《Protel99 SE EDA技术及应用 教学课件 ppt 作者 熊建云 第九章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Protel99 SE EDA技术及应用 教学课件 ppt 作者 熊建云 第九章（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、9.1 任务及要求 9.2 准备原理图和网络表 9.3 使用PCB向导新建PCB文件和板框 9.4 装入原理图网络表文件和元器件封装 9.5 元器件布局 9.6 自动布线 9.7 手工调整布线 9.8 布线结果检查 9.9 生成PCB报表和打印电路板图,第9章 PCB的自动化设计,9.1 任务及要求,采用PCB自动化设计的方法绘制图5-38所示的串联型稳压电源电路的PCB图。要求设计为单面印制电路板，板框尺寸为3600mil2700mil，一般线宽为20mil，输入/输出、电源/地线宽为40mil。,PCB自动化设计就是将原理图绘制、板框规划、元器件布局、规则定义、铜膜走线等全过程由计算机自动
2、完成。但这些过程还是需要人工的干预才能设计出合格的PCB，所以PCB的自动化设计过程实际上是一种半自动化的设计过程。,9.2 准备原理图和网络表,设串联型稳压电源电路的原理图文件名为Power.Sch，生成网络表文件名为Power.NET，原理图和网络表将在后面生成PCB时使用。,电路原理图中最重要的是电路的逻辑连接和各元器件的参数值，只要这些参数值正确、连接无误，从原理上表明该电路可以实现某一功能；,PCB图中最重要的是元器件封装和各焊盘的连接。,要实现自动化设计，就需要在原理图生成网络表文件时不仅要包括元器件的标号、型号，还必须包括元器件的封装信息。,从电路原理图输出网络表前需添加各元器件
3、的封装，然后执行生成网络表Design/Create Netlist命令。,9.3 使用PCB向导新建PCB文件和板框,使用Protel PCB所提供的板框向导（Wizards）来学习自动创建一个新的PCB文件及板框。下面以前面所完成的串联型稳压电源电路的原理图文件Power.Sch为例。,图9-1 Wizards选项卡,（1）执行菜单命令File/New，在弹出的New Document（新建文档）对话框中选择Wizards选项卡，如图9-1所示。,图9-2 PCB向导欢迎界面,（2）双击Printed Circuit Board Wizards（PCB向导）图标，或单击选中该图标后再单击O
4、K按钮，系统进入PCB向导欢迎界面，如图9-2所示。,（3）单击图9-2中的Next按钮，进入选择预定义标准板对话框，如图9-3所示。,图9-3 选择预定义标准板对话框,2）选择PCB样板类型。本处选择Custom Made Board，自己定义板卡的尺寸、边界线宽等参数。,1）在该对话框的Unit项中选择单位：Imperial英制（mil）， Metric公制（mm）。本例中选Imperial。,（4）单击图9-3中的Next按钮，进入如图9-4所示的对话框。该对话框用于设置电路板的形状、尺寸及线宽等参数。,图9-4 自定义参数设置对话框,本例中选择Rectangular设置板框为矩形框，W
5、idth为3600mil，Height为2700mil，显示Dimension Lines(尺寸标注)，取消Title Block (标题栏)、 Scale (刻度尺)、Legend Sting(图例说明)、Corner Cutoff(边角切割)、Inner Cutoff(内缘缺口)的选取，参数设置如图9-4所示。,（5）单击图9-4中的Next按钮进入下一个对话框，可显示自定义板框的轮廓尺寸，如图9-5所示。若需要修改，只需把光标移到图中4个数值的任一个，都会出现一个可编辑的文本框，用户可根据需要进行调整，也可以单击Back按钮返回上一步重新输入尺寸。,图9-5 自定义板框的轮廓尺寸,（6）
6、单击图9-5中的Next按钮，系统进入图9-6所示的PCB板层设置对话框，在其中可选择双面、四层、六层、八层等。本例选择第一项Two Layer-Planted Through Hole和None。,图9-6 PCB板层设置对话框,（7）单击图9-6中的Next按钮，系统进入如图9-7所示的对话框，此时可以设置过孔类型（通孔或盲孔），双层板只能是通孔（Thruhole Vias only）。,图9-7 过孔类型设置对话框,（8）单击图9-7中的Next按钮，系统进入如图9-8所示的对话框，此时可以选择布线技术，可以选择使用的元器件类型（可以是表面贴装式元器件或插孔式元器件），这里选择插孔式元器
7、件。,图9-8 选择布线技术对话框,图9-9 最小尺寸限制设置对话框,（9）单击图9-8中的Next按钮，系统进入如图9-9所示的对话框，此时可以设置最小的导线尺寸、过孔尺寸和导线间的距离。,（10）直接连续单击Next按钮，直到出现Finish（完成）按钮。单击Finish按钮就完成了PCB板的规划工作，如图9-10所示。,图9-10 规划的PCB板框,9.4 装入原理图网络表文件和元器件封装,电路板规划好后，接下来的任务就是装入原理图网络表文件和元器件封装。在装入网络表和元器件封装之前，必须装入所需的元器件封装库。,9.4.1 装入网络表文件及元器件封装的步骤,1）在PCB编辑器中，执行菜
8、单Design/Load Nets命令，系统会弹出如图9-11所示的装载网络表对话框。,图9-11 装载网络表对话框,2）在Netlist File框中输入网络表文件名。单击对话框中的Browse按钮，系统将弹出如图9-12所示的对话框，在对话框中选取目标网络表文件。本例中网络表文件名为Power.NET。,3）单击OK按钮，完成网络表文件的选择，如图9-13所示。,图9-12 网络表文件选择对话框,图9-13 网络表装入情况对话框,4）单击9-13对话框中的Execute（执行）按钮，然后单击Yes按钮就可以将网络表装入PCB编辑器中，如图9-15所示。,图9-15 装入网络表后PCB编辑区
9、,9.4.2 原理图元器件引脚号与PCB元器件封装焊盘号的一致性,对于集成电路，其封装形式有统一标准，一般很少有不一致的情况，但是分立元器件形状多种多样，封装形式也较为繁多，不一致的情况就比较常见。其中特别要注意以下一些常用元器件：二极管、晶体管、电位器、场效管、整流桥等。通常可用以下几种方法来解决不一致的问题。,1修改原理图元器件的引脚号,2直接修改原理图网络表文件,3修改PCB图中元器件封装的焊盘号,本例采用这种方法，下面以修改二极管VD1的焊盘号为例来说明。,（1）局部放大PCB编辑区的VD1部分，如图9-16所示。,图9-16 VD1的局部放大,（2）双击VD1的A号焊盘，打开属性对话
10、框。把Designator框中焊盘编号“A”改为“1”，如图9-17所示，单击OK按钮确定。,（3）用同样的方法把焊盘编号“K”改为“2”。,（4）执行菜单Design/Load Nets命令，重新装入网络表。,按照上述方法，将图9-15中VD2、VD3、VD4、VW1的焊盘编号“A”改为“1”，焊盘编号“K”改为“2”。,（5）单击Execute（执行）按钮，然后单击Yes按钮。,对于三极管和电位器的管脚，在原理图和PCB图中相应的编号并不一致，如图9-19所示。,根据上述方法，将晶体管VT1VT4和电位器RP1的焊盘号做相应修改，然后再一次装入网络表。这时所有二极管焊盘均有了网络并以“飞线
11、”相连，晶体管和电位器的焊盘网络也发生了变化。,9.5 元器件布局,图9-20 群组式自动布局对话框（Cluster Placer）,9.5.1 自动布局,执行菜单Tool/Auto Placement/Auto Placer命令，弹出如图9-20所示的对话框。系统提供两种自动布局方式：,1群组式自动布局 群组式自动布局方式如图9-20所示。此方式适合元器件数小于100个的电路。,说明：执行该方式布局前，可以执行菜单Design/Rules命令，打开Design Rules（设计规则）对话框，选择Placement（布局）选项卡设定自动布局的参数。这些规则仅对Cluster Placer（群组
12、式布局）方式有效。,统计式自动布局方式如图9-21所示。此方式基于统计学的算法来布局元器件，使元器件间的连接导线长度尽量最短，它适合元器件数量超过100个的电路。,2统计式自动布局,图9-21 统计式自动布局对话框 （Statistical Placer）,各选项的意义如下： Group Components：将网络中电气连接关系密切的元器件归为一组。 Rotate Components：允许元器件旋转以便找出一个最佳布局方向。 Power Nets：输入网络名称。 Ground Nets：与Power Nets相似，通常是地线网络名称。 Grid Size：设置元器件自动布局时的栅格间距。,
13、图9-22 自动布局的稳压电源图,注意：在运行自动布局前，应确保已经定义了一个PCB板的电气边界，并确保电气边界的属性选择为Keep out。否则，不能执行自动布局。,本例中选择统计式自动布局，结果如图9-22所示。,执行Tool/Auto Placement/Stop Auto Placer命令用于停止正在自动布局的操作。,3停止自动布局,3粘贴：执行菜单Edit/Paste命令或单击 图标。,9.5.2 对象的编辑操作,前面我们学习了有关移动、旋转、翻转、选取等操作，本处再学习复制、剪切、粘贴、删除等操作。,1剪切：执行菜单Edit/Cut命令或单击 图标。,2复制：执行菜单Edit/Co
14、py命令。,图9-24 选择性粘贴属性对话框,4选择性粘贴：执行菜单Edit/Paste Special命令,将进入选择性粘贴 属性对话框，如图9-24所示。,5清除对象：执行菜单Edit/Clear命令 将删除被选取的对象。,6删除对象：执行菜单Edit/Delete命 令，移动光标到要删除的对象，单 击鼠标左键将删除对象。,9.5.3 手工调整布局,图9-26 手工调整后的稳压电源布局图,手工调整元器件布局实际上就是对元器件进行移动、旋转、翻转、调整元器件标注等操作。手工调整后的稳压电源布局图如图9-26所示。,9.6 自动布线,进行自动布线之前，要根据电路的实际需要，要进行相应的布线规则
15、设置。,9.6.1 自动布线的设计规则,执行菜单命令Design/Rules，系统会弹出如图9-27所示的设计规则对话框，这里仅对自动布线的一些规则进行说明。,图9-27 设计规则（布线参数）对话框,1设置安全间距参数,双击Clearance Constraint（安全间距）选项，可进入安全间距设置对话框，如图9-28所示。 注：此处缺一个图9-28,2设置布线拐角模式 双击Routing Corners（布线拐角）选项，将弹出如图9-29所示的布线拐角规则设置对话框。,图9-29 布线拐角规则设置对话框,3设置布线工作层,图9-30 布线层规则设置对话框,双击Routing Layers（布
16、线层）选项，将弹出如图9-30所示的布线层规则设置对话框。,Rule Attribute：该项用于设定自动布线时所使用的布线层以及对应层的走线方式。,4设置布线优先级 双击Routing Priority选项，将弹出布线优先级设置对话框。,5设置布线的拓扑结构 双击Routing Topology选项，将弹出布线拓扑规则设置对话框。,6设置过孔类型 双击Routing Via-Style选项，将弹出布线过孔类型设置对话框。,各个工作层布线的走向方式有Not Used（不使用）、Horizontal（水平方向）、Vertical（垂直方向）、Any（任意方向）等11种。采用双面板和多层板时，一般默认设置TopLayer（顶层）为Horizontal，BottomLayer（底层）为Vertical。当我们需要作单面板时，应把TopLayer设为Not Used，BottomLayer设为Any。本例中我们设置成为单面板。,图9-34 布线宽度设置对话框,7设置走线宽度,Rul
