《嵌入式系统硬件PCB设计流程和规范》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式系统硬件PCB设计流程和规范（135页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、嵌入式系统硬件设计嵌入式系统硬件设计PCBPCB设计流程和规范设计流程和规范常用的常用的EDA软件软件 (Electronic Design Automation) MultisimMultisim、PspicePspice、OrcadOrcad 、ProtelProtel、 PowerPCB PowerPCB、CadenceCadenceMaxplusMaxplus、QuartusQuartus（VHDLVHDL、 Verilog HDL Verilog HDL） ProtelProtel是是Protel Protel TechnologyTechnology公公司司开开发发的的功功能能强强
2、大大的的电电路路CADCAD系系列列软软件件，基基本本上上可可以分为以分为5 5个组件：个组件：原理图设计组件原理图设计组件PCBPCB设计组件设计组件自动布线组件自动布线组件可编程逻辑器件组件可编程逻辑器件组件电路仿真组件电路仿真组件PROTEL PROTEL 介绍介绍电路原理图设计电路原理图设计, ,产生网络表产生网络表印刷电路板印刷电路板PCBPCB设计设计, ,报表输出报表输出电路板设计基本电路板设计基本原理图设计基本流程：原理图设计基本流程：设置图纸设置图纸装载元件库装载元件库元件布局元件布局电路布线电路布线 元件封装与序号元件封装与序号报表输出报表输出印刷电路板印刷电路板(PCB)
3、(PCB)设计基本流程：设计基本流程：规划电路板和环境参数规划电路板和环境参数引入网络表引入网络表元件布局和调整元件布局和调整布线规则设置布线规则设置自动布线和手工调整自动布线和手工调整报表输出报表输出存盘与打印存盘与打印.ddb 设计数据库文件设计数据库文件.lib 元件库文件元件库文件.sch原理图文件原理图文件.pcb 印制电路板文件印制电路板文件.net 网络表文件网络表文件.pld 可编程逻辑器件描述文件可编程逻辑器件描述文件.rep 报告文件报告文件.prj 项目文件项目文件.bk 自动备份文件自动备份文件ProtelProtel文件类型：文件类型：ProtelProtel环境设置
4、环境设置新建一个新建一个. ddb文件文件此项默认即可此项默认即可自定义自定义.ddb文件名文件名修改修改ddb文件路径文件路径ProtelProtel环境设置环境设置设置访问密码设置访问密码最后确定最后确定ProtelProtel环境设置环境设置设计组：设定设计小组成员设计组：设定设计小组成员回收站：存放临时性删除文档回收站：存放临时性删除文档设计管理器：文件管理编辑和设计管理器：文件管理编辑和访问权限访问权限ProtelProtel环境设置环境设置新建新建.sch文文件件ProtelProtel环境设置环境设置新建新建.sch文文件件最后确定最后确定ProtelProtel环境设置环境设置
5、修改文件名修改文件名ProtelProtel环境设置环境设置添加添加/删除删除零件库零件库设计管理器设计管理器菜单栏菜单栏工具栏工具栏绘图工具栏绘图工具栏状态栏状态栏命令栏命令栏编辑区编辑区帮助按钮帮助按钮元件管理器元件管理器ProtelProtel环境设置环境设置设置设置sch操作环境操作环境ProtelProtel环境设置环境设置图纸大小设置图纸大小设置图纸颜色图纸颜色图纸边框颜色图纸边框颜色图纸立式还卧式图纸立式还卧式ProtelProtel环境设置环境设置ProtelProtel环境设置环境设置原理图元件制作原理图元件制作在原理图编辑过程中，由于下列原因之一，可能需要修改已有元件的电气
6、图形符号或创建新元件的电气图形符号： (1) 在Protel99元件电气图形符号库文件中找找不不到到所需元件的电气图形符号。 (2) 元件图形符号不不符符合合要要求求，例如分立元件电气图形库中二极管、三极管的电气图形符号与GB 472885标准不一致。 (3) 元件电气图形符号库内引脚编号与PCB封装库内元件引引脚脚编编号不一致号不一致。 (4) 元件电气图图形形符符号号尺尺寸寸偏偏大大，如引脚太长，占用图纸面积多，不利于绘制元件数目多的原理图。 在Protel99中修改、创建元件电气图形符号非常容易、 方便，在元元件件电电气气图图形形符符号号编编辑辑器器SchLibSchLib窗窗口口内，通
7、过“ “画画图图” ”工工具具即可绘制出元件电气图形符号的外形，添加引脚后即可获得元件的电气图形符号。既可以在原有元件库内增增加加新新元元件件的电气图形符号，也可以创创建建新元件库新元件库。原理图元件制作原理图元件制作手工绘制元件具体操作步骤：手工绘制元件具体操作步骤：1. 1. 新建元件库新建元件库2. 2. 新建元件并命名，增加画图工具新建元件并命名，增加画图工具3. 3. 放置元件外框放置元件外框4. 4. 放置引脚并修改属性放置引脚并修改属性5. 5. 保存文件保存文件利用库元件绘制其他元件步骤：利用库元件绘制其他元件步骤：1. 1. 查找相似库元件进入编辑界面查找相似库元件进入编辑界
8、面2. 2. 复制库元件到新建库文件中复制库元件到新建库文件中3. 3. 修改元件形状或引脚修改元件形状或引脚4. 4. 保存文件保存文件原理图元件制作原理图元件制作原理图元件原理图元件制作文件制作文件修改文件名修改文件名原理图元件制作原理图元件制作修改元件名修改元件名原理图元件制作原理图元件制作增加主工具增加主工具和画图工具和画图工具注意画图工具没有注意画图工具没有电气特性电气特性原理图元件制作原理图元件制作常用的库元件绘制快捷键：常用的库元件绘制快捷键：P/PP/P：画元器件引脚：画元器件引脚P/LP/L：画直线：画直线P/RP/R：画矩形：画矩形T/ET/E：元器件重命名：元器件重命名T
9、/CT/C：创建一个新元器件：创建一个新元器件T/WT/W：创建一个新的子件：创建一个新的子件T/RT/R：删除元器件：删除元器件T/TT/T：删除子件：删除子件X X：水平翻转：水平翻转Y Y：竖直翻转：竖直翻转左键：确定左键：确定右键：取消右键：取消TabTab：查看属性：查看属性SpaceSpace：翻转：翻转9090度度Page upPage up：放大：放大Page downPage down：缩小：缩小ENDEND：刷新：刷新原理图元件制作原理图元件制作画外框工具画外框工具原理图元件制作原理图元件制作将第一引脚定将第一引脚定位在工作区位在工作区（0，0）点，）点，放置位置偏移放置位
10、置偏移光标定位于光标定位于（0，0）点）点引脚号引脚号引脚名称引脚名称电气特性电气特性原理图元件制作原理图元件制作对于连续放置的同一类元器对于连续放置的同一类元器件、网络标号、引脚等，选件、网络标号、引脚等，选择放置第一个时，按下择放置第一个时，按下TabTab键，对其属性进行修改并放键，对其属性进行修改并放置后，连续放置后面的同类置后，连续放置后面的同类部件时，属性同上并会自动部件时，属性同上并会自动为后面的部件标识加为后面的部件标识加1 1圆头为电气结点圆头为电气结点带有上划线的引脚带有上划线的引脚名称输入方法：每名称输入方法：每输入一个字母后，输入一个字母后，紧随一个紧随一个原理图元件制
11、作原理图元件制作电气结点表示芯片的引脚电气结点表示芯片的引脚与外导线发生电气连接，与外导线发生电气连接，故一定要在引脚外端点故一定要在引脚外端点修改元件属性修改元件属性元件标号元件标号元件描述元件描述元件封装元件封装用同样的方法创建用同样的方法创建TLC542芯片芯片原理图元件制作原理图元件制作原理图元件制作原理图元件制作元件报表元件报表元件库报表元件库报表元件规则检查报表元件规则检查报表编辑元编辑元器件器件原理图元件制作原理图元件制作注意元注意元件库件库选中元器件，选中元器件，按按ctl+c并左并左击元件击元件原理图元件制作原理图元件制作新建元件新建元件TL431，按按ctl+v复制元件，复
12、制元件，并左击确定并左击确定原理图元件制作原理图元件制作切换到切换到.lib文件文件取消选择取消选择原理图元件制作原理图元件制作设置属性设置属性按按ctl可随意可随意放置选中区域放置选中区域注意注意Show和和Pin选项设置选项设置元件属元件属性设置性设置引脚要和交引脚要和交叉点匹配叉点匹配原理图元件制作原理图元件制作用同样的方法创建数码管用同样的方法创建数码管添加添加/删除删除零件库零件库原理图元件制作原理图元件制作添加添加去掉已添加库去掉已添加库确定确定原理图元件制作原理图元件制作添加自定添加自定义元件库义元件库原理图元件制作原理图元件制作原理图布局原理图布局对于元件名信息不全的元器对于元
13、件名信息不全的元器件，建议用通配符件，建议用通配符* *和和? ?快速查快速查找元件找元件不清楚元件在哪个不清楚元件在哪个库中，则用元件查库中，则用元件查询查找元件询查找元件原理图布局原理图布局放置芯片放置芯片AT89C52AT89C52、TLC542TLC542、TL431TL431、LM148LM148、6N1376N137数码管数码管DPYDPY、PNPPNP三极管元件、晶振三极管元件、晶振CRYSTALCRYSTAL、电阻、电阻RES2RES2、电容、电容CAPCAP、电解电容、电解电容ELECTROLELECTROL、接口、接口CON6CON6元件布局原则：功能模块化、元件就近元件布
14、局原则：功能模块化、元件就近输入元件的首输入元件的首英文字母可快英文字母可快速查找元件速查找元件提取元件提取元件选择元选择元件库件库双击元件可提取双击元件可提取提取元件按提取元件按Tab键修改属性后键修改属性后再单击放置再单击放置原理图布局原理图布局不清楚元件在哪不清楚元件在哪个库中，则用元个库中，则用元件查询查找元件件查询查找元件零件库名称零件库名称元件封装元件封装元件序号元件序号元件型号元件型号注意：注意：封装和序号是元件的关键属性，封装和序号是元件的关键属性，必须设置；并且序号在整个工必须设置；并且序号在整个工程中是唯一的，不能重复。程中是唯一的，不能重复。确定确定原理图布局原理图布局4
15、11.3 1.3 原理图布局原理图布局信号调理电信号调理电路元件设置路元件设置A/D转换电转换电路元件设置路元件设置原理图布局原理图布局MCU电路电路元件设置元件设置原理图布局原理图布局数码管显示电路数码管显示电路元件设置元件设置原理图布局原理图布局原理图绘制原理图绘制导线导线网络标号网络标号电源电源注意：注意：导线与直线的区别导线与直线的区别布局与连线是一个反复的过程布局与连线是一个反复的过程常用的原理图编辑器快捷键：常用的原理图编辑器快捷键：P/WP/W：画连线：画连线P/BP/B：画总线：画总线P/UP/U：画总线分支线：画总线分支线P/OP/O：画电源：画电源P/NP/N：画网络标号：
16、画网络标号P/JP/J：画电路接点：画电路接点Ctrl+DeleteCtrl+Delete：删除选中电路：删除选中电路E/DE/D：删除单一元件或导线：删除单一元件或导线原理图绘制原理图绘制原理图三要素：原理图三要素：电源电源负载负载电气连接关系电气连接关系原理图绘制原理图绘制圆点代表电圆点代表电气连接气连接复原与取消只能在复原与取消只能在所有改动没有存盘所有改动没有存盘的条件下进行的条件下进行双击右键双击右键退出连线退出连线左击确定起始点左击确定起始点左击确定终点左击确定终点后右击结束后右击结束原理图绘制原理图绘制原理图绘制原理图绘制原理图绘制原理图绘制接点表电气接点表电气连接交叉无连接交叉
17、无电气连接电气连接网络标号网络标号属性设置属性设置原理图绘制原理图绘制网络标号表网络标号表电气连接电气连接原理图绘制原理图绘制网络标号和导线连接异同点：网络标号和导线连接异同点：一个网络标号表示一个电气结点，相同的网络标号引脚上一个网络标号表示一个电气结点，相同的网络标号引脚上就建立了电气连接关系。就建立了电气连接关系。网络标号作用和导线的作用一样，表示电气连接，导线表网络标号作用和导线的作用一样，表示电气连接，导线表达形式更直观但布线繁多易发生短路或连线错误；网络标达形式更直观但布线繁多易发生短路或连线错误；网络标号可代替两个元件的连线，净化图面。号可代替两个元件的连线，净化图面。原理图绘制
18、原理图绘制Ctrl+x可使可使元件反向元件反向原理图绘制原理图绘制电气法测试规则设置窗电气法测试规则设置窗总线总线总线分支总线分支其它原理图绘制技巧总线其它原理图绘制技巧总线总线是电路中一组具有总线是电路中一组具有相关性的信号线，不具相关性的信号线，不具有实际的电气连接意义有实际的电气连接意义其它原理图绘制技巧总线其它原理图绘制技巧总线点击点击Global进行整体修改进行整体修改双击元件双击元件编辑属性编辑属性旧文本旧文本新文本新文本匹配属匹配属性选择性选择其它原理图绘制技巧全局编辑其它原理图绘制技巧全局编辑显示显示sch中中所有有效元所有有效元件件其它原理图绘制技巧其它原理图绘制技巧元件自元
19、件自动编号动编号自动编号前应先将自动编号前应先将原理图中的所有元原理图中的所有元件编号重置为？件编号重置为？ 其它原理图绘制技巧其它原理图绘制技巧其它原理图绘制技巧封装查漏其它原理图绘制技巧封装查漏本电路元件封装：本电路元件封装：电阻电阻R1R1R17R17：08050805无极性电容无极性电容C1C1C4C4：电解电容电解电容E1E1E3E3：三极管：三极管：TO-92ATO-92A单排多针插座：单排多针插座：SIP6SIP6双列直插元件：双列直插元件：DIP40DIP40、DIP20DIP20、DIP14DIP14、DIP4DIP4TL431TL431：TO-92ATO-92A晶振：晶振：
20、OSCOSC（自定义）（自定义）数码管：数码管：DPYDPY（自定义）（自定义）表格编表格编辑器辑器注意注意选项选项其它原理图绘制技巧封装查漏其它原理图绘制技巧封装查漏其它原理图绘制技巧封装查漏其它原理图绘制技巧封装查漏直接修改后按直接修改后按File/Update即可完成对元即可完成对元件属性的修改件属性的修改生成网络表生成网络表网络表是网络表是schsch和和pcbpcb的接口的接口其它原理图绘制技巧生成网络表其它原理图绘制技巧生成网络表使用同步器使用同步器生成生成PCB一般操作是在一般操作是在schsch画好部分电路后进行一画好部分电路后进行一次次PCBPCB更新，这样当更新，这样当sc
21、hsch画好后，画好后，PCBPCB也基也基本完成本完成 其它原理图绘制技巧同步器其它原理图绘制技巧同步器注意选注意选项设置项设置其它原理图绘制技巧同步器其它原理图绘制技巧同步器印刷电路板基础印刷电路板基础1.1.印刷电路板结构分类印刷电路板结构分类单面板、双面板、多层板单面板、双面板、多层板2.2. 元件封装分类元件封装分类针脚式、贴片式针脚式、贴片式3.3.常用元件封装常用元件封装针脚式电阻元件类：针脚式电阻元件类：AXIAL0.7(kmil)AXIAL0.7(kmil)针脚式电容元件类：针脚式电容元件类： RAD0.5.(kmil)RAD0.5.(kmil)贴片电阻、电容元件类：贴片电阻
22、、电容元件类： 08050805、04020402、12101210极性电容元件类：极性电容元件类：RB.5/1.(kmil)RB.5/1.(kmil)可变电阻元件类：可变电阻元件类：VR1VR1VRVR二极管：二极管：DIODE0.4(DIODE0.4(小功率小功率) DIODE0.7() DIODE0.7(大功率大功率) )三极管：三极管：TO-92ATO-92A，TO-18TO-18，TO-220HTO-220H单排多针插座：单排多针插座：SIP2SIP2SIP20SIP20印刷电路板基础印刷电路板基础 双列直插元件：双列直插元件：DIP4DIP4 贴片双列元件类：贴片双列元件类：SOT
23、SOT、SOSO 接插件：接插件：DBxDBx，IDCxIDCx4.4.导线与预拉线导线与预拉线( (飞线飞线) )飞线指示导线的实际布置，导线实现飞线的意图。飞线指示导线的实际布置，导线实现飞线的意图。 5.5.工作层面类型工作层面类型Signal LayersSignal Layers：信号层，包括：信号层，包括TopTop和和BottomBottom以及以及MidLayerMidLayerInternal PlaneInternal Plane：内层电源：内层电源/ /接地层接地层Mechanical LayersMechanical Layers：机械层：机械层MasksMasks：阻
24、焊层：阻焊层SilkscreenSilkscreen：丝印层：丝印层OthersOthers：Keep outKeep out层、层、Multi LayerMulti Layer、Drill GrideDrill Gride6.6.过孔形式过孔形式穿透式过孔、半盲孔、盲孔穿透式过孔、半盲孔、盲孔PCBPCB图元件制作图元件制作手工绘制元件具体操作步骤：手工绘制元件具体操作步骤：1. 1. 新建元件库新建元件库2. 2. 定义封装名称定义封装名称3. 3. 工作环境设置工作环境设置4. 4. 放置焊盘放置焊盘5. 5. 确定外框轮廓线确定外框轮廓线5. 5. 保存文件保存文件PCBPCB图元件制
25、作图元件制作常用的库元件绘制快捷键：常用的库元件绘制快捷键：P/PP/P：放置焊盘：放置焊盘P/AP/A：放置弧线：放置弧线P/VP/V：放置过孔：放置过孔P/SP/S：放置字符串：放置字符串P/TP/T：放置线段：放置线段T/ET/E：元器件重命名：元器件重命名T/CT/C：创建一个新元件：创建一个新元件T/RT/R：删除元件：删除元件SpaceSpace：翻转：翻转9090度度Page upPage up：放大：放大Page downPage down：缩小：缩小ENDEND：刷新：刷新M/IM/I：测量距离：测量距离Q Q：切换单位：切换单位PCBPCB图元件制作图元件制作新建新建PCB
26、零件库零件库文件并重命名文件并重命名PCBPCB图元件制作图元件制作公公/英英制转换制转换PCBPCB图元件制作图元件制作新建新建元件元件PCBPCB图元件制作图元件制作取消向导取消向导注意：注意：焊盘外直径的尺寸取焊盘外直径的尺寸取为内孔直径的为内孔直径的2 2倍，而内孔直倍，而内孔直径要稍大于引脚尺寸径要稍大于引脚尺寸PCBPCB图元件制作图元件制作元件重命名元件重命名确定确定PCBPCB图元件制作图元件制作设置网设置网络标准络标准PCBPCB图元件制作图元件制作是是DIP封装管封装管脚之间的标准脚之间的标准间距间距PCBPCB图元件制作图元件制作画线画线图层选择图层选择测量距离测量距离创
27、建元件首先要用精创建元件首先要用精密测量工具确定实际密测量工具确定实际元件的尺寸或查看元元件的尺寸或查看元件的件的DatasheetDatasheetPCBPCB图元件制作图元件制作测垂直测垂直距离距离测水平测水平距离距离测焊盘距离测焊盘距离测焊盘测焊盘距离距离焊盘形状选择焊盘形状选择注意：焊盘的名称要和注意：焊盘的名称要和schsch管脚名称对应管脚名称对应焊盘间距必须与元件管脚的实际间距相符焊盘间距必须与元件管脚的实际间距相符焊盘名称焊盘名称焊盘孔的大小焊盘孔的大小焊盘图层焊盘图层注意保证焊盘编号与原理注意保证焊盘编号与原理图库元件对应的引脚编号图库元件对应的引脚编号一致一致PCBPCB图
28、元器件制作图元器件制作PCBPCB图元件制作图元件制作确定参考点确定参考点注意：元件封装的起始位注意：元件封装的起始位置必须定位成绝对中心，置必须定位成绝对中心，否则无法正常调用。否则无法正常调用。设置参考点设置参考点PCBPCB图元件制作图元件制作将管脚将管脚1确定确定在绝对中心在绝对中心PCBPCB图元件制作图元件制作用同样的方法创建晶振封装用同样的方法创建晶振封装PCBPCB图元件制作图元件制作添加添加PCB零件库零件库装入网络表装入网络表新建新建PCB文文件并重命名件并重命名装载网络表装载网络表装入网络表装入网络表引入引入.net网网络表文件络表文件装入网络表装入网络表装入网络表装入网
29、络表网络表错误信息，网络表错误信息，可按右键生成详细可按右键生成详细的报告文件的报告文件详细错误信息详细错误信息装入网络表装入网络表网络表中常见的错误：网络表中常见的错误：Footprint not found in library/ Footprint not AvailableFootprint not found in library/ Footprint not Available元件封装遗漏元件封装遗漏Node not foundNode not found引脚遗漏引脚遗漏Component not foundComponent not found没有找到元件没有找到元件Compon
30、ent already existsComponent already exists添加已经存在的元件添加已经存在的元件Net already existsNet already exists添加已经存在的网络标识添加已经存在的网络标识Alternative footprint used insteadAlternative footprint used instead缺少元件封装，但系统自动引用缺少元件封装，但系统自动引用装入网络表装入网络表元件封装遗漏原因：元件封装遗漏原因：1.1.在在PCBPCB编辑器中没有添加含有所需封装元件的元件库。编辑器中没有添加含有所需封装元件的元件库。2.2.
31、在电路图中没有指定封装形式。在电路图中没有指定封装形式。3.3.在已有的在已有的PCBPCB元件库中，找不到所需的封装。元件库中，找不到所需的封装。引脚遗漏原因：引脚遗漏原因：原理图元件与指定的封装二者之间的引脚编号存在差异原理图元件与指定的封装二者之间的引脚编号存在差异装入网络表装入网络表加载整流加载整流桥封装库桥封装库装入网络表装入网络表修改修改封装封装装入网络表装入网络表修改引脚修改引脚修改后关修改后关闭保存闭保存装入网络表装入网络表无错误可生无错误可生成成PCB文件文件所有错误修改后重新生成所有错误修改后重新生成网络表文件，重新引入。网络表文件，重新引入。装入网络表装入网络表调整调整P
32、CB大小大小预拉线表示电预拉线表示电气连接关系气连接关系装入网络表装入网络表点击点击Global进行整体修进行整体修改改双击元件双击元件编辑属性编辑属性注意注意Hide选项设置选项设置修改元件名修改元件名元件布局元件布局元件布局元件布局手工布局的基本原则手工布局的基本原则 ：A. A. 遵循遵循先难后易、先大后小先难后易、先大后小的原则。的原则。 B. B. 布局可以参考硬件工程师提供的原理图和大致的布局，根据布局可以参考硬件工程师提供的原理图和大致的布局，根据信号信号流向规律流向规律放置主要原器件。放置主要原器件。 C. C. 总的连线尽可能的短，关键信号线最短。总的连线尽可能的短，关键信号
33、线最短。 D. D. 强信号与弱信号、模拟信号与数字信号强信号与弱信号、模拟信号与数字信号要完全分开。要完全分开。 E. E. 高频元件间隔要充分。高频元件间隔要充分。 F. F. 发热元件发热元件应有足够的空间以利于散热，应有足够的空间以利于散热，热敏元件热敏元件应远离发热元件。应远离发热元件。 元件布局元件布局手工布局的基本原则手工布局的基本原则 ：G. G. 集成电路的去耦电容应尽量靠近芯片的电源脚，高频最靠近为原集成电路的去耦电容应尽量靠近芯片的电源脚，高频最靠近为原则。使之与电源和地之间形成回路最短。旁路电容应均匀分布在集成则。使之与电源和地之间形成回路最短。旁路电容应均匀分布在集成
34、电路周围。电路周围。 H. H. 元件布局时候，使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起，以元件布局时候，使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起，以便于将来的电源分割。便于将来的电源分割。I. I. 双列直插元件相互的距离要大于双列直插元件相互的距离要大于2 2毫米，阻容等贴片小元件元件相毫米，阻容等贴片小元件元件相互距离大于毫米。互距离大于毫米。J.J.所有字符不可以上盘，要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符不可以上盘，要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符在所有字符在X X或或Y Y方向上应一致。字符、丝引大小要统一。方向上应一致。字符、丝引大小要统一。K.K.按照均匀分布
35、、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。L.L.其它略其它略元件布局元件布局布线规则布线规则电气有效体间电气有效体间安全间距，双安全间距，双击修改属性击修改属性设置导设置导线宽度线宽度元件布局元件布局线段拐角方式设置，线段拐角方式设置，90度机械强度最低，度机械强度最低，圆弧机械强度最高圆弧机械强度最高元件布局元件布局元件布局元件布局孔径大小限定孔径大小限定元件布局元件布局查找元件查找元件根据原理图中信号流根据原理图中信号流向布局向布局元件布局元件布局变绿非法变绿非法常用的布线快捷键：常用的布线快捷键：P/SP/S：放置字符串：放置字符串P/TP
36、/T：放置导线：放置导线P/PP/P：放置焊盘：放置焊盘P/GP/G：放置多边形覆铜：放置多边形覆铜P/CP/C：放置元件：放置元件E/DE/D：删除导线：删除导线S/PS/P：选中同一网络标号导线：选中同一网络标号导线Ctrl+Delete:Ctrl+Delete:删除选中元件或导线删除选中元件或导线SpaceSpace：翻转：翻转9090度度Page upPage up：放大：放大Page downPage down：缩小：缩小ENDEND：刷新：刷新M/RM/R：测量距离：测量距离L L：打开：打开LayersLayers标签标签Q Q：公制：公制/ /英制尺寸单位切换英制尺寸单位切换*
37、 *：切换工作层：切换工作层PCBPCB设计布线设计布线PCBPCB设计布线设计布线1.1.布线优先次序布线优先次序 A. A. 先信号后电源原则先信号后电源原则：先将数据信号线布通，后布电源线，最后地线。：先将数据信号线布通，后布电源线，最后地线。 B. B. 核心优先原则核心优先原则：例如：例如CPUCPU、RAMRAM等核心部分应优先布线，类似信号传输线等核心部分应优先布线，类似信号传输线应提供专层、电源、地回路。其他次要信号要顾全整体，不可以和关键信号应提供专层、电源、地回路。其他次要信号要顾全整体，不可以和关键信号想抵触。想抵触。 C. C. 关键信号线优先关键信号线优先：电源、模拟
38、小信号、高速信号、时钟信号和同步信号：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。等关键信号优先布线。 2.2.走线方向控制规则走线方向控制规则相邻层的走线方向成正交结构相邻层的走线方向成正交结构，避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；以减少不必要的层间窜扰；同层数据同层数据线、电源线、地线走向一致，在布线工线、电源线、地线走向一致，在布线工作最后，用地线将电路板的底层没有走线的地方铺满，以增强抗干扰能力。作最后，用地线将电路板的底层没有走线的地方铺满，以增强抗干扰能力。PCBPCB设计布线设计布线3.3.
39、走线长度控制规则走线长度控制规则即即短线规则短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少走线长度带来的干，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少走线长度带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。的地方。4.4. 倒角规则倒角规则 PCBPCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。所有线与线的夹角应所有线与线的夹角应135135。5.5.地线回路规则地线回路规则环路最小规则，即信号线与其
40、回路构成的环面积要尽可能小，环面积要尽可能环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。6.6.窜扰控制窜扰控制窜扰（窜扰（CrossTalkCrossTalk）是指）是指PCBPCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。PCBPCB设计布线设计布线7.7.屏蔽保护屏蔽保护对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴
41、电缆屏蔽结构设计，对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离。即将所布的线上下左右用地线隔离。 8. 8. 混合信号分区规则混合信号分区规则将将PCBPCB分区为独立的模拟部分和数字部分，对于输入输出的模拟信号，与单片分区为独立的模拟部分和数字部分，对于输入输出的模拟信号，与单片机之间最好通过光耦进行隔离。机之间最好通过光耦进行隔离。9.9.导线尽量粗导线尽量粗地线很细，则地线电阻会较大，造成接地电位随电流的变化而变化，致使信地线很细，则地线电阻会较大，造成接地电位随电流的变化而变化，致使信号电平不稳定、电路抗干扰能力下降。在布线空间允许
42、的情况下，保证主要号电平不稳定、电路抗干扰能力下降。在布线空间允许的情况下，保证主要地线的宽度在地线的宽度在2 23mm3mm以上，元件引脚上地线在左右。数据线应尽可能的宽，以上，元件引脚上地线在左右。数据线应尽可能的宽，至少不小于，如果采用则更理想。至少不小于，如果采用则更理想。10.10.尽量减少过孔数尽量减少过孔数 一个过孔会带来一个过孔会带来10pF10pF的电容效应，对于高频电路，将会引入太多的干扰，故的电容效应，对于高频电路，将会引入太多的干扰，故布线时应尽可能的减少过孔的数量。布线时应尽可能的减少过孔的数量。PCBPCB设计布线设计布线11.11.接地点的选择接地点的选择当电路板
43、上的信号频率高于当电路板上的信号频率高于10MHz10MHz时，由于布线的电感效应明显，地线阻抗变时，由于布线的电感效应明显，地线阻抗变得很大，应采用多点接地，尽量降低地线阻抗。得很大，应采用多点接地，尽量降低地线阻抗。12.12.预防噪音的方法：预防噪音的方法：每个电路板连接一个每个电路板连接一个100uF100uF的电解电容，小板只需接的电解电容，小板只需接10uF10uFCPUCPU和存储块与一个和存储块与一个 的薄瓷电容连接的薄瓷电容连接每个每个ICIC连接一个连接一个0.01uF+1000pF0.01uF+1000pF的片状薄瓷电容连接，尽可能接近电源支持的的片状薄瓷电容连接，尽可能
44、接近电源支持的引脚。引脚。13.13.散热问题散热问题稳压块、功率管等发热元件上配加散热片，以避免稳压块长时间工作在重负载稳压块、功率管等发热元件上配加散热片，以避免稳压块长时间工作在重负载下，造成过高的温升。下，造成过高的温升。相同网络标号间用相同网络标号间用导线连接后预拉线导线连接后预拉线会自动消失，导线会自动消失，导线删除后会自动出现删除后会自动出现PCBPCB设计布线设计布线布线层布线层面选择面选择导线导线导线导线属性属性底层连线底层连线PCBPCB设计布线设计布线布线层布线层面选择面选择顶层连线顶层连线放置过孔，进放置过孔，进行两层连线行两层连线PCBPCB设计布线设计布线过孔属性过
45、孔属性过孔过孔PCBPCB设计布线设计布线反复布局反复反复布局反复布线：若布线布线：若布线不成功，则修不成功，则修改布局或调整改布局或调整焊盘的网络名焊盘的网络名称，重新布线称，重新布线PCBPCB设计布线检查设计布线检查查看校验单个查看校验单个网络连接情况网络连接情况布线规则检查布线规则检查运行运行PCBPCB设计布线检查设计布线检查PCBPCB设计布线检查设计布线检查连线错连线错误显示误显示PCBPCB设计布线检查设计布线检查查找查找元件元件反白表反白表选中选中PCBPCB设计布线检查设计布线检查查找查找元件元件PCBPCB设计布线检查设计布线检查PCBPCB设计制作安装孔设计制作安装孔焊
46、盘焊盘过孔大过孔大小设置小设置网络标号网络标号设为设为GND制作安装孔制作安装孔禁止布线层表示禁止布线层表示PCB的外边框，决定的外边框，决定PCB板的外形尺寸板的外形尺寸选择进制选择进制布线层布线层若若PCBPCB板的规格是有所规板的规格是有所规定的则应先画禁止布线层定的则应先画禁止布线层再对电路布局布线再对电路布局布线. .PCBPCB设计禁止层布线设计禁止层布线PCBPCB设计补泪滴设计补泪滴补泪滴补泪滴补泪滴的作用是提高补泪滴的作用是提高PCBPCB的的抗拉伸强度抗拉伸强度补泪滴后焊补泪滴后焊盘由粗到细盘由粗到细的渐变过程的渐变过程PCBPCB设计补泪滴设计补泪滴PCBPCB设计覆铜设
47、计覆铜覆铜覆铜要和覆铜连要和覆铜连通的结点通的结点去死铜去死铜连接方式连接方式圆弧过渡圆弧过渡覆铜网覆铜网格宽度格宽度根据禁止层分别在根据禁止层分别在顶层和底层覆铜顶层和底层覆铜PCBPCB设计覆铜设计覆铜PCBPCB设计覆铜设计覆铜PCBPCB设计覆铜设计覆铜添加字符添加字符PCBPCB设计添加字符设计添加字符v尽量采用地平面作为电流尽量采用地平面作为电流回路；回路；v将模拟地平面和数字地平将模拟地平面和数字地平面分开；面分开；v如果地平面被信号走线隔如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与的干扰，应使信号走线与地平面垂直；地平面垂直；v模拟电
48、路尽量靠近电路板模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关样做可以降低由数字开关引起的引起的di/dtdi/dt效应。效应。PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧1 1、为确保正确实现电路，应遵循的设计准则：、为确保正确实现电路，应遵循的设计准则：分隔开的地平面有时比连续的地平面有效分隔开的地平面有时比连续的地平面有效v如果使用走线，应将其如果使用走线，应将其尽量加粗尽量加粗v应避免地环路应避免地环路v如果不能采用地平面，如果不能采用地平面，应采用星形连接策略应采用星形连接策略v数字电
49、流不应流经模拟数字电流不应流经模拟器件器件v高速电流不应流经低速高速电流不应流经低速器件器件PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧2 2、无地平面时的电流回路设计、无地平面时的电流回路设计如果不能采用地平面，可以采用如果不能采用地平面，可以采用“ “星形星形” ”布线策略来处理电流回布线策略来处理电流回路路3 3、旁路电容或去耦电容、旁路电容或去耦电容PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧ICIC电源输入电源输入电电源源接接口口电电源源接接口口ICIC电源输入电源输入4 4、布局规划、布局规划PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧模拟
50、电路放置在线路的末端模拟电路放置在线路的末端5 5、印制导线宽度与容许电流：、印制导线宽度与容许电流：PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧6 6、高频数字电路、高频数字电路PCBPCB布线规则：布线规则：高频数字信号线要用短线。高频数字信号线要用短线。主要信号线集中在主要信号线集中在pcbpcb板中心。板中心。时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电流回路，电源的分布必须
51、是低感应的（多路设计流回路，电源的分布必须是低感应的（多路设计) )输入与输出之间的导线避免平行。输入与输出之间的导线避免平行。 7 7、布线的注意事项：、布线的注意事项：专用地线、电源线宽度应大于专用地线、电源线宽度应大于1mm1mm。其走线应成其走线应成“井井”字型排列，以便是分部电流平衡。字型排列，以便是分部电流平衡。尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。间地分布参数和相互间的信号干扰。某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路。的间距，避免放电引起意外短路。尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。当频率高于当频率高于100k100k时，趋附效应就十分严重，高频电阻时，趋附效应就十分严重，高频电阻增大。增大。PCB LayoutPCB Layout 设计技巧设计技巧本讲总结本讲总结硬件设计流程和工具硬件设计流程和工具protel99SEPCB layout 注意事项注意事项下一节课：嵌入式操作系统下一节课：嵌入式操作系统
