EDA技术基础(2)--第8章PCB手工布线.ppt
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1、机械工业出版社同名教材配套电子教案EDA技术基础(第2版)制作:福建信息职业技术学院制作:福建信息职业技术学院 郭勇郭勇2021/9/171第第8章章 PCB手工布线手工布线 本章要点本章要点8.1 8.1 设置设置PCBPCB元件库元件库 8.2 8.2 规划电路板尺寸规划电路板尺寸 8.3 8.3 放置元件、焊盘和过孔放置元件、焊盘和过孔 8.4 8.4 元件布局元件布局 8.5 8.5 元件布线元件布线8.6 8.6 PCBPCB元件设计元件设计 8.7 8.7 手工布线实例手工布线实例 2021/9/172本章要点本章要点 PCBPCB布线前的准备工作:规划印制板、设置元布线前的准备工
2、作:规划印制板、设置元件库件库 放置元件、焊盘及过孔放置元件、焊盘及过孔 手工布局原则及手工布局手工布局原则及手工布局 手工布线原则及手工布线手工布线原则及手工布线 PCBPCB元件设计元件设计 返回2021/9/173 PCBPCB设设计计方方法法有有手手工工布布线线和和自自动动布布线线两两种种,对对于于简简单单的的电电路路,采采用用手手工工布布线线效效率率更更高高。一一般般采采用用自自动动布布线线后后的的线线条条往往往往有有些些地地方不够整齐,甚至还不合理,还需要进行手工布线调整。方不够整齐,甚至还不合理,还需要进行手工布线调整。手工设计手工设计PCBPCB是用户直接在是用户直接在PCBP
3、CB软软件中根据原理图进行手工放置元件、件中根据原理图进行手工放置元件、焊盘、过孔等,并进行线路连接的操焊盘、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。作过程,手工设计的一般步骤如下。设置元件库,规划印制电路板。设置元件库,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 以下采用以下采用图图8-18-1所示所示单单管放大管放大电电路路为为例介例介绍绍手工布手工布线线方法。方法。设计实例设计实例2021/9/1748.1 8.1 设置设置PCBPCB元件库元件库 在在PCBPCB设设计计前前,必必须
4、须将将元元件件封封装装所所在在的的元元件件库库添添加加到到当当前前库库(LibrariesLibraries)中,只有这样,这些元件才能被调用。中,只有这样,这些元件才能被调用。图图8-18-1中的元件封装都在系统提供的中的元件封装都在系统提供的Advpcb.ddbAdvpcb.ddb设计数据库设计数据库中的中的PCB_Footprints.libPCB_Footprints.lib封装元件库中。封装元件库中。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,在在BrowseBrowse下下拉拉列列表表框框中中选选择择Libraries
5、Libraries,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,在在弹弹出出的的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】完完成成操操作作,元元件件浏浏览览器中将出现已加入的库文件。器中将出现已加入的库文件。在在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 SELibraryPcbSELibraryPcb目目 录
6、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。2021/9/175 2.2.浏览元件图形浏览元件图形 打开了某个数据库文件后,元件库浏览器的打开了某个数据库文件后,元件库浏览器的LibraryLibrary栏内将栏内将出现该数据库文件中的元件库名,在出现该数据库文件中的元件库名,在ComponentComponent栏中显示此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库中所有元件的封装名称。选中某个封装,下方的
7、监视器中将出现此元件封装图,如图现此元件封装图,如图8-28-2所示。所示。单击元件库浏览器右下角的单击元件库浏览器右下角的BrowseBrowse按钮,可以进行元件浏览,按钮,可以进行元件浏览,浏览窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。浏览窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。返回2021/9/1768.2 8.2 规划电路板尺寸规划电路板尺寸 在在PCBPCB设设计计中中,首首先先要要规规划划印印制制板板,即即定定义义印印制制板板的的机械轮廓和电气轮廓。机械轮廓和电气轮廓。印印制制板板的的机机械械轮轮廓廓是是指指电电路路板板的的物物理理外外形形和和尺尺寸寸,需需要要根根据据
8、公公司司和和制制造造商商的的要要求求进进行行相相应应的的规规划划,机机械械轮轮廓廓定定义义在在4 4个个机机械械层层上上,比比较较合合理理的的规规划划机机械械层层的的方方法法是是在在一一个个机机械械层层上上绘绘制制电电路路板板的的物物理理轮轮廓廓,而而在在其其它它的的机机械械层层上上放置物理尺寸、队列标记和标题信息等。放置物理尺寸、队列标记和标题信息等。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,是一个封闭的区围,电气轮廓一般定义在禁止布线层上,是一个封闭的区域,一般的电路设计仅规划域,一般的电路设计仅规划PC
9、BPCB的电气轮廓。的电气轮廓。2021/9/1778.2.1 8.2.1 手工定义手工定义PCBPCB板尺寸板尺寸 1.1.手工定义手工定义PCBPCB板尺寸板尺寸 本本例例中中采采用用公公制制规规划划尺尺寸寸,板板的的尺尺寸寸为为7070mm40mmmm40mm,具具体体步步骤如下。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MetricMetric。执执行行DesignOptionsDesignOptions,在在LayersLayers选选项项卡卡中中分分别别设设置置可可视视栅栅格格1 1、2 2为为1 1mmmm和
10、和1010mmmm;在在OptionsOptions选选项项卡卡中中设设置置捕捕获获栅栅格格为为0.50.5mmmm。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作层层设设置置为为Keep Out LayerKeep Out Layer。执行执行PlaceLinePlaceLine放置连线,一般从工作区的左下角开始,放置连线,一般从工作区的左下角开始,定义一个闭合定义一个闭合PCBPCB边框,以此边框作为电路板的尺寸,如图边框,以此边框作为电路板的
11、尺寸,如图8-38-3所所示。此后,放置元件和布线都要在此边框内部进行。示。此后,放置元件和布线都要在此边框内部进行。2021/9/178 2.2.手工规划手工规划PCBPCB中的技巧中的技巧 上述方法在画线的时候靠上述方法在画线的时候靠眼睛辨别,要寻找工作区的坐眼睛辨别,要寻找工作区的坐标原点,且很难确定线条长度,标原点,且很难确定线条长度,难以在该闭合处闭合,且容易难以在该闭合处闭合,且容易在顶点处产生在顶点处产生4545斜面。因此斜面。因此只有在画线时时刻注意状态栏只有在画线时时刻注意状态栏左部的坐标信息,以便确定每左部的坐标信息,以便确定每一个顶点的坐标位置,才能顺一个顶点的坐标位置,
12、才能顺利完成边框线的绘制,这种操利完成边框线的绘制,这种操作方法比较麻烦,实际使用中作方法比较麻烦,实际使用中可以采用定义位置坐标的方法可以采用定义位置坐标的方法解决。解决。2021/9/179 执行执行ViewToolbarsPlacement ToolsViewToolbarsPlacement Tools,打开放置工具栏。打开放置工具栏。单击放置工具栏上的单击放置工具栏上的 图标,在工作区左下角处单击一下,图标,在工作区左下角处单击一下,将该点定义为相对坐标原点(将该点定义为相对坐标原点(0 0,0 0),沿此点往右为),沿此点往右为+x x轴,往上为轴,往上为+y y轴。轴。单击放置工
13、具栏上的单击放置工具栏上的 图标,设置边框线。此时光标上连图标,设置边框线。此时光标上连着十字形,表示处于画线状态,单击鼠标左键确定连线起点,然后着十字形,表示处于画线状态,单击鼠标左键确定连线起点,然后按一下快捷键按一下快捷键 J,接着再按快捷键接着再按快捷键 L,屏幕弹出坐标跳跃对话框,屏幕弹出坐标跳跃对话框,如图如图8-48-4所示,在所示,在X X栏和栏和Y Y栏输入终点的栏输入终点的x x轴和轴和y y轴坐标轴坐标7070、0 0,单击【,单击【OKOK】按钮,光标跳跃到坐标(按钮,光标跳跃到坐标(7070,0 0)处,连按两次回车键确定此)处,连按两次回车键确定此条连线。条连线。图
14、8-4 定义位置坐标 同样方法绘制好其他连线。同样方法绘制好其他连线。用用这这种种快快捷捷键键的的方方法法比比用用移移动动光光标标的的方方法法最最突突出出的的优优点点是是定定位位准准确确,顶顶点点可可靠靠闭闭合合,且且不不会会在在顶顶点点产产生生4545斜面。斜面。2021/9/17108.2.2 8.2.2 使用制板向导创建使用制板向导创建PCBPCB板板 Protel99SEProtel99SE提提供供的的制制板板向向导导中中带带有有大大量量已已经经设设置置好好的的模模板板,这这些些模模板板中中已已具具有有标标题题栏栏、参参考考布布线线规规则则、物物理理尺尺寸寸和和标标准准边边缘缘连接器等
15、,允许用户自定义电路板,并保存自定义的模板。连接器等,允许用户自定义电路板,并保存自定义的模板。1.1.使用已有的模板使用已有的模板 执行执行FileNewFileNew建立新文档,屏幕弹出图建立新文档,屏幕弹出图8-58-5所示的对话框,所示的对话框,选择选择WizardsWizards选项卡,选中制板向导图标选项卡,选中制板向导图标 ,系统启动图,系统启动图8-68-6所所示的制板向导。示的制板向导。2021/9/1711 单单击击图图8-68-6中中的的【NextNext】按按钮钮,进进入入图图8-78-7所所示示的的模模板板选选择择对对话框,在其中可以选择所需的设计模板和所采用的单位制
16、。话框,在其中可以选择所需的设计模板和所采用的单位制。下面以设计下面以设计PCI32PCI32位的模板为例介绍模板的设计过程。位的模板为例介绍模板的设计过程。在在图图8-78-7中中选选中中模模板板 建建立立PCIPCI模模式式的的模板,设计的单位制选择为英制(模板,设计的单位制选择为英制(ImperialImperial)。)。单击【单击【NextNext】按钮,屏幕弹出印制板类型选择对话框,如按钮,屏幕弹出印制板类型选择对话框,如图图8-88-8所示,选择印制板类型所示,选择印制板类型PCI short card 3.3V/32BITPCI short card 3.3V/32BIT。20
17、21/9/1712 单单击击图图8-88-8中中的的【NextNext】按按钮钮,屏屏幕幕弹弹出出标标题题栏栏设设置置对对话话框框,如如图图8-98-9所所示示,可可以以设设置置标标题题(Design Design TitleTitle)、公公司司名名称称(Company Company NameName)、PCBPCB板板编编号号(PCB PCB Part Part NumberNumber)、设设计计人人员员姓名(姓名(Designers NameDesigners Name)及联系电话(及联系电话(Contact PhoneContact Phone)。)。设设置置好好标标题题栏栏信信息
18、息后后,单单击击【NextNext】按按钮钮,屏屏幕幕弹弹出出信信号号层设置对话框,如图层设置对话框,如图8-108-10所示。所示。2021/9/1713 设设置好信号置好信号层层后,后,单击单击【NextNext】按按钮钮,屏幕,屏幕弹弹出出图图8-118-11所所示的示的过过孔孔类类型型选择对话选择对话框,可以框,可以选择选择Thruhole Vias onlyThruhole Vias only(穿透穿透式式过过孔)和孔)和Blind and Buried Vias onlyBlind and Buried Vias only(半掩埋式和掩埋式半掩埋式和掩埋式过过孔)。孔)。设置完过孔
19、后,单击【设置完过孔后,单击【NextNext】按钮,屏幕弹出图按钮,屏幕弹出图8-128-12所示所示的元件类型及放置方式设置对话框,设置元件类型为的元件类型及放置方式设置对话框,设置元件类型为SurfaceSurface-mount components-mount components(帖片式)或帖片式)或Through hole componentsThrough hole components(插插针式)及元件是单面放置(选针式)及元件是单面放置(选NoNo)或双面放置(选或双面放置(选YesYes)。)。2021/9/1714 设置完元件放置方式后,单击【设置完元件放置方式后,单击
20、【NextNext】按钮,屏幕弹出图按钮,屏幕弹出图8-138-13所示的布线参数设置对话框,图中主要参数如下。所示的布线参数设置对话框,图中主要参数如下。Minimum Track Size Minimum Track Size设置最小导线宽度;设置最小导线宽度;Minimum Via WidthMinimum Via Width设置过孔的最小外径;设置过孔的最小外径;Minimum Via Hole SizeMinimum Via Hole Size设置过孔的最小设置过孔的最小内径;内径;Minimum ClearanceMinimum Clearance设置导线之间的最小间距。设置导线之
21、间的最小间距。所有设置完毕,单击【所有设置完毕,单击【NextNext】按钮,屏幕弹出结束模板设按钮,屏幕弹出结束模板设计对话框,单击【计对话框,单击【FinishFinish】按钮完成按钮完成PCBPCB模板设计。设计完成的模板设计。设计完成的PCI32PCI32位的位的PCBPCB模板如图模板如图8-148-14所示。所示。2021/9/1715 2.2.自定义电路模板自定义电路模板 以以下下以以自自定定义义30003000mil2500milmil2500mil的的矩矩形形板板为为例例,说说明明自自定定义义电电路路模模板板的的方方法。法。启启动动制制板板向向导导,选选中中创创建建自自定定
22、义义模模板板选选项项 ,进进入入自自定定义义模模板板状状态态,屏屏幕幕弹弹出出图图8-158-15所所示示的的电电路路模模板参数设置对话框,主要参数如下。板参数设置对话框,主要参数如下。图8-15 电路板参数设置 板板的的类类型型设设置置。有有3 3种种选选择择,即即RectangularRectangular(矩矩形形)、CircularCircular(圆圆形形)和和CustomCustom(自自定定义义);主主要要参参数数有有WidthWidth(宽度)、宽度)、HeightHeight(高度)和高度)和RadiusRadius(半径,圆形板)。半径,圆形板)。层面设置。层面设置。Bou
23、ndary LayerBoundary Layer设置电路板边界所在层面,设置电路板边界所在层面,一般设置为一般设置为Keep Out LayerKeep Out Layer;Dimension LayerDimension Layer设置物理尺寸设置物理尺寸所在层面,系统默认为所在层面,系统默认为mechanical Layer4mechanical Layer4。2021/9/1716 线线宽宽设设置置。Track Track WidthWidth设设置置导导线线线线宽宽;Dimension Dimension Line Line WidthWidth设设置置标标尺尺线线线线宽宽;Keep
24、 Keep Out Out Distance Distance From From Board Board EdgeEdge设设置禁止布线层上的电气边界与电路板边界之间的距离。置禁止布线层上的电气边界与电路板边界之间的距离。其其它它选选择择设设置置。Title Title BlockBlock(标标题题栏栏显显示示设设置置)、Legend Legend StringString(图图例例的的字字符符串串显显示示设设置置)、Corner Corner CutoffCutoff(是是否否切切掉掉电电路路板板的的4 4个个角角)、ScaleScale(显显示示比比例例设设置置)、Dimension
25、Dimension LinesLines(尺尺寸寸线线显显示示设设置置)、Inner Inner CutoffCutoff(是是否否切切掉掉电电路路板板的的中间部分)。中间部分)。将将WidthWidth设设置置为为30003000milmil,将将HeightHeight设设置置为为25002500milmil,单单击击【NextNext】按按钮钮,屏屏幕幕弹弹出出图图8-168-16所所示示的的自自定定义义印印制制板板外外形形对对话话框框,此时还可以重新设置印制板的尺寸。此时还可以重新设置印制板的尺寸。定义好印制板尺寸后,单击【定义好印制板尺寸后,单击【NextNext】按钮,设置边框缺角
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