第4讲项目3多谐振荡器的PCB设计课件

3.5 3.5 印刷电路板（印刷电路板（PCBPCB）设计）设计 教学目的及要求：教学目的及要求：l3.5 熟悉印刷电路板的熟悉印刷电路板的PCB设计设计l 3.5.1 了解了解PCB设计的规则设计的规则l 3.5.2 熟练掌握在熟练掌握在PCB中放置元件、修改封装，中放置元件、修改封装，手动布线、自动布线手动布线、自动布线l3.6 熟练掌握验证用户的熟练掌握验证用户的PCB板设计板设计l教学重点：印刷电路板的教学重点：印刷电路板的PCB设计设计l教学难点：验证用户的教学难点：验证用户的PCB板设计板设计复习并导入新课复习并导入新课l3.1印制电路板的基础知识印制电路板的基础知识l3.2创建一个新的创建一个新的PCB文件文件l 使用使用PCB向导来创建向导来创建PCB。l 在在Files面板的底部的面板的底部的New from template单元单击单元单击PCB Board Wizard创建新的创建新的PCB。l3.3用封装管理器检查所有元件的封装用封装管理器检查所有元件的封装l 在原理图编辑器内，执行在原理图编辑器内，执行ToolsFootprint Manager命令命令l3.4导入设计导入设计 l 在原理图编辑器选择在原理图编辑器选择Design Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc命令。命令。l现在设计者可以开始在现在设计者可以开始在PCB上放置元件并在板上上放置元件并在板上布线。在开始设计布线。在开始设计PCB板之前有一些设置需要做，板之前有一些设置需要做，本项目只介绍设计本项目只介绍设计PCB板的必要设置，其它的设板的必要设置，其它的设置使用缺省值，详细的介绍将在项目置使用缺省值，详细的介绍将在项目8完成。完成。3.5.13.5.1设置新的设计规则设置新的设计规则lAltium Designer的的PCB编辑器是一个规则驱动环境。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，导线、移动元件或者自动布线，Altium Designer都都会监测每个动作，并检查设计是否仍然完全符合会监测每个动作，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，软件就会提集中精力设计，因为一旦出现错误，软件就会提示。示。l设计规则总共有设计规则总共有10个类，包括电气、布线、制造、个类，包括电气、布线、制造、放置、信号完整性等的约束。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激活激活PCB文件，从菜单选择文件，从菜单选择Design Rules。l2PCB Rules and Constraints Editor 对话框出现。每一类规对话框出现。每一类规则都显示在对话框的设计规则面板的左边则都显示在对话框的设计规则面板的左边Design Rules文件文件夹的下面，如图夹的下面，如图3-18所示。双击所示。双击Routing展开显示相关的布展开显示相关的布线规则，然后双击线规则，然后双击Width显示宽度规则。显示宽度规则。图图3-18 设计规则对话框设计规则对话框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）如图则的目标）如图3-19所示，下方将显示规则的限制。这些所示，下方将显示规则的限制。这些规则都是默认值，或在新的规则都是默认值，或在新的PCB文件创建时在文件创建时在PCB Board Wizard(PCB板向导板向导)中设置的信息。中设置的信息。图图3-19 设置设置Width规则规则l4单击单击Width规规则，显示它的范则，显示它的范围和约束，如图围和约束，如图3-19所示，本规则所示，本规则适用于整个板。适用于整个板。lAltium Designer的设计规则系统的一个强大功能是：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。则适用的对象。l例如，设计者可以有对接地网络（例如，设计者可以有对接地网络（GND）的宽度）的宽度约束规则，也可以有一个对电源线约束规则，也可以有一个对电源线(+12V)的宽度的宽度约束规则（这个规则忽略前一个规则），可能有约束规则（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。必须是这个宽度），规则依优先级顺序显示。现在设计者要为现在设计者要为+12V+12V和和GNDGND网络各添加一个新的宽度约束规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：则，要添加新的宽度约束规则，完成以下步骤：l（1）在）在Design Rules规则面板的规则面板的Width类被选择时，右击并选择类被选择时，右击并选择New Rule，一个新的名为，一个新的名为Width_1的规则出现；然后鼠标再右击并选择的规则出现；然后鼠标再右击并选择New Rule，一个新的名为，一个新的名为Width_2的规则出现，如图的规则出现，如图3-20所示。所示。l 图图3-20 添加添加Width_1、Width_2线宽规则线宽规则l（2）在）在Design Rules面板单击新的名为面板单击新的名为Width_1的规则以修改其范围和的规则以修改其范围和约束，如图约束，如图3-21所示。所示。l（3）在名称（）在名称（Name）栏键入）栏键入+12V，名称会在，名称会在Design Rules栏里自动更栏里自动更新。新。（4 4）在）在Where The First Object MatchesWhere The First Object Matches栏选择单选按钮栏选择单选按钮NetNet，在选择，在选择框内单击向下的箭头，选择框内单击向下的箭头，选择+12V+12V，如图，如图3-213-21所示。所示。图图3-21 选择选择+12V网络网络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（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3-22所示。图图3-22 修改线的宽度修改线的宽度l（6）用以上的方法）用以上的方法,在在Design Rules面板单击名为面板单击名为Width_2的规则以修改其范围和约束。在名称栏键的规则以修改其范围和约束。在名称栏键入入GND；在；在Where The First Object Matches栏选择单栏选择单选按钮选按钮Net，在选择框内单击向下的箭头，选择，在选择框内单击向下的箭头，选择GND；将；将Min Width、Preferred Width和和 Max Width宽宽度改为度改为25mil。l注意注意:导线的宽带由设计者自己决定，主要取决于导线的宽带由设计者自己决定，主要取决于设计者设计者PCB板的大小与元器件的疏密。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）最后，单击最初的板子范围宽度规则名Width，将，将Min Width、Preferred Width和和 Max Width宽宽度栏均设为度栏均设为12mil。l（8）单击图）单击图3-19的的 按钮按钮,弹出图弹出图3-23所示的所示的优先级对话框，优先级优先级对话框，优先级(Priority)列的数字越小，列的数字越小，优先级越高。可以按优先级越高。可以按“Decrease Priority”按钮减少按钮减少选中对象的优先级，按选中对象的优先级，按“Increase Priority”按钮增按钮增加选中对象的优先级，图加选中对象的优先级，图3-23所示的所示的GND的优先级的优先级最高，最高，Width的优先级最低，单击的优先级最低，单击Close按钮，关闭按钮，关闭Edit Rule Priorities对话框，单击对话框，单击OK按钮，关闭按钮，关闭PCB Rules and Constraints Editor 对话框。对话框。当设计者用手工布线或当设计者用手工布线或使用自动布线器时，使用自动布线器时，GND导线为导线为25mil，+12V导线为导线为18mil，其余的，其余的导线均为导线均为12mil。图图3-23 线宽的优先级线宽的优先级3.5.23.5.2在在PCBPCB中放置元件中放置元件 l现在设计者可以放置元件了。现在设计者可以放置元件了。l1按快捷键按快捷键V、D将显示整个板子和所有元件。将显示整个板子和所有元件。l2现在放置连接器现在放置连接器Y1，将光标放在连接器轮廓的，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。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。不要松开鼠标左键，移动鼠标拖动元件。l4拖动连接时，按下拖动连接时，按下Space键将其旋转键将其旋转90，然后，然后将其定位在板子的左边，如图将其定位在板子的左边，如图3-24所示。所示。l5元件定位好后，松开鼠元件定位好后，松开鼠标左键将其放下，注意元件标左键将其放下，注意元件的飞线将随着元件被拖动。的飞线将随着元件被拖动。l6参照图参照图3-24所示放置其余所示放置其余的元件。当设计者拖动元件的元件。当设计者拖动元件时，如有必要，使用时，如有必要，使用Space键来旋转元件，让该元件与键来旋转元件，让该元件与其它元件之间的飞线距离最其它元件之间的飞线距离最短，这样飞线如图短，这样飞线如图3-24所示。所示。l元器件文字可以用同样的方元器件文字可以用同样的方式来重新定位式来重新定位按下鼠标按下鼠标左键不放来拖动文字，按左键不放来拖动文字，按Space键旋转。键旋转。图图3-24 放置元件放置元件Altium DesignerAltium Designer具有强大的而灵活的放置工具，让设计者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。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）按住Shift键，分别单击键，分别单击4个电阻进行选择，或者拖拉选择框包围个电阻进行选择，或者拖拉选择框包围4个电阻。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）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，单击右键并选择键并选择Align Align Bottom（如图（如图3-25所示）所示），那么四个电阻就会沿着它，那么四个电阻就会沿着它们的下边对齐；单击右键并选择们的下边对齐；单击右键并选择Align Distribute Horizontally（如图（如图3-25所示）所示），那么四个电阻就会水平等距离摆放好。，那么四个电阻就会水平等距离摆放好。图图3-25 排列对齐元件排列对齐元件 l（3）如果设计者认为这）如果设计者认为这4个电阻偏左，也可以整个电阻偏左，也可以整体向右移动体向右移动l（4）在设计窗口的其它任何地方左击鼠标取消选）在设