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1、第7章 印刷电路板设计技术,7.1 印制电路板设计流程,启动PCB编辑器。电路板的设计工作全部在PCB编辑器中实现。 规划电路板。例如电路板的物理尺寸，几层电路板（单面板还是双面板），各元件采用何种封装形式及其安装位置等。这一步是确定电路板设计的框架。 设置工作环境参数，加载元件库封装。 装入网络表及元件封装。若前面没有生成网络表，则可以用手工的方法放置元件。封装就是元件的外形，对于每个装入的元件必须有相应的外形封装，才能保证电路板布线的顺利进行。 元件的布局（可分为手动和自动两种）。将元件放置在电路板的合适位置。 布线（可分为手动和自动两种）。即完成元件之间的电路连接。在布线之前，一般要设定
2、好设计规则。,7.2 启动PCB编辑器,菜单File-New，打开新建文件对话框。选取PCB Document图标，单击“OK”按钮，或双击该图标创建一个新的PCB文件，新建的PCB文件名默认为“PCB1”，这个文件位于当前的设计库中，此时用户可重新命名。,7.3 电路板边界规划,电路板的边界一般是指在禁止布线层的电气边界。 单击编辑区下方的Keep Out Layer标签，将禁止布线层设置为当前工作层。 菜单Place-Keepout-Track，或图标 建立如图所示边界。此边界也是电路板的实际尺寸，以后的元件布置均在此边界内部。,电路板边界规划,交互式布线，在信号层内可实现焊盘的电气连接，
3、同时布线时还遵守设定好的布线规则；在禁止布线层可绘制电路板边界。即根据所处层不同，绘制出的内容具有不同的含义。 连线，一般用于非电气层上（用于电气层上时，不遵守布线规则）。根据所处层不同，绘制出的内容具有不同的含义。 二者在放置时可按动Space键或Shift+Space键改变走线方向，其中后者改变的方式更多。,二者的区别,7.4 装入元件封装及网络表,在装入网络表及元件封装之前，应该先将所用到的元件封装库装入到PCB编辑器中，类似于画原理图时装入元件库。若没有装入相应的元件封装库，装入网络表时会提示装入过程有误。 步骤： 1、设计管理器“Browse PCB” 。 2、“Browse”浏览栏
4、“Libraries” 3、“Add/Remove（添加/删除）”按钮，将弹出添加/删除库文件的对话框。 或执行“Design-AddRemove Library”命令实现。,装入元件封装及网络表,在Protel99 SE中提供了大量元件封装，这些元件封装都分门别类地存放在不同的元件封装库中。 元件封装库的存放路径是C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryPcb 在Pcb文件夹下包含3个文件夹，其中： Connectors文件夹：主要存放各种连接件的元件封装库； Generic Footprints文件夹：存放各种常用的元件封装库； IPC Foo
5、tprints文件夹：存放各种表贴式元件封装库。 元件封装库的扩展名是.ddb。,装入元件封装及网络表,选择库文件（位于Design Explorer99 SELibraryPCBGeneric FootPrints）。过程与画原理图时装入元件库的步骤一样。 比较常用的元件封装库有Miscellaneous.ddb、Advpcb.ddb、General IC.ddb。,装入元件封装及网络表,单击“Browse按钮，便可进入浏览封装库元件对话框。或菜单“Design-Browse Components”。在对话框中可以查看元件封装的类别和形状等。 Libraries：选择已装入的元件封装库。单击
6、右边的下拉式按钮便会看到所添加的元件封装库，可选择浏览。 “Edit” 对选中的元件进行编辑， “Place” 将选中的元件放置到电路板上。,预览区,放大,缩小,装入元件封装及网络表,网络表应该包括电路原理图中的所有元件，而且元件均指定了管脚封装。 装入网络表的方法：菜单Design-Load Nets，系统会弹出装入网络表对话框。 在“Netlist File”框中直接输入网络表文件名。或单击对话框中的“Browse”。,单击 “Browse”按钮时弹出的选择网络表文件选择对话框，网络表文件的扩展名为“”。,装入元件封装及网络表,如果没有设定封装形式，或者封装形式不匹配，则在装入网络表时，会
7、在列表框中显示错误信息，这将不能正确装入该元件。这时最好返回电路原理图，修改该元件的属性或电路连接，再重新生成网络表，然后切换到PCB文件中进行操作。,按Execute装入网络表,装入元件封装及网络表,无论网络表有无错误，均可以强制装入网络表（即使有错误，也可以在PCB设计环境下修改）。右图为装入正确的网络表后的PCB图，暗绿色显示的是飞线。,7.5 元件布局,自动布局：必须先定义电路板的边界，否则无法自动布局。 菜单Tools-Auto Placement-Auto Placer将弹出对话框。,Cluster Placer（成组布局方式）：根据元件的连通性分组，然后按照几何关系在布局区域内放
8、置元件组。一般适合于元件数量较少（少于100）的PCB制作。,两种自动布局方式,元件布局,Statistical Placer：根据统计算法来放置元件，使元件间用最短的导线连接。一般适合元件数目较多（大于100）的PCB制作。,Group Components：将关系密切的元件合并为一组，布局时作为一个整体。 Rotate Components：布局时可以将元件旋转。,元件布局,自动布局结束后，考虑到散热、抗电磁干扰、强弱电分开等因素，一般要进行手动调整。 单击并拖动某元件可调整其位置。此时支持Space键调整方向，Tab键修改属性。 按住Shift键，单击多个元件，即可使这些元件处于选取状态
9、，被选取的元件呈现高亮度。单击并拖动可调整多个元件的位置。 按住鼠标左键并保持，移动鼠标，拉出一个框，当这个框包围了所要选取的元件时，松开鼠标左键即可选取框内的元件。只有整体在框内的元件才会被选取。,元件布局对齐元件,Component Placement （元件布置）工具栏或菜单Tools-Interactive Placement。,只有对选中的元件操作才有效,元件布局对齐元件,Align菜单：弹出对齐元件对话框，该对话框列出了多种对齐的方式。该命令也可以在工具栏上选择图标 。 左边“Horizontal”区域是水平对齐的各种方式，右边“Vertical”区域是垂直对齐的各种方式。,7.6
10、 设置布线规则,布线：一般说来，用户先对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来预置布线设计规则。设置完布线规则后，系统将依据这些规则进行自动布线。最后可以手动调整。,设置自动布线设计规则：菜单Design- Rules。,设置布线规则,Clearance Constraint（走线间距约束）：用于设置走线与其他对象之间的最小安全距离。,单击，增加新的规则,双击该项，直接修改该规则,设置布线规则,Rule scope 用于指定本规则适用的范围，例如整个电路板、某一层、某个网络等。 Rule Attributes 设置最小间距的数值和网络的类型关系。,最小间距的数值,网络的类型关系,设置布线规
11、则,Routing Corners 设置布线拐角的样式,操作与前面所述类似：双击选项或单击Add按钮。,拐角样式：45度、90度、圆弧,拐角的具体值,设置布线规则,Routing Layers 设置自动布线过程中哪些信号层可以使用。,以水平线为主,以垂直线为主,双面板,设置布线规则,Routing Layers 设置自动布线过程中哪些信号层可以使用。,不指定哪一个为主,单面板,该层不布线,设置布线规则,Routing Priority 用来设置布线的优先权，即布线的先后顺序。,范围：0-100，0最低，100最高，优先权高的网络先布线,可以选择不同的网络,设置布线规则,Widthasaa Co
12、nstraint 导线宽度 ：用来设置导线的最大和最小宽度,走线的最小、最大和优选宽度值,7.7 自动布线,布线规则设置完毕，可启动自动布线。Auto Route菜单 All 整个电路板布线，系统按照布线规则完成所有的布线工作，无需人工干预。 Net 指定网络布线，执行该命令后，光标变成十字形状，移动光标到需要布线的网络，并单击鼠标左键，则与该网络连线相连接的所有网络线均被布线。之后可以继续选择其他的网络自动布线。右击鼠标取消布线状态。,自动布线,Connection 指定两连接点布线，由用户指定某条连线，系统仅对该连线进行自动布线，也就是对两连接点之间进行布线。移动光标到需要布线的连接线，并
13、单击鼠标即可。该连接线布完后，可继续选择其他的连接线。右击鼠标取消布线状态。 Component 指定元件，系统仅对与该元件相连的网络进行布线。操作过程类似。,自动布线,Area 由用户划定区域，系统的自动布线范围仅限于该划定区域内的元件。执行该命令执行后，光标变成十字形状，移动光标到需要布线的元件左上角，并单击鼠标左键，然后拖动鼠标使得出现的矩形框包含需要布线的元件，之后单击鼠标左键，以构造一个布线区域，系统便开始自动对该区域的所有元件及其连接的网络进行布线。 在自动布线的过程中，也可以.,终止自动布线,重新布线,暂停自动布线,暂停自动布线后重新开始自动布线,自动布线,Auto Route-
14、All，系统会弹出自动布线设置对话框，一般按照其默认设置即可。 Lock All Pre-routes 选中时，自动布线器会锁定所有已经布过的线，仅对没有布过的线布线；未选中时，自动布线器会取消所有已经布过的线，并对整个电路重新布线。,布线栅格大小,启动自动布线,自动布线,布线前,布线后,暗绿色为飞线,红色和蓝色为布好的线,7.8 手工调整,自动布线有不尽如人意的地方：例如散热器下方走线，IC芯片引脚间走线，电源线过细，需要添加新的内容等。 撤销已布的线，使相应的线回到飞线状态：Tools-Un-Route，里面的选项与前面所述类似。单击某段已布好的线，并按动Del键也可撤销。,手工调整-增加
15、电源线的宽度,Tools-Un-Route-Net，选择VCC和GND网络，撤销已布的线。 Designs Rules- Width Constraint 走线宽度，再选择Add。 在Rule Scope中选择Net。,分别选择VCC和GND网络,分别修改走线的最小、最大和优选宽度值,手工调整-增加电源线的宽度,手工调整-增加电源线的输入端,增加电源线的输入端可方便后续接线。 单击C1电容的引脚1，放大，上面会显示其编号和所属网络的名称。,地,电源,所有网络列表的名称,该网络内所有元件的引脚,Miniviewer：该网络的所有引线,手工调整-增加电源线的输入端,放置焊盘。 双击焊盘修改其属性。
16、选择Advanced选项卡，修改其中的Net项，分别改为VCC和GND。,多了网络名和飞线,手工调整-增加电源线的输入端,交互式布线。 分别选择信号层的底层和顶层，表示要在底层和顶层分别画线。利用交互式布线工具在不同的层上完成连线。 图示点并未连接起来，因为线是在不同的层。 添加过孔，完成连线。,7.9 导线所在层的修改,放置交互式导线时，在需要改变层时，按下小键盘的*、+或-键，则导线会自动在Top Layer和Bottom Layer之间切换，同时自动在切换处生成一个过孔。,放置交互式导线时，在需要改变层时，按下小键盘的*、+或-键，则导线会自动在Top Layer和Bottom Layer之间切换
