硬件电路的原理图与PCB版图设计.ppt

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1、硬件电路的原理图与硬件电路的原理图与PCB版图设计版图设计硬件电路图设计的基础知识硬件电路图设计的基础知识1.1.PCB(Printed Circuit Board)概述2.2.电路原理图绘制的一般要求（1）（2）（3）3.3.电路原理图与电路维护图的区别4.4.常用的电路原理图的绘制工具有：Protel的Schematic OrCAD的Capure PADS的PowerLogic 印刷电路板图的基础知识印刷电路板图的基础知识1.1.印刷电路板图概述PCBPCB的功能的功能：I.I.提供集成电路等各种元器件的固定、装配的机械提供集成电路等各种元器件的固定、装配的机械支撑；支撑；II.II.实现

2、集成电路等各种电子元器件之间的布线和电实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘，提供所要求的电气连接（信号传输）或电绝缘，提供所要求的电气特性，如特性阻抗等；气特性，如特性阻抗等；III.III.为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。维修提供识别字符和图形。PCBPCB的分类的分类I.I.按照按照基材类型基材类型，可以划分为刚性，可以划分为刚性PCBPCB、柔性、柔性PCBPCB和刚柔结合和刚柔结合PCBPCB三种；三种；II.II.按照所含按照所含电气连接的铜箔层电气连接的铜箔层的多少，可以

3、划分为的多少，可以划分为单面单面PCBPCB、双面、双面PCBPCB和多面和多面PCBPCB。单面单面PCB板板双面双面PCB板板多面多面PCB板板PCB的结构层次I.I.PCBPCB是按层次结构组成的，其主要层次是各是按层次结构组成的，其主要层次是各个铜箔信号连接层。个铜箔信号连接层。I.I.铜箔层定义铜箔层定义II.II.铜箔层分类铜箔层分类II.II.各个层次通过各个层次通过“过孔过孔”相连接。相连接。III.III.元器件层或焊接层上还有焊盘以及表示元器元器件层或焊接层上还有焊盘以及表示元器件的丝印层。件的丝印层。IV.IV.若干虚拟层：机械层、多义层、禁止布线层若干虚拟层：机械层、多

4、义层、禁止布线层等等元器件在PCB上的安装技术I.I.分类：分类：I.I.通孔插装技术通孔插装技术THTTHT（Through Hole TechnologyThrough Hole Technology）II.II.表面安装技术表面安装技术SMTSMT（Surface Mount TechnologySurface Mount Technology）II.II.应用：应用：I.I.单列、双列直插器件通常采用单列、双列直插器件通常采用THTTHT形式形式II.II.贴片器件通常采用贴片器件通常采用SMTSMT形式形式PCB设计的相关概念设计的相关概念1.1.贯空和过孔2.2.丝印层3.3.表面

5、焊装器件的特殊性SMD4.4.网状填充区和填充区5.5.焊盘6.6.各类膜7.7.飞线PCB加工工艺及其要求加工工艺及其要求1.1.常用的PCB加工工艺有以下几种：单面单面单面单面SMTSMT（单面回流焊接技术）（单面回流焊接技术）（单面回流焊接技术）（单面回流焊接技术）工艺过程：锡膏涂布工艺过程：锡膏涂布元器件贴装元器件贴装回流焊接回流焊接手工焊接手工焊接双面双面双面双面SMTSMT（双面回流焊接技术）（双面回流焊接技术）（双面回流焊接技术）（双面回流焊接技术）工艺过程：锡膏涂布工艺过程：锡膏涂布元器件贴装元器件贴装回流焊接回流焊接翻版翻版锡膏涂布锡膏涂布元器件贴装元器件贴装回流焊接回流焊接

6、手工手工焊接焊接单面单面单面单面SMT+THTSMT+THT混装（单面回流焊接混装（单面回流焊接混装（单面回流焊接混装（单面回流焊接+波峰焊波峰焊波峰焊波峰焊接）接）接）接）工艺过程：锡膏涂布工艺过程：锡膏涂布元器件贴装元器件贴装回流焊接回流焊接插件插件波峰焊接波峰焊接双面双面双面双面SMT+THTSMT+THT混装（双面回流焊接混装（双面回流焊接混装（双面回流焊接混装（双面回流焊接+波峰焊波峰焊波峰焊波峰焊接）接）接）接）工艺过程：锡膏涂布工艺过程：锡膏涂布元器件贴装元器件贴装回流焊接回流焊接翻版翻版印胶印胶元器件贴装元器件贴装胶固化胶固化翻版翻版插件插件波峰焊装波峰焊装EDA电路设计及其常

7、用软件工具电路设计及其常用软件工具1.1.EDA电路设计自动化概述2.2.EDA电路设计软件工具简介3.3.常用的EDA电路原理图的设计软件工具有：Cadence-OrCAD的Capure、Mentor-PADS的PADS Logic（Power Logic）、Altium的Protel-Schematic、Ivex的WinDraft、Microsoft-Visio的Visio、超伦的EDA2002等。Protel1.1.Protel概述：PeotelPeotel电路设计工具，集电路原理电路设计工具，集电路原理图设计、电路模拟仿真、图设计、电路模拟仿真、PCBPCB版图设计、光绘文版图设计、光

8、绘文件分解输出、件分解输出、PLDPLD逻辑设计与模拟分析等于一体，逻辑设计与模拟分析等于一体，是一个综合性的开发环境软件工具。是一个综合性的开发环境软件工具。2.2.Protel的模块分类1.1.共分共分5 5个模块：分别是原理图设计、个模块：分别是原理图设计、PCBPCB设计设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真和理图混合信号仿真和PLDPLD设计。设计。硬件电路原理图的设计流程硬件电路原理图的设计流程1.1.建立新项目，生成一个.sch文件2.2.加载已有的元器件库，自制或修改所需的元器件3.3.放置元器件、布局、连线、编辑、调整

9、4.4.进行自动全局标注，手工修改局部标注5.5.设置并运行电气规则检查（ERC），错误纠正6.6.生成指定格式的器件清单和网络表（Netlist）电路原理图的设计注意事项电路原理图的设计注意事项1.1.注意绘制电路原理图的可读性2.2.规范化使用元器件引脚之间的电气连接线3.3.有意识的在电路原理图中加入一些测试点4.4.反复进行ERC操作，彻底消除错误与警告之处硬件电路的硬件电路的PCB板图绘制板图绘制1.1.PCB板图的设计工作流程1.1.建立建立PCBPCB新文档，设置新文档，设置PCBPCB设计环境设计环境2.2.安装常用元器件封装库，自制或提取没有的安装常用元器件封装库，自制或提取

10、没有的元器件封装图元器件封装图3.3.规划规划PCBPCB总体结构，装载元器件网络表总体结构，装载元器件网络表(NetlistNetlist)4.4.元器件布局，标注设计与摆放元器件布局，标注设计与摆放5.5.铜箔布线及其策略铜箔布线及其策略6.6.设置运行设计规则检查，纠正错误设置运行设计规则检查，纠正错误7.7.标注加工要求，输出光绘文档（Gerber File）8.8.PCB板设计完成，交给加工厂，得到PCB电路板PCB设计原则与抗干扰措施设计原则与抗干扰措施1.1.PCB设计的一般原则1.1.布局布局2.2.布线布线3.3.焊盘焊盘2.2.PCB及电路抗干扰措施1.1.电源线设计电源线设计2.2.地线设计地线设计3.3.退耦电容配置退耦电容配置4.4.阻挡的使用阻挡的使用总结总结n n使用EDA工具设计硬件体系电路的一般过程：n n电路原理设计电路功能仿真 PCB版图设计 PCB模拟测试光绘文件输出专题：封装专题：封装1.1.封装的定义2.2.常用的封装形式3.3.注100 mile=2.54 mm