第9章制作CBnew.ppt
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1、第9章制作PCB,教學(xué)提示:本章講解PCB設(shè)計(jì)的全部過程。使用向?qū)?chuàng)建PCB的操作并在演示中介紹參數(shù)選擇方法。環(huán)境設(shè)置和設(shè)計(jì)規(guī)則結(jié)合電路進(jìn)行講解,元件布局和PCB布線在演示中介紹相關(guān)的操作技巧,PCB設(shè)計(jì)以雙層板為主。教學(xué)目標(biāo):掌握PCB設(shè)計(jì)方法,能針對不同的電路進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置,能進(jìn)行雙面板的設(shè)計(jì),掌握PCB設(shè)計(jì)的全過程,設(shè)計(jì)出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的小型PCB。,9.1新建PCB文檔,在Protel2004中新建一個PCB文件或設(shè)計(jì),一種方法是選擇【File】|【New】|【PCB文件】命令,啟動PCB編輯器,然后進(jìn)行人工定義PCB的尺寸。另一種方法是使用PCB向?qū)?chuàng)建新的文檔,這種方法既選擇了各種工
2、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)板的輪廓又定義了電路板的尺寸,其操作步驟如下:(1)單擊底部工作區(qū)面板中的Files按鈕,彈出Files控制面板。(2)在面板底部的【NewfromTemplate】選項(xiàng)組內(nèi)單擊PCBBoardWizard命令,啟動向?qū)А?9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,在出現(xiàn)的對話框中單擊【Next】按鈕顯示度量單位對話框,默認(rèn)的度量單位為英制(Imperial),1000mil=1inch。也可以選擇公制單位(Metric),注意二者之間的換算關(guān)系:1inch=25.4mm。選用默認(rèn)設(shè)置英制。,圖9.2PCB向?qū)Ш投攘繂挝粚υ捒?9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,(3)單擊【Next】,進(jìn)入電路板輪廓選擇
3、對話框,可根據(jù)需要選擇工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)板。也可選擇Custom選項(xiàng)來自定義電路板。單擊【Next】顯示自定義板對話框,確定PCB的形狀,包括矩形(Rectangular)、圓形(Circular)和自定義形(Custom)3種;【電路板尺寸】欄中確定PCB的大小。本例中PCB為2000mil2000mil的電路板。,9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,(4)單擊【Next】,顯示PCB層數(shù)設(shè)置對話框,設(shè)置信號層(SignalLayers)數(shù)和內(nèi)部電源層(PowerPlanes)數(shù)。本例設(shè)置了兩個信號層,不需要電源層。單擊【Next】顯示過孔設(shè)置對話框,有兩種類型,即【只顯示通孔】(ThruholeViaso
4、nly)和【只顯示盲孔和埋過孔】(BlindandBuriedViasonly)。如果是雙面板則選擇【只顯示通孔】。,9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,(5)單擊【Next】,顯示【選擇元件和布線邏輯】對話框,該對話框包括兩項(xiàng)設(shè)置:電路板中使用的元件是表面貼裝元件還是通孔元件。本例中選擇【通孔元件】,相鄰焊盤之間的導(dǎo)線數(shù)設(shè)為【一條導(dǎo)線】。單擊【Next】,顯示選擇導(dǎo)線和過孔尺寸設(shè)置對話框。主要設(shè)置導(dǎo)線的最小寬度、過孔的尺寸和導(dǎo)線之間的安全距離等參數(shù)。,9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,(6)單擊【Next】,PCB向?qū)瓿稍O(shè)置,單擊【完成】關(guān)閉。Protel將根據(jù)在向?qū)е性O(shè)置的參數(shù)或?qū)傩詣?chuàng)建PCB。此
5、時項(xiàng)目管理器(Projects)中顯示一個名為“PCB1.PcbDoc”的自由文件,編輯區(qū)中顯示一個白色圖紙和一個1900mil1900mil的PCB(由于設(shè)置了【禁止布線區(qū)與板子邊沿的距離】為50mil)。,9.1.1創(chuàng)建新的PCB文件,(6)選擇【文件】|【另存為】命令,將新的PCB文件重新命名,用*.PcbDoc表示,并給出文件保存的路徑。本例的文件名為“皮爾斯電路.PcbDoc”。到目前為止,完成了創(chuàng)建PCB新文檔的步驟。,在Protel2004中,一個設(shè)計(jì)項(xiàng)目包含所有設(shè)計(jì)文件的連接和有關(guān)設(shè)置。一般情況下總是將PCB文檔與原理圖放在一個設(shè)計(jì)項(xiàng)目中。如果在項(xiàng)目中創(chuàng)建PCB文檔,當(dāng)PCB文
6、檔創(chuàng)建完成后,該文檔將會自動地添加到項(xiàng)目中,并列表在Projects標(biāo)簽中緊靠項(xiàng)目名稱的PCBs文件夾下面。如果創(chuàng)建或打開的是自由文檔,則將文檔添加到項(xiàng)目的操作步驟如下:(1)選擇【文件】|【創(chuàng)建】|【項(xiàng)目】|【PCB項(xiàng)目】命令,新建一個項(xiàng)目,保存的項(xiàng)目名為“皮爾斯電路.PrjPCB”。(2)在Projects面板中右擊【皮爾斯電路.PcbDoc】,選擇添加到設(shè)計(jì)項(xiàng)目命令(AddtoProject【皮爾斯電路.PrjPCB】),將其添加到新建的“皮爾斯電路.PrjPCB”項(xiàng)目中。,9.1.2將PCB文檔添加到設(shè)計(jì)項(xiàng)目,(3)打開皮爾斯電路.SchDoc文件,同樣將其添加到新建的皮爾斯電路.Pr
7、jPCB項(xiàng)目中。(4)選擇Design/NetlistForProject/Protel命令,即可生成當(dāng)前項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表。這時,在皮爾斯電路.PrjPCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目下有3個文檔:原理圖文檔皮爾斯電路.SchDoc、網(wǎng)絡(luò)表文檔皮爾斯電路.NET和剛創(chuàng)建的PCB文檔皮爾斯電路.PCBDOC。,9.1.2將PCB文檔添加到設(shè)計(jì)項(xiàng)目,將原理圖中的元件和網(wǎng)絡(luò)等信息引入PCB,以便為布局和布線做準(zhǔn)備。把原理圖中的信息加載到PCB中的操作步驟如下:(1)在原理圖編輯器中選擇Design/UpdatePCB/皮爾斯電路.PCBDOC命令,彈出【工程變化訂單】(ECO)對話框。該對話框中列出了元件和網(wǎng)絡(luò)等信息及其狀
8、態(tài),這里需要注意【狀態(tài)】(Status)欄中【檢查】和【完成】的變化。,9.1.3轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì),(2)單擊【使變化生效】,若所有的改變有效,【檢查】狀態(tài)列出現(xiàn)勾選,說明網(wǎng)絡(luò)表無錯誤,否則,信息面板中將給出錯誤信息,雙擊錯誤信息自動回到原理圖中的位置上,可修改。(3)單擊【執(zhí)行變化】,開始執(zhí)行所有的元件和網(wǎng)絡(luò)信息。完成后,關(guān)閉對話框,所有的元件和飛線已經(jīng)出現(xiàn)在PCB文檔中的元件盒。,9.1.3轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì),PCB有單面板、雙面板和多層板,所有這些板都是由層面構(gòu)成的,這些層面包含在Protel2004提供的3種類型中。(1)電氣層:包括32個信號層和16個平面層。(2)機(jī)械層:用來定義PCB的輪廓、放置厚
9、度,包括制造說明等。(3)特殊層:包括頂層和底層絲印層、阻焊層和助焊層、鉆孔層、禁止布線層(用于定義電氣邊界)、多層等。PCB的工作層面在【圖層堆棧管理器】(Design/LayerStackManager)中設(shè)置。圖中給出了頂層工作層和底層工作層。,9.2.1定義PCB工作板層,執(zhí)行Design/Options命令,進(jìn)入【PCB板選擇項(xiàng)】對話框:(1)測量單位(MeasurementUnit)設(shè)置可以設(shè)置PCB工作中的度量單位??蛇x擇英制單位(Imperial)或公制單位(Metric)。(2)捕獲網(wǎng)格(SnapGrid)設(shè)置捕獲網(wǎng)格是指光標(biāo)每次移動的最小距離。一般將捕獲網(wǎng)格設(shè)置為100mi
10、l的約數(shù),如50mil、25mil等。,9.2.2PCB設(shè)計(jì)的環(huán)境設(shè)置,圖9.11【PCB板選擇項(xiàng)】對話框,(3)可視網(wǎng)格(VisibleGrid)設(shè)置【標(biāo)記Markers】設(shè)置網(wǎng)格顯示類型,即線狀(Lines)和點(diǎn)狀(Dots);通常設(shè)置【網(wǎng)格1】為50mil(1.27mm),【網(wǎng)格2】為100mil(2.54mm)。(4)電氣網(wǎng)格(ElectricalGrid)設(shè)置電氣網(wǎng)格是系統(tǒng)在給出的范圍內(nèi)自動搜索電氣節(jié)點(diǎn)。該選項(xiàng)組有允許電氣網(wǎng)格捕獲和捕獲的范圍兩項(xiàng)設(shè)置。,9.2.2PCB設(shè)計(jì)的環(huán)境設(shè)置,圖9.11【PCB板選擇項(xiàng)】對話框,Protel2004的PCB編輯器是一個規(guī)則驅(qū)動環(huán)境,在電路板的
11、設(shè)計(jì)過程中執(zhí)行的任何一個操作,如放置導(dǎo)線、移動元件、自動布線或手動布線等,都是在設(shè)計(jì)規(guī)則允許的情況下進(jìn)行的。Protel2004中分10個類別的設(shè)計(jì)規(guī)則,覆蓋了電氣、布線、制造、放置及信號完整性要求等,但其中大部分都可以采用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置,而用戶真正需要設(shè)置的規(guī)則并不多。下面以單面板布線、電源VCC和GND網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線寬度設(shè)置為0.5mm的皮爾斯電路.PcbDoc設(shè)置為例,介紹PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則。在PCB為當(dāng)前文檔時,執(zhí)行Design/Rules進(jìn)入【PCB規(guī)則和約束編輯器】(PCBRulesandConstraintsEditor)對話框。界面的左側(cè)顯示設(shè)計(jì)規(guī)則的類別,右側(cè)顯示對應(yīng)規(guī)則的設(shè)置屬性
12、。,9.3設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置,1.單面布線設(shè)置單擊左側(cè)DesignRules(設(shè)計(jì)規(guī)則)中的Routing類,該類所包含的布線規(guī)則以樹結(jié)構(gòu)展開,單擊RoutingLayers規(guī)則,右側(cè)頂部區(qū)域顯示所設(shè)置規(guī)則的使用范圍,底部區(qū)域顯示規(guī)則的約束特性。對于單面電路板,頂層只放置元件不布線,因此設(shè)置為不允許布線。,9.3設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置,2.導(dǎo)線寬度規(guī)則設(shè)置單擊左側(cè)DesignRules中的Width,顯示了布線寬度約束特性和范圍,布線的寬度為0.3mm(12mil),修改數(shù)值可改變線寬約束。Protel2004設(shè)計(jì)規(guī)則系統(tǒng)的一個強(qiáng)大的功能是可以定義同類型的多重規(guī)則。下面添加一個規(guī)則,約束網(wǎng)絡(luò)VCC和GND布線
13、寬度為0.5mm,操作步驟如下:,9.3設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置,(1)添加新規(guī)則右擊左側(cè)DesignRules中的Width,點(diǎn)右鍵選擇NewRule命令,在Width中添加了一個名為“Width_1”的規(guī)則。(2)設(shè)置布線寬度單擊Width_1,在布線寬度約束特性和范圍設(shè)置對話框的頂部的【名稱】欄里輸入網(wǎng)絡(luò)名稱Power,在底部的寬度約束特性中將寬度修改為0.5mm(20mil)。(3)設(shè)置約束范圍選中右側(cè)【第一個匹配對象的位置】選項(xiàng)組中的【網(wǎng)絡(luò)】單選按鈕,在【全查詢FullQuery】選項(xiàng)組中出現(xiàn)InNet()。單擊【全部對象All】單選按鈕旁的下三角按鈕,選擇VCC,【全查詢】選項(xiàng)組中更新為InN
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