过所述接口经由搭载在所述接口上 的电连接器来传输功能信号集；在不同线路板上，对应相同功能信号集的接口具有一致的 接口引脚定义。
2. 根据权利要求1所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于：在不同线路板上， 对应相同功能信号集的接口由相同数量的接口引脚组成，且同一功能信号对应的接口引脚 在接口中的排列顺序相同。
3. 根据权利要求1所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于所述线路板为双面 板，所述接口布设在所述线路板的正面和反面；布设在线路板正面和反面的接口所搭载的 电连接器分别为可适配的排针连接器和排母连接器。
4. 根据权利要求3所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于所述电连接器的插 接方向垂直于所述线路板的水平面。
5. 根据权利要求4所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于各线路板通过所述 电连接器相互连接并在坚直方向上形成堆叠结构。
6. 根据权利要求1所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于所述接口的接口引 脚间距与面包板的插孔间距相适配。
7. 根据权利要求1所述的一种通用模块化电路板结构，其特征在于所述线路板上还布 设有插接方向与所述线路板的水平面相平行的外部连接器。
【文档编号】H05K1/11GK104125708SQ201410353249
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】于跃, 任宝理, 王苗, 王蕊, 宫俊徽 申请人:大连酒游科技有限公司