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1、P r o t e l,Protel,印刷電路板設計制作概述 Protel概 述 Protel 99 SE原理圖設計快速入門 原理圖的后處理 網絡表文件的生成 印刷電路板（PCB）設計快速入門 如何提高印制電路板設計的可靠性 PCB設計工程注意事項,Protel概述,Protel的發(fā)展演變 隨著計算機業(yè)的發(fā)展，從80年代中期計算機應用進入各個領域。在這種背景下，87、88年由美國ACCEL Technologies Inc推出了第一個應用于電子線路設計軟件包TANGO，這個軟件包開創(chuàng)了電子設計自動化（EDA）的先河。這個軟件包現在看來比較簡陋，但在當時給電子線路設計帶來了設計方法和方式的革命，

2、人們紛紛開始用計算機來設計電子線路，直到今天在國內許多科研單位還在使用這個軟件包。 隨著電子業(yè)的飛速發(fā)展，TANGO日益顯示出其不適應時代發(fā)展需要的弱點。為了適應科學技術的發(fā)展，Protel Technology公司以其強大的研發(fā)能力推出了Protel For Dos作為TANGO的升級版本，從此Protel這個名字在業(yè)內日益響亮。 八十年代末，Windows系統(tǒng)開始日益流行，許多應用軟件也紛紛開始支持Windows操作系統(tǒng)。 Protel也不例外，相繼推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。這些版本的可視化功能給用戶設計電子線路帶

3、來了很大的方便，設計者再也不用記一些繁瑣的命令，也讓用戶體會到資源共享的樂趣,Protel概述,Protel的發(fā)展演變 九十年代中，Win95開始出現，Protel也緊跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel加入了新穎的主從式結構，但在自動布線方面卻沒有什么出眾的表現。另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型軟件不太穩(wěn)定。 98年，Prote公司推出了給人全新感覺的Proel98。Protel98以其出眾的自動布線能力獲得了業(yè)內人士的一直好評。 99年，Protel公司又推出了最新一代的電子線路設計系統(tǒng)Protel99。在Protel99中加入了許多全

4、新的特色,Protel概述,Protel的組成 包括原理圖設計系統(tǒng)、印刷電路板設計系統(tǒng)、信號模擬仿真系統(tǒng)、可編程邏輯設計系統(tǒng)、Protel99內置編輯器。 原理圖設計系統(tǒng)是用于原理圖設計的Advanced Schematic系統(tǒng)。這部分包括用于設計原理圖的原理圖編輯器Sch以及用于修改、生成零件的零件庫編輯器SchLib。 印刷電路板設計系統(tǒng)是用于電路板設計的Advanced PCB。這部分包括用于設計電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib。 信號模擬仿真系統(tǒng)是用于原理圖上進行信號模擬仿真的SPICE 3f5系統(tǒng)。 可編程邏輯設計系統(tǒng)是集成于原理圖設計

5、系統(tǒng)的PLD設計系統(tǒng)。 Protel99內置編輯器包括用于顯示、編輯文本的文本編輯器Text和用于顯示、編輯電子表格的電子表格編輯器Spread,文件類型,Protel概述,Protel的主要特色 Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的純32位電路設計制版系統(tǒng)。Protel99提供了一個集成的設計環(huán)境，包括了原理圖設計和PCB布線工具，集成的設計文檔管理，支持通過網絡進行工作組協(xié)同設計功能。其Protel99的主要特性如下： (1) Protel99系統(tǒng)針對Windows NT4/9X作了純32位代碼優(yōu)化，使得Protel99設計系統(tǒng)運行穩(wěn)定而且高效。 (

6、2) SmartTool（智能工具）技術將所有的設計工具集成在單一的設計環(huán)境中。 (3) SmartDoc（智能文檔）技術將所有的設計數據文件儲存在單一的設計數據庫中，用設計管理器來統(tǒng)一管理。設計數據庫以.ddb為后綴方式，在設計管理器中統(tǒng)一管理。 使用設計管理器統(tǒng)一管理的文檔是在Protel99中新提出來的，以前版本中沒有。 (4) SmartTeam（智能工作組）技術能讓多個設計者通過網絡安全地對同一設計進行單獨設計，再通過工作組管理功能將各個部分集成到設計管理器中,Protel概述,Protel的主要特色 (5) PCB自動布線規(guī)則條件的復合選項極大的方便了布線規(guī)則的設計。 (6) 用在

7、線規(guī)則檢查功能支持集成的規(guī)則驅動PCB布線。 (7) 繼承的PCB自動布線系統(tǒng)最新的使用了人工智能技術，如人工神經網絡、模糊專家系統(tǒng)、模糊理論和模糊神經網絡等技術，即使對于很復雜的電路板其布線結果也能達到專家級的水平。 (8) 對印刷電路板設計時的自動布局采用兩種不同的布局方式，即Cluster Placer（組群式）和基于統(tǒng)計方式（Statistical Placer）。 在以前版本中只提供了基于統(tǒng)計方式的布局。 (9) Protel99新增加了自動布局規(guī)則設計功能，Placement標簽頁是在Protel99中新增加的，用來設置自動布局規(guī)則。 (10) 增強的交互式布局和布線模式，包括“P

8、ush-and-shove”（推擠）。 (11) 電路板信號完整性規(guī)則設計和檢查功能可以檢測出潛在的阻抗匹配、信號傳播延時和信號過載等問題。Signal Integrity標簽頁也是在Protel99中新增加的，用來進行信號完整性的有關規(guī)則設計。 (12) 零件封裝類生成器的引入改進了零件封裝的管理功能,Protel概述,Protel的主要特色 (13) 廣泛的集成向導功能引導設計人員完成復雜的工作。 (14) 原理圖到印刷電路板的更新功能加強了Sch和PCB之間的聯(lián)系。 (15) 完全支持制版輸出和電路板數控加工代碼文件生成。 (16) 可以通過Protel Library Developm

9、ent Center升級廣泛的器件庫。 (17) 可以用標準或者用戶自定義模板來生成新的原理圖文件。 (18) 集成的原理圖設計系統(tǒng)收集了超過60000元器件。 (19) 通過完整的SPICE 3f5仿真系統(tǒng)可以在原理圖中直接進行信號仿真。 (20) 可以選擇超過60中工業(yè)標準計算機電路板布線模板或者用戶可以自己生成一個電路板模板。 (21) Protel99開放的文檔功能使得用戶通過API調用方式進行三次開發(fā)。 (22) 集成的（Macro）宏編程功能支持使用Client Basic編程語言,Protel99SE原理圖設計,電路板設計步驟 一般而言，設計電路板最基本的過程可以分為三大步驟。

10、1. 電路原理圖的設計 電路原理圖的設計主要是PROTEL99的原理圖設計系統(tǒng)（Advanced Schematic）來繪制一張電路原理圖。在這一過程中，要充分利用PROTEL99所提供的各種原理圖繪圖工具、各種編輯功能，來實現我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。 2. 產生網絡表 網絡表是電路原理圖設計（SCH）與印制電路板設計（PCB）之間的一座橋梁，它是電路板自動布線的靈魂。網絡表可以從電路原理圖中獲得，也可從印制電路板中提取出來。 3. 印制電路板的設計 印制電路板的設計主要是針對PROTEL99的另外一個重要的部分PCB制作而言的，在這個過程中，我們借助PROTEL99提供

11、的強大功能實現電路板的版面設計，完成PCB制作工作,Protel99SE原理圖設計,電路原理圖的設計過程 （1）設計圖紙大小。進入Protel 99/ Schematic后，首先要構思好零件圖，設計好圖紙大小。圖紙大小是根據電路圖的規(guī)模和復雜程度而定的，設置合適的圖紙大小是設計好原理圖的第一步。 （2）設置Protel 99/Schematic設計環(huán)境，包括設置格點大小和類型，光標類型等等，大多數參數也可以使用系統(tǒng)默認值。 （3）放置零件。用戶根據電路圖的需要，將零件從零件庫里取出放置到圖紙上，并對放置零件的序號、零件封裝進行定義和設定等工作。 （4）原理圖布線。利用Protel 99/Sch

12、ematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構成一個完整的原理圖。 （5）調整線路。將初步繪制好的電路圖作進一步的調整和修改，使得原理圖更加美觀。 （6）報表輸出通過Protel 99/Schematic提供的各種報表工具生成各種報表，其中最重要的報表是網絡表，通過網絡表為后續(xù)的電路板設計作準備。 （7）文件保存及打印輸出最后的步驟是文件保存及打印輸出,Protel99SE原理圖設計,電路原理圖的設計流程,Protel99SE原理圖設計,1、啟動Protel99,Protel99SE原理圖設計,2、選取菜單File/New來新建一個設計庫，出現如下圖的對話框。

13、 Database File Name處可輸入設計庫存盤文件名，點擊Browse.改變存盤目錄 。可點擊Password選項卡用口令保護設計文件,Protel99SE原理圖設計,出現主設計窗口,Protel99SE原理圖設計,3、選取File/New.打開New Document對話框，如下圖，選取Schematic Document建立一個新的原理圖文檔,主介面,零件庫管理器,零件管理器,零件顯示,畫圖工具欄,電路圖繪制工具欄,狀態(tài)欄,編輯區(qū),原理圖設計系統(tǒng),設置圖紙樣本文件設置圖幅步驟 執(zhí)行菜單命令Design/Option（或鼠標右鍵Document Options) 圖紙大小設置（St

14、andard Style-A) 設定圖紙方向(Orientation-Landscape) 設置標題欄類型(Title Block-Standard) 設置顯示參考邊框（Show Reference Zone） 設置顯示圖紙邊框（Show Border) 設置邊框顏色（Border）和工作區(qū)顏色（Sheet） 設置圖紙柵格（Grids） 設置自動尋找電氣節(jié)點（Electrical Grid） 更改系統(tǒng)字型（Change System Font,圖紙規(guī)格,公制：A0（最大）、A1、A2、A3、A4（最小） 英制：A（最?。?、B、C、D、E（最大） Orcad圖紙：Orcad A、Orcad B

15、Orcad E 其他：Letter、Legal、Tabloid,原理圖設計系統(tǒng),設置圖紙樣本文件設置文件信息對話框 設置公司或單位名稱Organization 設置地址 設置原理圖編號 文件的其它信息 標題Title 編號No. 版本號Revision,原理圖設計系統(tǒng),在工作平面上放置元件 利用元件庫管理瀏覽器（Component Library Browser）放置元件 利用菜單命令放置元件 下拉菜單命令Place/Part 元件的位置調整 元件屬性的編輯 元件的刪除Edit/Delete，Del , Ctrl+Del,原理圖設計系統(tǒng),繪制電路原理圖 繪制工具（Wiring Tool）及方法

16、 繪制電路工具的打開與關閉 通過View/Toolbars/WiringTools或VbW 畫導線（Wire） Place/WireSpace鍵變線角度 電源及接地符號（Power Port）Place/Power Port 制作電路的I/O端口(Port)Place/Port 設置網絡標號（Net Label）Place/Net Label 畫總線（Bus）Place/Bus 畫總線分支（Bus Entry）Place/Bus Entry 放置元件（Part）Place/Part 放置線路節(jié)點（Junction）Place/Junction,非電氣對象,電氣對象,電氣對象與非電氣對象,電路繪

17、制欄與繪畫工具欄,畫方塊電路圖,方塊電路出入口,放置電路端口,放置電路接點,忽略ERC檢查,放置PCB布線指示,畫矩形,畫圓角矩形,畫橢圓,畫餡餅圖,放置圖片,陣列式放置,畫導線,畫總線,畫總線分支線,放置網絡標號,放置電源及接地,放置元件,畫直線,畫多邊形,畫橢圓弧,畫曲線,放置單行注釋,放置文字區(qū)塊,顯示文檔管理器,放大顯示,保存文檔,放置交叉探測點,恢復取消的操作,主工具欄介紹,移動選中對象,打開/關閉繪制電路,運行仿真,減少元件庫,取消操作,打印文檔,層次圖切換,縮小顯示,粘貼,打開/關閉繪制圖形,仿真分析設置,增加元件庫,增加元件的單元號,取消全部選擇,打開文檔,激活幫助,選擇區(qū)域內

18、對象,將整個文檔顯示在窗口,剪切,原理圖設計系統(tǒng),原理圖文件的管理 新建原理圖文件File/New 打開原理圖文件File/Open 關閉原理圖文件File/Close 關閉所有圖形文件Windows/Close All 保存所有圖形文件File/Save All,原理圖設計系統(tǒng),建立網絡表文件 網絡表的作用和格式 產生網絡表的步驟 Netlist Creation對話框中的各欄定義,圖例,原理圖設計系統(tǒng),在工作平面上放置元件 利用元件庫管理瀏覽器（Component Library Browser）放置元件 利用菜單命令放置元件 下拉菜單命令Place/Part 元件的位置調整 元件屬性的編

19、輯 元件的刪除Edit/Delete，Del , Ctrl+Del,元器件的查找,元器件的查找,元器件的查找,元器件的查找,原理圖設計系統(tǒng),原理圖文件的管理 新建原理圖文件File/New 打開原理圖文件File/Open 關閉原理圖文件File/Close 關閉所有圖形文件Windows/Close All 保存所有圖形文件File/Save All,原理圖設計系統(tǒng),建立網絡表文件 網絡表的作用和格式 產生網絡表的步驟 Netlist Creation對話框中的各欄定義,Protel99SE原理圖設計,添加元件庫 在放置元件之前，必須先將該元件所在的元件庫載入內存才行。如果一次載入過多的元件

20、庫，將會占用較多的系統(tǒng)資源，同時也會降低應用程序的執(zhí)行效率。所以，通常只載入必要而常用的元件庫，其它特殊的元件庫當需要時再載入,Protel99SE原理圖設計,添加元件 由于電路是由元件（含屬性）及元件間的邊線所組成的，所以現在要將所有可能使用到的元件都放到空白的繪圖頁上。 通常用下面兩種方法來選取元件。 （1）通過輸入元件編號來選取元件 （2）從元件列表中選取,元件屬性,DEVICE.LIB零件庫常用的零件庫名稱如下,示例,取用零件列表,Protel99SE原理圖設計,添加元件 （1）通過輸入元件編號來選取元件 通過菜單命令Place/Part或直接點擊電路繪制工具欄上的按鈕，打開如圖所示的

21、“Place Part”對話框，然后在該對話框中輸入元件的名稱及屬性，如圖所示。 輸入元件的編號及屬性,Protel99SE原理圖設計,添加元件 Protel 99se的Place Part對話框包括以下選項。 （1）Lib Ref在元件庫中所定義的元件名稱，不會顯示在繪圖頁中。 （2）Designator流水序號。 （3）Part Type顯示在繪圖頁中的元件名稱，默認值與元件庫中名稱Lib Ref一致。 （4）Footprint包裝形式。應輸入該元件在PCB庫里的名稱,放置元件的過程中，按空格鍵可旋轉元件，按下X或Y可在X方向或Y方向鏡像，按Tab鍵可打開編輯元件對話框,Protel99S

22、E原理圖設計,添加元件 2、直接從元件列表中選取 該操作必須通過設計庫管理器窗口左邊的元件庫面板來進行。 下面示范如何從元件庫管理面板中取一個與門元件，如圖示。首先在面板上的Library欄中選取Miscellaneous Devices.lib，然后在Components In Library欄中利用滾動條找到AND并選定它。接下來單擊Place按鈕，此時屏幕上會出現一個隨鼠標移動的AND符號,放置元件的過程中，按空格鍵可旋轉元件，按下X或Y可在X方向或Y方向鏡像，按Tab鍵可打開編輯元件對話框,Protel99SE（元件屬性,編輯元件 Schematic中所有的元件對象都各自擁有一套相關的

23、屬性。某些屬性只能在元件庫編輯中進行定義，而另一些屬性則只能在繪圖編輯時定義。 在將元件放置到繪圖頁之前，此時元件符號可隨鼠標移動，如果按下TAB就可打開，如圖示的Part對話框,Protel99SE （元件屬性,Protel99SE原理圖設計,放置電源與接地元件 VCC電源元件與GND接地元件有別于一般的電氣元件。它們必須通過菜單Place/Power Port或電路圖繪制工具欄上的按鈕不調用，這編輯窗口中會有一個隨鼠標指針移動的電源符號，按Tab鍵，即出現如圖所示的Power Port對話框,Protel99SE原理圖設計,各種電源與接地符號,放置電源與接地元件 在對話框中可以編輯電源屬性

24、，在Net欄中修改電源符號的網絡名稱，在Style欄中修改電源類型，Orientation修改電源符號放置的角度。電源與接地符號在Style下拉列表中有多種類型可供選擇，如圖所示,Protel99SE原理圖設計,連接線路 所有元件放置完畢后，就可以進行電路圖中各對象間的連線（Wiring）。連線的主要目的是按照電路設計的要求建立網絡的實際連通性。 要進行操作，可單擊電路繪制工具欄上的按鈕或執(zhí)行菜單Place/Wire將編輯狀態(tài)切換到連線模式，此時鼠標指針由空心箭頭變?yōu)榇笙伦帧Ｖ恍鑼⑹髽酥羔樦赶蛴B線的元件端點，單擊鼠標左鍵，就會出現一條隨鼠標指針移動的預拉線，當鼠標指針移動到連線的轉彎點時，

25、單擊鼠標左鍵就可定位一次轉彎。當拖動虛線到元件的引腳上并單擊鼠標左鍵，可在任何時候雙擊鼠標左鍵，就會終止該次連線。若想將編輯狀態(tài)切回到待命模式，可單擊鼠標右鍵可按下Esc鍵。 更快捷的連線方法：在待命模式，按鼠標右鍵，出現如圖所示的右鍵菜單，點擊Place Wire菜單項就可以進行連線,Protel99SE原理圖設計,放置接點 在某些情況下Schematic會自動在連線上加上節(jié)點（Junction）。但通常有許多節(jié)點要我們自己動手才可以加上的。如默認情況下十字交叉的連線是不會自動加上接點的。如圖所示。 要放置節(jié)點，可單擊電路繪制工具欄上的按鈕或執(zhí)行菜單Place/Junction，這時鼠標指針

26、會由空心箭頭變成大十字，還有一個小黑點。將鼠標指針指向欲放置節(jié)點的位置，單擊鼠標左鍵即可，單擊鼠標右鍵可按Esc鍵退出放置節(jié)點狀態(tài),Protel99SE原理圖設計,保存文件 電路圖繪制完成后要保存起來，以供日后調出修改及使用。當打開一個舊的電路圖文件并進行修改后，執(zhí)行菜單File/Save可自動按原文件名將其保存，同時覆蓋原先的舊文件。 在保存文件時如果不希望覆蓋原來的文件，可換名保存。具體方法是執(zhí)行File/Save As,Protel99SE原理圖設計,保存文件 我們在“Save As”對話框中打開“Format”下拉列表框，就可以看到Schematic所能夠處理的各種文件格式： Adva

27、nced Schematic Binary (*.sch)Advanced Schematic電路繪圖頁文件，二進制格式 Advanced SchematicASCII (*.asc)Advanced Schematic電路繪圖頁文件，文本格式 Orcad Schematic (*.sch)SDT4電路繪圖頁文件，二進制文件格式。 Advanced Schematic template ASCII (*.dot)電路圖模板文件，文本格式。 Advanced Schematic template binary (*.dot)電路圖模板文件，二進制格式。 Advanced Schematic bi

28、nary files (*.prj)項目中的主繪圖頁文件。 在默認情況下，電路圖文件的擴展名為.Sch,文件保存（導出,輕點擊鼠標右健另存,導出,文件打開（導入,輕點擊鼠標右健導入,原理圖后處理,在原理圖繪制完成以后，必須對原理圖進行一些必要的處理，才能最終制作出印制電路板（PCB），這些處理包括以下兩項： 電氣規(guī)則檢查（ERC Electrical Rules Check） 檢查元件是否封裝,電氣規(guī)則檢查ERC,電氣規(guī)則檢查是對已經繪制完成的電路圖進行后續(xù)處理，以確保原理圖繪制軟件能夠精確地描述你所設計的電路，從而生成一個有效的網絡表文件（.NET文件）。通過電氣規(guī)則檢查，即可以檢查出電氣特

29、性上的矛盾，例如一個輸出引腳連到另一個輸出引腳（一般這是不允許的），還可以檢查出繪圖方面的矛盾， 例如放了一個網絡標號（net labels）卻沒有指定它連接到何處、元件標號（designator）重復等。若要執(zhí)行ERC檢查，可在原理圖設計環(huán)境下，選擇菜單ToolsERC以打開ERC檢查規(guī)則設置對話框，如圖所示,電氣規(guī)則檢查ERC,執(zhí)行該命令后，我們會看到ERC檢查選項設置對話窗口，出現,電氣規(guī)則檢查ERC,電氣規(guī)則檢查ERC,在ERC檢查選項設置對話框中，可以根據需要對相關項目作出設置。其中的常用項目介紹如下： 1.ERC options選項卡 （1）Multiple net names o

30、n net : 在同一個網絡上有多個網絡名； （2）Unconnected net labels: 在圖紙上存在有未連接的網絡標號； （3）Unconnected power objects: 圖紙是有未連接的電源對象； （4）Duplicate sheet numbers: 在一個工程中有圖紙好重復的圖紙； （5）Duplicate component designators:圖紙上有兩個以上的元件有相同的標號； （6）Bus label format errors: 圖紙上有總線標號格式錯誤； （7）Floating input pins:輸入引腳懸空 （8）Suppress warnin

31、gs: 在報告文件中不出現警告信息,電氣規(guī)則檢查ERC,2.Options選項卡 （1）Create report file: 生成報告文件； （2）Adder error markers: 加上錯誤標志； 3.Net identifier scope 選項卡 該選項用于網絡標號的有效范圍，有三個可選項，分別用于設置網絡標識符作用的不同范圍。 運行ERC檢查的結果是：第一、會產生一個文本報告文件（.erc）,該文件指出了當前工程或當前活動圖紙上的電氣連接及邏輯錯誤或警告。第二、查出錯誤以后，會自動在出錯的地方加上一個標志（），以便于定位和修改錯誤。 圖紙上有些點在ERC檢查中會被加上標識，但你

32、確信這些點的連接對此設計是無關緊要的，那么你可以在這些點上放置一個禁止檢查標志（Place -Directive-No ERC,電氣規(guī)則檢查ERC,錯誤報告實例,電氣規(guī)則檢查ERC,ERC檢查后圖紙的實例,元件的封裝,通常我們設計完印刷電路板后，將它拿到制作電路板單位支制作電路板。取回的制好的電路板后，我們要將零件焊接上去。如何保證取用零件的管角和印刷電路板的焊點一致呢？這時要靠元件的封裝了。 元件的封裝指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。 一般分為： 針腳式零件封裝：要將零件焊點插入焊點導通孔，然后再焊接。故焊點屬性Layer 設置為Multi Layer STM（表面粘著式）

33、零件封裝。STM只限于表面層板，其焊點屬性Layer 設置為單一表面（Top Layer 或Bottom Layer,元件的封裝,零件封裝的編號 元件封裝的編號一般為： 元件類型焊點距離（焊點數）零件外形尺寸 如：AXIAL0.4 表示此零件封裝為軸狀的，兩焊點之間的距離為400mil（約10mm）;DIP16 表示雙排引腳的零件封裝，兩排共16個引腳；RB.2/.4 表示極性電容類零件封裝，引腳間距離為200mil, 零件直徑為400mil, 這里.2和0.2都表示200mil. 除了DEVICE.LIB零件庫以外，其它零件庫都有確定的零件封裝，如74LS174的默認為DIP16. DEVI

34、CE.LIB零件庫常用的零件封裝如下,印制電路板概述,印制電路板簡稱為PCB（Printed Circuit Board），又稱印制版，是電子產品的重要部件之一。電路原理圖完成以后，還必須設計印制電路板圖，最后由制板廠家依據用戶所設計的印制電路板圖制作出印制電路板。 5.1.1 印制電路板結構 印制電路板的制作材料主要是絕緣材料、金屬銅及焊錫等。 一般來說，可分為單面板、雙面板和多層板。 1單面板 一面敷銅，另一面沒有敷銅的電路板。單面板只能在敷銅的一面放置元件和布線，適用于簡單的電路板,2雙面板 雙面板包括頂層（Top Layer）和底層（Bottom Layer）兩層，兩面敷銅，中間為絕緣

35、層，兩面均可以布線，一般需要由過孔或焊盤連通。雙面板可用于比較復雜的電路，是比較理想的一種印制電路板。 3多層板 多層板一般指3層以上的電路板。它在雙面板的基礎上增加了內部電源層、接地層及多個中間信號層。隨著電子技術的飛速發(fā)展，電路的集成度越來越高，多層板的應用也越來越廣泛。但由于多層電路板的層數增加，給加工工藝帶來了難度，同時制作成本也很高,5.1.2 元件封裝 元件封裝是指實際元件焊接到電路板時所指示的外觀和焊盤位置。 不同的元件可以共用同一個元件封裝，同種元件也可以有不同的封裝，元件的封裝可以在設計電路原理圖時指定，也可以在引進網絡表時指定。 1元件封裝的分類 （1）針腳式元件封裝，如圖

36、5.1所示。針腳類元件焊接時先將元件針腳插入焊盤導通孔，然后再焊錫。由于針腳式元件封裝的焊盤導孔貫穿整個電路板，所以其焊盤的屬性對話框中，“Layer”板層屬性必須為“Multi Layer”（多層）。 （2）表面粘著式元件封裝，如圖5.2所示。SMD元件封裝的焊盤只限于表面板層,圖5.1 針腳式元件封裝,圖5.2 表面粘著式元件封裝,在其焊盤的屬性對話框中，“Layer”板層屬性必須為單一表面，即“Top Layer”（頂層）或者“Bottom Layer”（底層）。 在PCB板設計中，常將元件封裝所確定的元件外形和焊盤簡稱為元件。 2元件封裝的編號 元件封裝的編號一般為“元件類型+焊盤距離

37、（焊盤數）+元件外形尺寸”。 可以根據元件封裝編號來判別元件封裝的編號規(guī)格。如AXIAL0.4表示此元件封裝為軸狀的，兩焊盤間距為400mil（約等于10mm）；DIP16表示雙排直列引腳的器件封裝，兩排共16個引腳,5.1.3 印制電路板圖的基本元素 1元件封裝 常見元件的封裝介紹如下： （1）針腳式電阻 封裝系列名為“AXIALxxx”，其中“AXIAL”表示軸狀的包裝方式；AXIAL后的“xxx”（數字）表示該元件兩個焊盤間的距離。后綴數越大，其形狀越大。如圖5.3所示。 圖5.3 軸狀元件封裝,2）扁平狀電容 常用“RADxxx”作為無極性電容元件封裝，如圖5.4所示。 圖5.4 扁平

38、元件封裝,3）筒狀封裝 常用“RBx/x”作為有極性的電解電容器封裝，“RB”后的兩個數字，分別表示焊盤之間距離和圓筒的直徑，單位是in（英寸），如圖5.5所示。 圖5.5 筒狀封裝,4）二極管類元件 常用封裝系列名稱為“DIODExxx”，其中“xxx”表示功率，如圖5.6所示。 圖5.6 二極管類元件封裝,5）三極管類元件 常用封裝系列名稱為“TOxxx”，其中“xxx”表示三極管類型，如圖5.7所示。 圖5.7 三極管類元件封裝,2銅膜導線 簡稱導線，用于連接各個焊盤，是印制電路板最重要的部分。印制電路板設計都是圍繞如何布置導線來進行的。 另外有一種線為預拉線，常稱為飛線，飛線是在引入網

39、絡表后，系統(tǒng)根據規(guī)則生成的，用來指引布線的一種連線。 飛線與導線有本質的區(qū)別，飛線只是一種形式上的連線。它只是形式上表示出各個焊盤間的連接關系，沒有電氣的連接意義。導線則是根據飛線指示的焊盤間的連接關系而布置的，是具有電氣連接意義的連接線路,3助焊膜和阻焊膜 助焊膜是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是在綠色板子上比焊盤略大的淺色圓。阻焊膜是為了使制成的板子適應波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘焊，因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于阻止這些部位上錫?？梢?，這兩種膜是一種互補關系。 4層 Protel的“層”是印制板材料本身實實在在的銅箔層。目前，一些較新的電子產品中

40、所用的印制板不僅上下兩面可供走線，在板的中間還設有能被特殊加工的夾層銅箔。這些層因加工相對較難而大多用于設置走線較為簡單的電源布線層，并常用大面積填充的辦法來布線。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用“過孔（Via）”來溝通,注意：一旦選定了所用印制板的層數，務必關閉那些未被使用的層，以免布線出現差錯。 5焊盤和過孔 焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和元件引腳。 選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。 過孔的作用是連接不同板層的導線。過孔有3 種，即從頂層貫通到底層的穿透式過孔、從頂層通到內層或從內層通到底層的盲過孔以及內層間的隱蔽過孔,

41、過孔從上面看上去，有兩個尺寸，即通孔直徑和過孔直徑，通孔和過孔之間的孔壁，由與導線相同的材料構成，用于連接不同層的導線。 6絲印層 為方便電路的安裝和維修，需要在印制板的上下兩表面印制上所需要的標志圖案和文字代號，例如元件標號和標稱值、元件外廓形狀和廠家標志、生產日期等等，這就是絲印層(Silkscreen Top/Bottom Overlay,元件的封裝,DEVICE.LIB零件庫常用的零件封裝如下,檢查元件封裝,檢查元件封裝 由于我們最終要制作出印刷電路板（PCB），所以原理圖上的所有元件都必須加以封裝（FootPrint）。我們知道一個一個的查看元件的是否封裝在元件數量較多時是非常麻煩的

42、，那么如何才能快速的查看元件是不是封裝了呢？我們可以通過生成一個報告文件來查看是否原理圖上的每一個元件都已經封裝了。這個報告文件就是生成器件清單（BOM）產生的。即執(zhí)行RepotsBill Of Material命令，如圖所示,檢查元件封裝,如圖所示,在執(zhí)行該命令后，你將看到一個BOM Wizard，如圖所示,檢查元件封裝,如圖所示,檢查元件封裝,我們生成器件清單的目的就是要檢查是否還有一些元件沒有封裝，我們必須注意清單中的第三列，即：Footprint那一列，如果發(fā)現其中某些元件在對應該列的地方為空白，就標明該元件還沒有封裝，那么你就可以通過該元件的標號（Designator）回到原理圖編輯

43、器中加以修改，然后再重新生成器件清單，直到每一個元件都有封裝為止，對應的就是在Footprint列中沒有空白。 在上述兩步原理圖的后處理都正確的完成以后，就表明已經具備了制作PCB的基本條件，可以以此來生成網絡表了,網絡表文件的生成,網絡表（NetList）是電路原理圖與設計印刷電路板之間聯(lián)系的紐帶，是設計印刷電路板的靈魂，那么到底什么是網絡表呢？簡單地說，網絡表就是組成一個電路的所有元件和連線的描述集合。一般來說，網絡表都是簡單的ASCII文本文件。在典型的網絡表文件中包含有元件的描述信息，例如元件標號和它的封裝類型，以及構成網絡定義的元件的引腳和引腳之間的連接關系的描述等。 如要生成網絡表

44、，可選DesignCreate Netlist命令，如圖所示,網絡表文件的生成,DesignCreate Netlist命令生成網絡表，如圖所示,網絡表文件的生成,執(zhí)行該命令后，可看到如圖所示的對話框，在該對話框中我們可以作出一些設置，用以控制最終生成的網絡表的格式、網絡標號的作用范圍等。下面我們對一些常用的選項做一簡單介紹： （1）Output Format： 用于選擇生成的網絡表格式，共有38個可選格式； （2）Net Identifier Scope：用于設定圖紙上網絡標號的有效作用范圍；共有三個可選項，推薦選用第一個，即Net Labels and Ports Global; （3）S

45、heets to Netlist：用于設置工程中那張圖紙被包含在網絡表中，缺省選擇第二項,網絡表文件的生成,執(zhí)行該命令后,網絡表文件的生成,從該網絡表文件，我們可明顯看出該文件有兩部分構成。第一部分是由方括號括起來的，每一組方括號構成一個獨立的部分，它描述了原理圖中的某個元件的標號（Designator）、封裝（Footprint）及相關信息；第二部分是由圓括號括起來的，每一組圓括號構成一個獨立的部分，它描述了原理圖中的某個節(jié)點的連接情況，即共有多少個元件的引腳連到該節(jié)點上。 綜上所述可以生成一個完整的網絡表文件，那么網絡表文件生成之后，就可以用它來制作印刷電路板了,Sch元件庫,Miscel

46、laneous Devices. ddb(電阻、電 容、復位鍵、晶振) Dallas Microprocessor.ddb單片機 Intel Databools.ddb（EPROM 27C256） Protel DOS Schematic Libraries.ddb（地址鎖存器74LS373,PCB庫,Generallc.Lib Miscellaneous.Lib Pcb.footprints.Lib,示例,繪制如圖電路圖,印制板的設計及制作概述,概述 印制板的設計 印制板的制造工藝,PCB制作,1、方案設計 2、繪制電路圖 3、印刷電路板的設計及制作 4、試驗 5、投入批量生產,PCB板分類

47、,PCB板（Printed Circuit Board）按結構分為： 單面板：僅一面上有導電圖形的印刷板。 雙面板：兩面都有導電圖形的印刷板。 多層板：有三層或三層以上導電圖形和絕緣材料層壓合成的印刷板,元件的層面,印刷電路板的形成,1、減成法（最普遍） 先將基板上敷滿銅箔，然后用化學或機械方式除去不需要的部分。 蝕刻法：化學方法（最主要的制作方法） 雕刻法：機械方法（單件制作，快速） 2、加成法 在絕緣基板上用某種方式敷設所需的電路圖形。 電渡法和粘貼法,印刷電路板的互連,一、焊接方式 1導線焊接 2排線焊接 3印刷板之間直接焊接（兩板呈90） 4通過標準插針連接（兩板平行，垂直） 二、印刷

48、板/插座方式 在印刷板邊緣做出印刷插頭，與專用印刷板插座相配,印刷電路板的互連,三、插頭/插座方式 1條形：連接線從兩根到十幾根不等。多用于對外連接線較少的情況。 如：計算機中的電源線、CDROM音頻線 2矩形連接器：從8根到60根不等，插頭采用扁平電纜壓接方式，多用于連接線多且電流不大的地方。 如：計算機中的硬盤、軟驅、光驅的信號線 3D形連接器：用于對外移動設備的連接（要求有可靠的定位和緊固） 如：計算機的串、并口對外連接等。 4圓形連接器：專用部件 如：計算機的鍵盤、鼠標等,印刷電路板設計基礎,一、設計要求 正確、可靠、合理、經濟 二、整機印刷板布局 1單板結構：所有元器件盡可能布局到一

49、塊印刷板上。 優(yōu)點：結構簡單，可靠性好，使用方便； 缺點：改動困難，功能擴展差，維護差。 2多板結構（積木結構） 將整機電路按原理分為若干部分，分別設計為各自功能獨立的印刷板。（中等復雜度以上的電子產品使用）以下是一個特例,印刷電路板設計基礎,二、整機印刷板布局 主輔型或母子型 即用一塊集中基本功能的主板（母板）和若干擴展、擴充功能的輔板（子板）構成。 同一系列，甚至是不同廠商的板子均按某一標準和協(xié)議設計生產，因而有互換性和靈活組合特性。 如計算機的結構中的主板和其它（聲卡，顯卡等,元件的排列方式,1、隨機排列（不規(guī)則排列） 優(yōu)點：導線減少，減少線路板的分布參數，抑制干擾，特別對高頻電路及音頻

50、電路有利。 2、坐標排列 按元件軸線方向一致排列 3、柵格（網格）排列 每個元件的孔位都在柵格的交點上（2.54mm）或（1.27mm） 有利于機械化、自動化作業(yè),元件的安裝尺寸,1、IC間距： IC間距為0.1inch，（2.54mm） 標準雙列直插封裝（DIP）集成電路引腳間距和列間距均為2.54mm的倍數。故設計時要使用該單位。 2、軟尺寸、硬尺寸 軟尺寸：引線允許折彎（電阻、電容） 硬尺寸：引線不允許折彎（插座、繼電器,工藝流程,單面板 敷銅板下料表面去油處理上膠曝光顯影固膜修版腐蝕 去除保護膜孔加工成形印標記涂助焊劑檢驗成品 雙面板 敷銅板下料孔加工化學沉銅電鍍銅加厚貼干膜圖形轉移（

51、曝光、顯影）二次電鍍銅加厚鍍鉛錫合金去除保護膜腐蝕 鍍金（插頭部分）成型熱烙印標記涂助焊劑檢驗成品 多層板 內層材料處理定位孔加工表面清潔處理制內層走線及圖形腐蝕層壓前處理外內層材料層壓孔加工孔金屬化制外層圖形鍍耐腐蝕可焊金屬去除感光膠腐蝕插頭鍍金外形加工熱熔涂焊劑成品,PCB的設計,創(chuàng)建PCB文件,設置電路板層面,選擇Design設計的Layer Stack Manager項設置電路板層面,層次的增加,層次的刪除,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安全距離設置,Pcb電氣安

52、全距離設置,PCB背景網絡尺寸設置,選擇Design菜單下的Options選擇，出現 Document Options對話框進行設置背景網絡尺寸,PCB背景網絡尺寸設置,PCB封裝庫的添加,PCB封裝庫的添加,大,禁止布線層,禁止布線層,電路板外框的設置,加載網絡表,加載網絡表,PCB板布局原則,1.元件排列規(guī)則1).在通常條件下,所有的元件均應布置在印制電路的同一面上，只有在頂層元件過密時，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼IC等放在底層。2).在保證電氣性能的前提下，元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀，一般情況下不允許元件重疊；元件排列要緊湊

53、，輸入和輸出元件盡量遠離。3).某元器件或導線之間可能存在較高的電位差，應加大它們的距離，以免因放電、擊穿而引起意外短路。4).帶高電壓的元件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。5).位于板邊緣的元件，離板邊緣至少有2個板厚的距離6).元件在整個板面上應分布均勻、疏密一致,PCB板布局原則,2.按照信號走向布局原則1).通常按照信號的流程逐個安排各個功能電路單元的位置，以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它進行布局。2).元件的布局應便于信號流通，使信號盡可能保持一致的方向。多數情況下，信號的流向安排為從左到右或從上到下，與輸入、輸出端直接相連的元件應當放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方,

54、PCB板布局原則,3.防止電磁干擾1).對輻射電磁場較強的元件，以及對電磁感應較靈敏的元件，應加大它們相互之間的距離或加以屏蔽，元件放置的方向應與相鄰的印制導線交叉。2).盡量避免高低電壓器件相互混雜、強弱信號的器件交錯在一起。3).對于會產生磁場的元件，如變壓器、揚聲器、電感等，布局時應注意減少磁力線對印制導線的切割，相鄰元件磁場方向應相互垂直，減少彼此之間的耦合。4).對干擾源進行屏蔽，屏蔽罩應有良好的接地。5).在高頻工作的電路，要考慮元件之間的分布參數的影響,PCB板布局原則,4. 抑制熱干擾1).對于發(fā)熱元件，應優(yōu)先安排在利于散熱的位置，必要時可以單獨設置散熱器或小風扇，以降低溫度，

55、減少對鄰近元件的影響。2).一些功耗大的集成塊、大或中功率管、電阻等元件，要布置在容易散熱的地方，并與其它元件隔開一定距離。3).熱敏元件應緊貼被測元件并遠離高溫區(qū)域，以免受到其它發(fā)熱功當量元件影響，引起誤動作,PCB板布局原則,4 .雙面放置元件時，底層一般不放置發(fā)熱元件。5.可調元件的布局 對于電位器、可變電容器、可調電感線圈或微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求，若是機外調節(jié)，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應；若是機內調節(jié)，則應放置在印制電路板于調節(jié)的地方,自動布線,自動布線,提示信息: 1.布通率100% 2.生成節(jié)點間的連線66條 3.沒有布通的線段0條 4.所用時

56、間:0:0:5,利用同步器裝入網絡表和元件,利用同步器裝入網絡表和元件,鼠線,鼠線是在引入網絡表后，系統(tǒng)根據布線規(guī)則自動生成的，用來指引布線的一種連線,鼠線只是形式上的一種線，沒有電氣意義。它只是表示出各個焊點間的連接關系,公/英制的轉換,用View菜單下Toggle units命令,可實現公/英制轉換,mm(毫米)和 mil(英毫米)換算關系：1mil=0.0254mm,距離測量,DRC設計規(guī)則檢查,運行DRC設計規(guī)則檢查,DRC設計規(guī)則檢查,DRC設計規(guī)則檢查,3D模擬顯示,此命令可看 3D模擬顯示,第一講 Protel 99 se 介 紹,主要內容,Protel 99 se 的體系結構與

57、主要的功能組件,Protel 99 se 的主要文件類型與文檔管理,文件訪問成員、密碼和訪問權限的設定,Protel 99 se 使用資源的用戶自定義,Protel 99 se 概述,Protel 99 se 概述,Protel 99 se 簡介,Advanced Schematic 的特點簡介,Advanced PCB 的特點簡介,開始使用Protel 99 se,Protel 99 se 簡介,Protel 99 se 的Client/Server結構 Protel 99 se 的發(fā)展演變,Protel For Dos,Protel 99,Protel 98,Version 3.0,Pro

58、tel For Windows,Version 2.0,Advanced Schematic 的特點,集成性高 支持層次化設計 元件庫擴充功能 任意的繪圖頁尺寸 兼容性高 提供基本的設計驗證工具,Advanced PCB 的特點,強大的自動化布線功能 智能化的覆銅技術 與電氣原理設計系統(tǒng)的動態(tài)連接 面向生產工藝的設計功能,開始使用Protel 99 se,在桌面上或開始菜單中找到并用鼠標雙擊Protel 99 se應用程序Client 99 se，打開Protel 99 se的主窗口。 執(zhí)行菜單命令File中的New選項；或直接在窗口左邊的一列文件類型選項中選擇,體系結構,原理圖設計組件,PC

59、B設計組件,自動布線組件,可編程邏輯器件組件,電路仿真組件,sch 原理圖文件,文件類型,ddb 設計數據庫文件,net 網絡表文件,pcb 印刷電路板文件,lib 元件庫文件,pld 可編程邏輯器件描述文件,txt 文本文件,rep 報告文件,prj 項目文件,bk* 自動備份文件,第二講 電氣原理設計系統(tǒng)Schematic 99 se,電氣原理圖編輯器界面操作 電路設計與繪制常用操作,一、電氣原理圖編輯器界面操作,主菜單 主工具欄 電路編輯區(qū) 元件庫管理面板 狀態(tài)欄,電氣原理圖編輯器主菜單,主工具欄,元件庫轉換開關,電路繪制工具,一般繪圖工具,選取狀態(tài)轉換,電路編輯區(qū),邊框,繪圖區(qū),標題區(qū)

60、,元件庫管理面板,元件清單,元件數據,工作元件庫,返回,查找元件,放置元件,狀態(tài)欄,功能：用于顯示光標位置、簡要的菜單命令說明或當前工作狀態(tài)。 打開/關閉方式：通過菜單命令View/Status Bar 和 Command Status,二、電路設計與繪制常用操作,選擇庫和放置元器件 各種工具箱的使用 與電路設計及繪制有關的其它常用操作,元器件庫的選擇與元器件放置,添加/移去工作元件庫采用命令： Add/Remove 在當前庫中搜索元器件采用命令： Find 將選中的元器件放置到設計區(qū)采用命令: Place,各種工具箱的使用,電路繪制工具箱的使用 一般繪圖工具箱的使用 電源工具箱的使用 器件工