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文檔簡介

項目六超聲波測距儀設計-PCB設計綜合學習目標:1)掌握手動設計電路板的設計流程;2)掌握網絡管理器的使用方法。6.1自動方法設計超聲波測距儀PCB圖單擊File→New→PCBProject命令,新建一個項目文件。然后單擊File→SaveProjectAs命令,將新建的項目文件保存到Example文件夾下,并將其命名為“exam2.PrjPCB”。單擊File→New→Schematic命令,然后單擊File→SaveAs命令將新建的原理圖文件保存到Example文件夾下,并命名為“exam2.SchDoc”。6.1.2超聲波測距儀的原理圖設計

首先對原理圖設計的環(huán)境、圖紙等設置,然后按下面所講的操作方法設計原理圖。6.1.1創(chuàng)建項目文件加載庫文件PhilipsMicrocontroller8-bit.IntLib因為集成芯片“STC89C52”在庫文件“PhilipsMicrocontroller8-bit.IntLib”中,所以加載“PhilipsMicrocontroller8-bit.IntLib”庫文件并設為當前庫。使用過濾器快速定位需要的元件。在庫名下的過濾器文本框中輸入“*89C52*”作為過濾條件,一個以“89C52”作為元件名的元件將在元件列表中顯示出來,如圖6-4所示。圖6-4取用集成芯片89C52在元件列表中單擊89C52來選擇它,然后單擊“Place”按鈕。此時光標將變成十字狀,并且在光標上粘附著一個集成芯片的輪廓,如圖6-5所示,說明現在已處于元件放置狀態(tài)。如果移動光標,集成芯片輪廓也會隨之移動。

圖6-5處于放置狀態(tài)下的集成芯片89C52在原理圖上放置元件之前,首先要編輯其屬性。在元件放置狀態(tài)下按〈Tab〉鍵,則打開元件屬性對話框“ComponentProperties”,如圖6-6所示。圖6-6集成芯片89C52屬性編輯對話框在元件屬性對話框的“Properties”選項組的“Designator”文本框中輸入“U1”,將其值作為該元件的標識,并選中右面的“Visible”復選框。檢查“89C52”所使用的封裝形式。由于當前所加載的庫已經包括了封裝和電路仿真模型,需確認在模型列表“ModelslistforU?89C52”中含有“SOT129-1”形式的封裝。保留其余選項為默認值。單擊ok按鈕關閉屬性對話框,并返回元件放置狀態(tài)。移動粘附有集成芯片的光標到圖紙中間某位置,按“空格鍵”將集成芯片旋轉90°,按圖6-1的布局將集成芯片移動到合適位置,單擊左鍵將集成芯片放在原理圖上。其他元件的放置與以上方法類似,不再復述。但要注意各元件所在的元件庫的加載或切換。圖6-7最終布局元件放置完成以后,應注意調整元件布局,元件的最終布局如圖6-7所示。

連接電路請參照原理圖6-1正確連接電路。使用網絡標簽可以使原理圖設計簡潔、快捷,也可提高正確性。下面以K1為例講述在圖中放置網絡標簽:①執(zhí)行菜單命令【Place】→【NetLabel】,或直接單擊繪制原理圖工具欄上的

工具(快捷鍵為〈P〉,〈N〉)。一個虛線框將懸浮在光標上。②在放置網絡標簽之前應先編輯網絡標簽的屬性。按〈Tab〉鍵顯示“NetLabel”對話框,如圖6-8所示。③在“Net”欄鍵入“K1”,然后單擊

按鈕關閉對話框。放置網絡標簽圖6-8網絡標簽對話框④

移動粘附有網絡標簽的光標到由K1引腳和U1的引腳13所組成的網絡導線上,當光標接近導線時,會顯示一個紅色的星形標記,如圖6-9所示,表示可以在該點放置網絡標簽,單擊放置該網絡標簽。用同樣的方法完成網絡標簽K2、K3、RS、RW和EN等的放置。這樣,就完成了原理圖的設計。圖6-9放置k1網絡標簽6.1.3編譯與差錯單擊Project→CompileAllProjects命令,或在Navigator面板中單擊

按鈕,進行編輯操作。編譯工作后,在Messages面板中可以查看工程的編譯信息。如果有錯誤,回到原理圖中更改,直到該信息框中無錯誤。之后就可以進行PCB設計了。6.1.4PCB板設計完成原理圖的設計后,就可以進行相應PCB板的設計。但是需要先完成PCB板設計的準備工作。雙層板與單面板的準備工作基本相同。下面是空白PCB板的基本創(chuàng)建和規(guī)劃。圖6-10創(chuàng)建一個PCB文件創(chuàng)建PCB執(zhí)行菜單命令【File】→【New】→【PCB】創(chuàng)建一個PCB文件,并將該PCB文件命名為“exam2.PcbDoc”,如圖6-10所示。圖6-11放置焊盤屬性設置對話框規(guī)劃PCB的形狀選擇禁止布線層【Keep-OutLayer】層,點擊布線工具欄的

按鈕,按照PCB所要求的形狀和尺寸繪制一個封閉的多邊形。放置安裝孔單擊工具欄中的按鍵

,然后按“Tab”鍵,系統(tǒng)自動彈出焊盤屬性設置對話框,如圖6-11所示。圖6-12放置完成的定位孔將焊盤屬性設置對話框中“HoleSize”項的值改為和“SizeandShape”中的“X-Size”或“Y-Size”的值相等,這里均設為3mm。焊盤的形狀“Shape”為“Round”。按圖6-12所示放置。圖6-13PCB板的最終形狀其他規(guī)劃執(zhí)行命令菜單【Design】→【Option…】打開“BoardOptions”對話框,可以設置PCB文件的環(huán)境參數。這里取默認設置即可。PCB的形狀如圖6-13所示。圖6-14網絡表和元件封裝的導入窗口加載PCB元件封裝庫本設計中所需的元件封裝庫除了常用封裝庫外,再加載自己設計的封裝元件庫mypcb.pcblib。導入網絡表⑴在原理圖工作界面中單擊Design→UpdatePCBexam2.PcbDoc命令,彈出如圖6-14所示網絡表和元件封裝的導入窗口。圖6-15檢查元件加載正確與否⑵在該對話框單擊

按鈕,系統(tǒng)逐項執(zhí)行所提交的修改,并在Status的Check列中顯示加載的元件是否正確,如圖6-15所示。圖6-16元件封裝和網絡表加載完成⑶如果元件封裝和網絡表信息正確,單擊

按鈕加載元件封裝和網絡表,結果如圖6-16所示。圖6-17載入PCB文件中的網絡表和元器件封裝⑷單擊

按鈕,關閉對話框。完成元件封裝與網絡如圖6-17。圖6-18自動布局窗口自動布局元件

單擊Tool→AutoPlacement→AutoPlacer命令,彈出“元件自動布局”窗口,如圖6-18所示。手工調整元器件布局元件自動布局并不能完全符合設計要求,還需要進行手工調整。手工調整可以解決電路不能正常工作和電路的抗干擾性等問題,還可滿足某些元件布局的特殊要求,這些是自動布局無法完成的。通過選擇元件、移動元件、旋轉元件、排列元件以及調整元件標注等步驟,實現調整元器件布局。另外,通過手動方式將變壓器的封裝形式放置在PCB上。最后調整絲印層的字符,以免字符有重疊、方向不一致等,影響PCB的美觀。完成布局調整后的PCB如圖6-19所示。圖6-19手工調整元件及標注布局后結果圖6-21布線層設置0布線層設置根據PCB的設計要求,PCB應該設計為單面電路板。設置方法如圖6-21所示,設置成底層布線,頂層不布線。圖6-23線寬設置圖6-22切換單位1布線寬度設置

根據PCB的設計要求,整個PCB的布線寬度為1.254mm。設置之前先把單位切換為mm,單擊Design菜單的BoardOptions選擇項,打開如圖6-22所示的菜單。在Unit處選擇Metric即可。圖6-24自動布線命令對話框自動布線的操作步驟如下:執(zhí)行命令【AutoRoute】→【All…】,系統(tǒng)自動彈出如圖6-24所示的自動布線方式設置對話框。圖6-25“Messages”板顯示自動布線的狀態(tài)信息圖6-26手工調整布線后的PCB自動布線完成后,必須手工加以調整。最終布線結果如圖6-26所示。2放置矩形填充區(qū)在基本布置好印刷電路板上的導線后,還可采用矩行填充實現在印刷電路板上大面積的接地或布置電源,用來增強電路板工作的可靠性和抗干擾能力。矩形銅膜填充具有導線的功能,也可以用來連接焊盤。所以,可以用矩形銅膜填充來增加通過的電流,同時也起著增加焊盤的牢固性。圖6-27wiring工具欄啟動放置矩形銅膜填充命令有三種方法:

方法一:主菜單啟動方法,選擇菜單【Place】→【Fill】命令項。

方法二:放置工具欄啟動方法,單擊圖6-27所示的組件放置工具欄中“PlaceFill”圖標按鈕;方法三:快捷鍵啟動方法,從鍵盤上依次擊鍵〈P〉、〈F〉。(1)啟動放置矩形銅膜填充命令(2)放置矩形銅膜填充放置矩形銅膜填充的步驟如下:1)啟動放置矩形銅膜填充命令后,光標變成十字狀,將光標移到合適的位置,如R2-2焊盤上,單擊鼠標左鍵確定矩形銅膜填充的左上角位置,如圖6-28a)所示。2)移動鼠標,此矩形填充以浮動狀態(tài)隨光標移動,到合適位置時,如R3-1焊盤,單擊鼠標左鍵,確定右下角位置,如圖6-28b)所示。3)單擊右鍵完成放置矩形銅膜填充,如圖6-28c)所示。a)確定矩形銅膜填充的左上角并拖動鼠標b)確定矩形銅膜填充的右下角c)放置完成的矩形銅膜填充(3)設置矩形填充屬性在放置矩形銅膜填充時按〈Tab〉鍵,或者在電路板上雙擊矩形銅膜填充,或者在已放置的矩形填充上單擊右鍵菜單并選擇【Properties…】命令,都可以啟動如圖6-29所示矩形銅膜填充屬性設置對話框。圖6-29矩形銅膜填充屬性設置對話框對話框中的各項內容介紹如下:

1)上部的圖形區(qū)域:“Corner1X/Y”:設置矩形銅膜填充一角的X/Y軸坐標;“Corner2X/Y”:設置矩形銅膜填充另一角的X/Y軸坐標;“Rotation”:設置矩形銅膜填充旋轉的角度。

2)“Properties”區(qū)域:“Layer”設置矩形銅膜填充所在的板層,可通過右邊的下拉式按鈕設置;“Net”設置矩形銅膜填充所在的網絡;“Locked”設置是否鎖定矩形銅膜填充位置;“Keepout”設置是否屏蔽矩形銅膜填充。(4)矩形銅膜填充的修改

矩形銅膜填充放置可以對其進行修改,如移動、旋轉、刪除和改變大小等操作。在待修改的矩形銅膜填充上單擊鼠標左鍵,矩形銅膜填充就進入修改狀態(tài),如圖6-30所示。

從圖中看出,點取狀態(tài)下的矩形銅膜填充有十個操控點,其中周邊八個操控點用于改變矩形銅膜填充的大小,中央的十字狀操控點用于移動矩形銅膜填充,與十字狀操控點相連的操控點用于對矩形銅膜填充進行旋轉操作。圖6-30點取狀態(tài)下的矩形銅膜填充1)移動待矩形銅膜填充進入修改狀態(tài)后,將光標放在矩形銅膜填充的非操控點處或中央操控點上,光標變?yōu)樗膫€箭頭的十字光標,按住鼠標左鍵,光標變成十字狀,并自動移到矩形銅膜填充的一角上,此時矩形銅膜填充以浮動狀態(tài)粘在光標上,移動光標到合適的位置后,松開鼠標左鍵即可完成移動,如圖6-31所示。圖6-31矩形銅膜填充的移動2)旋轉待矩形銅膜填充進入修改狀態(tài)后,將光標放在與十字狀操控點相連的操控點上,光標變?yōu)閮蓚€箭頭的光標,按住鼠標左鍵,光標變成十字狀,此時矩形銅膜填充以浮動狀態(tài)粘在光標上,移動鼠標,矩形銅膜填充就沿中央的十字狀操控點旋轉,移動光標到合適的角度后,松開鼠標左鍵即可完成旋轉,如圖6-32所示。圖6-32矩形銅膜填充的旋轉3)改變大小待矩形銅膜填充進入修改狀態(tài)后,將光標放在矩形銅膜填充的周邊八個操控點中的任意一個上,光標變?yōu)閮蓚€箭頭的光標,按住鼠標左鍵,光標變成十字狀,此時矩形銅膜填充以浮動狀態(tài)粘在光標上,移動鼠標,就可以改變矩形銅膜填充的長度或寬度,移動光標到合適的大小后,松開鼠標左鍵即可完成大小的調整,如圖6-33所示。圖6-33改變矩形銅膜填充的大小放置矩形填充區(qū)后如圖6-34所示。至此,完成了電路板的全部設計。之后可以進行打印輸出或各種報表輸出等后期處理工作。6.2.1手動設計電路板流程⑴創(chuàng)建PCB文件:在已有的PCB項目中新建一個空白的PCB文件,進入PCB設計環(huán)境。⑵設置環(huán)境參數:根據需要設置PCB環(huán)境中的尺寸單位(英制或公制)和網絡參數。⑶規(guī)劃電路板:規(guī)劃電路板的板層(單面板、雙面板或多層板)、外形、物理邊界和電氣邊界。⑷放置元件封裝與布局:將需要用到的元件封裝庫加載到系統(tǒng)中,并將原理圖各元件所對應的封裝放置到PCB文檔界面。⑸手動布線或借助網絡管理器設置網絡來產生飛線,再根據飛線指示進行手動布線。⑹電路板覆銅:對印制電路板的各個布線層進行覆銅,以增強印制電路板的抗干擾能力。⑺電氣規(guī)則檢測:布線完成后,可以對印制電路板進行電氣規(guī)則檢查,確保符合設計規(guī)則。⑻保存與輸出文件:保存PCB設計文件,并打印輸出PCB圖、各種報表文件和生產制造文件。創(chuàng)建文件與初始化設置方法同前。6.2.2放置元件封裝元件封裝和導線一樣,都是PCB設計中最基本也是最重要的組件。在ProtelDXP中也提供了更為方便、快捷的元件選取、放置、布局和修改等操作。(1)啟動放置元件封裝命令

在啟動該命令之前,已經加載了所需要的元件封裝庫,有以下幾種方法啟動放置元件的命令。

方法一:啟動方法。選擇菜單【Place】→【Component】命令項。

方法二:放置工具欄啟動方法。單擊圖6-27所示的組件放置工具欄中“PlaceComponent”按鈕。

方法三:快捷鍵啟動方法。從鍵盤上依次擊鍵〈P〉、〈C〉。圖6-35元件庫工作面板啟動命令后,系統(tǒng)將會彈出如圖6-36所示的放置元件(PlaceComponent)對話框。該框中上部區(qū)域設置放置的類型:元件封裝(Footprint)還是元件(Component),默認的是元件封裝;下部區(qū)域顯示或設置元件封裝的資料,各項說明如下:圖6-36放置元件封裝對話框圖6-37元件庫瀏覽對話框2)“Designator”:元件序號。用來輸入此封裝在本PCB中的元件標號,如R6。

3)“Comment”:用來輸入此封裝對應的元件的標稱值或型號,如51K。(2)元件封裝的放置操作過程中的技巧:在放置過程中,可以按空格鍵使元件封裝旋轉,按〈X〉鍵在水平方向上反轉,按〈Y〉鍵使元件在垂直方向上反轉,按〈L〉鍵使元件封裝從頂層移到底層,同時由于元件封裝切換到了底層,元件封裝的元件序號和型號等都將相反。可以再按〈X〉鍵使元件封裝在水平方向上反轉。(3)設置元件封裝的屬性設置元件封裝的屬性首先要啟動元件屬性設置對話框。方法有三種:

方法一:在放置元件封裝時按〈Tab〉鍵。

方法二:用鼠標左鍵雙擊已經放置的元件封裝。

方法三:將鼠標放在元件封裝上,單擊右鍵,從彈出的對話框中選取【Properties...】命令。元件封裝屬性設置對話框如圖6-38所示。圖6-38所示的是前面設計的電路板中C2的封裝屬性。對話框中分為四個區(qū)域:1)“ComponentProperties”區(qū)域:該區(qū)中有八個編輯選項,各個選項說明如下:

“Footprint”:設置元件的封裝形式。

“Layer”:設置元件封裝所在的板層。通過右邊的下拉式按鈕選擇設置板層。

“Rotation”:設置元件封裝的旋轉角度。

“X-Location/Y-Location”:設置元件封裝X軸/Y軸坐標。

“Type”:設置元件封裝的形狀。

“LockPrims”:設置是否鎖定元件封裝的結構,即不能將元件封裝的各個部分分開。

“Locked”:設置是否鎖定元件封裝的位置。2)“Designator”區(qū)域:該區(qū)中有11項,介紹如下:

“Text”:設置元件封裝的序號。

“Height”:設置元件封裝序號文字的高度。

“Width”:設置元件封裝序號文字的線寬。

“Layer”:設置元件封裝序號文字所在的層。通過右邊的下拉式按鈕選擇層。

“Rotation”:設置元件封裝序號的旋轉角度。

“X-Location/Y-Location”:設置元件封裝序號X軸/Y軸坐標。

“Font”:設置元件封裝序號文字的字體。通過右邊的下拉式按鈕選擇字體。

“Autoposition”:設置元件封裝序號文字所在的位置。通過右邊的下拉式按鈕選擇自動放置序號的位置。

“Hide”:設置元件封裝的序號是否隱含。“Mirror”:設置元件封裝的序號是否反轉。圖6-38元件屬性設置對話框3)“Comment”區(qū)域:該區(qū)域中所有的選項都是設置元件封裝的元件名稱或型號的屬性,每項的含義與“Designator”區(qū)域中的設置含義完全相同。這里不在重復。(4)元件封裝的基本操作對于正在放置過程中的元件封裝,其移動、旋轉和板層切換請參見前面講述的方法和提示進行操作。下面介紹對已放置的元件封裝基本操作。①元件封裝的移動圖6-39所示為一個已放置在PCB上的DIP-4封裝,現在對它進行移動操作。有三種方法:方法一:在元件封裝上按住鼠標左鍵不放,光標自動移動到元件的參考點上,并變成十字狀,此時可以移動光標,元件封裝隨著光標一起移動,在合適位置按下鼠標左鍵,確定元件封裝的位置。注意在移動過程中一直按住鼠標不放,否則就無效。方法二:點取元件封裝,使之變成選取的顏色,將光標放在已點取的元件封裝上時。光標變成四個方向箭頭的十字光標,此時可以移動光標,元件封裝隨著光標一起移動,在合適位置按下鼠標左鍵,確定元件封裝的位置。注意在移動過程中一直按住鼠標不放,否則就無效。

圖6-39放置在PCB上的DIP-4

方法三:利用菜單命令進行元件封裝的移動。啟動菜單【Edit】→【Move】下的命令進行移動操作,圖6-40所示是移動(Move)命令的子菜單。在這個菜單中,與元件封裝移動有關的命令介紹如下:圖6-40元件封裝移動命令“Move”:用于單獨移動組件?!癉rag”:用于移動元件封裝,此時被移動的元件封裝和它相連的導線是否斷開與環(huán)境的設置有關。如果設置了導線一起移動,在與元件封裝相連的導線將跟隨著同時移動,不會造成斷線的情況。在啟動此命令之前,不需要選取元件。

“Component”:專用于單獨移動元件封裝,對其他組件無效。

“MoveSelection”:與“Move”的功能相似,只是它移動的是所有已選定的元件封裝。②元件封裝的旋轉

與移動操作相似,在選取元件封裝或點取元件封裝后,將鼠標放在元件封裝上按住不放,這時:1)如果按空格鍵,使元件封裝沿某個角度旋轉,系統(tǒng)默認為90°,其角度大小可以在環(huán)境中設置。如圖6-41所示。2)如果按〈X〉鍵,則使元件封裝在水平方向上反轉,如圖6-42所示。3)如果按〈Y〉鍵,則使元件封裝在垂直方向上反轉,如圖6-43所示。a)旋轉前的狀態(tài)b)逆時針旋轉90度后狀態(tài)圖6-41元件封裝的旋轉a)反轉前的狀態(tài)b)反轉后狀態(tài)圖6-42水平反轉a)反轉前的狀態(tài)b)反轉后狀態(tài)圖6-43垂直反轉4)使用圖6-40中的菜單命令可以使元件封裝旋轉。有兩個命令:“RotateSelection”:用于旋轉選定的組件。首先要選取需要旋轉的元件封裝,然后啟動該命令系統(tǒng)彈出圖6-44所示一個對話框。圖6-44旋轉角度對話框此對話框要求輸入旋轉角度,單位為度。如果輸入的角度為正,則元件封裝沿逆時針方向旋轉,如果為負,則沿順時針方向旋轉。輸入角度后,單擊“OK”鍵,光標變成十字形狀,要求指定旋轉中心。移動光標到合適位置,單擊鼠標左鍵,確定元件封裝的旋轉中心,此時元件封裝以選定點為中心以設定的角度旋轉,如圖6-45所示。a)旋轉前的狀態(tài)b)旋轉10度后狀態(tài)圖6-45元件封裝的旋轉“FlipSelection”:用于選定組件的水平翻轉,使選定的組件以各個組件所構成的區(qū)域中心為對稱軸作翻轉。此操作也可以選定各個組件,再在其中一個組件上按住鼠標左鍵,然后按“X”鍵作水平翻轉。但是它是以光標所在的點為中心作水平翻轉。如圖6-46所示。a)反轉前的狀態(tài)b)執(zhí)行命令后狀態(tài)圖6-46水平反轉③元件封裝的板層切換與移動元件封裝相似,用鼠標按住選定的元件封裝或直接點取元件封裝后,按〈L〉鍵,元件封裝就可以切換到另外板層上,如圖6-47所示。注意,圖中底層絲印層(BottomOverlay)沒有顯示,可在板層環(huán)境設置中設置。a)切換前的狀態(tài)b)切換后的狀態(tài)圖6-47元件封裝的板層切換④元件封裝的復制、粘貼該項操作命令集中在Edit菜單中,如圖6-48所示。其中與元件封裝的復制、粘貼有關的命令介紹如下:1)“Cut”:將選取的元件封裝作為副本放入剪貼板中??旖莘椒椤碋〉、〈T〉或〈Shift〉+〈Delete〉鍵。2)“Copy”:將選取的元件封裝直接移入剪貼板中,同時將被選元件封裝刪除??旖莘椒椤碋〉、〈C〉或〈Ctrl〉+〈Insert〉鍵。3)“Paste”:將剪貼板中的內容作為副本拷貝到PCB中。快捷方法為〈E〉、〈P〉或〈Shift〉+〈Insert〉鍵。圖6-48Edit中的復制和粘貼命令4)“PasteSpecial...”:這是一個非常有用的命令,利用該命令可以實現將剪貼板上的元件封裝陣列式粘貼,更為有用的是利用它可以設置一些特殊的粘貼條件。單擊【PasteSpecial...】命令,系統(tǒng)彈出如圖6-49所示的粘貼設置對話框。其中有四個選項,介紹如下:圖6-49粘貼設置對話框“Pasteoncurrentlayer”選項:選擇該項命令,則所有的組件包括元件封裝、焊盤和導線都將粘貼在當前的板層上;否則,粘貼組件時,各個組件根據拷貝時的組件所在的層粘貼到不同的板層中去。選擇該項要慎重,特別是粘貼的組件中包括不同板層間的導線時,如果選中此項,很可能造成導線在同一個板層上交叉?!癒eepnetname”選項:如果選擇該項命令,則粘貼組件時將保持原有的網絡名稱。由于它保持了原有的網絡名稱,所以要慎重選擇,因為網絡名稱相同,粘貼的組件和PCB原來的組件之間會出現飛線。建議在同一個PCB中粘貼時,請不要選中此項。

“Duplicatedesignator”選項:如果選擇該項命令,則在粘貼組件時將保持元件的序號,也就是說在同一個PCB中有兩個或兩個以上相同的序號的封裝。否則,粘貼時會在元件封裝的元件序號后面加入一個“Copy”字樣。該命令通常用于同一個PCB內的粘貼組件,如果選擇此項的話,通常不選中“Keepnetname”。

“Addtocomponentclass”選項:如果選擇該項命令,則在粘貼時各個元件封裝將添加到復制時元件封裝所在的元件封裝類中。圖6-50陣列式粘貼設置對話框此對話框中包括如下幾個部分:“PlacementVaraibles”區(qū)域:用于設置粘貼放置的參數,包括兩項參數設置,其中“ItemCount”項用于設置重復放置組件的個數;“TextIncrement”項用于設置組件序號的增量?!癆rrayType”區(qū)域:用于設置粘貼的類型。選擇“Circular”項進行環(huán)形粘貼;選擇“Linear”項進行線形粘貼?!癈ircularArray”區(qū)域:用于設置環(huán)形粘貼的粘貼參數?!癝pacing[degrees]”用于設置粘貼組件間的角度;設置“RotateItemtoMatch”項,組件將改變方向以保持組件和旋轉半徑間的夾角;否則,組件的方向將保持不變。

“LinearArray”區(qū)域:用于設置線形粘貼的粘貼參數?!癤-Spacing”和“Y-Spacing”分別用于設置組件間的水平間距和垂直間距。⑤元件封裝的修改1)元件封裝的更改

如果設計PCB時有比較特殊的元件封裝在封裝庫中找不到,又覺得沒有必要去新建一個元件封裝,此時可以直接在PCB上更改元件封裝。舉例說明把圖6-51a)的元件封裝更改為6-51b)的形狀。a)b)圖6-51元件封裝的更改首先雙擊圖a)的元件封裝,打開其屬性對話框,取消對話框中的“LockPrims”項,使元件封裝的各個組成部分分開。其次修改導線和焊盤符合圖b)的形狀。調整完后,再將“LockPrims”項選中,將其結構固定起來。2)元件封裝的分解

如果將元件封裝分解,可以選擇主菜單命令【Tools】→【Convert】→【ExplodeComponenttoFreePrimitives】實現。啟動命令后,光標變成十字形狀,將光標移動到需要分解的元件封裝上單擊左鍵即可。元件封裝一旦分解就不能恢復,所以使用此命令之前要慎重考慮。6.2.3組件的選取由于在放置和編輯導線、元件封裝等組件時要用到組件的選取,因此先來介紹一下PCB中有關組件的選取命令。(1)組件的選取命令

PCB中有關組件的選取命令集中在菜單【Edit】→【Select】命令下,如圖6-52所示。圖6-52選取命令菜單其中各個命令說明如下:1)“InsideArea”:選取指定區(qū)域內的組件。單擊此命令后,光標變成十字狀,在要選取區(qū)域的一角單擊鼠標,即可拉出一個矩形區(qū)域,再次單擊鼠標即可將矩形區(qū)域內的組件全部選中,被選中的組件變成系統(tǒng)設置中定義的顏色。

2)“OutsideArea”:選取區(qū)域以外的組件,和“InsideArea”命令正好相反。操作方法與InsideArea命令完全一樣。

3)“All”:選取電路板中的所有組件。單擊此命令后,電路板上所有的組件都被選中,包括導線、元件封裝等等。

4)“Board”:選取電路板中的所有內容。

5)“Net”:選取網絡命令。單擊此命令后,光標變成十字狀,將光標移動到網絡的任意一個導線段上,光標上出現小圓點,單擊鼠標,即可將網絡上所有的導線選中。

6)“ConnectedCopper”:選取所有實際連接的導線。單擊此命令后,光標變成十字狀,將光標移動到其中一個導線段上,光標上出現小圓點,單擊鼠標,即可將所有有連接關系的導線選中。7)“PhysicalConnection”:選取兩焊點的導線。單擊此命令后,光標變成十字狀,將光標移動到連接兩焊點的任意一個導線段上,光標上出現小圓點,單擊鼠標,即可將兩焊點所有的導線段選中。

8)“AllOnLayer”:選取電路板上當前板層內的所有導線。單擊此命令后,當前板層內的所有導線都被選中,不包括元件封裝。

9)“FreeObjects”:選取電路板上當前板層內的所有自由組件。所謂自由組件,即是沒有實際電氣意義的組件,如電路板框。

10)“AllLocked”:選取電路板內所有被鎖定的組件。

11)“OffGridPads”:選取電路板內所有不在格點上的組件。

12)“ToggleSelection”:切換式選取組件。單擊此命令后,光標變成十字狀,在組件上單擊鼠標左鍵,如果該組件原先不是選取狀態(tài),則變成選取狀態(tài);如果該組件原先已經被選取,則自動解除選取狀態(tài)。一個組件被選取后,仍可繼續(xù)選取下一個組件。單擊鼠標右鍵,即可結束選取。(2)直接拖動鼠標選取組件

用鼠標拖拉的方法選取組件。在要選取區(qū)域的一角按住鼠標左鍵,然后移動鼠標,拉出一個矩形區(qū)域,松開鼠標,矩形區(qū)域內的組件全部被選取。

(3)快速選取組件

按住〈Shift〉鍵的同時,用鼠標左鍵單擊要選取的組件,組件將變成被選取的顏色。

(4)解除選取

解除選取就是將已經選取的組件恢復為非選取狀態(tài)。PCB中有關組件的解除選取命令集中在菜單命令【Edit】→【DeSelect】下。各個命令的操作方法完全和相應的選取命令相同,命令的功能正好和相應的選取命令相反,不再重復。也可以將鼠標在被選取的組件以外單擊左鍵,快速解除選取狀態(tài)。6.2.4網絡管理器在印刷電路板設計過程中,網絡表占據了非常重要的地位,它表示了各個組件之間的連接關系,是系統(tǒng)進行自動布線的依據。另外,手工調整導線時必不可少的飛線,也是根據網絡表直接得到的。所有網絡的管理都是通過網絡管理器來實現的。(1)認識網絡管理器單擊菜單命令【Design】→【Netlist】→【EditNets...】,或者選擇右鍵菜單命令【Options】→【EditNets...】都可以啟動網絡管理器,如圖6-53所示。在網絡管理器中,可分為三個單元:1)圖6-54編輯網絡類對話框圖6-55增加或編輯網絡對話框2)3)(2)網絡管理器的應用通過具體的例子說明網絡管理器在網絡表管理方面的應用,特別在半自動布線時網絡管理器更是不可缺少的有力工具。

①對已存在的網絡進行編輯

如果在原理圖設計中已經生成了網絡表,那么在設計電路板時就可以將生成的網絡表引入PCB,并以飛線表示各個組件之間的連接關系。以圖6-56為例,介紹通過網絡管理器斷開C3-1與C2-1的連接。其具體步驟如下。圖6-56網絡編輯圖例

1)啟動網絡管理器:單擊菜單命令【Design】→【Netlist】→【EditNets...】,或者選擇右鍵菜單命令【Options】→【EditNets...】都可以啟動網絡管理器,如圖6-57所示。圖6-57啟動網絡管理器圖6-58編輯網絡對話框編輯網絡。在“NetsInClass”單元選擇“GND”網絡后,單擊按鈕,出現編輯網絡對話框,如圖6-58所示。

3)編輯網絡上的焊盤。在“Pinsinnet”列表框中雙擊C2-1,則將C2-1焊盤移到了左側的“Pinsinothernets”列表框中,如圖6-59所示。然后單擊“OK”按鈕,關閉所有的對話框,返回到PCB編輯區(qū),修改后的PCB如圖6-60所示。圖6-59編輯網絡上的焊盤對話框圖6-60修改后的PCB②創(chuàng)建新的網絡如圖6-61所示C3-2、U1-19和X1-2在同一個網絡上,需要增加網絡將其連接起來。其操作步驟如下。啟動網絡管理器,并在“NetsInClass”單元中單擊按鈕,網絡管理器將出現新增網絡編輯界面,如圖6-62所示。在“NetName”文本框中輸入新增的網絡名稱“NetC3-2”,雙擊“Pinsinothernets”列表框中的焊盤“C3-2、U1-19”和“X1-2”,此時這三個焊盤將移到“Pinsinnet”列表框中,表明這三個焊盤已經建立了連接。單擊“OK”按鈕關閉編輯網絡對話框。完成后的PCB如圖6-63所示。圖6-61網絡編輯圖例圖6-62創(chuàng)建新的網絡圖6-63增加新網絡后的PCB③為半自動布線創(chuàng)建網絡表所謂半自動布線簡單地說,就是不設計原理圖,即沒有自動生成的網絡表,設計電路板時,利用網絡管理器生成可用于自動布線的網絡表。

圖6-63所示是已經完成布局的PCB。下面利用網絡管理器建立它們之間的連接關系。圖6-63完成布局的PCB1)啟動網絡管理器:單擊菜單命令【Design】→【Netlist】→【EditNets...】,或者選擇右鍵菜單命令【Options】→【EditNets...】都可以啟動網絡管理器,如圖6-64所示。圖6-64網絡管理器對話框2)編輯網絡:在網絡編輯對話框的“NetName”欄中輸入網絡名稱“NetR1-1”,再將焊盤R1-1和R2-2添加到該網絡上,如圖6-66所示。圖6-65網絡編輯對話框圖6-66編輯網絡NetR1-1對話框單擊“OK”鍵,關閉網絡編輯對話框,系統(tǒng)返回到網絡管理器對話框,如圖6-67所示。圖6-67增加網絡后的網絡管理器接著按照同樣的方法在網絡管理器中增加網絡“NetR2-1”和“NetR3-1”如圖6-68所示。圖6-68完成網絡編輯后的網絡管理器3)整理網絡飛線:所有網絡編輯完成后,單擊“Close”按鈕,關閉網絡管理器,此時在PCB上有飛線顯示剛才所編輯的網絡,如圖6-69所示。如果飛線顯示不完整,單擊菜單命令單擊菜單命令【Design】→【Netlist】→【CleanAllNets...】,對網絡進行整理。圖6-69完成網絡創(chuàng)建的PCB6.2.5放置導線在ProtelDXP中,布線可以分為手工布線和自動布線。手工布線是指用戶按照飛線指示的連接來手動布線,自動布線是系統(tǒng)按照設置好的規(guī)則進行布線。圖6-70所示是主菜單Place的子菜單,下面詳細介紹導線的各種操作,包括導線的布置、調整和修改等。圖6-70放置組件子菜單(1)啟動布線命令啟動放置導線的命令有4種方法:

方法一:主菜單啟動方法。從菜單選擇【Place】→【InteractiveRouting】命令。

方法二:放置工具欄啟動方法。單擊圖6-27所示的組件工具欄中(InteractiveRouting)按鈕。

方法三:鼠標右鍵啟動方法。在設計窗口中,單擊右鍵,從彈出的菜單中選擇【InteractiveRouting】命令。

方法四:快捷鍵啟動方法。從鍵盤上依次擊鍵〈P〉、〈T〉。(2)導線的放置①同一板層間布線以布置圖6-71中R1-1和R2-1焊盤間的導線為例來介紹同一板層間的布線操作,步驟如下:1)啟動放置導線命令后,光標變成十字形狀。將光標移到導線的起點R1-1焊盤上,此時焊盤上會出現一個八角形狀框,表示光標和焊盤中心重合,如圖6-72所示。圖6-71布線實例

圖6-72光標與焊盤重合2)在焊盤中心單擊鼠標左鍵,此時與此網絡無關的其它組件隱藏,只顯示R1和R2的焊盤。將光標向R2-1移動,此時導線產生一個45°轉角(不同的導線模式產生不同的轉角),如圖6-73所示。第一段導線為實心線,表示導線位置已經在當前板層確定,但長度還沒有確定;第二段為空心線,表示該段導線只確定了導線的方向而位置和長度還沒有確定,這是由其先行特性“l(fā)ook-ahead”決定的。3)單擊鼠標左鍵,確定第一導線的位置和長度;同時確定了空心線的方向和位置。4)繼續(xù)移動光標到R2-1的焊盤上,焊盤上出現一個八角形框如圖6-74所示。圖6-73布第一段導線圖6-74布第二段導線5)單擊鼠標左鍵,完成第二段導線。6)單擊右鍵完成R1-1和R2-1焊盤間的整條網絡的導線布置,并顯示當前板層的顏色;光標為十字狀,系統(tǒng)仍然處于布線狀態(tài),如圖6-75所示。圖6-75完成一條網絡布線7)接著可以在其他位置上開始一條新的布線,或者單擊鼠標右鍵,光標由十字狀變成箭頭,系統(tǒng)退出布線狀態(tài)。

在布線過程中,可以按〈BackSpace〉鍵來取消前段導線。②不同板層間的布線以布置圖6-76中R1-1和R2-1焊盤間的導線為例來介紹不同板層間的布線操作,圖中R2和R1之間已經存在一條在頂層(TopLayer)的導線。操作步驟如下:圖6-76不同板層間布線實例1)從頂層開始布線,即頂層為當前工作層,首先從焊盤R1-1布線,如圖6-77所示。2)由于有一條導線在頂層,因此無法直接布線到R2-1,必須在底層布線的R2-1,這是可以按數字鍵盤上的“*”鍵在信號層之間進行轉換,系統(tǒng)自動放置一個過孔(Via),如圖6-78所示,此時第二段導線已經在底層上放置。可以看到導線顏色也變成了相應層的顏色。圖6-77開始布線圖6-78加入過孔3)單擊鼠標確定第一條導線,同時過孔也被定位。4)將光標移到R2-1焊盤上,完成整個網絡布線,如圖6-79所示。圖6-79不同板層間的布線(3)導線的修改和調整ProtelDXP提供了比Protel99更方便的操作方法來修改和調整導線。假設導線已經布置在頂層上,修改和調整導線之前需要首先點取該導線,點取的導線會在兩端和中間出現如圖6-80所示的三個操控點,同時顏色也變化。圖6-80被點取的導線

①導線的平移

將光標放在已經點取的導線上,在除了三個操控點以外的任意位置上,光標都會變成四個方向箭頭的十字架光標,此時按住左鍵不放,就可以向四個方向平移導線。如圖6-81所示。②導線的調整

光標放在導線兩端操控點上時,光標變成水平方向的雙箭頭形狀光標,此時按住鼠標左鍵可以在水平方向上調整導線的長度。如圖6-82所示。圖6-81平移后的導線圖6-82水平方向調整導線光標放在導線中間操控點上時,光標變成垂直方向的雙箭頭形狀光標,此時按住鼠標左鍵可以在水平方向上調整導線的長度,兩端點不變。如圖6-83所示。圖6-83垂直方向調整導線(4)導線的刪除①按快捷鍵或菜單Edit下的命令刪除被選取的導線

刪除導線段時,首先選取所要刪除的導線,然后按〈Delete〉鍵,或選擇菜單【Edit】→【Clear】命令即可實現導線的刪除。

再者,也可以使用【Edit】→【Delete】刪除命令。單擊菜單【Edit】→【Delete】命令,光標變成十字狀,將光標移到要刪除的導線上,單擊鼠標左鍵,即可刪除該導線。②啟動解除布線命令刪除導線

如果PCB中的導線是依據網絡進行的布線,也可以使用如圖6-84所示的【Tools】→【Un-Route】菜單命令刪除導線。圖6-84解除布線菜單其中共有五個命令,各個命令說明如下:1)“All”命令:本命令的功能是解除電路板上所有的布線。

2)“Net”命令:本命令的功能是解除指定網絡的布線。啟動此命令后,光標變成十字狀,將光標移到所要刪除網絡的任意導線上,單擊鼠標左鍵,即可刪除該網絡上所有的導線。

3)“Connection”命令:本命令的功能是解除兩個焊盤間的布線。啟動此命令后,光標變成十字狀,將光標移到兩個焊盤間的任意一個導線上,單擊鼠標左鍵,即可刪除兩個焊盤間的導線。

4)“Component”命令:本命令的功能是解除指定元件封裝上的布線。啟動此命令后,光標變成十字狀,將光標移到元件封裝上,單擊鼠標左鍵,即可將和該元件封裝相連接的所有的導線刪除。

5)“Room”命令:本命令的功能是解除元件合中所有的布線。啟動此命令后,光標變成十字狀,將光標移到一個元件盒上,單擊鼠標,即可將該元件合中的所有的布線刪除。(5)設置導線屬性在布線狀態(tài)下,按〈Tab〉鍵,或者在已經固定的導線上雙擊鼠標左鍵,或者將鼠標放在導線上,單擊右鍵,從彈出的對話框中選取【Properties...】命令,都可以打開如圖6-85所示的導線屬性設置對話框。圖6-85導線設置對話框對話框中的各項說明如下:1)“Width”:設定導線寬度。2)“StartX”和“StartY”:分別設定導線起點的X軸坐標和Y軸坐標。其坐標值隨導線的移動自動變化。3)“EndX”和“EndY”:分別設定導線終點的X軸坐標和Y軸坐標。其坐標值隨導線的移動自動變化。4)“Layer”:設定導線所在的網絡。5)“Locked”:設定導線位置是否鎖定。如果勾選本項,在電路板上移動該導線時,將出現如圖6-86所示的對話框。單擊“Yes”按鈕,就可以移動導線。圖6-86移動導線確定對話框6.2.6放置導孔導孔,又稱為過孔,它是連接不同板層間的導線,當布線從一層進入另一層時需要放置導孔。(1)啟動放置導孔命令

啟動放置導孔命令有四種方法:

方法一:主菜單啟動方法。從圖6-70中選擇菜單【Place】→【Via】命令項。

方法二:放置工具欄啟動方法。單擊圖6-27所示的組件工具欄中“PlaceVia”按鈕。

方法三:快捷鍵啟動方法。從鍵盤上依次擊鍵〈P〉、〈V〉。

方法四:在布線狀態(tài)下,按數字鍵盤上的〈*〉鍵,自動產生一個導孔。(2)導孔的放置

啟動命令后,光標變成十字狀,并且光標上帶著一個導孔。將光標移到合適位置,單擊鼠標左鍵即可完成導孔的放置。(3)設置導孔屬性在放置導孔時按〈Tab〉鍵,或者在PCB上用鼠標左鍵雙擊導孔,或者將鼠標放在已放置的導孔上,單擊右鍵,從彈出的對話框中選取【Properties...】命令。系統(tǒng)彈出如圖6-87所示的導孔屬性設置對話框。圖6-87所示的對話框中,包括以下幾個方面的設置,說明如下:1)上方圖形區(qū)域:“HoleSize”:設置導孔的通孔直徑;“Diameter”:設置導孔直徑;“LocationX/Y”:設置導孔的X/Y軸坐標;2)“Properties”區(qū)域:“StartLayer”:設置導孔的起始層;“EndLayer”:設置導孔的結束層;“Net”:設置導孔所在的網絡;“Testpoint”:設置測試點所在的層;“Locked”:設置導孔位置是否鎖定。圖6-87導孔屬性設置對話框3)“SolderMaskExpansions”區(qū)域:阻焊層的大小是按設計規(guī)則設置還是

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