《《altium_designer_winter_09电路设计案例教程》-第6讲_第3章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《altium_designer_winter_09电路设计案例教程》-第6讲_第3章（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.5 印刷电路板（PCB）设计 教学目的及要求：l3.5 熟悉印刷电路板的PCB设计l 3.5.1 了解PCB设计的规则l 3.5.2 熟练掌握在PCB中放置元件、修改封装， 手动布线、自动布线l3.6 熟练掌握验证用户的PCB板设计l教学重点：印刷电路板的PCB设计l教学难点：验证用户的PCB板设计复习并导入新课l3.1印制电路板的基础知识l3.2创建一个新的PCB文件l 使用PCB向导来创建PCB。l 在Files面板的底部的New from template单元单击 PCB Board Wizard创建新的PCB。l3.3用封装管理器检查所有元件的封装l 在原理图编辑器内，执行Tool
2、sFootprint Manager命令l3.4导入设计 l 在原理图编辑器选择Design Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc命令。l现在设计者可以开始在PCB上放置元件并在板上 布线。在开始设计PCB板之前有一些设置需要做 ，本章只介绍设计PCB板的必要设置，其它的设 置使用缺省值，详细的介绍将在第8章完成。3.5.1设置新的设计规则lAltium Designer的PCB编辑器是一个规则驱动环境 。这意味着，在设计者改变设计的过程中，如放 置导线、移动元件或者自动布线，Altium Designer 都会监测每个动作，并检查设计是否仍然完全符
3、 合设计规则。如果不符合，则会立即警告，强调 出现错误。在设计之前先设置设计规则以让设计 者集中精力设计，因为一旦出现错误，软件就会 提示。l设计规则总共有10个类，包括电气、布线、制造 、放置、信号完整性等的约束。现在来设置必要的新的设计规则，指明电源线、地 线的宽度。具体步骤如下：l1激活PCB文件，从菜单选择Design Rules。 l2PCB Rules and Constraints Editor 对话框出现。每一类规 则都显示在对话框的设计规则面板的左边Design Rules文件 夹的下面，如图3-17所示。双击Routing展开显示相关的布 线规则，然后双击Width显示宽度
4、规则。 图3-17 设计规则对话框l3单击选择每条规则。当设计者单击每条规则时，右边 的对话框的上方将显示规则的范围（设计者想要的这个规 则的目标）如图3-18所示，下方将显示规则的限制。这些 规则都是默认值，或在新的PCB文件创建时在PCB Board Wizard(PCB板向导)中设置的信息。图3-18 设置Width规则l4单击Width规则，显示它的范围和约束，如图3 -18所示，本规则适用于整个板。lAltium Designer的设计规则系统的一个强大功能是 ：同种类型可以定义多种规则，每个规则有不同 的对象，每个规则目标的确切设置是由规则的范 围决定的，规则系统使用预定义优先级，
5、来确定 规则适用的对象。 l例如，设计者可以有对接地网络（GND）的宽度 约束规则，也可以有一个对电源线(+12V)的宽度约 束规则（这个规则忽略前一个规则），可能有一 个对整个板的宽度约束规则（这个规则忽略前两 个规则，即所有的导线除电源线和地线以外都必 须是这个宽度），规则依优先级顺序显示。 现在设计者要为+12V和GND网络各添加一个新的宽度约束规 则，要添加新的宽度约束规则，完成以下步骤：l（1）在Design Rules规则面板的Width类被选择时，右击并选择New Rule，一个新的名为Width_1的规则出现；然后鼠标再右击并选择New Rule，一个新的名为Width_2的规
6、则出现，如图3-19所示。l 图3-19 添加Width_1、Width_2线宽规则l（2）在Design Rules面板单击新的名为Width_1的规则以修改其范围和 约束，如图3-20所示。l（3）在名称（Name）栏键入+12V，名称会在Design Rules栏里自动更 新。（4）在Where The First Object Matches栏选择单选按钮Net，在选择 框内单击向下的箭头，选择+12V，如图3-20所示。图3-20 选择+12V网络l（5）在Constraints栏，单击旧约束文本（10mil）并键 入新值，将最小线宽（Min Width）、首选线宽（ Preferr
7、ed Width）和最大线宽(Max Width)均改为18mil 。注意必须在修改Min Width 值之前先设置Max Width宽 度栏，如图3-21所示。图3-21 修改线的宽度l（6）用以上的方法,在Design Rules面板单击名为Width_2的规则以修改 其范围和约束。在名称栏键入GND；在Where The First Object Matches栏 选择单选按钮Net，在选择框内单击向下的箭头，选择GND；将Min Width、Preferred Width和 Max Width宽度改为25mil。l注意导线的宽带由设计者自己决定，主要取决于设计者PCB板的大小 与元器件
8、的疏密。l（7）最后，单击最初的板子范围宽度规则名Width，将Min Width、 Preferred Width和 Max Width宽度栏均设为12mil。l（8）单击图3-18的 按钮,弹出图3-22所示的优先级对话框，优 先级(Priority)列的数字越小，优先级越高。可以按“Decrease Priority”按 钮减少选中对象的优先级，按“Increase Priority”按钮增加选中对象的优 先级，图3-18所示的GND的优先级最高，Width的优先级最低，单击 Close按钮，关闭Edit Rule Priorities对话框，单击OK按钮，关闭PCB Rules and
9、 Constraints Editor 对话框。当设计者用手工布线或使用自动 布线器时，GND导线为25mil， +12V导线为18mil，其余的导线 均为12mil。图3-22 线宽的优先级3.5.2在PCB中放置元件 l现在设计者可以放置元件了。l1按快捷键V、D将显示整个板子和所有元件。 l2现在放置连接器Y1，将光标放在连接器轮廓的 中部上方，按下鼠标左键不放。光标会变成一个 十字形状并跳到元件的参考点。 l3不要松开鼠标左键，移动鼠标拖动元件。 l4拖动连接时，按下Space键将其旋转90，然后 将其定位在板子的左边，如图3-23所示。l5元件定位好后，松开鼠标 左键将其放下，注意元
10、件的 飞线将随着元件被拖动。 l6参照图3-23所示放置其余 的元件。当设计者拖动元件 时，如有必要，使用Space键 来旋转元件，让该元件与其 它元件之间的飞线距离最短 ，这样飞线就如图3-23所示。 l元器件文字可以用同样的方 式来重新定位按下鼠标左 键不放来拖动文字，按Space 键旋转。图3-23 放置元件Altium Designer具有强大的而灵活的放置工具，让设计者使用这些工具来保证四个电阻正确地对齐和间隔。 l（1）按住Shift键，分别单击4个电阻进行选择，或者拖拉选择框包围4个电阻 。l（2）光标放在被选择的任一个电阻上，变成带箭头的黑色十字光标，单击右 键并选择Align
11、 Align Bottom （如图3-24所示） ，那么四个电阻就会沿着它 们的下边对齐；单击右键并选择Align Distribute Horizontally （如图3-24所示 ），那么四个电阻就会水平等距离摆放好。图3-24 排列对齐元件l（3）如果设计者认为这4个电阻偏左，也可以整 体向右移动l（4）在设计窗口的其它任何地方左击鼠标取消选 择所有的电阻，这四个电阻现在就对齐了并且等 间距。 l（5）把PCB板边框以外的“Multivibrator”Room块删 除，如图3-23所示，选中要删除的块，按Delete键 即可。3.5.3修改封装 l现在已经将封装都定位好了，但电容的封装尺
12、寸太大，需 要改作更小尺寸的封装。 l1首先设计者要找到一个新的封装。单击Libraries面板， 从库列表中选择Miscellaneous Deivices.IntLibFootprint View ，设计者要的是一个小一些的radial类型的封装，因此在过 滤器栏键入rad，单击封装名就会看见与这名字相联系的 封装，其中封装RAD-0.1就是设计者需要的，如图3-25所示 。 l2在PCB板上双击电容C1，弹出Component C1对话框,在 Footprint 栏将Name处改为RAD-0.1或者单击Name处的如图3- 26所示，弹出Browse Libraries对话框如图3-27
13、所示，选择 RAD-0.1,按OK按钮即可。l图3-25 显示元件的封装 图3-26 Component C1对话框l图3-27 Browse Libraries对话框 图3-28 布好元件的PCB板l每个对象都定位放置好后，就可以开始布线了！ 3.5.4手动布线 l布线是在板上通过走线和过孔以连接元件的过程。Altium Designer通过提供先进的交互式布线工具以及Situs拓扑自 动布线器来简化这项工作，只需轻触一个按钮就能对整个 板或其中的部分进行最优化布线。l自动布线器提供了一种简单而有效的布线方式。但在有的 情况下，设计者将需要精确地控制排布的线，或者设计者 可能想享受一下手动布
14、线的乐趣！在这些情况下可以手动 为部分或整块板布线。在这一节的例子中，将手动对单面 板进行布线，将所有线都放在板的底部。l在PCB上的线是由一系列的直线段组成的。每一次改变方 向即是一条新线段的开始。此外，默认情况下，Altium Designer会限制走线为纵向、横向或45角的方向，让设计 者的设计更专业。这种限制可以进行设定，以满足设计者 的需要，但对于本例，将使用默认值。l1用快捷键 L以显示View Configurations对话框。在Signal Layers区域中选择在 Bottom Layer旁边的Show选项，单击 OK按钮，底层标签就显示在设计窗口的底部了。在设计窗 口的底
15、部单击Bottom Layer标签，使PCB板的底部处于激活 状态。l2在菜单中单击Place Interactive Routing（快捷键：P， T）或者单击放置（Placement）工具栏的按钮，光标变成 十字形状，表示设计者处于导线放置模式。l3检查文档工作区底部的层标签。如果Top Layer标签是 激活的，按数字键盘上的“*”键，在不退出走线模式的情况 下切换到底层。“*”键可用在信号层之间切换。l4将光标定位在排针Y1较低的焊盘（选中焊盘后，焊盘 周围有一个小框围住）。左击鼠标或按Enter按钮，以确定 线的起点。l5将光标移向电阻R1底下的焊盘。注意：线段是如何跟随光标 路径来
16、在检查模式中显示的。状态栏显示的检查模式表明它们 还没被放置。如果设计者沿光标路径拉回，未连接线路也会随 之缩回。在这里，设计者有两种走线的选择。lCtrl十左击鼠标，使用AutoComplete功能，并立即完成布线 （此技术可以直接使用在焊盘或连接线上）。起始和终止焊盘 必须在相同的层内布线才有效，同时还要求板上的任何的障碍 不会妨碍AutoComplete的工作。对较大的板，AutoComplete 路径可能并不总是有效的，这是因为走线路径是一段接一段地 绘制的，而从起始焊盘到终止焊盘的完整绘制有可能根本无法 完成。l使用Enter键或左击鼠标来接线，设计者可以直接对目标R1的 引脚接线。在完成了一条网络的布线，右击或按ESC键表示设 计者已完成了该条导线的放置。光标仍然是一个十字形状，表 示设计者仍然处于导线放置模式，准备放置
