電子設(shè)計自動化(EDA)第4章 印制電路板的設(shè)計課件

1、第 4 章 印制電路板的設(shè)計4.1 印制電路板設(shè)計基礎(chǔ)4.2 印制電路板的布局4.3 印制電路板布線4.4 元件封裝庫的建立4.1 印制電路板設(shè)計基礎(chǔ)4.1.1 印制電路板的基本知識1印制電路板(PCB)簡述2印制電路板的分類根據(jù)一塊板上導(dǎo)電圖形的層數(shù)，PCB可以分為以下3類。(1) 單面板。(2) 雙面板。(3) 多層板。 4.1.2 PCB設(shè)計流程利用Protel 99 SE設(shè)計印制電路板的流程如圖4.1所示。圖4.1 PCB設(shè)計流程圖圖4.2 新建文件對話框(2) 選擇PCB Document圖標(biāo)，單擊【OK】按鈕，即可新建一個默認(rèn)名為“PCB1.PCB”的文件。(3) 對新建PCB文件

2、進行重命名。新建的PCB文件名處于編輯狀態(tài)，此時可直接進行重命名，或者選中此文件圖標(biāo)或名字后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選取【Rename】命令，再輸入新的名字。3打開PCB文件要打開一個PCB文件，必須先打開該PCB所在的項目文件，再雙擊PCB文件，系統(tǒng)將進入PCB設(shè)計編輯器窗口，如圖4.3所示。圖4.3 PCB編輯窗口4.1.4 設(shè)計環(huán)境的設(shè)置1柵格和計量單位的設(shè)置執(zhí)行菜單【Design】【Options】，在出現(xiàn)的對話框中點擊Options選項卡，出現(xiàn)如圖4.4所示的對話框。圖4.4 Document Options對話框可視柵格顯示設(shè)置在Layers選項卡的System區(qū)中，如圖4.5所

3、示。有兩組可視柵格，后面的數(shù)字為可視柵格的間距。第一組可視柵格間距一般設(shè)置得比第二組小，只有在工作區(qū)放大到一定的程度時才會顯示。選中柵格設(shè)置前面的復(fù)選框，可以將該柵格設(shè)置為顯示狀態(tài)。圖4.5 可視柵格設(shè)置圖4.6 Preferences對話框4.1.5 印制電路板的工作層面1工作層類型執(zhí)行菜單【Design】【Options】打開如圖4.7所示的對話框。該頁共有7個區(qū)域。(1) Signal Layers(信號層)區(qū)域。信號層主要用于放置元件、導(dǎo)線等與電器信號有關(guān)的電氣元素。對于雙面板而言，Top Layer (頂層)和Bottom Layer (底層)這兩個工作層必須設(shè)置為顯示狀態(tài)，頂層是元

4、件層，底層是焊接層。系統(tǒng)共提供了32個信號層，但默認(rèn)打開的只有頂層和底層，如果需要制作多層板，則執(zhí)行菜單【Design】【Layer Stack Manager】，打開如圖4.8所示的對話框，單擊【Add Layer】按鈕，即可增加信號層。選中某信號層，單擊【Properties】按鈕，可以修改該信號層的名稱和敷銅的厚度。(2) Internal Planes(內(nèi)電源或接地層)區(qū)域。內(nèi)電源或接地層主要用于放置電源或地線，通常是一塊完整的銅箔。系統(tǒng)共提供了16個內(nèi)電源層，在圖4.7中沒有顯示，如果要添加內(nèi)電源層，則在圖4.8中單擊【Add Plane】按鈕即可。圖4.8 Layer Stack

5、Manager選項卡(3) Mechanical Layers(機械層)區(qū)域。機械層主要用于放置一些與電路板的機械特性有關(guān)的物理尺寸、數(shù)據(jù)標(biāo)注、裝配說明、定位孔等信息。系統(tǒng)共提供了16個機械層，可執(zhí)行菜單【Design】【Mechanical Layers】，在打開的對話框中選擇要顯示的機械層。(4) Mask(遮蓋層)區(qū)域。該區(qū)域的Top Paste(頂層錫膏層)、Bottom Paste(底層錫膏層)專為貼片式元件設(shè)置，Top Solder(頂層阻焊層)和Bottom Solder(底層阻焊層)與廠家制作PCB的工藝有關(guān)。(5) Silkscreen(絲印層)區(qū)域。該區(qū)域包括兩個層：Top

6、 Overlay(頂層絲印層)和Bottom Overlay(底層絲印層)，用于放置元件的外形輪廓、標(biāo)號和說明文字等。 (6) Other(其他層)區(qū)域。該區(qū)域包括4層： Drill Guide：鉆孔定位層，此層主要和制板廠商有關(guān)。 Keep-Out Layer：禁止布線層，用于繪制印制電路板的邊框。 Drill Drawing：鉆孔層，此層主要和制板商有關(guān)。 Multi-Layer：多層，放置插孔式元件的焊盤和過孔等一些在每一層都可見的電氣符號。一般情況下，Keep-Out Layer和Multi-Layer必須設(shè)置為打開狀態(tài)。(7) System(系統(tǒng))區(qū)域： DRC Errors：如果選

7、中，則將違反設(shè)計規(guī)則的圖件顯示為高亮度。 Connects：如果選中，則設(shè)計PCB時會顯示網(wǎng)絡(luò)飛線。 Pad Holes：如果選中，則顯示焊盤的鉆孔。 Via Holes：如果選中，則顯示過孔的鉆孔。 Visible Grid 1：設(shè)置PCB編輯界面中可視柵格1的尺寸。 Visible Grid 2：設(shè)置PCB編輯界面中可視柵格2的尺寸。2) 工作層的顏色設(shè)置每個印制板的設(shè)計中都包含多個工作層面，各個工作層之間是以顏色來區(qū)分的。一般設(shè)計都可采用系統(tǒng)默認(rèn)的顏色設(shè)置，如果要修改，則執(zhí)行菜單【Tools】【Preferences】，打開如圖4.6所示的對話框，點擊Colors選項卡，打開如圖4.9所

8、示的對話框。在該對話框中，單擊各層后面相對應(yīng)的顏色塊即可設(shè)置各層顏色。圖4.9 Colors選項卡圖4.10 工作層標(biāo)簽4.1.6 規(guī)劃電路板1手工規(guī)劃1) 規(guī)劃物理邊界物理邊界是指電路板的機械外形和尺寸，具體操作步驟如下：(1) 新建一個PCB文件。(2) 在PCB編輯窗口中設(shè)置當(dāng)前工作層為Mechanical 1，在該層確定電路板的物理邊界。(3) 設(shè)置相對原點。單擊組件放置工具欄中的設(shè)置相對原點圖標(biāo)，光標(biāo)變?yōu)槭中螤?，在合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，則編輯窗口左下角的狀態(tài)欄坐標(biāo)變?yōu)椋c設(shè)置完成。(4) 單擊放置工具欄中的圖標(biāo)，光標(biāo)變?yōu)槭中螤?，即可開始確定物理邊界。將光標(biāo)移動到原點，可根據(jù)顯

9、示的坐標(biāo)信息確定邊界的起點和終點。(5) 在確定的起點處單擊鼠標(biāo)左鍵，然后將光標(biāo)移動到下一個點處并單擊鼠標(biāo)左鍵，重復(fù)操作，直到回到起點，雙擊鼠標(biāo)右鍵退出劃線操作。 在畫線過程中，可以按空格鍵切換走線的方向。 終點和起點必需重合，移動光標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)圓圈時說明重合，如圖4.11所示。圖4.11 物理邊界規(guī)劃2) 規(guī)劃電氣邊界電氣邊界是指在電路板上元件布局和布線的范圍。電氣邊界一般定義在Keep-Out Layer(禁止布線層)。規(guī)劃電氣邊界時，要將禁止布線層設(shè)置為PCB編輯器的當(dāng)前工作層，其他操作步驟與確定物理邊界類似。 為了防止元件的位置和布線過于靠近電路板的邊框，電路板的電氣邊界要小于物理邊界，

10、如電氣邊界距離物理邊界為50mil。 一般情況下，可以不定義物理邊界，而用電路板的電氣邊界來替代物理邊界。3) 手工規(guī)劃PCB的技巧上述手工規(guī)劃電路板時，畫線主要靠眼睛辨別，要時刻注意狀態(tài)欄的坐標(biāo)信息，尋找工作區(qū)的坐標(biāo)原點，且很難精確確定線條長度，難以在該閉合處閉合。所以這種操作方法比較麻煩，實際使用中可以采用下面的技巧：(1) 新建一個PCB文件。(2) 在PCB編輯窗口中選擇合適的工作層。(3) 設(shè)置相對原點。單擊組件放置工具欄中的設(shè)置相對原點圖標(biāo)，光標(biāo)變?yōu)槭中螤?，在合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，則編輯窗口左下角的狀態(tài)欄坐標(biāo)變?yōu)?，原點設(shè)置完成。(4) 單擊放置工具欄中的圖標(biāo)，光標(biāo)變?yōu)槭中螤睿?/p>

11、表示處于畫線狀態(tài)。(5) 按一下快捷鍵【J】，接著再按快捷鍵【L】，彈出坐標(biāo)對話框，如圖4.12所示。在X-Location欄和Y-Location欄輸入起點的坐標(biāo)(0，0)，單擊【OK】按鈕，光標(biāo)會自動跳轉(zhuǎn)到坐標(biāo)(0，0)點，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定畫線的起點。(6) 再按快捷鍵【J】和【L】，同樣彈出如圖4.12所示的對話框，在對話框中輸入終點的坐標(biāo)，單擊【OK】按鈕，光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到終點位置，單擊鼠標(biāo)左鍵兩次，確定此條連線。(7) 用同樣的方法繪制好其他的連線。這種方法的主要優(yōu)點是定位準(zhǔn)確，各頂點能可靠閉合。圖4.12 確定位置坐標(biāo)2利用向?qū)б?guī)劃Protel 99 SE系統(tǒng)中提供了電路板生成向?qū)?，?/p>

12、于初學(xué)者，通過向?qū)Фx電路板會帶來許多方便，同時也可以根據(jù)向?qū)е笇?dǎo)的步驟來學(xué)習(xí)如何定義電路板，具體操作步驟如下：(1) 執(zhí)行菜單【Files】【New】打開新建文件對話框(參見圖4.2)。在該對話框中點擊Wizards選項卡，打開如圖4.13所示的對話框。圖4.13 Wizards選項卡(2) 選擇Printed Circuit Board Wizard圖標(biāo)，單擊【OK】按鈕，打開如圖4.14所示的歡迎界面。圖4.14 歡迎界面(3) 單擊【Next】按鈕，打開如圖4.15所示的對話框。在Units區(qū)域選擇電路板的尺寸單位?！癐mperial”代表英制單位，“Metric”代表公制單位。Pro

13、tel 99 SE系統(tǒng)提供了多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電路板板框。這里選擇Custom Made Board(自定義)選項。圖4.15 印制版的規(guī)格(4) 單擊【Next】按鈕，打開如圖4.16所示的對話框。該對話框用于定義電路板的形狀、大小、邊框等信息，具體設(shè)置如下：圖4.16 印制版參數(shù)設(shè)置 Rectangular：選中該復(fù)選框表示印制版為矩形。 Circul：選中該復(fù)選框表示印制版為圓形。 Custom：選中該復(fù)選框表示印制版形狀由用戶自定義。在沒有特殊要求的情況下，印制版一般選擇為矩形，以方便下料切割；當(dāng)安裝空間有特殊要求時，可選擇Custom，在隨后的提示框內(nèi)選擇邊框的形狀。 Width：用于定義

14、矩形印制版的寬度。 Height：用于定義矩形印制版的高度。 Boundary Layer：用于定義布線區(qū)邊框所在層，一般選擇“Keep Out Layer”(禁止布線層)。 Dimension Layer：用于定義機械邊框所在層，一般選擇“Mechanical Layer 4”(機械層4)。 Track Width：用于設(shè)置布線區(qū)邊框線條的寬度。 Dimension Line Width：用于設(shè)置機械邊框線條的寬度。 Keep Out Distance From Board：用于設(shè)置布線區(qū)邊框與機械邊框之間的距離。 Title Block and Scale：該復(fù)選框用于設(shè)置是否顯示標(biāo)題欄。

15、當(dāng)處于選中狀態(tài)時，單擊【Next】按鈕，將出現(xiàn)如圖4.17所示的對話框?？稍谠搶υ捒蛟O(shè)置標(biāo)題、公司名稱、PCB圖的編號、設(shè)計人員的姓名及聯(lián)系電話。 Legend String：該復(fù)選框用于設(shè)置是否顯示圖案字符串。 Dimension Lines：該復(fù)選框用于設(shè)置是否顯示機械尺寸標(biāo)注。 Corner Cutoff：該復(fù)選框用于設(shè)置印制版是否缺角。 Inner Cutoff：該復(fù)選框用于設(shè)置印制版是否中間挖空。圖4.17 標(biāo)題欄設(shè)置對話框 (5) 印制版的相關(guān)尺寸及標(biāo)題欄設(shè)置完成后，單擊【Next】按鈕，打開如圖4.18所示的對話框。該對話框用于設(shè)置板層，可采用默認(rèn)設(shè)置。 圖4.18 板層設(shè)置對話

16、框 (6) 單擊【Next】按鈕，打開如圖4.19所示的對話框。該對話框用于選擇過孔的形式。選中Thruhole Vias only表示只采用穿透式過孔；選中Blind and Buried Vias only表示采用盲孔和隱蔽過孔。對于雙層板只能采用穿透式過孔。這里采用默認(rèn)設(shè)置。圖4.19 過孔類型對話框(7) 單擊【Next】按鈕，打開如圖4.20所示的對話框。該對話框用于選擇元件的形式。如果表面貼裝元件多就選擇Surface-mount components，還要設(shè)置元件是否在電路板的兩面放置；如果針腳式元件多就選擇Through-hole components，還要設(shè)置在兩個焊盤之間穿

17、過導(dǎo)線的數(shù)目，如圖4.21所示。這里采用針腳式元件設(shè)置。圖4.20 表面貼裝元件設(shè)置對話框圖4.21 針腳式元件設(shè)置對話框(8) 單擊【Next】按鈕，打開如圖4.22所示的對話框，該對話框用于設(shè)置走線參數(shù)。具體含義如下。 Minimum Track Size：設(shè)置導(dǎo)線的最小寬度。 Minimum Via Width：設(shè)置過孔的最小外徑直徑。 Minimum Via HoleSize：設(shè)置過孔的最小內(nèi)徑直徑。 Minimum Clearance：設(shè)置相鄰走線的最小間距。圖4.22 走線參數(shù)設(shè)置(9) 設(shè)置完成后單擊【Next】按鈕，將詢問是否將該模板作為樣板保存。單擊【Next】按鈕，電路板規(guī)

18、劃完成，并顯示出如圖4.23所示的印制版文件。圖4.23 生成的印制版文件上 機 操 作操作 PCB 99 SE編輯器的使用一、實驗?zāi)康?1) 掌握PCB 99 SE編輯器的啟動方法。(2) 掌握PCB 99 SE編輯器的基本設(shè)置。(3) 掌握電路板參數(shù)的設(shè)置，學(xué)會規(guī)劃電路板并設(shè)置。二、實驗內(nèi)容及步驟1手工定義電路板并設(shè)置參數(shù)練習(xí)新建一個名字為MYPCB.PCB的文件，按照單面板設(shè)置電路板參數(shù)，顯示適當(dāng)?shù)墓ぷ鲗?；手工?guī)劃電路板，電路板電氣邊界的大小為80mm80mm，物理邊界的大小為85mm85mm；電路板的背景色要求為白色。圖4.24 規(guī)劃好的電路板2利用向?qū)б?guī)劃上述電路板，并設(shè)置參數(shù)圖4.

19、25 印制版尺寸設(shè)置課 后 練 習(xí)1填空題(1) 印制電路板按照導(dǎo)電板層可分為_，_和_。(2) 規(guī)劃電路板主要是指為電路板規(guī)劃出_邊界和_邊界，這兩個邊界應(yīng)該分別規(guī)劃在_層和_層。(3) 在進行PCB操作之前，應(yīng)選擇合適的工作層，Protel 99 SE共提供了6種類型的工作層，分別為_、_、_、_、_及Others Layers。(4) 在雙面板設(shè)計中，要在不同的工作層之間切換。按小鍵盤上的_鍵，當(dāng)前工作層將向右轉(zhuǎn)移；按_鍵，當(dāng)前工作層將向左轉(zhuǎn)移；按_鍵，當(dāng)前工作層將在頂層和底層之間切換。2簡答題(1) PCB設(shè)計的流程是什么？(2) 網(wǎng)絡(luò)表的主要作用是什么？(3) 簡述手工規(guī)劃電氣邊界的

20、操作步驟。4.2 印制電路板的布局4.2.1 引入網(wǎng)絡(luò)表在印制版的設(shè)計流程中，電路板規(guī)劃完成之后的工作就是裝載元件封裝庫和引入網(wǎng)絡(luò)表。如果不能成功地引入網(wǎng)絡(luò)表，后續(xù)的工作就無法順利完成。1裝載元件封裝庫圖4.26 元件庫的添加2引入網(wǎng)絡(luò)表在印制版的設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)表是非常重要的，它指示各個零件之間的連接關(guān)系，是元件布局和布線的依據(jù)。 圖4.27 引入網(wǎng)絡(luò)表圖4.28 選擇網(wǎng)絡(luò)表圖4.29 裝載網(wǎng)絡(luò)表圖4.30 載入元件的PCB4.2.2 電路板的自動布局1自動布局的參數(shù)設(shè)置在自動布局之前，可設(shè)置自動布局參數(shù)，具體操作如下：執(zhí)行菜單【Design】【Rules】，在打開的對話框中點擊Placemen

21、t選項卡，會出現(xiàn)如圖4.31所示的元件布局參數(shù)設(shè)置對話框， 圖4.31 自動布局的參數(shù)設(shè)置2自動布局自動布局的具體操作步驟如下：執(zhí)行菜單【Tools】【Auto Place】，打開如圖4.32所示的對話框。圖4.32 自動布局方式圖4.33 統(tǒng)計布局圖4.34 自動布局后的PCB4.2.3 電路板的手工布局雖然自動布局快捷高效，但對于不合理的地方，仍然采用手工布局進行調(diào)整。掌握手工布局是設(shè)計PCB的基礎(chǔ)，元件位置的調(diào)整應(yīng)該從機械結(jié)構(gòu)、散熱、抗干擾及布線的方便性等方面綜合考慮。在布局時除了考慮元件的位置外，還必須調(diào)整好絲印層上文字符號的位置。1元件排列的原則2移動元件圖4.35 跳轉(zhuǎn)對話框3旋轉(zhuǎn)

22、元件4排列元件5元件標(biāo)注調(diào)整4.2.4 放置PCB組件在PCB編輯器中提供了一個放置工具欄，執(zhí)行菜單【View】【Toolbars】【Placement】，打開如圖4.36所示的放置工具欄。圖4.36 放置工具欄1放置焊盤圖4.37 焊盤屬性設(shè)置2放置過孔3放置字符串圖4.38 過孔屬性設(shè)置 圖4.39 字符屬性設(shè)置 4放置坐標(biāo)標(biāo)注5放置尺寸標(biāo)注圖4.40 尺寸標(biāo)注設(shè)置對話框6放置元件圖4.41 放置元件對話框圖4.42 元件封裝瀏覽 圖4.43 元件封裝屬性對話框 圖4.44 調(diào)整后的布局 4.2.5 布局后的3D效果圖元件整體布局結(jié)束后，可以按工具條上的按鈕，或執(zhí)行菜單【View】【Boa

23、rd in 3D】，顯示元件布局的3D效果圖(如圖4.45所示)，觀察元件布局是否合理。圖4.45 3D效果圖上 機 操 作操作 彩燈循環(huán)電路一、實驗?zāi)康?1) 進一步掌握電路板參數(shù)的設(shè)置，學(xué)會規(guī)劃電路板并設(shè)置。(2) 練習(xí)載入網(wǎng)絡(luò)表和元件布局。二、實驗內(nèi)容及步驟彩燈循環(huán)電路如圖4.46所示。電路分析：該電路為彩燈循環(huán)電路，當(dāng)接通直流電源后，D1D10共10個發(fā)光二極管會按順序輪流發(fā)光。在電路布局時，10個發(fā)光二極管要按順序排列，才能顯示出彩燈循環(huán)的效果。圖4.46 彩燈循環(huán)電路具體操作如下：(1) 新建一個項目文件，再建一個原理圖文件，命名為“彩燈循環(huán).sch”，繪制如圖4.46所示的電路圖

24、。(2) 打開原理圖，執(zhí)行菜【Design】【Create NetList】，生成網(wǎng)絡(luò)表文件“彩燈循環(huán).NET”。(3) 新建一個PCB文檔，命名為“彩燈循環(huán).PCB”，規(guī)劃電路板，要求電路板的尺寸為80mm80mm。(4) 裝載元件封裝庫： 打開新建的PCB文檔，點擊編輯界面左側(cè)的Browse PCB選項卡，單擊Browse下的下拉按鈕，選擇“Library”選項。 如果下面的列表中沒有“PCB Footprints.Lib”，則單擊【Add/Remove】按鈕，按照“Design Explorer 99SELibraryPCBGeneric Footprints”的路徑查找，最后在文件列表

25、窗口中選擇庫文件“Advpcb.ddb”，單擊【Add】按鈕裝載封裝庫。(5) 引入網(wǎng)絡(luò)表： 執(zhí)行菜單【Design】【Load Nets】，在彈出的對話框中單擊【Browse】按鈕，選擇“彩燈循環(huán).NET”文件，單擊【OK】按鈕，若有出錯信息則返回電路原理圖進行修改，并重新生成網(wǎng)絡(luò)表，直到出現(xiàn)如圖4.47所示的對話框。 單擊【Execute】按鈕，將元件載入規(guī)劃好的印制電路板。圖4.47 裝載正確的網(wǎng)絡(luò)表(6) 自動布局： 執(zhí)行菜單【Tools】【Auto Place】，在打開的對話框中選擇Statistical Placer(統(tǒng)計布局)，按照圖4.48所示設(shè)置各選項。 單擊【OK】鍵，系統(tǒng)

26、進入自動布局狀態(tài)。 自動布局結(jié)束后，更新當(dāng)前的PCB文件。圖4.48 統(tǒng)計布局(7) 手工調(diào)整布局： 首先把核心器件(即兩個集成電路)放在電路板的中間位置，旋轉(zhuǎn)器件，使兩個集成電路之間飛線的交叉線盡可能少。 找到10個發(fā)光二極管，按順序排列后放置在合適的位置，也可以組成某種圖案?？墒褂迷帕泄ぞ邫谑顾鼈兣帕械酶鶆?、更整齊。 把C3元件放置在板子的邊緣位置，以備布線時添加電源和地線。 調(diào)整其他的元器件，使它們均勻排列在禁止布線區(qū)內(nèi)，并使各個元件之間的飛線盡可能少，交叉線也盡可能少。 調(diào)整元件的標(biāo)注，使其整齊美觀。手工調(diào)整后元件的布局如圖4.49所示。(8) 保存結(jié)果。圖4.49 手工調(diào)整后的

27、布局課 后 練 習(xí)1填空題(1) 在Protel 99 SE中的PCB編輯器中，按【V】鍵后再按【T】鍵，然后再按_鍵，可打開放置工具欄的Placement。(2) 焊盤位于印制版的_層，它穿透印制版的_層。(3) 將光標(biāo)置于元件上并按住鼠標(biāo)左鍵，當(dāng)光標(biāo)變?yōu)槭止鈽?biāo)時按_鍵，即可進入元件屬性對話框。(4) 元件布局有_和_兩種方式。(5) 尺寸標(biāo)注一般放置在印制版的_層。2簡答題(1) 手工布局時，元件排列的基本原則是什么？(2) 在自動布局之前不規(guī)劃電路板行嗎？為什么？(3) 在載入網(wǎng)絡(luò)表之前，必須先裝入所需的元件封裝庫，為什么？(4) 自動布局結(jié)束后一般都要進行手工調(diào)整，為什么？4.3 印

28、制電路板布線4.3.1 設(shè)置布線參數(shù)在自動布線之前設(shè)置布線參數(shù)是十分必要的，如果設(shè)置不合適，可能會導(dǎo)致布線失敗。設(shè)置好參數(shù)后，系統(tǒng)會自動監(jiān)視和檢查PCB中的圖件是否符合設(shè)計規(guī)則，若違反了設(shè)計規(guī)則，將以高亮顯示錯誤。圖4.50 布線參數(shù)設(shè)置對話框圖4.51 Clearance Rule對話框圖4.52 新增加間距參數(shù)圖4.53 拐角模式設(shè)置對話框圖4.54 布線層規(guī)則設(shè)置對話框圖4.55 布線寬度設(shè)置對話框圖4.56 地線線寬設(shè)置4.3.2 自動布線布線參數(shù)設(shè)置完成后就可以啟動自動布線菜單【Auto Route】進行自動布線。系統(tǒng)提供了5種自動布線方式，分別介紹如下：1全局布線方式圖4.57 全

29、局布線對話框2網(wǎng)絡(luò)布線方式圖4.58 網(wǎng)絡(luò)布線選擇菜單3飛線布線方式4元件布線方式5區(qū)域布線方式圖4.59 自動布線結(jié)果4.3.3 手工調(diào)整布線雖然自動布線的布通率很高，但有些地方的布線仍不能使人滿意，需要手工進行調(diào)整。一塊成功的電路板，往往是在自動布線的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次手工調(diào)整，才能達(dá)到令人滿意的效果。1拆除布線2手工布線3移動布線4改變導(dǎo)線的寬度圖4.60 導(dǎo)線寬度設(shè)置對話框5進一步完善電路板1) 印制電路板的補淚滴處理圖4.61 淚滴設(shè)置對話框圖4.62 淚滴處理效果圖2) 設(shè)置大面積敷銅圖4.63 敷銅屬性對話框圖4.64 設(shè)置敷銅的電路3) 元件重新編號及原理圖更新圖4.65 重新編

30、號對話框圖4.66 編號后的文件列表4.3.4 印制版輸出1打印預(yù)覽2打印層面設(shè)置圖4.67 打印層面設(shè)置菜單圖4.68 輸出文件屬性設(shè)置 圖4.69 輸出層面設(shè)置 圖4.70 新添加的打印層3打印設(shè)置圖4.71 打印設(shè)置4打印輸出上 機 操 作操作1 彩燈循環(huán)電路的單面布線一、實驗?zāi)康?1) 熟練掌握Protel 99 SE的基本操作。(2) 練習(xí)自動布線參數(shù)的設(shè)置和手工調(diào)整布線。二、實驗內(nèi)容及步驟對4.2節(jié)中圖4.46所示的彩燈循環(huán)電路進行單面布線。(1) 設(shè)置自動布線參數(shù)： 打開圖4.49所示的PCB圖，執(zhí)行菜單【Design】【Rules】，在打開的對話框中點擊Routing選項卡。

31、選擇第三項Routing Layers，單擊對話框下面的【Properties】按鈕。在Toplayer后面的下拉列表中選擇Not Used，在Bottomlayer后面的下拉列表中選擇Any，點擊【OK】按鈕確定。 選擇最后一項Width Constraint，單擊對話框下面的【Properties】按鈕，設(shè)置接地線的寬度為1mm，設(shè)置完成后點擊【OK】按鈕確定。 點擊【ADD】按鈕，設(shè)置電源線和其他線的寬度，設(shè)置完成后如圖4.72所示。 所有的參數(shù)設(shè)置完成后，單擊圖4.72下方的【Close】按鈕結(jié)束自動布線規(guī)則設(shè)置。圖4.72 設(shè)置線寬(2) 執(zhí)行菜單【Auto Route】【All】，

32、在打開的對話框中點擊【Route All】按鈕，啟動全局自動布線。(3) 對不太理想的布線進行手工調(diào)整，即通過執(zhí)行菜單【Edit】【Move】【Drag】【Track End】修改布線等手段進行調(diào)整。手工調(diào)整后的布線如圖4.73所示。圖4.73 手工調(diào)整后效果圖(4) 把工作層切換到Multilayer層，單擊放置工具欄的圖標(biāo)，添加兩個焊盤，用于外接電源和地。(5) 在焊盤上雙擊鼠標(biāo)左鍵，在焊盤的屬性設(shè)置對話框中，把兩個焊盤所連接的網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)置為“VCC”和“GND”，此時焊盤上會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)飛線。(6) 把工作層切換到TopOverlay，為兩個焊盤添加文字標(biāo)注。選擇放置工具欄上的圖標(biāo)，當(dāng)光標(biāo)變

33、為十字形狀時，按鍵盤上的【Tab】鍵，在打開的對話框中設(shè)置文字為“+VCC”， 并放置到相對應(yīng)的焊盤旁邊。同樣添加另一個“GND”。(7) 把工作層切換到底層，手工連接電源和地線。(8) 為了增加焊盤和導(dǎo)線連接的可靠性，執(zhí)行菜單【Tools】【Teardrops】，進行補淚滴操作。補淚滴后的效果圖如圖4.74所示。(9) 布線完畢，保存結(jié)果。圖4.74 添加電源、地和補淚滴后效果圖操作2 單面板的制作練習(xí)一、實驗?zāi)康?1) 熟練掌握Protel 99 SE的基本操作。(2) 初步掌握電路板的布局和布線。二、實驗內(nèi)容及步驟本節(jié)上機操作采用圖4.75所示的BCD-7段譯碼電路。(1) 新建PCB文

34、件，重新命名為“譯碼電路.PCB”，并打開該文件。(2) 裝入封裝元件庫Advpcb.ddb。(3) 將工作層轉(zhuǎn)換到Keepout Layer，設(shè)置電路板為2240mil1260mil的矩形框。(4) 放置元件。執(zhí)行菜單命令【Place】【Component】放置元件：U1、U2為DIP16、J1為SIP2、J2為SIP10、JP1為POWER4，R1R7為AXIAL0.3。圖4.75 BCD-7段譯碼電路(5) 通過移動和旋轉(zhuǎn)元件進行手工布局調(diào)整。(6) 通過移動和旋轉(zhuǎn)字符進行字符調(diào)整。(7) 布線：單面布線，其中電源和地線的線寬設(shè)置為20mil，其他線的線寬為10mil。 (8) 執(zhí)行菜單

35、【File】【Save】保存文件。課 后 練 習(xí)一、填空題1印制板的補淚滴處理是為了_，敷銅是為了_。2如果在自動布線的過程中想終止自動布線，可執(zhí)行菜單命令_。3如果發(fā)現(xiàn)電路板沒有完全布通或布線效果不理想等，可拆除布線，拆除的方法有5種，分別為_、_、_、_和_。4印制導(dǎo)線的拐角模式共有3種，分別為_、_和_。二、簡答題1在設(shè)置自動布局參數(shù)時，如果要設(shè)計單面板，則布線的層應(yīng)如何設(shè)置？如果設(shè)計雙面板應(yīng)如何設(shè)置？2設(shè)置好自動布線參數(shù)后，就可以開始自動布線了，簡述系統(tǒng)提供的5種自動布線方式。3怎樣進行手工布線？4簡述移動印制導(dǎo)線的3種方式。4.4 元件封裝庫的建立4.4.1 元件封裝簡介1元件封裝的

36、分類2元件封裝的編號3常見通孔式元件的封裝名稱4.4.2 元件封裝設(shè)計基礎(chǔ)1新建元件封裝庫2封裝庫的管理圖4.76 元件封裝庫管理器4.4.3 設(shè)計元件封裝1設(shè)計元件封裝的準(zhǔn)備工作2利用向?qū)гO(shè)計元件封裝圖4.77 元件封裝制作向?qū)醉搱D4.78 設(shè)置焊盤大小圖4.79 設(shè)置元件形狀圖4.80 設(shè)置元件外形輪廓3手工設(shè)計元件封裝圖4.81 元件重命名4.4.4 編輯已有元件封裝1直接在PCB圖中修改元件封裝2修改元件封裝庫中的元件圖4.82 元件封裝屬性對話框4.4.5 元件封裝的常見錯誤1機械錯誤2電氣錯誤圖4.83 二極管引腳編號問題上 機 操 作操作 制作元件封裝一、實驗?zāi)康?1) 掌握P

37、CB元件庫編輯器的基本操作。(2) 掌握用PCB元件庫編輯器繪制元件封裝。二、實驗內(nèi)容及步驟1手工制作SO-16封裝圖(1) 創(chuàng)建新元件。新建一個項目文件“元件封裝制作練習(xí).ddb”，若新建一個PCB.LIB元件庫，系統(tǒng)將自動創(chuàng)建一個缺省名為PCBCOMPONENT_1的PCB元件。若在一個已經(jīng)存在的元件庫中再次創(chuàng)建一個新元件，執(zhí)行菜單【Tools】【New Component】，屏幕彈出元件設(shè)計向?qū)?，點擊【Cancel】按鈕進入手工設(shè)計狀態(tài)，系統(tǒng)自動創(chuàng)建一個名為PCBCOMPONENT_1的新元件。(2) 根據(jù)實際元件確定元件焊盤之間的間距、兩排焊盤間的間距及焊盤的直徑。SO-16是標(biāo)準(zhǔn)的貼片式元件封裝