第7章 PCB設(shè)計系統(tǒng)

1、第7章 PCB設(shè)計(shj)系統(tǒng) 本章要點PCB設(shè)計的基本原則 PCB 板的結(jié)構(gòu)組成 PCB的設(shè)計流程 設(shè)置PCB系統(tǒng)參數(shù)(cnsh) PCB設(shè)計工具欄 自動布局元件 手工調(diào)整元器件布局 自動布線 手工調(diào)整布線 利用向?qū)?chuàng)建PCB PCB板的3D顯示 生成PCB報表文件 打印輸出PCB圖 共二十四頁7.1 PCB設(shè)計(shj)基礎(chǔ) 7.1.1 PCB設(shè)計的基本原則 PCB設(shè)計的好壞直接影響電路板抗干擾能力的大小。因此在做PCB設(shè)計時，一定要遵循PCB設(shè)計的一般規(guī)則，以達到抗干擾設(shè)計的要求。其中，元器件的布局(bj)、布線、焊盤的大小、去耦電容的配置及元器件之間的連線等的設(shè)計都會影響電路板的抗干

2、擾能力，下面簡要介紹這些方面的一般規(guī)則。 （詳細(xì)介紹祥見書）共二十四頁7.1 PCB設(shè)計(shj)基礎(chǔ) 7.1.2 結(jié)構(gòu)組成 PCB 板包含一系列元器件、由印刷電路板材料支持并通過銅箔層進行電氣連接(linji)的電路板，還有在印刷電路板表面對PCB板起注釋作用的印絲層等。下面對各組成部分進行簡要介紹： （1）元器件：元器件是實現(xiàn)電路邏輯功能的基本組成部分，元器件的引腳可以把電信號送元器件內(nèi)部進行處理，還可以固定元器件。電路板上的元器件通常包括集成元器件、分離元器件（電阻、電容、二極管等）和一些用于顯示的元器件（如發(fā)光二極管、數(shù)碼顯示管等）三種。共二十四頁7.1 PCB設(shè)計(shj)基礎(chǔ) （2

3、）銅箔：在電路板上，導(dǎo)線、焊盤、過孔和敷銅等都需要用到銅箔。下面對這部分的作用進行介紹。 導(dǎo)線：主要用于連接元器件這件的各種引腳，從而完成元器件間的電氣相連。 過孔：在多層電路板中，為實現(xiàn)元器件之間信號的相同，通常需要在導(dǎo)線上設(shè)置過孔。 焊盤：主要用于固定元器件，也可用來作為信號進入元器件的組成部分。 敷銅：在電路板中需要的部位敷銅，可以減少電路阻抗，改善電路性能。（3）印絲層：通常印刷電路板的頂層是采用絕緣材料制成的。印絲層主要用于標(biāo)注文字，用于注釋電路板和電路板上的所有(suyu)元器件，另外，印絲層還能夠起到保護元器件頂層導(dǎo)線的作用。 共二十四頁7.1 PCB設(shè)計(shj)基礎(chǔ) 7.1.

4、3 PCB的設(shè)計流程 PCB設(shè)計流程包括繪制電路原理圖、規(guī)劃印刷電路板、元器件封裝、元器件布局、自動布線、手工調(diào)整、保存輸出等。下面對PCB設(shè)計流程的各個部分(b fen)進行簡要介紹：（1）繪制電路原理圖。這是電路板設(shè)計的基礎(chǔ)，主要是完成電路原理圖的繪制，并生成網(wǎng)絡(luò)報表。（2）規(guī)劃電路板。在繪制、印刷電路板之前，用戶應(yīng)對電路板進行初步規(guī)劃，包括設(shè)置電路板的物理尺寸，采用幾層電路板，元器件的封裝形式及安裝位置等，這為后面印刷電路板的設(shè)計確定了框架。（3）設(shè)置參數(shù)：主要是設(shè)置元器件的布置參數(shù)、分布參數(shù)及布線參數(shù)等。通常這些參數(shù)取系統(tǒng)的默認(rèn)值即可，或經(jīng)過第一次設(shè)置后就無需修改。共二十四頁7.1 P

5、CB設(shè)計(shj)基礎(chǔ) （4）元器件封裝：所謂元器件封裝就是元器件的外形，每一個裝入的元器件都應(yīng)有相應(yīng)的封裝，這樣才能保證電路板布線的正常進行。（5）元器件布局：規(guī)劃好電路板后，可以將元器件放入電路板邊框內(nèi)，采用Protel DXP提供的自動布線功能，可以對元器件進行自動布線。（6）自動布線：Protel DXP提供的自動布線功能，可以對布置好的元器件進行自動布線，一般情況下，自動布線不會出錯。（7）手工(shugng)調(diào)整：自動布線完成后，用戶可以對比較特殊的元器件進行再次調(diào)整，以保證符合相應(yīng)的規(guī)則，從而保證電路板的抗干擾能力達到標(biāo)準(zhǔn)。（8）保存輸出：對元器件布線并進行正確調(diào)整后，即完成了印

6、刷電路板的最終設(shè)計，然后保存圖紙并打印輸出。 共二十四頁7.2 設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)及繪圖(hu t)工具 7.2.1 設(shè)置PCB系統(tǒng)(xtng)參數(shù)設(shè)置PCB系統(tǒng)參數(shù)主要在“Board Options”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行DesignOption命令，即可彈出如圖7-2所示的“Board Options”對話框。該對話框主要包括六個區(qū)域，下面對其中的設(shè)置選項進行簡要說明。（祥見書）共二十四頁7.2 設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)及繪圖(hu t)工具 7.2.2 設(shè)置PCB電路參數(shù) 電路參數(shù)設(shè)置主要在“Preferences”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行ToolsPreference命令即可打開“Preference

7、s”對話框，如圖7-3所示。在該對話框中可以(ky)對光標(biāo)顯示、層顏色、系統(tǒng)默認(rèn)值等進行設(shè)置。 下面對其中的設(shè)置選項進行簡要說明。（祥見書）共二十四頁7.2 設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)及繪圖(hu t)工具 7.2.3 PCB設(shè)計工具欄 與原理圖設(shè)計系統(tǒng)一樣，PCB設(shè)計系統(tǒng)也提供了各種工具欄，如圖7-7所示。 （a）放置工具欄：主要為用戶提供圖形繪制以及布線工具。 （b）元器件調(diào)整工具欄：主要為用戶對元器件進行調(diào)整提供方便。 （c）查找選擇集工具欄：主要為用戶選擇原來(yunli)所選的元器件提供方便。下面分別介紹放置工具欄、元器件位置調(diào)整工具欄和查找選擇集工具欄中的各個工具的使用方法。 （祥見書）共

8、二十四頁7.2 設(shè)置(shzh)PCB環(huán)境參數(shù)及繪圖工具 共二十四頁7.3 繪制(huzh)PCB圖 PCB圖的繪制流程包括準(zhǔn)備原理圖和SPICE netlist、規(guī)劃電路(dinl)板、加載SPICE netlist與元器件封裝、自動布局元件、手工調(diào)整元器件布局、自動布線、手工調(diào)整布線和利用向?qū)?chuàng)建新的PCB等。下面將通過一個完整的實例介紹PCB圖的繪制流程。（詳細(xì)步驟見書） 7.3.1 準(zhǔn)備原理圖和SPICE netlist 7.3.2 規(guī)劃電路板 7.3.3 加載SPICE netlist與元器件封裝 7.3.4 自動布局元件 7.3.5 手工調(diào)整元器件布局 7.3.6 自動布線 7.3

9、.7 手工調(diào)整布線 7.3.8 利用向?qū)?chuàng)建新的PCB 共二十四頁7.4 PCB板的3D顯示(xinsh) 利用向?qū)?chuàng)建新的PCB后，我們(w men)可以執(zhí)行3D效果圖命令來直觀地看一看我們所設(shè)計的電路板布局。執(zhí)行ViewBoard in 3D命令，系統(tǒng)將自動生成一個3D的效果圖，如圖7-114所示。 在彈出這個效果圖的同時，將會彈出一個True View Panel（3D視圖面板）。該面板具備三種功能，分別是電路網(wǎng)絡(luò)的銅膜線觀測、PCB板層觀察及PCB板的視角切換，如圖7-115所示。 共二十四頁7.4 PCB板的3D顯示(xinsh) 下面主要介紹(jisho)板層觀察欄中的主要選項 （

10、祥見書）共二十四頁7.5 PCB圖的后處理 繪制完成的PCB圖一般需要進行(jnxng)后處理，PCB圖的后處理主要包括生成報表文件、打印輸出等操作。本節(jié)將詳細(xì)介紹如何生成報表文件以及打印輸出。 7.5.1 生成PCB報表文件 PCB編輯器同原理圖編輯器一樣，都在編輯完成后提供了報表功能。PCB的報表功能集中在Reports菜單中，如圖7-120所示。 共二十四頁7.5 PCB圖的后處理 在該菜單中，提供了PCB特有的報表Netlist Status（網(wǎng)絡(luò)布線長度報表）。其他報表與原理圖的相應(yīng)報表完全相同，這里就不再敘述相應(yīng)的生成過程了。下面以PCB特有的報表Netlist Status（網(wǎng)絡(luò)

11、布線長度報表）為例講述其生成過程。執(zhí)行(zhxng)ReportsNetlist Status命令，系統(tǒng)將自動生成后綴為.REP的報表文件，如圖7-121所示。（部分）共二十四頁7.5 PCB圖的后處理 7.5.2 打印輸出PCB圖 PCB圖的打印輸出中，打印機的設(shè)置同原理圖打印機的設(shè)置相同(xin tn)，這里就不再詳述。下面具體介紹PCB圖的打印步驟。（步驟祥見書）共二十四頁7.6 軟件演示(ynsh)綜合范例目標(biāo)：以如圖7-125所示的原理圖為例，生成該原理圖的PCB板，并以3D的形式表示出來。（說明：由于(yuy)Protel DXP 具有原理圖與PCB圖雙向轉(zhuǎn)換生成的功能，所以由原理

12、圖生成PCB圖，不用必須生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)報表，這一點與Protel DXP以前的版本用很大的不同）。通過該實例的練習(xí)，讀者可以初步掌握生成印刷電路板的基本步驟與方法，并制作自己需要的印刷電路板。 （軟件演示） 共二十四頁7.7 本章(bn zhn)小結(jié)本章主要講述與PCB設(shè)計密切相關(guān)的一些基本概念，包括PCB設(shè)計的基本原則、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計流程、參數(shù)設(shè)置以及如何生成PCB報表文件和打印輸出PCB圖 。 PCB設(shè)計的好壞直接影響電路板抗干擾能力的大小。因此在做PCB設(shè)計時，一定要遵循PCB設(shè)計的一般規(guī)則，以達到抗干擾設(shè)計的要求。 PCB 板包含一系列元器件、由印刷電路板材料支持并通過銅箔層進行電氣

13、(dinq)連接的電路板，還有在印刷電路板表面對PCB板起注釋作用的印絲層等。 PCB設(shè)計流程包括繪制電路原理圖、規(guī)劃印刷電路板、元器件封裝、元器件布局、自動布線、手工調(diào)整、保存輸出等。 共二十四頁7.7 本章(bn zhn)小結(jié)設(shè)置PCB系統(tǒng)參數(shù)主要在“Board Options”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行DesignOption命令，即可彈出如圖7-2所示的“Board Options”對話框。 電路參數(shù)的設(shè)置直接影響PCB設(shè)計的效果，因此設(shè)置電路參數(shù)是電路板設(shè)計過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。電路參數(shù)設(shè)置主要在“Preferences”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行ToolsPreference命令即可打開“Pr

14、eferences”對話框，在該對話框中可以對光標(biāo)顯示、層顏色、系統(tǒng)默認(rèn)值等進行設(shè)置 。 與原理圖設(shè)計系統(tǒng)一樣，PCB設(shè)計系統(tǒng)也提供了各種工具欄，主要包括放置工具欄、元器件調(diào)整工具欄和查找選擇集工具欄 。 PCB圖的繪制流程包括準(zhǔn)備原理圖和SPICE netlist、規(guī)劃電路板、加載SPICE netlist與元器件封裝、自動布局(bj)元件、手工調(diào)整元器件布局(bj)、自動布線、手工調(diào)整布線和利用向?qū)?chuàng)建新的PCB等 。 共二十四頁7.7 本章(bn zhn)小結(jié)利用向?qū)?chuàng)建新的PCB后，可以(ky)執(zhí)行3D效果圖命令來直觀地看一看所設(shè)計的電路板布局，執(zhí)行ViewBoard in 3D命令，

15、系統(tǒng)將自動生成一個3D的效果圖 。 繪制完成的PCB圖一般需要進行后處理，PCB圖的后處理主要包括生成報表文件、打印輸出等操作 。 通過本章的學(xué)習(xí)，讀者可以全面系統(tǒng)地掌握PCB設(shè)計的整個流程與方法，從而獨立制作出符合設(shè)計要求的PCB 板 。共二十四頁7.8 本章(bn zhn)習(xí)題本章習(xí)題（包括思考題和操作題）1. PCB設(shè)計的基本流程是什么？2. 如何利用PCB向?qū)?xingdo)生成一個新的PCB文檔？3. 簡述從電路原理圖到生成PCB 3D效果圖的操作過程。4. 簡述PCB布局的流程。共二十四頁7.8 本章(bn zhn)習(xí)題5. 如何設(shè)置PCB的系統(tǒng)參數(shù)？6. 如何設(shè)置PCB的電路參數(shù)？7. PCB圖的后處理主要包括那些操作？如何生成報表(bobio)文件？如何設(shè)置打印輸出？共二十四頁7.8 本章(bn zhn)習(xí)題二、基本操作題 具體內(nèi)容詳見課本(kbn)第204頁 P204共二十四頁內(nèi)容摘要第7章 PCB設(shè)計系統(tǒng)。PCB設(shè)計的好壞直接影響電路板抗干擾能力的大小。之間的連線等的設(shè)計都會影響電