《Protel 99SE基础教程 教学课件 ppt 作者 姚年春 第7章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Protel 99SE基础教程 教学课件 ppt 作者 姚年春 第7章（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 元器件布局,掌握电路板设计的基本流程。 掌握元器件交互式布局的方法。 领会元器件交互式布局方法的精髓。,学习目标：,7.1 电路板设计的基本流程,设计PCB的基本流程如图所示。,图7-1 电路板设计的基本流程,（1）准备原理图和网络表 只有原理图和网络表生成后，才能将元器件封装和网络表载入到PCB编辑器，然后才能进行电路板的设计。网络表是印制电路板自动布线的灵魂，更是联系原理图编辑器和PCB编辑器的桥梁和纽带。,（2）设置环境参数 在PCB编辑器中开始绘制电路板之前，设计者可以根据习惯设置PCB编辑器的环境参数，包括栅格大小、光标捕捉区域的大小、公制/英制转换参数及工作层面颜色等。环境
2、参数设计的好坏，将会直接影响电路板设计的效率。,（3）规划电路板 规划电路板包括以下内容。 电路板的选型，选择单面板、双面板或者多面板。 确定电路板的外形，包括设置电路板的形状、电气边界和物理边界等参数。 确定电路板与外界的接口形式，选择具体接插件的封装形式及确定接插件的安装位置和电路板的安装方式等。,（4）载入网络表和元器件封装 在PCB编辑器中，只有载入了网络表和元器件封装后才能开始电路板的绘制。 （5）元器件布局 元器件布局应当从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面进行综合考虑。先布置与机械尺寸和安装尺寸有关的器件，然后布置大的、占位置的器件和电路的核心元器件，最后布置外围的
3、小元器件。 （6）电路板布线 在电路板布线阶段，设计者可采用系统提供的自动布线功能，也可以采用手工的方法来对电路板进行布线。,（7）地线覆铜 对信号层上的接地网络和其他需要保护的信号进行覆铜或包地，可以增强PCB抗干扰的能力和负载电流的能力。 （8）设计规则检查 设计规则检查简称DRC（Design Rule Check）。对布完线的电路板进行DRC设计检验，可以确保电路板设计符合设计者制定的设计规则，并且所有的网络均已正确连接。,7.2设置电路板类型,在进行电路板设计之前，应当先设置电路板的类型，它属于规划电路板的范畴。设置电路板类型通常可分为以下几个步骤。 选择电路板类型。电路板类型的选择
4、应当从电路板的可靠性、工艺性和经济性等方面进行综合考虑，尽量从这几方面的最佳结合点出发来选择电路板的类型。一般的设计，选用双面板即能达到预期的可靠性，而且布线也比较方便，制造成本也不是很高。 设置电路板类型。Protel 99SE为设计者提供了功能强大的图层堆栈管理器，在图层堆栈管理器内可以选择电路板的类型，还可以添加、删除工作层面。 设置工作层面参数。在电路板类型选定后，就需要对所选电路板上工作层面的参数进行设置了。设置工作层面的参数主要包括设置隐藏/显示属性和设置工作层面的颜色等参数。,7.2.1图层堆栈管理器,在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】/【Layer Stack Ma
5、nager】，打开【Layer Stack Manager】（图层堆栈管理器）对话框,图7-2 图层堆栈管理器对话框,单击 按钮，可以打开如图所示的菜单命令列表。,图7-3 【Menu】菜单命令列表,7.2.2设置工作层面的显示/隐藏属性,行菜单命令【Design】/【Options】，打开【Document Options】（文档参数）设置对话框,图7-4 工作层面显示/隐藏属性设置对话框,在工作层面显示/隐藏属性设置对话框中，选中工作层面选项前面的复选框，即可在工作窗口中显示该工作层面。反之，则可以隐藏该工作层面。 取消【Top Layer】选项前复选框的选中状态，在工作窗口中隐藏顶层信号
6、层。隐藏顶层信号层后，工作层面的切换标签中将不再显示【Top Layer】标签 。,图7-5 工作层面切换标签,7.2.3设置工作层面的颜色,执行菜单命令【Tools】/【Preferences】，打开【Preferences】（系统参数）设置对话框,图7-6 工作层面设置对话框,单击【Colors】选项卡，打开工作层面颜色设置对话框,图7-7 工作层面颜色设置对话框,7.3 规划电路板,规划电路板除了前面介绍的设置电路板类型外，还需要定义电路板的外形、电气边界和安装孔等。,图7-8 规划电路板的流程,7.4准备电路板设计的原理图文件和网络表文件,准备好的原理图如图所示,图7-9 准备好的原理
7、图文件,在原理图编辑器内，执行菜单命令【Design】/【Create Netlist】生成网络表文件,图7-9 生成的网络表文件,7.5 生成的网络表文件,在原理图和电路板规划工作完成后，就需要将原理图的设计信息传递到PCB编辑器中进行电路板的设计。从原理图向PCB编辑器传递的设计信息主要包括网络表文件、元器件的封装和一些设计规则信息。 Protel 99SE实现了真正的双向同步设计，网络表与元器件封装的载入既可以在原理图编辑器内通过执行菜单命令【Design】/【Update PCB】更新PCB文件来实现，也可以在PCB编辑器内通过执行菜单命令【Design】/【Load Nets】导入网
8、络表文件来实现。,7.5.1载入元器件封装库,在Protel 99SE中，常用的元器件封装库主要包括“Advpcb.ddb”、“General IC.ddb”和“Miscellaneous.ddb”等几个元器件封装库。在这些常用的元器件封装库中，一般的元器件封装都能找到。这些元器件封装库位于系统安装目录下“Design Explorer 99 SELibraryPcbGeneric Footprints.”,7.5.2更新网络表文件和元器件封装,Protel 99SE为用户提供了两种简捷的载入网络表和元器件封装的方法：一种是利用原理图编辑器中的设计同步器更新PCB的网络表和元器件封装；另一种是
9、在PCB编辑器中载入元器件封装和网络表。,7.5.3在PCB编辑器中载入网络表文件和元器件封装,在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】/【Load Nets】，之后系统将打开【Load/Forward Annotate Netlist】（载入网络表）对话框,图7-10 载入网络表对话框,载入网络表对话框中，单击 按钮，打开【Select】（选择网络表文件）对话框，选中网络表文件后的结果如图所示,图7-11 选择网络表文件,单击 按钮，即可将选中网络表文件添加到载入网络表对话框中,图7-12 添加网络表文件的结果,不管是利用原理图编辑器中的设计同步器更新PCB设计，还是在PCB编辑器中载
10、入元器件封装和网络表，都可以快捷、可靠地将元器件封装和网络表文件载入到PCB编辑器中。前者在更新PCB时可以不生成网络表文件，而后者在载入网络表文件之前必须生成和更新网络表文件，否则原理图修改结果不能载入到PCB编辑器中。,7.6元器件布局,在完成了电路板设计前期的准备工作后，接下来就可以开始元器件的布局了。电路板上元器件布局的好坏，不仅影响到后面布线工作的难易程度，而且会关系到电路板实际工作情况的好坏。合理的元器件布局，既可消除因布线不当而产生的噪声干扰，同时也便于生产中的安装、调试与检修等。,7.6.1元器件布局基础知识,元器件布局的方法主要包括自动布局方法、手工布局方法和自动布局与手工布
11、局相结合的交互式布局方法3种。 （1）自动布局方法 采用自动布局方式进行元器件布局时，系统可能只兼顾某些设计规则（比如预拉线最短的规则），而常常会忽略一些电路设计的基本常识。比如将接插件被放到了电路板的中间，如果是某些串并口类的插座，在装配时可能造成无法装焊。有些元器件的去耦电容没有紧靠元器件的电源输入和接地端，滤波回路太大，降低了去耦电容的滤波效果。因此，对于绝大多数电路设计而言，完全采用自动布局的方法是不可取的。,（2）手工布局方法 采用手工布局时，设计者可以完全根据实际电路工作和装配的需要，进行元器件的布局，所生成的元器件布局也更加符合实际应用的要求，有利于后面的布线操作。同时，对于一个
12、有着特殊要求的电路来讲，手工布局完全可以按照设计者的意图进行布局，这是自动布局无法完成的。 （3）交互式布局方法 从上面对自动布局和手工布局的特点分析可以看出，手工布局和自动布局各有优缺点，从全局的角度来看，如果将二者结合起来使用，将是一个比较不错的布局方法。,自动布局与手工布局相结合的交互式布局方法主要包括以下几个基本步骤,图7-13 交互式布局基本步骤,7.6.2关键元器件的布局,关键元器件主要包括与机械尺寸有关的元器件、与装配相关的元器件、大的占位置的元器件、发热量高的元器件、核心元器件、高频时钟电路、对电磁干扰敏感的电路以及热敏元器件等几类元器件。 关键元器件的布局分成以下3个步骤。
13、对所有的元器件进行分类筛选，找出电路板上的关键元器件。 放置关键元器件。 锁定关键元器件。,当元器件位置处于锁定状态时，在工作窗口中对元器件位置的操作都将无效。如果设计者要移动元器件的位置，则系统将会打开【Confirm】（确认移动元器件）对话框,图7-14 元器件属性对话框,7.6.3元器件的自动布局,Protel 99SE提供了强大的元器件自动布局功能，对元器件进行自动布局可以更加快速、便捷地完成元器件的布局工作。 元器件的自动布局主要分为两个步骤。 （1）设置元器件布局有关的设计规则。 选择自动布局的方式，并进行自动布局的操作。 （2）设置元器件自动布局设计规则 为了保证元器件的自动布局
14、能够按照设计者的意图进行，在自动布局之前应当对元器件自动布局设计规则进行设置。,7.6.4元器件布局的自动调整,对元器件布局进行调整，可以利用Protel 99SE提供的元器件自动排列功能进行调整。在很多情况下，利用元器件的自动排列功能，可以得到令人满意的结果，尤其是在元器件排列整齐方面，是十分快捷有效的。,7.6.5手工调整元器件布局,元器件的自动布局并不能完全符合设计需要，自动布局结束后往往还要对元器件布局进行手工调整。手工调整元器件布局的操作主要包括对元器件进行移动、旋转等。对元器件进行移动和旋转的操作在第6章中已经作了详细地介绍，这里就不再介绍了。只是在电路板上手工调整元器件布局时，移动和旋转元器件是要遵循一定的电气原则和考虑电路板整体设计的美观。比如，调整元器件序号的标准是排列尽量整齐美观，易于查找，大小适中，以能清晰查看为准。这部分内容将在最后一章的典型综合实例中进行详细地介绍。,7.7巩固练习,设置电路板的工作层面包括以下几方面的工作。 电路板的选型，本例选择电路板为双面板。 在图形堆栈管理器中设置电路板的类型和电路板工作层面的属性。 在电路板工作层面管理对话框中设置工作层面参数，包括显示与关闭某些工作层面、设置工作层面的颜色等参数。,
