印刷电路板图的设计.ppt
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1、第6章 印制电路板图的设计6.8自动布线6.9PCB的三维效果显示6.10设计规则检查6.11生成PCB报表6.12PCB图的打印输出本章小结思考与习题6返回主目录6.1 印制电路板图设计流程印制电路板图设计的一般步骤如下:1.绘制电路图绘制电路图这是电路板设计的先期工作,主要是完成电路原理图的绘制,包括生成网络表。当所设计的电路图非常简单时,也可以不进行原理图的绘制,而直接进入PCB设计系统。2.规划电路板规划电路板在绘制印制电路板之前,用户要对电路板有一个初步的规划,比如说电路板采用多大的物理尺寸,采用几层电路板(单面板还是双面板),各元件采用何种封装形式及其安装位置等。它是确定电路板设计
2、的框架。3.设置参数设置参数主要是设置元件的布置参数、层参数、布线参数等等。有些参数用其默认值即可,有些参数在Protel99SE使用过以后,即第一次设置后,几乎无需修改。4.装入网络表及元件封装装入网络表及元件封装该步的主要工作就是将已生成的网络表装入,若前面没有生成网络表,则可以用手工的方法放置元件。封装就是元件的外形,对于每个装入的元件必须有相应的外形封装,才能保证电路板布线的顺利进行。5.元件的布局元件的布局布局有自动布局和手工布局两种方式。规划好电路板并装入网络表后,可以让程序自动装入元件,并自动将元件布置在电路板边框内。也可以让用户手工布局,将元件封装放置在电路板的合适位置,才能进
3、行下一步的布线工作。6布线布线布线是完成元件之间的电路连接,它也有自动布线和手工布线两种方式。若在之前装入了网络表,则在该步中就可采用自动布线方式。在布线之前,还要设定好设计规则。7文件保存及输出文件保存及输出完成电路板的布线后,保存完成的PCB图。然后利用各种图形输出设备,如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。图6.2浏览元件封装后放置6.2 元件封装的放置6.2.1放置元件封装在放置元件封装之前,先要装入所需的元件封装库,否则,无法调用元件。放置元件封装的操作步骤如下:(1)执行“PlaceComponent”命令,或用鼠标单击放置工具栏中的图标,或先按下字母热键P、松开后按下字母热键C。(
4、2)执行命令后,系统会弹出如图6.1所示放置元件封装对话框。可以在该对话框中输入元件Footprint(封装形式)、Designator(元件标号)、Comment(元件注释)等参数。如果不熟悉元件封装的,可以单击该对话框中“Browse(浏览)”按钮,从装入的元件封装库中浏览、选择所需元件,如图6.2所示。选中元件,单击“Place”按钮,可将选择的元件放置到编辑器中。图6.1放置元件封装对话框图6.2浏览元件封装后放置(3)设置完参数后,单击“OK”按钮即可调出元件。此时元件粘着在光标上,只要在编辑区中单击鼠标左键,就可将元件放置即可把元件放置到工作区中。注意:选择的元件封装一定要符合实际
5、焊接元件的需要,形状和焊盘位置尽可能相符,焊盘的尺寸尽可能与实际元件相符,对于针脚式元件焊盘的内孔尺寸一定不能小于实际元件管脚尺寸,否则无法将实际元件焊接到印制电路板上。也可以使用设计管理器“BrowsePCB”标签页调用元件放置。放置方法是:(1)先将“Browse”栏内设为“Libraies”,在库文件列表中选择所需库文件;(2)在“Components”列表中选中要放置的元件,之后将光标指针移至“Place”按钮上单击鼠标左键,如图6.3所示。(3)最后在编辑区中适当位置单击鼠标左键放置。图6.3利用设计管理器放置元件6.2.2设置元件封装属性当在放置元件封装时按Tab键,或者双击在电路
6、板上已经放置的元件封装,或者选中封装,然后单击鼠标右键,从快捷菜单中选取“Properties”命令,均可打开元件封装属性对话框,如图6.4所示。元件封装属性对话框中有3个标签页,分别为“Properties”属性标签页、“Designator”元件标号标签页和“Comment”标注标签页。单击不同的标签即可进入相应的标签页。1“Properties”属性标签页属性标签页“Properties”属性标签页如图6.4所示vDesignator:设置元封装标号内容,即元件封装的序号。vComment:设置元件封装的标注内容。图6.4元件封装属性对话框vFootprint:设置元件封装的封装类型。v
7、Layer:设置元件封装所在的板层。单击右边的下拉按钮将出现下拉菜单,在其中选择一个即可。vRotation:设置元件封装的旋转角度。vX-Location:设置元件封装所在位置的横坐标。vY-Location:设置元件封装所在位置纵坐标。vLockPrims:设置是否锁定元件封装结构。选中此项表示不能将该元件封装的各个部件分开。vLocked:设置是否锁定元件封装的位置。选中此项,则在移动该元件封装时将出现确认对话框,以免无意中的错误移动。vSelection:设置元件封装是否处于选择状态。设置完成单击“OK”按钮即可。2“Designator”标号标签页标号标签页“Designator”元
8、件封装标号标签页如图元件封装标号标签页如图6.5所示。所示。vText:设置元件封装标号的文字。vHeight:设置元件封装标号的文字的高度。vWidth:设置元件封装标号文字的线宽。vLayer:设置元件标号文字所在的板层,一般在丝印层。vRotation:设置元件封装标号文字的旋转角度。vX-Location:设置元件封装标号文字位置的横坐标。vY-Location:设置元件封装标号文字位置的纵坐标。图6.5元件封装标号标签页vFont:设置元件封装标号文字的字体。单击右边的下拉式按钮将出现下拉式菜单,在其中选择一个即可。vHide:设置元件封装标号是否隐藏。vMirror:设置元件封装标
9、号是否翻转。选中该项表示将此元件标号文字处于镜像状态,即作一个翻转。设置完成单击“OK”按钮即可。3“Comment”标注标签页标注标签页“Comment”标注标签页如图6.6所示。vText:设置元件封装标注的文字。vHeight:设置元件封装标注的文字的高度。v Width:设置元件封装标注的文字的线宽。图6.6元件封装标注标签页vLayer:设置元件封装标注文字所在的板层。vRotation:设置元件封装标注的文字的旋转角度。vX-Location:设置元件封装标注文字位置的横坐标。vY-Location:设置元件封装标注文字位置的纵坐标。vFont:设置元件封装标注文字的字体。单击右边
10、的下拉式按钮将出现下拉式菜单,在其中选择一个即可。vHide:设置元件封装标注文字是否隐藏。vMirror:设置元件封装标注文字是否翻转。设置完成单击“OK”按钮即可。6.3 PCB绘图工具Protel99SE的绘图工具基本包括在放置工具栏(PlacementTools)中,如图6.7所示。工具栏中每一项都与Place菜单下的各项命令对应。图6.7放置工具栏6.3.1绘制导线绘制导线1绘制导线的步骤(1)单击放置工具栏中的图标或选择绘制导线命令“PlaceLine”,光标变成了十字形状。(2)将光标移到所需的位置,单击鼠标左键,确定导线的起点。(3)然后将光标移到导线的终点,再单击鼠标,即可绘
11、制出一条导线,如图6.8所示(4)将光标移到新的位置,按照上述步骤,再绘制其他导线。(5)双击鼠标右键,光标变成箭头后,退出该命令状态。图6.8绘制出一条导线2设置导线的属性用鼠标双击已布置的导线,或者在进入绘导线状态时按Tab键,或者选中导线后单击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选取“Properties”命令,系统都将弹出导线属性设置对话框,如图6.9所示。对话框中的各个选项说明如下:Width:设置导线宽度;Layer:设置导线所在的层;Net:设置导线所在的网络;Locked:设置导线位置是否锁定;Selection:设置导线是否处于选取状态;Start-X:设置导线起点的X轴坐标;Sta
12、rt-Y:设置导线起点的Y轴坐标;图6.9导线属性设置对话框End-X:设置导线终点的X轴坐标;End-Y:设置导线终点的Y轴坐标;Keepout:该复选框选中后,则此导线具有电气边界特性。3删除导线单击要删除的导线,然后按Delete键。也可以执行“EditDelete”命令,光标变为十字状,然后单击要删除的导线即可。6.3.2放置焊盘1.放置焊盘的步骤放置焊盘的步骤(1)单击放置工具栏上的图标,或执行“PlacePad”命令。(2)执行命令后,光标变成了十字形状,而且在光标的中央粘有一焊盘,如图6.10所示。将光标移到所需的位置,单击鼠标左键,即可放置焊盘。(3)将光标移到新的位置,按照上
13、述步骤再放置其他焊盘,如图6.11所示。单击鼠标右键,光标变成箭头后,退出该命令状态。图6.10执行放置焊盘图6.11放置焊盘命令后光标状态2设置焊盘属性在焊盘没有放下状态按Tab键或在已放下的焊盘上双击鼠标左键,都可以打开焊盘属性设置对话框,如图6.12所示。对话框中包括3个标签页,分别为:“Properties”属性标签页、“PadStack”焊盘形状标签页和“Advanced”高级标签页。(1)“Properties”属性标签页(图6.12所示)vUsePadStack:设置采用特殊焊盘,选择此复选框则本标签页中的以下三项将不用设置。vX-Size:设置焊盘的X轴尺寸。图6.12焊盘属性
14、设置对话框vY-Size:设置焊盘的Y轴尺寸。vShape:设置焊盘形状。从右侧的下拉列表框可选择焊盘形状,系统提供了三种焊盘形状,即Round(圆形)、Rectangle(正方形)和Octagonal(八角形)。vDesignator:设置焊盘序号。vHoleSize:设置焊盘通孔直径。vLayer:设置焊盘所在层。针脚类元件设为多层,表面粘贴类元件设为顶层或底层。vRotation:设置焊盘旋转角度,对圆形焊盘没有意义。vX-Location:设置焊盘位置的X轴坐标。vY-Location:设置焊盘位置的Y轴坐标。vLocked:设置是否锁定焊盘位置。选中则表示在移动焊盘时将出现确认对话框
15、,以免无意中的错误移动。vSelection:设置是否将此焊盘处于选取状态。vTestpoint:有两个选项,即Top和Bottom,如果选择了这两个复选框,则可以分别设置该焊盘的顶层或底层为测试点。(2)“PadStack”焊盘形状标签页“PadStack”标签页中共有3个区域,分别控制焊盘的顶层(Top)、中间层(Middle)、底层(Bottom)的尺寸形状。如图6.13所示,每个区域的选项都具有相同的三个设置项。vX-Size:设置焊盘X轴尺寸。vY-Size:设置焊盘Y轴尺寸。vShape:设置焊盘形状。从右侧的下拉列表框可选择焊盘形状,系统提供了三种焊盘形状,即Round(圆形)、
16、Rectangle(正方形)和Octagonal(八角形)。图6.13焊盘形状标签页(3)“Advanced”高级标签页此标签页共有3个选项,如图6.14所示。vNet:设置焊盘所在网络。单击右边的下拉式按钮,将列出现在印制电路板上的所有网络名称,选择即可。vElectricaltype:设置焊盘在网络中的电气属性,单击右边的下拉式按钮,将出现三个选项:“Load(中间点)”、“Source(起点)”“Terminator(终点)”。vPlated:设置此焊盘是否将通孔的孔壁电镀,选中为是。vSolderMask:设置焊盘助焊膜的属性,选择Override可设置助焊延伸值,这对于设置SMT(贴
17、片封装)式的焊点非常有用。如果选中Tenting,则助焊膜是一个隆起,此时不能设置助焊延伸值。vPaste Mask:设置焊盘阻焊膜的属性,可以修改Override阻焊延伸值。设置完成以后,单击“OK”按钮即可。图6.14焊盘高级标签页6.3.3放置过孔1放置过孔的步骤(1)单击放置工具栏中的图标,或执行“PlaceVia”命令。(2)执行命令后,光标变成了十字形状,而且在光标的中央粘有一个过孔,如图6.15所示。将其移到所需的位置,单击鼠标,即可放置过孔。(3)将光标移到新的位置,按照上述步骤即可放置多个过孔。(4)单击鼠标右键,光标变成箭头后,退出该命令状态。2设置过孔属性设置过孔属性在过
18、孔没有放下状态按动Tab键盘,或在已放下的过孔上双击鼠标左键,都可以设置过孔的属性。过孔的属性对话框如图6.16所示。图6.15执行放置过孔命令后光标状态图6.16设置过孔属性对话框过孔的属性对话框各项介绍如下:vDiameter:设置过孔直径。vLayer:设置过孔从哪个信号板层开始放置。vEndLayer:设置过孔放置到哪个信号板层终止。过孔如果从顶层到底层,则为穿透式过孔;从顶层(或底层)到中层信号层则为盲孔;从中间某层到中间其他层则为隐藏式过孔。vX-Location:设置过孔位置的横坐标。vY-Location:设置过孔位置的纵坐标。vNet:设置此过孔所在地的网络。单击右边的下拉式
19、按钮,将列出现在印制电路板上的所有网络名称,选择即可。vLocked:设置是否锁定焊盘位置。选中则表示锁定过孔的位置,在移动过孔时将出现确认对话框,以免无意中的错误移动。vSelection:设置是否将此过孔处于选取状态。vTestpoint:设置过孔的测试点在顶层或是底层。vSolderMask:设置过孔的助焊膜属性,可以选择Override设置助焊延伸值。如果选中Tenting,则助焊膜是一个隆起,此时不能设置助焊延伸值。设置完成以后,单击“OK”按钮即可。6.3.4放置字符串1放置字符串的步骤(1)单击放置工具栏上的图标。(2)光标将变成十字形状,而且在光标上粘有一个缺省的字符串,如图6
20、.17所示。将鼠标移动到合适的位置,然后单击鼠标左键即可放置字符串。(3)将光标移到新的位置,重复操作,即可在编辑区内放置多个字符串。(4)单击鼠标右键,光标变成箭头后,退出该命令状态。图6.17光标上粘有一个字符串2设置字符串属性设置字符串属性缺省字符串放置后,必须在属性对话框中输入其文字内容。在字符串没有放下状态按动键盘的Tab键,或在已放下的字符串双击鼠标左键,都可设置字符串的属性。字符串的属性对话框如图6.18所示。字符串一般不具有任何电气特性,只作为说明之用,所以经常放置在丝印层。如果放置到信号层,不要让其与导线相连,以防短路。图6.18设置字符串属性对话框3旋转字符串旋转字符串旋转
21、字符串的方法:(1)光标移到字符串文字上单击鼠标左键,文字的右下角会出现一个小的圆圈。(2)光标移至字符串文字的小圆圈上单击鼠标左键,光标会变成十字形状。移动鼠标,文字会随之转动,如图6.19所示。(3)在合适的位置,单击鼠标左键,完成文字的旋转。图6.19旋转字符串6.3.5位置坐标1放置位置坐标的步骤放置位置坐标的步骤(1)单击放置工具栏上的图标,启动放置坐标命令。(2)执行命令后,光标将变成十字形状,并带着当前位置的坐标出现在编辑区,如图6.20所示,随着光标的移动,坐标值也相应的改变(3)单击鼠标左键,把坐标放到相应的位置。(4)用同样的方法放置其他坐标。图6.20光标上当前位置的坐标
22、2设置坐标属性在坐标没有放下状态按动键盘的Tab键,或在已放下的坐标上双击鼠标左键,都可设置坐标的属性。坐标的属性对话框如图6.21所示。在对话框中,可以对坐标大小(Size)、文字的线宽度(LineWidth)、单位的显示方式(UnitStyle)、文字的高度(Height)、文字的宽度(Width)、文字的字体(Font)、文字所在的板层(Layer)、坐标文字的坐标值(X-Location,Y-Location)、锁定坐标位置(Locked)、选择状态(Selection)等进行选择或设置。光标当前所在位置的坐标放置在编辑区内是作参考用的,不具有任何电气特性,所以一般放置在丝印层。图6.
23、21位置坐标属性对话框6.3.6放置尺寸标注1放置尺寸标注的步骤(1)用鼠标左键单击放置工具栏中的图标,光标成为如图6.22所示的状态。(2)移动光标到尺寸的起点,单击鼠标,便可确定标注尺寸的起始位置。(3)移动光标,中间显示的尺寸随着光标的移动而不断地发生变化,到合适的位置单击鼠标即可完成尺寸标注,如图6.23所示。(4)将光标移到新的位置,按照上述步骤,再放置其他标注。(5)单击鼠标右键,光标变成箭头后,退出该命令状态。图6.22执行放置尺寸标注命令后光标形状图6.23完成的标注尺寸2设置尺寸标注属性在尺寸标注没有放下状态按动键盘的Tab键,或在已放下尺寸标注上双击鼠标左键,都可设置尺寸标
24、注的属性。尺寸标注的属性对话框如图6.24所示。在该对话框中可以对尺寸标注的高度(Height)、文字的宽度(Width)、单位的显示方式(UnitStyle)、标注文字的宽度(Width)、文字字体(Font)、所在的板层(Layer)、起点坐标、终点坐标、锁定(Locked)和选择状态(Selected)等进行设置。图6.24尺寸标注属性对话框6.3.7设置相对原点在印制电路板设计系统中有两个原点:一个是系统原点,是绝对原点,位于设计窗口的左下角;第二个是相对原点,是在设计时为了方便定位而自行设置的坐标原点。在没有定义相对原点时,相对原点和绝对原点重合。设置相对原点具体步骤如下:1)单击工
25、具栏中的图标,或者执行“EditOriginSet”命令。2)执行命令后,光标变成了十字形状,将光标移到所需的位置,单击鼠标左键,即可放置相对原点。若想恢复原来的坐标系,执行“EditOriginReset”命令即可。6.3.8放置房间定义1.放置房间定义的步骤放置房间定义的步骤(1)单击放置工具条上的图标,或执行“PlaceRoom”命令,光标变成十字形状。(2)在合适的位置单击鼠标左键确定房间定义起点,而后移动鼠标到合适位置,此时出现一个带控制点的矩形,可以根据需要确定其大小。(3)再次单击鼠标左键,即可放置一个房间定义,如图6.25所示。(4)单击鼠标右键,取消放置状态。图6.25放置房
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