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1、第5章 印制电路板图的设计环境及设置第5章 印制电路板图的设计环境及设置 5.1印制电路板概述5.2PCB文件的建立和保存5.3PCB编辑器的工具栏及视图管理5.4PCB电路参数设置5.5设置电路板工作层5.6规划电路板和电气定义5.7装入元件封装库本章小结思考与练习5返回主目录第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.1 印制电路板概述印制电路板简称为PCB（PrintedCircuitBoard），又称印制版，是电子产品的重要部件之一。电路原理图完成以后，还必须设计印制电路板图，最后由制板厂家依据用户所设计的印制电路板图制作出印制电路板。5.1.1印制电路板结构印制电路板的制作材料主要是绝缘
2、材料、金属铜及焊锡等。一般来说，可分为单面板、双面板和多层板。1单面板单面板 一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。单面板只能在敷铜的一面放置元件和布线，适用于简单的电路板。第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2双面板双面板双面板包括顶层（TopLayer）和底层（BottomLayer）两层，两面敷铜，中间为绝缘层，两面均可以布线，一般需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路，是比较理想的一种印制电路板。 3多层板多层板多层板一般指3层以上的电路板。它在双面板的基础上增加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。随着电子技术的飞速发展，电路的集成度越来越高，多层板的应用也越来越广泛。但由于
3、多层电路板的层数增加，给加工工艺带来了难度，同时制作成本也很高。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.1.2元件封装元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊盘位置。不同的元件可以共用同一个元件封装，同种元件也可以有不同的封装，元件的封装可以在设计电路原理图时指定，也可以在引进网络表时指定。1元件封装的分类（1）针脚式元件封装，如图5.1所示。针脚类元件焊接时先将元件针脚插入焊盘导通孔，然后再焊锡。由于针脚式元件封装的焊盘导孔贯穿整个电路板，所以其焊盘的属性对话框中，“Layer”板层属性必须为“MultiLayer”（多层）。（2）表面粘着式元件封装，如图5.2所示。SMD元件封装
4、的焊盘只限于表面板层。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.1针脚式元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.2表面粘着式元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置在其焊盘的属性对话框中，“Layer”板层属性必须为单一表面，即“TopLayer”（顶层）或者“BottomLayer”（底层）。在PCB板设计中，常将元件封装所确定的元件外形和焊盘简称为元件。 2元件封装的编号元件封装的编号元件封装的编号一般为“元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸”。可以根据元件封装编号来判别元件封装的编号规格。如AXIAL0.4表示此元件封装为轴状的，两焊盘间距为400mil（约等于10m
5、m）；DIP16表示双排直列引脚的器件封装，两排共16个引脚。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.1.3印制电路板图的基本元素1元件封装常见元件的封装介绍如下：（1）针脚式电阻封装系列名为“AXIALxxx”，其中“AXIAL”表示轴状的包装方式；AXIAL后的“xxx”（数字）表示该元件两个焊盘间的距离。后缀数越大，其形状越大。如图5.3所示。图5.3轴状元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置（2）扁平状电容常用“RADxxx”作为无极性电容元件封装，如图5.4所示。图5.4扁平元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置（3）筒状封装常用“RBx/x”作为有极性的电解电容器封装，
6、“RB”后的两个数字，分别表示焊盘之间距离和圆筒的直径，单位是in（英寸），如图5.5所示。图5.5筒状封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置（4）二极管类元件常用封装系列名称为“DIODExxx”，其中“xxx”表示功率，如图5.6所示。图5.6二极管类元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置（5）三极管类元件常用封装系列名称为“TOxxx”，其中“xxx”表示三极管类型，如图5.7所示。图5.7三极管类元件封装第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2铜膜导线铜膜导线简称导线，用于连接各个焊盘，是印制电路板最重要的部分。印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。另外有一种线为预拉线，
7、常称为飞线，飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。飞线与导线有本质的区别，飞线只是一种形式上的连线。它只是形式上表示出各个焊盘间的连接关系，没有电气的连接意义。导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。 第5章 印制电路板图的设计环境及设置 3助焊膜和阻焊膜助焊膜和阻焊膜 助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的浅色圆。阻焊膜是为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘焊，因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一种互补关系。 4层层P
8、rotel的“层”是印制板材料本身实实在在的铜箔层。目前，一些较新的电子产品中所用的印制板不仅上下两面可供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层，并常用大面积填充的办法来布线。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用“过孔（Via）”来沟通。第5章 印制电路板图的设计环境及设置注意：一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被使用的层，以免布线出现差错。 5焊盘和过孔焊盘和过孔焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。过孔的作用是连接不同
9、板层的导线。过孔有3种，即从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐蔽过孔。第5章 印制电路板图的设计环境及设置过孔从上面看上去，有两个尺寸，即通孔直径和过孔直径，通孔和过孔之间的孔壁，由与导线相同的材料构成，用于连接不同层的导线。 6丝印层丝印层为方便电路的安装和维修，需要在印制板的上下两表面印制上所需要的标志图案和文字代号，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产 日 期 等 等 ， 这 就 是 丝 印 层 (SilkscreenTop/BottomOverlay)。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.2 PCB文件的建立和保存l5.2
10、.1新建PCB文件进入Protel99SE系统后，首先从File菜单中打开一个已存在的设计库，或执行FileNew命令建立新的设计管理器。进入设计管理器后，执行菜单命令“FileNew”，打开新建文件对话框，如图5.8所示。选取该对话框中的PCBDocument图 标 ， 单 击 “OK”按 钮 ； 或 直 接 双 击 “PCBDocument”图标即可创建一个新的PCB文件，新建的PCB文件的文件名默认为“PCB1”，这个文件将包含在当前的设计库中，此时用户可输入新的文件名，然后按Enter键。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.8新建文件对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.
11、2.2打开已有的PCB文件打开PCB文件的方法有两种：方法一：先打开PCB文件所在的设计文件夹窗口，然后在该窗口中双击要打开的PCB文件图标。方法二：在文件管理器中，单击要打开的PCB文件的名称。这两种方法都可进入如图5.8所示的PCB编辑窗口。另外，Protel99还可以打开不同格式的PCB图。打开其他格式的PCB的步骤：（1）打开要存放PCB图的设计文件夹；（2）执行菜单命令“FileImport”，屏幕上会弹出“ImportFile”对话框，如图5.10所示。（3）选择要打开的PCB文件，再单击“打开”按钮，即可打开不同格式的PCB文件。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.9印制电
12、路板编辑窗口第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.10“ImportFile”对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.2.3保存PCB文件保存PCB文件的方法有多种：执行菜单命令“Filesave”，保存PCB文件；单击工具栏中的保存按钮，保存当前正编辑的PCB文件；执行菜单命令“FileSaveAll”，保存所有文件。另外，Protel99SE还可以将PCB文件存为其他格式的文件。存为其他格式的PCB图可按以下步骤：（1）打开PCB文件；（2）执行菜单命令“FileExport”，屏幕上会弹出“ExportFile”对话框，如图5.11所示。（3）单击“保存类型”栏右边的下拉按钮，
13、出现图5.12所示的下拉式菜单。（4）选择一种要保存的格式，并指定文件名和路径，单击“保存”按钮，即可存为其他格式的文件。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.11“ExportFile”对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.12保存的类型第5章 印制电路板图的设计环境及设置 5.2.4 关闭关闭PCB文件文件关闭PCB文件的方法有：方法一：执行菜单命令“FileClose”；方法二：将鼠标指针指向编辑窗口中要关闭的PCB文件标签，单击鼠标右键，弹出快捷式菜单，再执行其中的“Close”命令。在关闭PCB文件时，若当前的PCB图有改动，而未被保存，则屏幕上会弹出“Confirm”
14、对话框，如图5.13所示。对话框提示是否将所做的改动保存：v单击“Yes”按钮，保存所做的改动；v单击“No”按钮，不保存所做的改动；v单击“Cancel”按钮，取消关闭PCB文件操作。第5章 印制电路板图的设计环境及设置 图5.13确认对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.3 PCB编辑器的工具栏及视图管理 5.3.1PCB编辑器的工具栏Protel99SE为PCB设计提供了4个工具栏，包括MainToolbar（主工具栏）、PlacementTools（放置工具栏）、ComponentPlacement（ 元 件 布 置 工 具 栏 ） 和 FinkSelections（查找选取工
15、具栏）。1主工具栏主工具栏 该工具栏为用户提供了缩放、选取对象等命令按钮，如图5.14所示。图5.14主工具栏第5章 印制电路板图的设计环境及设置主工具栏打开与关闭操作：通过选择“View”菜单，然后在弹出的下拉菜单中选择“Toolbars”选项，之后在弹出的第二层下拉菜单中选择“MainToolbar”命令，如图5.15所示。若主工具栏当前处于打开状态，执行上述命令则将其关闭，若再次执行此命令，则可将其打开。图5.15视图菜单第5章 印制电路板图的设计环境及设置调整主工具栏的放置位置：将鼠标指针移到主工具栏中的任一按钮上，单击鼠标右键，就会弹出一个快捷菜单，如图5.16所示。执行某个快捷菜单
16、命令，就可以将主工具栏放置在窗口的左边、右边、顶部、底部或隐藏。图5.16快捷菜单第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2放置工具栏放置工具栏放置工具栏是通过执行“ViewToolbarsPlacementTools”菜单命令来进行打开或关闭的，打开的放置工具栏如图5.17所示。该工具栏主要提供图形绘制以及布线命令。图5.17放置工具栏第5章 印制电路板图的设计环境及设置 3元件布置工具栏元件布置工具栏元件布置工具栏是通过执行“ViewToolbarscomponentPlacement”菜单命令，来进行打开或关闭的。打开的元件布置工具栏如图5.18所示。该工具栏方便了元件排列和布局。图5.1
17、8元件布置工具栏第5章 印制电路板图的设计环境及设置4查找选取工具栏查 找 选 取 工 具 栏 是 通 过 执 行 “ViewToolbarsFindSelections”选项来进行打开或关闭的。打开的查找选取工具栏如图5.19所示。该工具栏方便选择原来所选择的对象。图5.19查找选取工具栏第5章 印制电路板图的设计环境及设置5 定制工具栏定制工具栏工具栏的打开与关闭也可以通过执行“ViewToolbarsCustomize”选项来进行。执行此命令，即可调出如图5.20所示的对话框。在该对话框中：Menus菜单标签页：可选择当前主菜单类型，编辑印制电路板图时为“Menu”，建议不要更改。Too
18、lbars工具栏标签页：在图5.20左下角列表中列出了工具栏名称，前面带“”号的表示现在该工具栏处于打开状态，将光标移至某个工具栏名称上单击鼠标左键，则可切换其打开与否。ShortcutKeys快捷键标签页，如图5.21所示。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.20定制工具栏对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.21快捷键标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.3.2PCB编辑器的视图管理拖动视图的操作方法是：当PCB编辑器处于空闲状态时，即不处于布线、放置实体等任何命令状态时，按住鼠标的右键不放，此时光标指针变成了一个手的形状。拖动鼠标（此时画面一起移动）到编辑区合适的
19、位置，然后松开鼠标右键，即可改变视图中对象在编辑区中的位置。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.4 PCB电路参数设置在设计窗口中单击鼠标右键，在调出的右键菜单中选择“Options”下的“Preferences”命令，或者直接选择主菜单“Tools”下的“Preferences”命令，屏幕将出现如图5.22所示的系统参数对话框，其中包括6个标签页，可对系统参数进行设置。1“Options”选项标签页用于设置一些特殊的功能，包含以下6个区域：（1）“EditingOptions”编辑选项区域用于设置编辑操作时的一些特性。包括如下选项：vOnlineDRC：表示在布线整个过程中，系统将自动根
20、据设定的设计规则进行检查。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.22系统参数对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置vSnapToCenter：表示在移动元件封装或者字符串时，光标会自动移动到元件封装或者字符串的平移参考点上，否则执行移动命令，光标与元件或字符串连在光标指向处。系统默认选中此项。vExtendSelection：表示在选取印制电路板图上元件的时候，不取消原来的选取系统默认选中此项。连同新选取的组件一起处于选取状态。即可以逐次选择我们要选取的元件；如果不选，则只有最后一次选择的元件是处于选取的状态，以前选取的元件将撤销选取状态。此选项的系统默认值为选中。vRemoveDup
21、licates：表示系统将自动删除重复的元件，以保证电路图上没有元件标号完全相同的元件。此选项的系统默认值为选中。第5章 印制电路板图的设计环境及设置vConfirmGlobalEdit：表示在进行整体编辑操作以前，系统将给出提示，让用户确认，以防错误编辑的发生。此选项的系统默认值为选中。vProtectLockedObject：表示在高速自动布线时保护锁定的对象。此项的系统默认值为不选。（2）“AutopanOptions”自动移边选项区域用于设置自动移动功能，其中Style选项用于设置移边方式，如图5.23所示。系统共提供了7种移动模式，具体如下：v“Adaptive”为自适应模式，系统将
22、会根据当前图形的位置自适应选择移动方式。v“Disable”：表示光标移动到工作区的边缘时，系统不会自动向工作区以外的区域移动。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.23设置自动移边方式第5章 印制电路板图的设计环境及设置1.“Re-Center”：表示当光标移动到工作区的边缘时，将以光标所在的位置重新定位工作区的中心位置。2.“FixedSizeJump”：表示当光标移动到工作区的边缘时，系统以下面设置的“StepSize(步长)”进行自动向工作区外移动。3.“ShiftAccelerate(Shift键加速)”：表示当光标移动到工作区的边缘时，如果“ShiftStep(替代步长)”的值
23、比“StepSize”的值大，则以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动；如果按住Shift键，则以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动；如果“ShiftStep(替代步长)”的值比“StepSize”的值小，则不论是否按住Shift键，系统都将以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动。第5章 印制电路板图的设计环境及设置v “ShiftDecelerate(Shift键减速)”：表示光标移动到工作区的边缘时，如果“ShiftStep(替代步长)”的值比“StepSize”的值大，则以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动；如果按住Shift键，则以设置的“S
24、tep Size”值自动向工作区外移动；如果“ShiftStep(替代步长)”的值比“StepSize”的值小，则不论是否按住Shift键，系统都将以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动。v“Ballistic”：当光标移到编辑区边缘时，越往编辑区边缘移动，移动速度越快。系统默认移动模式为FixdeSizeJump模式。（3）“PolygonRepour”区域用于设置交互布线中的避免障碍和推挤布线方式。如果PolygonRepour中选为Always，则可以在已敷铜的PCB中修改走线，敷铜会自动重铺。第5章 印制电路板图的设计环境及设置（4）“ComponentDrag”拖动图件区域
25、用于设置元件移动方式。用鼠标左键单击Mode列表右边的下拉式按钮，其中包括两个选项：“None（没有）”和“ComponentTracks（连接导线）”。如果选择“ComponentTracks（连接导线）”选项，则使用“EditMoveDrag”命令移动元件时，与元件相联系的线将跟随移动。如果选择“None”项，在使用菜单命令“EditMoveDrag”移动元件时，与元件连接的铜膜导线会和元件断开，此时菜单命令“EditMovDrag”和“EditMoveMove”没有区别。（5）“Interactiverouting”交互式布线模式选择区域1）Mode选项：单击“Mode（模式）”右边的下
26、拉式按钮，可看到如图5.24所示对话框。其中有以下3个选项可供选择。v“IgnoreObstacle（忽略障碍）”：选中表示在布线遇到障碍时，系统会忽略遇到的障碍，直接布线过去。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.24交互式布线模式选择第5章 印制电路板图的设计环境及设置v“AvoidObstacle（避免障碍）”：选中表示在布线遇到障碍时，系统会设法绕过遇到的障碍，布线过去。v“PushObstacle（清除障碍）”：选中表示在系统布线遇到障碍时，系统会先将障碍清除掉，再布线过去。2）PlowThroughPolygon选项：表示在布线的整个过程中，导线穿过多边形布线。该项只有在“Av
27、oidObstacle”选项中有效。3）AutomaticallyRemove选项：表示在布线的整个过程中，在绘制一条导线以后，如果系统发现还有一条回路可以取代此导线的作用，则会自动删除原来的回路。（6）“Other”其它区域1)RotationStep选项：用于设置在放置元件时，每次按动空格键元件旋转的角度。设置的单位为度，系统默认值为90，即按一次空格键，元件会旋转90。第5章 印制电路板图的设计环境及设置2）Undo/redo选项：用于设置最大保留的撤销/重做操作的次数，默认值为30次。撤销和重作可以通过主工具栏上右边的两个箭头符号图标进行操作。3）CursorType选项：用于设置光标
28、的形状。用鼠标在左键单击右边下拉式按钮，其中包括三种光标形状：“Large90（大的90光标）”、“Small90（小的90光标）”、“Small45（小的45光标）”。所有设置完成后，单击“OK”按钮即可完成设置，如果单击“Cancel”按钮，则进行的设置无效并退出对话框。 2“Display”显示标签页显示标签页单击Display即可进入Display选项标签页，如图5.25所示，有四个区域。其中主要可以设置如下一些选项： 第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.25显示标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置（1）“DisplayOptions”显示选项区域vConvertSpeci
29、alString选项：用于设置将特殊字符串转化成它所代表的文字。vHighlightinFull选项：用于设置选取图件的显示模式。若选中此项，则在执行有关选取实体命令时，则选取部分会整体点亮。否则，只会在其边缘点亮，不太明显、醒目，建议选中此项。vUseNetColorForHighlight选项：用于设置高亮显示网络时使用网络颜色。vRedrawLayers选项：用于设置重画电路图时，系统将一层一层地刷新重画。当前的板层最后才会重画，所示最清楚。第5章 印制电路板图的设计环境及设置vSingleLayerMode选项：用于设置只显示当前编辑的板层，其它板层不被显示，在切换工作板层时，也只显示
30、新指定的那一层。若不选将显示全部板层。vTransparent选项：用于设置所有的板层都为透明状，选中此项后，所有的导线、焊盘都变成了透明色。（2）“Show”显示区域此区域用来设置下列项的显示与否，如图5.25所示。vPadNets选项：用于设置是否显示焊盘的网络名称。vPadNumbers选项：用于设置是否将所有编码焊盘的编号都将显示出来。第5章 印制电路板图的设计环境及设置vViaNets选项：用于设置是否显示过孔的网络名称。vTestPoint选项：选中后，设置的检测点将显示出来。vOriginMarker选项：用于设置是否显示绝对原点的标志（带叉圆圈）。vStatusInfo选项：选
31、中后，系统会显示出当前工作的状态信息。（3）“Draftthresholds”显示模式切换区域此区域用于设置图形的显示极限，共两项内容，如图5.25右上方所示。v1）Tracks选项：设置的数目为导线显示极限，对于大于该值的导线，以实际轮廓显示，否则只以简单直线显示v2）Strings选项：设置的数目为字符显示极限，对于像素大于该值的字符，以文本显示，否则只以框显示。第5章 印制电路板图的设计环境及设置（4）“LayerDrawingOrder”板层绘制顺序单击图5.25对话框中的“LayerDrawingOrder”按钮，将出现如图5.26所示对话框。此对话框是用来设置板层的顺序的。设置方法
32、是：1）点中某层，按动“Promote(上移)”按钮将使此层向上移动，按动“Demote（下移）”按钮将使此层向移动。2）单击“Default（默认）”按钮将恢复到系统默认的方式。3）设置完成以后，单击“OK”按钮即可。所有设置完成以后，单击“Display”显示标签页的“OK”按钮即可完成设置。若单击“Cancel”按钮，则进行的设置无效并退出对话框。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.26板层绘制顺序对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置3 “Colors”颜色标签页颜色标签页单击“Colors”即可进入Colors颜色标签页，如图5.27所示。Colors用于设置各种板层、文字
33、、屏幕等的颜色。设置方法如下：（1）单击需要修改颜色的颜色条，将出现如图5.28所示的对话框。（2）在系统提供的239种默认颜色中选择一种，或者自定义一种颜色，然后单击“OK”按钮。（3）单击“颜色（Colors）”标签页对话框中“OK”按钮。在图5.28中，有两个按钮：vDefaultColors是将所有的颜色设置恢复到系统默认的颜色。vClassicColors是将所有的颜色设置指定为传统的设置颜色，即DOX中采用的黑底设计。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.27颜色标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.28颜色选择对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置4“Show/
34、Hide”显示显示/隐藏标签页隐藏标签页单击“Show/Hide”即可进入Show/Hide显示/隐藏标签页，如图5.29所示。“Show/Hide”用于设置各种图形的显示模式。标签页中的每一项都有相同的3种显示模式，即Final（精细显示模式）、Draft（粗略显示模式）和Hidden（隐藏显示模式）。此标签页的图件包括：Arcs（圆弧）、Fills（金属填充）、Pads（ 焊 盘 ） 、 Polygons（ 多 边 形 敷 铜 填 充 ） 、Dimensions（尺寸标注）、Strings（字符串）、Tracks（铜膜导线）、Vias（过孔）、Coordinates（位置坐标）、Rooms
35、（矩形区域）。在标签页左下角有三个按钮，分别为：“AllFinal”、“AllDraft”、“AllHidden”。选中某项，则上述10种图件全部设为该项。图5.24显示/隐藏标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.29显示/隐藏标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置5“Default”默认标签页单击Defaults即可进入“Defaults”默认标签页，如图5.30所示。Defaults用于设置各个组件的系统默认值。图5.30默认标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置假设选中了元件封装组件，则单击“EditValues”按钮即可进入元件封装的系统默认值编辑对话框，如图5.31
36、所示。各项的修改会在取用元件封装时反映出来。图5.31元件封装系统默认值对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置 6“Signal Integrity”信号完整性标签页信号完整性标签页通过“SignalIntegrity”可以设置元件标号和元件类型之间的对应关系，为信号完整性分析提供信息。信号完整性标签页如图5.32所示。图5.32信号完整性标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置为了保证信号完整性分析的准确性，必须在这个对话框中定义准确的元件类型。单击“Add”按钮，系统将弹出元件标号设置对话框，如图5.33所示。在该对话框中，可以输入所用的元件标号，然后在“ComponentType（
37、元件类型）”下拉列表选择一个元件类型，其中包括Resistor（电阻）、IC（集成电路）、Diode（二极管）、Connector（连接插头）等。如果不能确定元件的类型，就全部选择为集成电路。最后单击“OK”按钮即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.33元件标号设置对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.5 设置电路板工作层Protel99SE现扩展到32个信号层，即顶层，底层和30个中间层，可得到16个内部板层和16个机械板层。在实际的设计过程中，几乎不可能打开所有的工作层，这就需要用户设置工作层，将自己需要的工作层打开。 5.5.1 Protel 99 SE工作层的类型工作
38、层的类型在设计窗口单击鼠标右键，选择弹出菜单中“Options（选项）”下的“BroadLayers（板层选项）”命令，或直接选择主菜单“Design（设计）”下的“Options（选项）”命令。就可以看到如图5.34所示的工作层设置对话框。此对话框分为“Layers”板层标签页和“Options”选项标签页。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.34工作层设置对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置Layers标签页包括8个区域，用于设置各板层的打开状态。如果需要打开某一个信号层，可以用鼠标单击该信号层名称，当其名称左边的复选框出现“”号时表示该信号层处于打开显示状态。再单击时“”号将
39、消失，相应的信号层也会关闭。其内容分述如下：1.“SignalLayers”信号板层信号板层主要是电气布线的敷铜板层，用于放置与信号有关的电气元素。如TopLayer（顶层）用作放置元件面；BottomLayer（底层）用作焊锡面；MidLayer为中间工作层，用于布置信号线。如果当前板是多层板，则在信号层(SignalLayers)可以全部显示出来，用户可以选择其中的层面；如果用户没有设置Mid层，则这些层不会显示在该对话框中，此时可以设置多层板。第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2“Internal Plane”内部板层内部板层内部板层主要是用于布置电源和接地线。如果用户设置了内层电源
40、/接地层，则会显示如图5.27所示的层面，否则不会显示。3“Mechanical Layers”机械板层机械板层制作PCB时，系统默认的信号层为两层，所以机械层默认时只有一层，不过可以设置更多的机械层，在Protel99SE中最多可以设置16个机械层。4“Masks” 助焊膜及阻焊膜助焊膜及阻焊膜Protel 99 SE提供：Top Solder Mask(顶层助焊膜)、BottomSolderMask（底层助焊膜）、TopPasteMask(顶层阻焊膜)、BottomPasteMask（底层阻焊膜）。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5“Silkscreen”丝印层丝印层主要用于绘制元件外
41、形轮廓以及标识元件标号等 ， 主 要 包 括 顶 层 丝 印 层 （ Top） 、 底 层 丝 印 层（Bottom）两种。 6“Other”其他工作层其他工作层Other有4个复选框，各复选框的意义如下：vKeepout（禁止布线层）：选中表示打开禁止布线层，用于设定电气边界，此边界外不会布线。vMultilayer（多层）：选中表示打开多层（通孔层）；若不选择此项，焊盘、过孔将无法显示出来。vDrillgride：主要用来选择绘制钻孔导引层。vSrilldrawing：主要用来选择绘制钻孔图层。第5章 印制电路板图的设计环境及设置7. “System”系统设置系统设置系统设置设计参数的各选
42、项如下：vDRCErrors：用于设置是否显示自动布线检查错误信息。vConnections：用于设置是否显示飞线，在绝大多数情况下都要显示飞线。vPadHoles：用于设置是否显示焊盘通孔。vViaHoles：用于设置是否显示过孔的通孔。vVisibleGird1：用于设置是否显示第一组栅格。vVisibleGrid2：用于设置是否显示第二组栅格。第5章 印制电路板图的设计环境及设置在图5.34中，还有3个按键，即“AllOn（全开）”，“AllOn（全关）”和“UsedOn（用了才开）”。其意义分别为：vAllOn：表示将所有的板层都设置为打开显示，而不论上面有没有东西。vAllOn：表示
43、将所有的板层都设置为关闭，而不论有没有用。vUsedOn：表示将用到的层打开，没有用到的层关闭。若在对话框内的任意处单击鼠标右键，也将出现一个右键菜单，其功能和上面的3个按键功能相同。建议不要将所有的层都打开。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.5.2Protel99SE工作层的设置 1信号板层和内部板层的设置信号板层和内部板层的设置在设计窗口直接执行“DesignLayerStackManager”命令。或单击鼠标右键，选择菜单“Options（选项）”下的“LayersStackManager（层栈管理器）”，就可以看到如图5.35所示的层栈管理器对话框，在层栈管理器中可以定义层的结构
44、，看到层栈的立体效果，对电路板的工作层进行管理。（1）在图5.35左上方，如果选中“TopDielectrec”则在顶层添加绝缘层。如果选中“BottomDielectric”则在底层添加绝缘层。（2）中间的层示意立体图左边为各工作层指示，可以进行工作层设置。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.35层栈管理器对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置1）添加中间信号层如果以前未添加工作层，将光标移至图5.35中层示意图左边的顶层（TopLayer）指示标记上，单击鼠标左键选中该项，之后将光标指针移至对话框右上方“AddLayer”按钮上并单击鼠标左键，执行添加信号层命令，就会在顶层（To
45、pLayer）下面增加中间信号1（MidLayer1）。若再次单击“AddLayer”按钮，则会在MidLayer1下面增加中间信号层2（MidLayer2）。依此执行该命令最多可添加30个中间信号层。完成中间信号层添加任务后，单击图中右下方的“OK”按钮，就会在编辑区下方的工作层标签中看到刚才添加的中间信号层。第5章 印制电路板图的设计环境及设置2）添加内部板层单击图5.35中需添加内部板层位置的上层指示标记，然后单击对话框右上方“Addplane”按钮，执行添加内部板层命令，就会所选工作下面增加内部板层1（InternalPlane1）。若再次单击“Addplane”命令，则会在内部板层1
46、下面增加内部板层2。依此执行该命令，最多可添加16个中间信号层。中间信号层添加完成后，单击右下方的“OK”按钮，在编辑区下方的工作层标签中就可看到刚才添加的内部板层。第5章 印制电路板图的设计环境及设置3）删除工作层将光标移至图5.35左边想要删除的某工作层标记，单击鼠标左键选中该项，之后单击对话框右上方按钮“Delete”，执行删除命令。这时，系统提示是否确认要移去选中的层，回答“Yes”即可删除选中工作层。最后单击“OK”按钮即可。4）调整工作层的位置先单击选中想要调整的某工作层标记，然后单击对话框右上方“MoveUp（上移）”按钮，或单击“MoveDown（下移）”按钮，最后单击右下方的
47、“OK”按钮即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置（3）中间的层示意立体图右边为信号层间距绝缘层尺寸（Core）和层间预浸料坯（粘合剂类）的尺寸（Prepreg）。可以将光标移至“Core”或“Preperg”上双击，即可看到图5.36所示对话框。可以在“Thickness（厚度）”和“Dielectricconstant（绝缘体常数）”中输入新的数值，单击“OK”按钮即可。图5.36“Core”或“Preperg”对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置（4）单击图5.35右下方对话框中的“Menu”按钮，可弹出命令菜单，此菜单命令功能与对话框右上方的6个按钮的功能一样。它们是：“Ad
48、dLayer（添加中间信号层）”、“AddPlane（添加内部板层）”、“Delete（删除）”、“MoveUp（上移）”、“MoveDown（下移）”、“Properties（特性）”。另外，也可以在对话框中单击鼠标右键直接获得命令菜单。第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2机械板层的设置机械板层的设置在设计窗口单击鼠标右键，选择菜单“Options（选项）”下的“MechanicalLayers（机械板层）”菜单命令，或直接执行“DesignMechanicalLayers”菜单命令，获得图5.37所示的“MechanicalLayers”设置机械层对话框。将光标指针移至所需打开的机械板
49、层上，单击鼠标左键即可设置。再次单击将取消选中设置。完成设置后，单击“OK”按钮即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.37设置机械板层对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.5.3工作层参数的设置在设计窗口中单击鼠标右键，选择菜单“Options”下的“BoardOptions”就可以看到如图5.38所示的文档选项对话框。在该对话框中可以进行相关参数的设置： 1“Grids”栅格设置栅格设置（1）SnapX、SnapY：设定光标每次移动（分别在X方向、Y方向）的最小间距。可以直接输入数据来设置，也可以在下拉式菜单中选择一个合适的值。还可以在设计窗口直接单击鼠标右键，用菜单选择“
50、SnapGrid（栅格间距）”来设置。（2）ComponentX、ComponentY：设定对元器件移动操作时，光标每次在X方向、Y方向移动的最小间距。（3）VisibleKind：设定栅格显示方式。其中有两种方式选择：即Lines（线状）和Dots（点状），在下拉菜单中选择一种即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.38文档选项对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置2“ElectricalGrid”电气栅格设置电气栅格就是在走线时，当光标接近焊盘或其他走线一定距离时，即被吸引而与之连接，同时在该处出现一个记号。电气栅格设置主要用于设置电气栅格的属性。如果选中“Electrical
51、Grid”，表示具有自动捕捉焊盘的功能。Range（范围）用于设置捕捉半径。若取消该功能，只需将“ElectricalGrid”前的对号去掉。建议使用该功能。3“Measurement Unit”度量单位度量单位系统提供了两种度量单位，即Imperial(英制)和Metric（公制），系统默认为英制。公制单位的选择为我们在确定印制电路板尺寸和元件布局上提供了方便。度量单位的选择方法是：单击“MeasurementUnit”右边的下拉式按钮，然后在下拉菜单中选择需要的度量单位即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.6 规划电路板和电气定义规划电路板有两种方法：一种是手动设计规划电路板和电气
52、定义，另一种是利用“电路板向导”。5.6.1手动规划电路板手动规划电路板就是在禁止布线层（KeepOutLayer）上用走线绘制出一个封闭的多边形（一般情况下绘制成一个矩形），多边形的内部即为布局的区域。1规划电路板并定义电气边界的一般步骤：（1）单击编辑区下方的标签KeepOutLayer,将禁止布线层设置为当前工作层,如图5.39所示。图5.39当前工作层设置为禁止布线层第5章 印制电路板图的设计环境及设置（2）单击放置工作栏上的按钮，也可以执行“PlaceKeepoutTrack”命令。（3）执行命令后，光标会变成十字。将光标移动到适当的位置，单击鼠标左键，即可确定第一条边的起点。然后拖
53、动鼠标，将光标移动到合适位置，单击鼠标左键，即可确定第一条边的终点。在该命令状态下按Tab键，可进入“LineConstraints”属性对话框，如图5.40所示，此时可以设置板边的线宽和层面。如果已经绘制了封闭的PCB的限制区域，双击限制区域的板边，系统将会弹出如图5.41所示“Track”属性对话框，在该对话框中可以精确地进行定位，并且可以设置工作层和线宽。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.40LineConstraints属性对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.41“Track”属性对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置（4）用同样的方法绘制其他3条板边，并对各边
54、进行精确编辑，使之首尾相连。最后绘制一个封闭的多边形。如图5.42所示。（5）单击鼠标右键或按下Esc键取消布线状态。图5.42电路板形状第5章 印制电路板图的设计环境及设置 2查看及调整电路板查看及调整电路板（1）查看印制电路板执行“ReportsBoardInformation”命令，如图5.43所示，或先后按下R、B字母键。都将弹出图5.44所示的对话框，在对话框的右边有一个矩形尺寸示意图，所标注的数值就是实际印制电路板的大小（即布局范围的大小）。（2）调整电路板如果发现设置的布局范围不合适，可以用移动整条走线、移动走线端点等方法进行调整。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.43版
55、图信息菜单第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.44印制电路板信息第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.6.2使用向导生成电路板使用向导生成电路板就是系统自动对新PCB文件设置电路板的参数，形成一个具有基本框架的PCB文件。具体操作过程如下：（1）打开或者创建一个用于存放PCB文件的设计数据库；（2）打开或者创建一个用于存放PCB文件的设计文件夹；（3）执行“FileNew”命令，在弹出的对话框中选择“Wizards”选项卡，如图5.45所示。（4）双击对话框中创建PCB的“PrintedCircuitBoardWizard”（印制板向导）图标，或先选择该图标，单击“OK”按钮，进入向导
56、的下一步，系统将弹出如图5.46所示的对话框。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.45Wizard选项卡第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.46生成电路板先导第5章 印制电路板图的设计环境及设置（5）单击“Next”按钮，系统弹出如图5.47所示选择预定义标准板对话框，就可以开始设置印制板的相关参数。图5.47选择预定义标准板对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置（6）如果选择了CustomMadeBoard，则单击“Next”按钮，系统将弹出如图5.48所示设定板卡的相关属性对话框。图5.48自定义板卡的参数设置对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置设置完毕后，系统将弹出
57、如图5.49所示对话框，此时可以设置板卡的一些相关的产品信息，而所填写的资料将被放在电路板的第四个机械层里。图5.49板卡产品信息对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置如果第6步了标准板，则单击“Next”按钮后系统会弹出如图5.50所示对话框，此时可以选择自己需要的板卡类型。设置完后单击“Next”按钮也会弹出如图5.49所示对话框。图5.50选择印制电路对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置（7）单击“Next”按钮后，系统弹出如图5.51所示对话框，可以设置电路板的工作层数和类型，以及电源/地层的数目等。图5.51选择电路板工作层第5章 印制电路板图的设计环境及设置（8）单击“N
58、ext”按钮后，系统将弹出如图5.52所示对话框，此时可以设置过孔类型。其中“ThruholeViasonly”表示过孔穿过所有板层，“BlindandBuriedViasonly”表示过孔为盲孔，不穿透电路板。图5.52设置过孔类型第5章 印制电路板图的设计环境及设置（9）单击“Next”按钮后，系统弹出如图5.53所示对话框，此时可以指定该电路板上以哪种元器件为主，其中“Surface-mountcomponents”选项是以表面粘贴式元器件为主，而“Through-holecomponents”选项是以针脚式元器件为主。图5.53选择哪种元器件第5章 印制电路板图的设计环境及设置（10）
59、单击“Next”按钮，系统将弹出如图5.54对话框，此时可以设置最小的导线尺寸、过孔直径和导线间的安全距离。图5.54设置最小的尺寸限制第5章 印制电路板图的设计环境及设置（11）单击“Next”按钮后，弹出如图5.55所示完成对话框，此时单击“Finish”按钮完成生成印制板的过程，如图5.56所示，该印制板为已经规划好的板，可以直接在上面放置网络表和元器件。图5.55完成生成电路板第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.56生成的印制电路板框架第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.7 装入元件封装库 5.7.1装入元件封装库装入印制电路板所需的几个元件库，其基本步骤如下：（1）在编辑印
60、制电路板文件的状态下，将左边的设计管理器切换为如图5.57所示的“BrowsePCB”标签页界面。然后单击“Browse”浏览栏下右边的下拉按钮，选择“Libraries（库）”。最后单击左下方的“Add/Remove（添加/删除）”按钮，将弹出图5.58所示的添加/删除库文件的对话框。该步也可直接执行“DesignAddRemoveLibrary”命令实现。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.57BrowsePCB标签页第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.58添加/删除库文件的对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置（2）在该对话框中，通过上方的搜寻窗口选取库文件的安装目录，图
61、5.58所示的目录为：C:ProgramFilesDesignExplorer99SELibraryPCBGenericFootPrints。选取方法与Windows98应用软件相同。（3）目录选中后，选取所要引入的所有元件封装库文件，单击“Add”按钮，此文件就会出现在选择的文件列表中，如图5.59所示。在制作PCB时比较常用的元件封装库有Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、GeneralIC.ddb等，用户还可以选择一些自己设计所需的元件库。（4）添加完所有需要的元件封装库，然后单击“OK”按钮，关闭对话框，系统即可将所选中的元件库装入。如果想删除某个库文件，只需在图5.59下面文
62、件列表中选中该文件，而后单击“Remove（删除）”按钮即可完成库文件的卸载。最后单击“OK”按钮即可。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.59已装入的库文件第5章 印制电路板图的设计环境及设置5.7.2浏览元件封装库浏览元件库的具体操作方法如下：（1）在如图5.57所示的已装入元件封装库列表中选择一个，然后单击“Browse（浏览）按钮，便可得到如图5.60所示的浏览封装库元件对话框。也可以执行菜单命“DesignBrowseComponents”或先后按下热键D、B。（2）在该话框中可以查看元件封装的类别和形状等。用户还可以单击“Edit”按钮对选中的元件进行编辑，也可以单击“Pla
63、ce”按钮将选中的元件放置到电路板上。图5.60中各项介绍如下：vLibraries：选择系统已经装入的元件封装库。单击右边的下拉式按钮便会看到所添加的元件封装库，可选择浏览。第5章 印制电路板图的设计环境及设置vComponents：选择库中的元件封装在右边预览。其下的按钮“Edit（编辑）”可对选中元件进行修改编辑，建议不要修改标准库中的元件；单击另一个按钮“Place（放置）”，可将选择的元件放置到编辑器中。v右边预览区：可以看到当前选择的元件封装形式。按动“zoomAll（观看整体）”、“zoomIn（放大）”、“zoomOut（缩小）”按钮可调整图形大小。另外，在该话框下方还可以看到
64、所选择浏览元件的尺寸和其上焊盘尺寸信息。第5章 印制电路板图的设计环境及设置图5.60浏览封装库元件对话框第5章 印制电路板图的设计环境及设置本章小结1印制电路板概述印制电路板简称为PCB（PrintedCircuitBoard），是电子产品的重要部件之一。（1）印制电路板结构印制电路板的制作材料主要是绝缘材料、金属铜及焊锡等。印制电路板分为单面板、双面板和多层板。（2）元件封装元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊盘位置。元件的封装可以在设计电路原理图时指定，也可以在引进网络表时指定。元件封装的编号一般为“元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸”。第5章 印制电路板图的设计环
65、境及设置（3）印制电路板图的基本元素构成PCB图的基本元素有：元件封装、铜膜导线、助焊膜和阻焊膜、层、焊盘和过孔、丝印层。2PCB文件的建立和保存PCB文件是由专题数据库来管理。PCB的文件管理包括有以下几种操作：新建PCB文件、打开已有的PCB文件、保存和关闭PCB文件。3PCB编辑器的工具栏Protel99SE为PCB设计提供了4个工具栏，其中MainToolbar（主工具栏）为用户提供了缩放、选取对象等命令按钮；PlacementTools（放置工具栏）主要提供图形绘制以及布线命令；ComponentPlacement（元件布置工具栏）方便元件排列和布局；FinkSelections（查
66、找选取工具栏）方便选择原来所选择的对象。第5章 印制电路板图的设计环境及设置4PCB电路参数设置设置参数是电路板设计过程中非常重要的一步，许多系统参数一旦设定，将成为用户个性化的设计环境。5设置电路板工作层Protel99SE有32个信号层，即顶层，底层和30个中间层，可得到16个内部板层和16个机械板层。在实际的设计过程中，几乎不可能打开所有的工作层，这就需要用户设置工作层，将自己需要的工作层打开。另外，还要进行相关参数设置。6规划电路板和电气定义规划电路板有两种方法：一种是手动设计规划电路板和电气定义，另一种是利用“电路板向导”。第5章 印制电路板图的设计环境及设置7装入元件封装库元件封装
67、的信息都储存在一些特定的元件封装库文件中。如果没有这个库文件，系统就不能识别我们设置的关于元件封装的信息，所以在绘制印制电路板之前应装入所用到的元件。第5章 印制电路板图的设计环境及设置思考与练习 5l5.1如何新建一个PCB文件，又怎样打开、保存和关闭一个PCB文件？l5.2试述怎样打开和关闭放置工具栏？l5.3启动PCB编辑器后，热键不起作用，如何处理？l5.4如何设置工作层的颜色？l5.5怎样设置光标形状？如何改变公、英制单位制？要求显示焊盘号，如何设置？l5.6请阐述如何添加中间信号层和内部板层？如果想调整工作层的位置应如何操作？l5.7新建一块电路板，并用于设置其为四层板。l5.8如何装入PCB库文件？
