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1、1,1,项目六 综合设计,Protel 2004 电路设计基础项目教程,2,2,【学习目标】,1.掌握从原理图绘制到到生成PCB印刷电路板的基本流程和技巧 2.掌握绘制电路原理图的方法。 3.掌握制作原理图元器件符号的方法。 4.掌握PCB设计中元器件布局的方法。 5.掌握合理的布线方法。 6.熟悉设计印刷电路板的总体思想。,2,3,3,实际印刷电路板的设计一般遵循的流程如图,3,4,4,6.1 任务1 时钟电路的PCB设计 6.2 任务2 八路抢答器电路的PCB设计,5,5,任务1 时钟电路的PCB设计,本任务将以时钟电路的综合设计和制作流程为例，使读者能系统地认识PCB设计。,5,6,6,
2、PCB电路板的具体设计要求如下： 1.单面板。 2.电路板大小为2900mil 2300mil 。 3.导线宽度12mil，电源线宽度20mil，地线宽度30mil 。 4.放置4个直径为100mil定位圆孔。,7,7,时钟电路原理图中用到的元器件,8,8,6.1.1 新建项目文件 在设计时钟电路PCB电路板之前，先进行准备工作：创建项目工程及相关的文件。 1.新建一个名为“时钟电路”的文件夹，用来保存与项目工程相关的文档。 2.新建一个名为“时钟电路.PrjPCB”的项目工程文件； 3.在“时钟电路.PrjPCB”项目工程中添加一个名为“时钟电路.SchDoc”的原理图设计文件；一个名为“时
3、钟电路.PcbDoc”的PCB设计文件；一个名为“时钟电路.SchLib”的原理图库文件。,9,9,6.1.2 自制元器件符号 由表6-1-1所示，本任务中需要自制的元器件符号是两位一体的共阳极数码管和看门狗MAX813L，其它的元器件都可以在系统自带的元件库中找到。 两位一体的共阳极数码管的引脚排列如图6-1-2a）所示，共有10个引脚，上下各5个。第8脚和第7脚分别为第一位和第二位数码的公共接地端。,10,10,看门狗MAX813L的引脚排列如图6-1-2b）所示，共有8个引脚，左右各4个。,11,11,步骤1：打开名为“时钟电路.SchLib”的原理图库文件，库文件中已经包含了一个名为“
4、COMPONENT_1”的空白元器件符号。 步骤2：点击菜单【工具】-【文档选项】，打开图纸设置对话框。这里使用默认值即可，设置完毕点击【确认】按钮保存。 步骤3：点击菜单【编辑】-【跳转到】-【原点】，将编辑器工作窗口定位到原点为中心的界面。,12,12,步骤4：点击菜单【工具】-【重新命名元件】，打开重命名对话框修改元器件符号的名称。此处要制作的元器件符号是共阳极数码管，在文本框中输入“共阳极数码管”，点击【确认】按钮保存。左侧SCH Library（元器件库工作面板）中的元器件列表中元器件名称由“COMPONENT_1”变为“共阳极数码管” 。 步骤5：点击菜单【放置】-【矩形】，在第四
5、象限的坐标原点附近放置一个矩形。矩形的属性设置为：【边缘宽】为smallest ，勾选【画实心】复选框，其它使用默认值即可。设置完毕点击【确认】按钮保存。 步骤6：按G键，将捕获网格设置为1，以便精确定位。,13,13,步骤7：点击菜单【放置】-【多边形】，在矩形内放置7个多边形，组成“ ”形状，多边形的属性设置为：【填充色】设置为229号蓝色，【边缘色】为3号黑色，勾选【画实心】复选框，其它使用默认值即可。设置完毕点击【确认】按钮保存。 步骤8：点击菜单【放置】-【椭圆】，在矩形内“ ”形的右下角放置一个圆形，圆形的属性设置为：【填充色】设置为229号蓝色，【边缘色】为3号黑色，【X半径】和
6、【Y半径】都设置为2，其它使用默认值即可。设置完毕点击【确认】按钮保存。,14,14,步骤9：点击菜单【放置】-【文本字符串】，在“8”形周围依次放置字符“a-h” 。文本字符串的属性设置为：【颜色】设置为5号红色，其它使用默认值即可。设置完毕点击【确认】按钮保存。 步骤10：按住鼠标左键，拖动选中步骤7-9所画的图形，利用快捷组合键Ctrl+C复制所选图形。 步骤11：利用快捷组合键Ctrl+V粘贴所选图形到合适的位置。,15,15,16,16,步骤12：按G键，将捕获网格设置为10，以便放置引脚。 步骤13：点击菜单【放置】-【引脚】。按照表6-1-2列出的引脚设置一一修改引脚属性。长度为
7、20 。,17,17,放置完所有引脚的共阳极数码管符号，如图,18,18,步骤14：在左侧SCH Library（元器件库工作面板）的元器件列表中双击元器件名称“共阳极数码管” ，或者点击菜单【工具】-【元件属性】，弹出元器件属性设置对话框。将【Default designator】设置为“U？”，【注释】设置为“共阳极数码管”。 步骤15：在元器件属性设置对话框的“Models for 共阳极数码管”区域中，点击【追加】按钮，添加一个“Footprint”类型的模型。在弹出的PCB模型对话框中，点击【浏览】按钮，在弹出的库浏览对话框中，点击【】按钮，在弹出的可用元件库对话框中添加DIP -L
8、ED Display .PcbLib封装库。路径为C:Program FilesAltium2004 LibraryPcb ，根据读者安装软件的路径会有所不同。添加完成后点击【关闭】按钮返回库浏览对话框。,19,19,步骤16：在库浏览对话框中找到封装LEDDIP-10/D19.3 。,20,20,步骤17：在元器件属性设置对话框中，已经为共阳极数码管符号添加了一个封装 。,21,21,步骤18：利用快捷按键组合Ctrl+S保存库文件。共阳极数码管的元器件符号制作完成。 步骤19：点击菜单【工具】-【新元件】，弹出新元件命名对话框，将默认名称由“Component_1”修改为“MAX813L”
9、 。 步骤20：点击菜单【放置】-【矩形】，在第四象限的坐标原点附近放置一个矩形。矩形的属性设置为：【边缘宽】为smallest ，勾选【画实心】复选框，其它的使用默认值。设置完毕点击【确认】按钮保存。,22,22,步骤21：点击菜单【放置】-【椭圆弧】，或者点击工具栏中的实用工具下的放置矩形图标 ，紧贴矩形的上边沿内放置一个半圆。椭圆弧的属性设置为，【边缘宽】为smallest ，勾选【画实心】复选框，其它的使用默认值。设置完毕点击【确认】按钮保存。 至此，MAX813L的轮廓制作完毕，如图,23,23,步骤22：按照图6-1-2所示的MAX813L的引脚排列，依次放置引脚，并按照表6-1-
10、3列出的引脚设置一一修改引脚属性。长度为20 。,24,24,放置完所有引脚的MAX813L符号，如图,25,步骤23：在左侧SCH Library（元器件库工作面板）的元器件列表中双击元器件名称“MAX813L” ，或者点击菜单【工具】-【元件属性】，弹出元器件属性设置对话框。将【Default designator】设置为“U？”，【注释】设置为“MAX813L”。 步骤24：在元器件属性设置对话框的“Models for MAX813L”区域中，点击【追加】按钮，添加一个“Footprint”类型的模型。在弹出的PCB模型对话框中，点击【浏览】按钮，在弹出的库浏览对话框中，点击【】按钮，
11、在弹出的可用元件库对话框中选中Miscellaneous Devices.PcbLib封装库，点击【关闭】按钮返回库浏览对话框。,26,步骤25：在库浏览对话框中找到封装DIP-8 。,27,步骤26：在元器件属性设置对话框中，已经为MAX813L符号添加了一个封装，如图,28,6.1.3 绘制时钟电路原理图 步骤1：打开名为“时钟电路.SchDoc”的原理图设计文件。 步骤2：点击菜单【设计】-【文档选项】，在原理图图纸设置对话框中设置图纸参数。使用默认值即可。 步骤3：点击菜单【】-【优先设定】，点击左边Schematic（原理图）选项卡前面的“+”号，展开下拉标签，点击选中General
12、标签页，勾选其中的【转换交叉节点】和【显示横跨】复选框。,29,步骤4：按照表6-6-1中列出的元器件，依次放置到原理图中，并设置好属性及封装。,30,适当调整元器件的引脚位置后，放置结果如图,31,步骤5：放置导线，放置结果如图,32,步骤6：放置电源和接地符号，放置结果如图,33,步骤7：点击菜单【项目管理】-【Compile Document 时钟电路.SCHDOC】（或者【Compile PCB Project 时钟电路.PRJPCB】），对单个原理图或者整个项目工程进行电气规则检查。 步骤8：点击菜单【设计】-【设计项目的网络表】-【Protel】生成网络表。 步骤9：点击菜单【报告
13、】-【Bill of Materials】生成元器件清单。,34,6.1.4 PCB单面板的设计 步骤1：打开名为“时钟电路.PcbDoc”的PCB设计文件。 步骤2：点击菜单【设计】-【PCB板选择项】，设置PCB板各项参数。将【捕获网格】的【X】和【Y】都设置为50mil ，将【电气网格】的【范围】设置为10mil ，将【可视网格】的【网格1】设置为50mil 。设置完毕点击【确认】按钮保存。 步骤3：点击工作层标签中的机械层Mechanical1，使机械层作为当前的工作层。 步骤4：点击菜单【放置】-【直线】，在机械层中绘制大小为2900mil 2300mil 的物理边界。 步骤5：点击
14、工作层标签中的禁止布线层Keep-Out Layer ，使禁止布线层作为当前的工作层。,35,步骤6：点击菜单【放置】-【直线】，在禁止布线层中绘制大小为2800mil 2200mil 的电气边界。绘制结果如图,36,步骤7：在PCB编辑器界面中点击菜单【设计】-【Import Changes From 时钟电路.PRJPCB】，或者在原理图编辑界面中点击菜单【设计】-【Update PCB Document 时钟电路.PCBDOC】，导入元器件封装数据。,37,步骤8：点击菜单【工具】-【放置元件】-【自动布局】，在自动布局设置对话框中选择“分组布局”，取消“快速元件布局” ，点击【确认】按
15、钮系统开始自动布局，自动布局结果如图,38,步骤9：手工对布局进行调整后如图,39,步骤10：点击菜单【设计】-【规则】，打开PCB规则和约束编辑器对话框。 1）点击【Design Rules】下的【Electrical】-【Clearance】，将不同网络之间的间距由默认的10mil修改为8mil 。点击【适用】按钮保存设置。 2）右键点击【Clearance】，新建一条间距规则：电源网络与接地网络之间的间距为15mil 。【名称】为“Power” ，【第一个匹配对象的位置】选择“网络”中的“VCC” ，【第二个匹配对象的位置】选择“网络”中的“GND” ，【最小间距】为15mil 。点击【
16、适用】按钮保存设置。 3）点击【Design Rules】下的【Routing】-【Width】，将普通导线的三个宽度都修改为12mil 。点击【适用】按钮保存设置。,40,4）右键点击【Width】，新建一条导线宽度规则：电源线的宽度为20mil 。【名称】为“VCC” ，【第一个匹配对象的位置】选择“网络”中的“VCC” ，三个宽度都修改为20mil 。点击【适用】按钮保存设置。 5）右键点击【Width】，新建一条导线宽度规则：地线的宽度为30mil 。【名称】为“GND” ，【第一个匹配对象的位置】选择“网络”中的“GND” ，三个宽度都修改为30mil 。点击【适用】按钮保存设置。,41,6）点击【Design Rules】下的【Routing】-【Routing Layers】，在【有效的层】中取消勾选“Top Layer”，表示只在底层上布线。点击【适用】按钮保存设置。 7）点击【Design Rules】下的【Routing】-【Routing Corn
