Protel99SE印制电路板设计教程--第5章手工设计PCB.ppt
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1、Protel99SE印制电路板设计教程-第5章 手工设计PCB Four short words sum up what has lifted most successful individuals Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date手工设计步骤手工设计步骤 5.1 5.1 规划印制板规划印制板5.2
2、 5.2 装载元件库装载元件库5.3 5.3 放置元件放置元件5.4 5.4 元件手工布局元件手工布局5.5 5.5 放置焊盘、过孔放置焊盘、过孔5.6 5.6 手工布线手工布线5.7 5.7 印制板输出印制板输出本章小结本章小结 手工设计手工设计PCBPCB是用户直接在是用户直接在PCBPCB软件中根据原理图软件中根据原理图进行手工放置元件、焊盘、过孔等,并进行线路连接进行手工放置元件、焊盘、过孔等,并进行线路连接的操作过程,手工设计的一般步骤如下。的操作过程,手工设计的一般步骤如下。 规划印制电路板。规划印制电路板。 放置元件、焊盘、过孔等图件。放置元件、焊盘、过孔等图件。 元件布局。元件
3、布局。 手工布线。手工布线。 电路调整。电路调整。 输出输出PCBPCB。 以下采用阻容耦合放大电路为例介绍手工布线方以下采用阻容耦合放大电路为例介绍手工布线方法,电路样图如图法,电路样图如图5-15-1所示。所示。图5-1 阻容耦合放大器R1R2R3R4R5R6R7R8C1C2C3C4C5V1V2V C CINO U T返回 在在PCBPCB设计中,首先要规划印制板,即定义印制板的机械轮设计中,首先要规划印制板,即定义印制板的机械轮廓和电气轮廓。廓和电气轮廓。 印制板的机械轮廓是指电路板的物理外形和尺寸,需要根据印制板的机械轮廓是指电路板的物理外形和尺寸,需要根据公司和制造商的要求进行相应的
4、规划,机械轮廓定义在公司和制造商的要求进行相应的规划,机械轮廓定义在4 4个机械个机械层上,比较合理的规划机械层的方法是在一个机械层上绘制电路层上,比较合理的规划机械层的方法是在一个机械层上绘制电路板的物理轮廓,而在其它的机械层上放置物理尺寸、队列标记和板的物理轮廓,而在其它的机械层上放置物理尺寸、队列标记和标题信息等。标题信息等。 印制板的电气轮廓是指电路板上放置元件和布线的范围,电印制板的电气轮廓是指电路板上放置元件和布线的范围,电气轮廓一般定义在禁止布线层上,是一个封闭的区域。气轮廓一般定义在禁止布线层上,是一个封闭的区域。 通常在一般的电路设计中仅规划通常在一般的电路设计中仅规划PCB
5、PCB的电气轮廓,本例中采的电气轮廓,本例中采用公制规划,具体步骤如下。用公制规划,具体步骤如下。 执行执行ViewToggle UnitsViewToggle Units,设置单位制为公制,设置单位制为公制(Metric)(Metric)。 在工作层设置中选中在工作层设置中选中Keep Out Keep Out LayerLayer复选框,然后用鼠标单击工作区复选框,然后用鼠标单击工作区下方标签中的下方标签中的 ,将当前工,将当前工作层设置为作层设置为Keep Out LayerKeep Out Layer。 执行菜单执行菜单PlaceLinePlaceLine放置连线,放置连线,一般规划印
6、制板从工作区的左下角开始。一般规划印制板从工作区的左下角开始。将光标移到工作区的某一点,如坐标将光标移到工作区的某一点,如坐标(1010,1010)处,单击鼠标左键,确定第)处,单击鼠标左键,确定第一条边的起点,将光标移到另一点,如一条边的起点,将光标移到另一点,如坐标(坐标(6060,1010),再次单击鼠标左键,),再次单击鼠标左键,定下连线终点,从而定下第一条边线。定下连线终点,从而定下第一条边线。 采用同样方法继续画线,绘制一个尺寸为采用同样方法继续画线,绘制一个尺寸为50mm50mm50mm50mm的闭的闭合边框,以此边框作为电路板的尺寸,如图合边框,以此边框作为电路板的尺寸,如图5
7、-25-2所示。此后,放所示。此后,放置元件和布线都要在此边框内部进行。置元件和布线都要在此边框内部进行。返回 在进行在进行PCBPCB设计时,必须先设置好元件所在的元件库,然后设计时,必须先设置好元件所在的元件库,然后才能从相应元件库中放置元件。才能从相应元件库中放置元件。 1.1.设置元件库设置元件库 在设计管理器中选中在设计管理器中选中Browse PCBBrowse PCB选项,在选项,在BrowseBrowse下拉列表框下拉列表框中选择中选择LibrariesLibraries,将其设置为元件库浏览器。单击,将其设置为元件库浏览器。单击LibrariesLibraries栏栏下方的下
8、方的Add/RemoveAdd/Remove按钮,出现添加按钮,出现添加/ /删除库对话框,在对话框中删除库对话框,在对话框中找到所需的库文件,单击找到所需的库文件,单击AddAdd按钮装载库文件,单击按钮装载库文件,单击OKOK按钮完成按钮完成操作。这时,元件浏览器中将出现已加入的库文件。操作。这时,元件浏览器中将出现已加入的库文件。 PCB99SEPCB99SE中,印制板库文件位于中,印制板库文件位于Design Explorer 99 Design Explorer 99 SELibraryPcbSELibraryPcb目录下,常用的印制板库文件是目录下,常用的印制板库文件是Generi
9、c Generic FootprintFootprint文件夹中的文件夹中的Advpcb.ddbAdvpcb.ddb,本例中的元件均在该库中。,本例中的元件均在该库中。 元件也可以自行设计,调用自行设计的元件时必须装载自定元件也可以自行设计,调用自行设计的元件时必须装载自定义的元件库。义的元件库。 2. 2. 浏览元件图形浏览元件图形 打开了某个库文件后,元件库浏览器的打开了某个库文件后,元件库浏览器的LibraryLibrary栏内将出现栏内将出现其库中的元件库名,在其库中的元件库名,在ComponentComponent栏中显示此元件库中所有元件栏中显示此元件库中所有元件的封装名称。选中某
10、个封装,下方的监视器中将出现此元的封装名称。选中某个封装,下方的监视器中将出现此元件封装件封装图,如图图,如图5-35-3所示。所示。 若若觉得监视器太小,可单击元件库浏览器右下角的觉得监视器太小,可单击元件库浏览器右下角的BrowseBrowse按按钮,屏幕弹出元件浏览窗口,进行元件浏览,从中可以获得元件钮,屏幕弹出元件浏览窗口,进行元件浏览,从中可以获得元件的封装图,窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。的封装图,窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。 返回 1. 1.从元件库中直接放置从元件库中直接放置 从元件浏览器中选中元件后,单击右下角的从元件浏览器中选中元件后,单击
11、右下角的PlacePlace按钮,按钮,光标便会跳到工作区中,同时还带着该元件封装,将光标光标便会跳到工作区中,同时还带着该元件封装,将光标移到合适位置后,单击鼠标左键,放置该元件。移到合适位置后,单击鼠标左键,放置该元件。 双击元件,屏幕弹出图双击元件,屏幕弹出图5-45-4所示的元件属性对话框,可所示的元件属性对话框,可以修改元件属性。以修改元件属性。 此对话框共有此对话框共有PropertiesProperties、DesignatorDesignator、CommentComment三个三个选项卡,用于设置元件的标号、注释文字(标称值或型选项卡,用于设置元件的标号、注释文字(标称值或型
12、号)、元件封装所在层、元件封装是否锁定状态,注释文号)、元件封装所在层、元件封装是否锁定状态,注释文字的字体、大小、所在层等。若按下字的字体、大小、所在层等。若按下GlobalGlobal按钮,可以按钮,可以进行全局修改,方法与进行全局修改,方法与SCH99SESCH99SE中的全局修改相同。中的全局修改相同。 2. 2.通过菜单或相应按钮放置元件通过菜单或相应按钮放置元件 执行菜单执行菜单PlaceComponentPlaceComponent或单击放置工具栏上按钮或单击放置工具栏上按钮 ,屏幕弹出放置元件对话框,如图屏幕弹出放置元件对话框,如图5-55-5所示,在所示,在Footprint
13、Footprint栏中输入栏中输入元件封装名,如图中的元件封装名,如图中的AXIAL0.4AXIAL0.4(若不知道封装名,可以单击(若不知道封装名,可以单击BrowseBrowse按钮进行浏览);在按钮进行浏览);在Designator1Designator1栏中输入元件标号,如栏中输入元件标号,如图中的图中的R1R1;在;在CommentComment栏中输入元件的标称值或型号,如图中的栏中输入元件的标称值或型号,如图中的10k10k。参数设置完毕,单击。参数设置完毕,单击OKOK按钮放置元件。按钮放置元件。 放置元件后,系统提示继续放置,元件标号自动加放置元件后,系统提示继续放置,元件标
14、号自动加1 1(如(如R2R2),此时可以继续放置元件,单击),此时可以继续放置元件,单击CancelCancel按钮退出放置状态。按钮退出放置状态。 在图在图5-25-2所示的禁止布线框中,根据原理图执行菜单所示的禁止布线框中,根据原理图执行菜单PlacePlaceComponentComponent,依次放置电阻,依次放置电阻AXIAL0.4AXIAL0.4,电解电容,电解电容RB.2/.4RB.2/.4和三极和三极管管TO-5TO-5,如图,如图5-65-6所示。所示。 返回 元件放置完毕,应当从机械结构、散热、电磁干扰及布线元件放置完毕,应当从机械结构、散热、电磁干扰及布线的方便性等方
15、面综合考虑元件布局,在布局时除了要考虑元件的方便性等方面综合考虑元件布局,在布局时除了要考虑元件的位置外,还必须调整好丝网层上文字符号的位置。的位置外,还必须调整好丝网层上文字符号的位置。 1.1.手工移动元件手工移动元件 用鼠标拖动用鼠标拖动 光标移到元件上,按住鼠标左键不放,将元件拖动到目标光标移到元件上,按住鼠标左键不放,将元件拖动到目标位置。这种方法对没有进行线路连接的元件比较方便。位置。这种方法对没有进行线路连接的元件比较方便。 使用使用MoveMove菜单下的命令移动元件菜单下的命令移动元件 执行菜单执行菜单EditMoveComponentEditMoveComponent,光标
16、变为十字,移动光,光标变为十字,移动光标到需要移动的元件处,单击该元件,即可将该元件移动到所标到需要移动的元件处,单击该元件,即可将该元件移动到所需的位置,单击鼠标左键放置元件。需的位置,单击鼠标左键放置元件。 执行菜单执行菜单EditMoveDragEditMoveDrag,也可以实现元件拖动。,也可以实现元件拖动。 移动元件时拖动连线的设置移动元件时拖动连线的设置 对于已连接好印制导线的元件,希望移动元件时,印制导线对于已连接好印制导线的元件,希望移动元件时,印制导线也跟着一起移动,则在进行移动前,必须进行拖动连线的系统参也跟着一起移动,则在进行移动前,必须进行拖动连线的系统参数设置,使移
17、动元件时工作在拖动连线状态,设置方法如下:数设置,使移动元件时工作在拖动连线状态,设置方法如下: 执行菜单执行菜单ToolsPreferencesToolsPreferences,屏幕弹出系统参数设置对,屏幕弹出系统参数设置对话框,选择话框,选择OptionsOptions选项卡,在选项卡,在Component DragComponent Drag区的区的ModeMode下拉列下拉列表框,选中表框,选中Connected TracksConnected Tracks即可。即可。 在在PCBPCB中快速定位元件中快速定位元件 在在PCBPCB较大时,查找元件比较困难,此时可以采用较大时,查找元件
18、比较困难,此时可以采用JumpJump命令命令进行元件跳转。进行元件跳转。 执行菜单执行菜单EditJumpComponentEditJumpComponent,屏幕弹出一个对话框,屏幕弹出一个对话框,在对话框中填入要查找的元件标号,单击在对话框中填入要查找的元件标号,单击OKOK按钮,光标跳转到指按钮,光标跳转到指定元件上。定元件上。 2. 2.旋转元件方向旋转元件方向 选中元件,按住左键不放,同时按选中元件,按住左键不放,同时按键水平翻转;按键水平翻转;按键键垂直翻转;按空格键进行旋转,旋转的角度可以通过执行菜单垂直翻转;按空格键进行旋转,旋转的角度可以通过执行菜单ToolsPrefere
19、ncesToolsPreferences进行设置,在弹出的对话框中选中进行设置,在弹出的对话框中选中OptionsOptions选项卡,在选项卡,在Rotation StepRotation Step中设置旋转角度,系统默认为中设置旋转角度,系统默认为9090度。度。 图图5-75-7所示为布局调整后的印制板图。所示为布局调整后的印制板图。 3.3.元件标注的调整元件标注的调整 元件布局调整后,往往元件标注的位置过于杂乱,尽管并不元件布局调整后,往往元件标注的位置过于杂乱,尽管并不影响电路的正确性,但电路的可读性差,在电路装配或维修时不影响电路的正确性,但电路的可读性差,在电路装配或维修时不易
20、识别元件,所以布局结束还必须对元件标注进行调整。易识别元件,所以布局结束还必须对元件标注进行调整。 元件标注文字一般要求排列要整齐,文字方向要一致,不能元件标注文字一般要求排列要整齐,文字方向要一致,不能将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。元件标将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。元件标注的调整采用移动和旋转的方式进行,与元件的操作相似;修改注的调整采用移动和旋转的方式进行,与元件的操作相似;修改标注内容可直接双击该标注文字,在弹出的对话框中进行修改。标注内容可直接双击该标注文字,在弹出的对话框中进行修改。 图图5-75-7所示的元件布局图,图中元件的标注文字未调好
21、,如所示的元件布局图,图中元件的标注文字未调好,如标号标号C2C2、C3C3、C4C4、C5C5、R8R8、V2V2的文字方向与其它不同;标号的文字方向与其它不同;标号R1R1、C1C1位于元件的框中,由于元件的标注文字在顶层丝网层上,标号位于元件的框中,由于元件的标注文字在顶层丝网层上,标号将被元件覆盖。经过调整元件标注后的电路布局如图将被元件覆盖。经过调整元件标注后的电路布局如图5-85-8所示。所示。 4.3D 4.3D预览预览 Protel99SEProtel99SE提供有提供有3D3D预览功能,可以在电脑上直接预览电预览功能,可以在电脑上直接预览电路板的效果,根据预览的情况可以重新调
22、整元件布局。路板的效果,根据预览的情况可以重新调整元件布局。 执行执行ViewViewBoard in 3DBoard in 3D,或单击,或单击 按钮,对按钮,对PCBPCB进行进行3D3D预览,产生预览,产生3D3D预览文件,在图形左边的设计管理器的预览文件,在图形左边的设计管理器的DisplayDisplay区区中,拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转中,拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转3D3D视图。视图。 图图5-95-9、图、图5-105-10分别对应为图分别对应为图5-75-7、图、图5-85-8的的3D3D视图,从图视图,从图5-95-9中可以看出标号中可以看出标号C1C1和和R
23、1R1被元件覆盖。被元件覆盖。返回 1. 1.放置焊盘放置焊盘 焊盘有穿透式的,也有仅放焊盘有穿透式的,也有仅放置在某一层面上的贴片式(主要置在某一层面上的贴片式(主要用于表面封装元件),外形有圆用于表面封装元件),外形有圆形、正方形和正八边形等。形、正方形和正八边形等。 执行执行PlacePadPlacePad或单击放置或单击放置工具栏上按钮工具栏上按钮 ,进入放置焊盘,进入放置焊盘状态,移动光标到合适位置后,状态,移动光标到合适位置后,单击左键,放下一个焊盘,单击单击左键,放下一个焊盘,单击鼠标右键,退出放置状态。鼠标右键,退出放置状态。 在焊盘处于悬浮状态时,按在焊盘处于悬浮状态时,按T
24、abTab键,调出焊盘的属性对话键,调出焊盘的属性对话框,如图框,如图5-115-11所示。所示。 对话框中,对话框中,PropertiesProperties选项卡主要设置焊盘形状(选项卡主要设置焊盘形状(ShapeShape)、)、大小(大小(SizeSize)、所在层()、所在层(LayerLayer)、编号()、编号(DesignatorDesignator)、孔径)、孔径(Hole SizeHole Size)等,)等,AdvancedAdvanced选项卡主要设置焊盘所在的网络、选项卡主要设置焊盘所在的网络、焊盘的电气类型及焊盘的钻孔壁是否要镀铜。一般自由焊盘的编焊盘的电气类型及焊
25、盘的钻孔壁是否要镀铜。一般自由焊盘的编号设置为号设置为0 0。 在自动布线中,必须对独立焊盘进行网络设置,这样才能完在自动布线中,必须对独立焊盘进行网络设置,这样才能完成布线。设置网络的方法为:在图成布线。设置网络的方法为:在图5-115-11所示的焊盘属性对话框中所示的焊盘属性对话框中选中选中AdvancedAdvanced选项卡,在选项卡,在NetNet下拉列表框中选定所需的网络。下拉列表框中选定所需的网络。 对于已经放置好的焊盘,双击焊盘也可以调出属性对话框。对于已经放置好的焊盘,双击焊盘也可以调出属性对话框。 用鼠标单击选中的焊盘,用鼠标左键点住控点,可以移动焊用鼠标单击选中的焊盘,用
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