Protel99SE印制电路板设计教程--第5章 手工设计PCB21895.pptx
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1、Protel 99 SE印制电路板设计教程第第5 5章章 手工设计手工设计PCBPCB 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 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
2、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。手工设计步骤手工设计步骤 图5-1 阻容耦合放大器返回 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
3、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
4、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PCBPCB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。执执行行ViewToggle UnitsViewToggle Units,设设置置单单位制位制为为公制公制(Metric)(Metric)。5.1 5.1 规划印制板规划印制板 在在工工作作层层设设置置中中选选中中Keep Keep Out Out LayerLayer复复选选框框,然然后后用用鼠鼠标标单单击击工工作作区区下下方方标标签签中中的的 ,将将当当前前工工作层设置为作层设置为Keep Out LayerKeep
5、 Out Layer。执执行行菜菜单单PlaceLinePlaceLine放放置置连连线线,一般规划印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。将将光光标标移移到到工工作作区区的的某某一一点点,如如坐坐标标(1010,1010)处处,单单击击鼠鼠标标左左键键,确确定定第第一一条条边边的的起起点点,将将光光标标移移到到另另一一点点,如如坐坐标标(6060,1010),再再次次单单击击鼠鼠标标左左键键,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
6、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5-25-2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5.2 5.2 装载元件库装载元件库 在在进进行行PCBPCB设设计计时时,必必须须先先设设置置好好元元件件所所在在的的元元件件库库,然然后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 在在设设计计管管理理器器中中选选中中Browse Browse PCBPCB选选项项,在在BrowseBrowse下下拉拉列列表表框框中中选选择择LibrariesLibraries
7、,将将其其设设置置为为元元件件库库浏浏览览器器。单单击击LibrariesLibraries栏栏下下方方的的Add/RemoveAdd/Remove按按钮钮,出出现现添添加加/删删除除库库对对话话框框,在在对对话话框框中中找找到到所所需需的的库库文文件件,单单击击AddAdd按按钮钮装装载载库库文文件件,单单击击OKOK按按钮钮完完成成操作。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中中,印印 制制 板板 库库 文文 件件 位位 于于 Design Design Explorer Explorer 99 99 SELibr
8、aryPcbSELibraryPcb目目 录录 下下,常常 用用 的的 印印 制制 板板 库库 文文 件件 是是 Generic 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。元元件件也也可可以以自自行行设设计计,调调用用自自行行设设计计的的元元件件时时必必须须装装载载自自定定义的元件库。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
9、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。选中某个封装,下方的监视器中将出现此元件封装的封装名称。选中某个封装,下方的监视器中将出现此元件封装图,如图图,如图5-35-3所示。所示。若若觉觉得得监视监视器太小,可器太小,可单击单击元件元件库浏览库浏览器右下角的器右下角的BrowseBrowse按按钮钮,屏幕,屏幕弹弹出元件出元件浏览浏览窗口,窗口,进进行元件行元件浏览浏览,从中可以,从中可以获获得元件得元件的封装的封装图图,窗口右下角的三个按,窗口右下角的三个按钮钮可用来可用来调节图调节图形形显显示的大小。示的大小。返回5.3
10、 5.3 放置元件放置元件 1.1.从元件库中直接放置从元件库中直接放置 从从元元件件浏浏览览器器中中选选中中元元件件后后,单单击击右右下下角角的的PlacePlace按按钮钮,光光标标便便会会跳跳到到工工作作区区中中,同同时时还还带带着着该该元元件件封封装装,将将光光标标移到合适位置后,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。双双击击元元件件,屏屏幕幕弹弹出出图图5-45-4所所示示的的元元件件属属性性对对话话框框,可可以修改元件属性。以修改元件属性。此此对对话话框框共共有有PropertiesProperties、DesignatorDesignator、Com
11、mentComment三三个个选选项项卡卡,用用于于设设置置元元件件的的标标号号、注注释释文文字字(标标称称值值或或型型号号)、元元件件封封装装所所在在层层、元元件件封封装装是是否否锁锁定定状状态态,注注释释文文字字的的字字体体、大大小小、所所在在层层等等。若若按按下下GlobalGlobal按按钮钮,可可以以进进行行全局修改,方法与全局修改,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 执执行菜行菜单单PlaceComponentPlaceComponent或或单击单击放置工具放置工具栏栏上按上按钮钮 ,屏
12、幕屏幕弹弹出放置元件出放置元件对话对话框,如框,如图图5-55-5所示,在所示,在FootprintFootprint栏栏中中输输入入元件封装名,如元件封装名,如图图中的中的AXIAL0.4AXIAL0.4(若不知道封装名,可以(若不知道封装名,可以单击单击BrowseBrowse按按钮进钮进行行浏览浏览);在);在Designator1Designator1栏栏中中输输入元件入元件标标号,如号,如图图中的中的R1R1;在;在CommentComment栏栏中中输输入元件的入元件的标标称称值值或型号,如或型号,如图图中的中的10k10k。参数。参数设设置完置完毕毕,单击单击OKOK按按钮钮放置
13、元件。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。在在图图5-25-2所示的禁止布所示的禁止布线线框中,根据原理框中,根据原理图执图执行菜行菜单单PlacePlaceComponentComponent,依次放置,依次放置电电阻阻AXIAL0.4AXIAL0.4,电电解解电电容容RB.2/.4RB.2/.4和三极管和三极管TO-5TO-5,如,如图图5-65-6所示。所示。返回5.4 5.4 元件手工
14、布局元件手工布局 元元件件放放置置完完毕毕,应应当当从从机机械械结结构构、散散热热、电电磁磁干干扰扰及及布布线线的的方方便便性性等等方方面面综综合合考考虑虑元元件件布布局局,在在布布局局时时除除了了要要考考虑虑元元件件的位置外,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 光光标标移移到到元元件件上上,按按住住鼠鼠标标左左键键不不放放,将将元元件件拖拖动动到到目目标标位置。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
15、件菜单下的命令移动元件 执执行行菜菜单单EditMoveComponentEditMoveComponent,光光标标变变为为十十字字,移移动动光光标标到到需需要要移移动动的的元元件件处处,单单击击该该元元件件,即即可可将将该该元元件件移移动动到到所所需的位置,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
16、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话,屏幕弹出系统参数设置对话框,选择框,选择OptionsOptions选项卡,在选项卡,在Component DragComponent Drag区的区的ModeMode下拉列表下拉列表框,选中框,选中Connected TracksConnected Tracks即可。即可。在在PCBPCB中
17、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
18、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ToolsPreferencesToolsPreferences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
19、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。元件元件标标注文字一般要求排列要整注文字一般要求排列要整齐齐,文字方向要一致,不能,文字方向要一致,不能将元件的将元件的标标注文字放在元件的框内或注文字放在元件的框内或压压在在焊盘焊盘或或过过孔上。元件孔上。元件标标注的注的调调整采用移整采用移动动和旋和旋转转的方式的方式进进行,与元件的操作相似;修改行,与元件的操作相似;修改标标注内容可直接双注内容可直接双击该标击该标注文字,在注文字,在弹弹出的出的对话对话框
20、中框中进进行修改。行修改。图图5-75-7所示的元件布局所示的元件布局图图,图图中元件的中元件的标标注文字未注文字未调调好,如好,如标标号号C2C2、C3C3、C4C4、C5C5、R8R8、V2V2的文字方向与其它不同;的文字方向与其它不同;标标号号R1R1、C1C1位于元件的框中,由于元件的位于元件的框中,由于元件的标标注文字在注文字在顶层丝顶层丝网网层层上,上,标标号号将被元件覆盖。将被元件覆盖。经过调经过调整元件整元件标标注后的注后的电电路布局如路布局如图图5-85-8所示。所示。4.3D 4.3D预览预览 Protel99SE Protel99SE提供有提供有3D3D预览功能,可以在电
21、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ViewBoard in 3DViewBoard 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3D
22、3D视图,从图视图,从图5-5-9 9中可以看出标号中可以看出标号C1C1和和R1R1被元件覆盖。被元件覆盖。返回5.5 5.5 放置焊盘、过孔放置焊盘、过孔 1.1.放置焊盘放置焊盘 焊焊盘盘有有穿穿透透式式的的,也也有有仅仅放放置置在在某某一一层层面面上上的的贴贴片片式式(主主要要用用于于表表面面封封装装元元件件),外外形形有有圆圆形、正方形和正八边形等。形、正方形和正八边形等。执执行行PlacePadPlacePad或或单单击击放放置置工工具具栏栏上上按按钮钮 ,进进入入放放置置焊焊盘盘状状态态,移移动动光光标标到到合合适适位位置置后后,单单击击左左键键,放放下下一一个个焊焊盘盘,单单击
23、击鼠标右键,退出放置状态。鼠标右键,退出放置状态。在在焊焊盘盘处处于于悬悬浮浮状状态态时时,按按TabTab键键,调调出出焊焊盘盘的的属属性性对对话话框,如框,如图图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
24、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
25、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,用鼠标左键点住控点,可以移动焊盘。盘。本例中,必须在输入端、输出端、电源端及接地端添加焊盘,本例中,必须在输入端、输出端、电源端及接地端添加焊盘,以便与外部连接,放置焊盘后的电路如图以便与外部连接,放置焊盘后的电路如图5-125-12所示。所示。2.2.放置过孔放置过孔 过孔用于连接不同层上的印制导线,过过孔用于连接不同层上的印制导线,过孔有三种类型,分别是穿透式(孔有三种类型,分别是穿透式(Multi-Multi-layerlayer)、隐藏式()、隐藏式(BuriedBuried)和半隐藏式)和半隐藏式(
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