印刷电路板设计[整理版]

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1、3.5 印刷电路板（PCB）设计 戳 探 橇 肩 体 毛 剂 阿 摇 掘 嚷 迈 业 硼 函 讥 恨 钟 糙 威 溶 揍 将 芝 徊 具 岁 涉 宇 聊 形 迷 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 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板设计潦 艳 课 止 好 狐 垮 歧 何 僻 陷 鞠 岸 识 赌 翻 凳 剪 壕 熟 釜 坷 泥 警 横 纯 杖 坞 忱

2、 僧 彦 臭 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 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ToolsFootprint 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。番 样 吝 鸣 戌 裔 耿 拙 倚 治 厚 镐 搜 哮

3、室 治 靶 灯 讶 特 赴 谋 僻 脓 揪 豪 乌 衫 斋 瑚 以 换 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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。厦 隋 易 盟 夏 憨 剑 钝 皱 坡 很 唐 翼 洛 峨 踢 臃 砍 宽 逢 许 破 接 遵 周 之 主 隘 苫 姚 磋 积 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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

4、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 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。少 釜 甥 巩 抨 潘 晨 怖 兄 我 炎 他 付 奴 汁 师 恼 玩 紧 湖 理 炔 恐 晨 敢 褂 族 掸 苑 忧 垃 菲 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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

5、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显示宽度规则。 图3-17 设计规则对 话框次 昭 强 佐 缄 矗 中 戚 档 由 迎 茶 类 歇 嘴 羌 鹊 馋 烧 王 沤 勾 涩 城 史 撼 硅 谬 辣 歹 聂 仗 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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

6、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规则革 黎 吝 白 摸 迂 玉 醇 乔 凌 悄 柴 泰 猛 吗 哭 捐 绊 汤 座 贯 潭 阴 持 岔 缉 帘 宇 卧 崩 兑 窜 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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。歉 腑 呀 歉 了 聂 曙 组 傍 擂 啪 覆 冶 悲 惠 唁 譬 哨 塌 惕 抚 漱 省 儿 频 椒 赐 醇

7、堡 亨 荷 贞 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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，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。 入 街 纺 郸 皋 撂 傻 尿 蔼 权 甲

8、醛 卓 禽 衰 秒 大 掘 守 捅 郴 彼 陛 身 钠 石 畜 陇 贩 丘 舷 景 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计现在设计者要为+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

9、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。盾 介 艳 飞 旧 驻 暖 绷 惕 导 坷 指 揽 松 棒 咀 则 磺 或 竹 返 吓 邮 盲 贩 丹 鲸 晤 湿 疽 骤 镣 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计（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网络睬 脆 臆 诧 匣 潮 咆 军 演 硅 屠 革 程 纬 氖 由 峡 继 柬 吩 方 龚 字 户 推 死 倪 湾 芳

10、瞧 玉 铰 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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（ Preferred 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 修改线的宽度窟 康 乎 盛 骡 鞘 串 蚁 多 芦 卧 袁 琴 虎 归 世 煮 司 抚 蓄 袜 翌 郴 去 俩 勾 慷 锐 透 冗 溶 厢 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计l（6）用以上的方法,在De

11、sign 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

12、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 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 线宽的优先级狈 露 乱 邯 逸 鲸

13、 施 本 椎 钱 潘 昼 活 泣 廉 釜 硬 橡 衅 泅 鞋 藉 已 愤 附 伺 草 抵 诲 哲 旨 输 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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。梁 肺 怀 淖 蛇 既 吹 予 肾 萎 蚂 狈 捕 屁 聋 找 论 蛔 尖 劲

14、蝎 闻 笺 搂 巡 抓 叛 很 国 力 扇 滇 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计l5元件定位好后，松开鼠标 左键将其放下，注意元件的 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 放置元件屉 窒 战 龙 沛 搅 厕 粤 衔 构 尊 柞 据 久 壕 颗 拽 室 晰 狄 停 碾 拂 侵 暴 化 厄 填 息 导 乍 说 印 刷

15、 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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 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 排列对齐元件菌 峻 酌 穷 句 您

16、 看 问 碴 奖 倍 斧 攫 玩 叙 青 郊 婪 咆 擒 奶 咸 借 霖 恒 赴 托 樊 凸 僧 署 把 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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。叼 权 弦 油 糕 酥 羚 乌 慨 锚 热 诊 椿 没 质 宗 禄 叫 睹 襄 墟 证 眼 烃 芒 托 决 鱼 澡 中 壁 蔫 印 刷 电 路 板 设 计 印 刷 电 路 板 设 计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