第3章-3.3-protel-pcb-設(shè)計(jì)系統(tǒng)-4pcb設(shè)計(jì)實(shí)例

1、3.3 Protel PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng),本章先介紹印制電路板的設(shè)計(jì)流程，然后以雙面印制電路板設(shè)計(jì)為例詳細(xì)講解設(shè)計(jì)過程，再介紹單面印制電路板和多層印制電路板設(shè)計(jì)方法。,3.3.4 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例,3.3.4 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例,一、 PCB的設(shè)計(jì)流程二、 雙面PCB設(shè)計(jì)三、 單面PCB設(shè)計(jì)四、 多層PCB設(shè)計(jì),一、 PCB的設(shè)計(jì)流程,設(shè)計(jì)印制電路板可分為十幾個(gè)步驟,二、1 文件鏈接與命名,所謂的鏈接是將一個(gè)空白的PCB文件加

2、到一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目里面,一般情況下總是將PCB文件與原理圖文件同放在一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,1．引入設(shè)計(jì)項(xiàng)目,命令【File】/【Open Project…】,二、1 文件鏈接與命名,2．建立空白PCB文件,命令【File】/【New】/【PCB】,將PCB文件拖至剛才的項(xiàng)目中,二、1 文件鏈接與命名,3．命名PCB文件,命令【File】/【Save As…】將剛才的PCB文件另存,4．移出文件,命令【Remove from Project…】

3、,二、2 電路板禁止布線區(qū)的設(shè)置,設(shè)置電路板禁止布線區(qū)就是確定電路板的電氣邊界。,禁止布線層（Keep-Out Layer）是PCB編輯中一個(gè)用來確定有效放置和布線區(qū)域的特殊工作層。,在手工布局和布線時(shí)，可以不畫出禁止布線區(qū)，但是自動(dòng)布局時(shí)是必須有禁止布線區(qū)的。,二、2 電路板禁止布線區(qū)的設(shè)置,（1）設(shè)定當(dāng)前的工作層面為“Keep-Out Layer”。,（2）執(zhí)行菜單命令【Place】/【Line】,（3）適當(dāng)位置單擊，確定起點(diǎn)。

4、然后拖動(dòng)至某一點(diǎn)，再單擊確定終點(diǎn)。,二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入,命令【Design】/【Import Changes From[*.PrjPcb]】,二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入,單擊 校驗(yàn)改變按鈕，系統(tǒng)對(duì)所有的元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行檢查,二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入,（3）單擊 執(zhí)行改變按鈕，系統(tǒng)開始執(zhí)行將所有的元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息的傳送,二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入,（4）單擊【Close】按鈕，所有的元件和飛線

5、已經(jīng)出現(xiàn)在PCB文件中所謂的元件盒“Room” 內(nèi),二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置,PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)包括板選項(xiàng)和工作層面采納數(shù)設(shè)置。,一般有：單位制式光標(biāo)形式光柵的樣式工作面層顏色,二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置,1．設(shè)置參數(shù),命令【Design】/【Board Option】,二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置,2. 設(shè)置工作層面顯示/顏色,命令【Design】/【Board Layers & Colors

6、】,二、5 元件的自動(dòng)布局,元件的布局有自動(dòng)布局和手工布局兩種方式,用戶根據(jù)自己的習(xí)慣和設(shè)計(jì)需要可以選擇自動(dòng)布局，也可以選擇手工布局。在一般的情況下，需要兩者結(jié)合才能達(dá)到很好的效果,可以先利用Altium Designer的PCB編輯器所提供的自動(dòng)布局功能自動(dòng)布局，在自動(dòng)布局完成后，再進(jìn)行手工調(diào)整。,二、5 元件的自動(dòng)布局,（1）命令【Tools】/【Comment Placement】,二、5 元件的自動(dòng)布局,（2）執(zhí)行菜單中【

7、Auto Placer】命令,二、5 元件的自動(dòng)布局,（3）當(dāng)選中統(tǒng)計(jì)布局方式選項(xiàng)前的單選框,二、5 元件的自動(dòng)布局,（4）設(shè)置好元件自動(dòng)布局參數(shù)后，清除圖中的布局空間“Room”，單擊 按鈕，元件自動(dòng)布局完成后的效果,二、6 元件封裝的調(diào)換,元件封裝的選配或更換，無論是在原理圖還是在PCB的編輯過程中，均可進(jìn)行。,但是，在PCB的編輯過程中選配或更換元件封裝，比較方便。,（1）雙擊需要調(diào)換封裝的元件,,二、

8、6 元件封裝的調(diào)換,（2）單擊元件參數(shù)對(duì)話框封裝欄中元件名稱后的瀏覽按鈕,二、6 元件封裝的調(diào)換,（3）單擊相關(guān)元件封裝欄中封裝名稱，就可以瀏覽其相關(guān)的封裝。,二、6 元件封裝的調(diào)換,（4）單擊“OK”按鈕，回到元件參數(shù)對(duì)話框，再單擊該框中的“OK”按鈕,二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（1）命令【Design】/【Update Schematic in [*.PrjPcb]】，啟動(dòng)更改確認(rèn)對(duì)話框,

9、二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（2）單擊“Yes”按鈕確認(rèn)，彈出更改文件ECO對(duì)話框,二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（3）單擊“Validate Changes”校驗(yàn)改變按鈕，檢查改變是否有效,二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（4）單擊“Execute Changes”執(zhí)行改變按鈕，將有效的修改發(fā)送原理圖，完成后，“Done”列出完成狀態(tài)

10、顯示,二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（5）單擊“Report Changes”按鈕，系統(tǒng)生成更改報(bào)告文件,二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新,1．由PCB更新原理圖,（6）完成以上操作后，單擊“close”按鈕關(guān)閉ECO對(duì)話框,2．由原理圖更新PCB,二、8 元件布局的交互調(diào)整,所謂的交互調(diào)整就是手工調(diào)整布局與自動(dòng)排列,先用手工方法大致地調(diào)整一下布局，再利用Altium Designer提供的元件

11、自動(dòng)排列功能，按照需要對(duì)元件的布局進(jìn)行調(diào)整。,二、8 元件布局的交互調(diào)整,1．手工調(diào)整,手工調(diào)整布局的方法，同原理圖編輯時(shí)調(diào)整元件位置是相同的,2．自動(dòng)排列,（1）選擇待排列的元件。執(zhí)行菜單命令【Edit】/【Select】/【Inside Area】或單擊主工具欄中的 按鈕,（2）執(zhí)行菜單命令后，光標(biāo)變成十字形狀，移動(dòng)光標(biāo)到待選區(qū)域，拖動(dòng)光標(biāo)拉開一個(gè)虛線框，使待選元件處于該虛線框中，最后單擊“OK”按鈕確定即可,二、8 元件

12、布局的交互調(diào)整,（3）執(zhí)行菜單命令【Edit】/【Align】,根據(jù)元件相對(duì)位置的不同，選擇相應(yīng)的排列功能。,二、8 元件布局的交互調(diào)整,（4）執(zhí)行【Align】命令。按照不同的對(duì)齊方式排列選取元件,二、8 元件布局的交互調(diào)整,（5）執(zhí)行菜單命令【Position Component Text】，將彈出文本注釋排列設(shè)置對(duì)話框,二、9 電路板的3D效果圖,命令【View】/【Board to 3D】,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,設(shè)計(jì)規(guī)

13、則有10個(gè)類別，覆蓋了電氣、布線、制造、放置、信號(hào)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。各個(gè)規(guī)則的含義將在第13章節(jié)中做詳細(xì)講解，這里只對(duì)本例涉及的布線規(guī)則予以介紹。,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,1．設(shè)置雙面板布線方式,命令【Design】/【Rules…】,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（1）布線層的查看：單擊左側(cè)設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線（Routing）類，該類所包含的布線

14、規(guī)則以樹形結(jié)構(gòu)展開，單擊布線層（Routing Layers）規(guī)則,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（2）走線方式的設(shè)置：單擊左側(cè)設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線 （Routing）類，該類所包含的布線規(guī)則以樹形結(jié)構(gòu)展開，單擊布線層（Routing Topology）規(guī)則,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,2．設(shè)置一般導(dǎo)線寬度,所謂的一般導(dǎo)線指的是流過電流較小的信號(hào)線,單擊左側(cè)設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線寬度（Width

15、）類，顯示了布線寬度約束特性和范圍,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,3．設(shè)置電源線的寬度,所謂的電源線指的是電源線（VCC）和地線（GND）,（1）增加新規(guī)則：選定布線寬度（Width）右擊，選擇新規(guī)則（New Rule）命令,（2）設(shè)置布線寬度：單擊新規(guī)則，在布線寬度約束特性和范圍設(shè)置對(duì)話框的頂部的名稱（Name）欄里輸入網(wǎng)絡(luò)名稱Power，在底部的寬度約束特性中設(shè)定值。,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（4）擴(kuò)大約束范

16、圍GND項(xiàng)：單擊“Where The First Object Matches”單元的“Advanced（Query）”，然后單擊“Query Helper”按鈕,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（5）在對(duì)話框的上部是網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系設(shè)置欄，將光標(biāo)移到InNet(‘VCC’)的右邊，然后單擊下面的“or” 按鈕，此時(shí)Query單元的內(nèi)容為InNet('VCC')or；單擊“Categories”單元下的“PCB Function

17、s”類的“Membership Checks”項(xiàng)，再雙擊“Name”單元中的“InNet”，此時(shí)“Query”單元的內(nèi)容為“InNet('VCC') or InNet()”，同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)列表，選擇GND網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)“Query”單元的內(nèi)容更新為“InNet ('VCC') or InNet(GND)”,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（6）單擊語法檢查“Check Syntas

18、”按鈕，出現(xiàn)信息框，如果沒有錯(cuò)誤，單擊“OK”按鈕關(guān)閉結(jié)果信息，否則系統(tǒng)給予提示，應(yīng)予修改。,（7）結(jié)束約束選項(xiàng)設(shè)置：單擊 按鈕，關(guān)閉“Query Helper”對(duì)話框，在“Full Query”單元中的范圍更新為新內(nèi)容。,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,二、10 設(shè)置布線規(guī)則,（8）設(shè)置優(yōu)先權(quán)：通過以上的規(guī)則設(shè)置，在對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行布線時(shí)就有名稱分別為Power和Width的兩個(gè)約束規(guī)則，因此，必須設(shè)置二者的優(yōu)先權(quán)，決定布線時(shí)約束規(guī)則使用

19、的順序。,二、11 自動(dòng)布線,1．自動(dòng)布線方式,命令【Auto Route】,二、11 自動(dòng)布線,2．自動(dòng)布線的實(shí)現(xiàn),命令【Auto Route】/【All】,出布線策略對(duì)話框,二、11 自動(dòng)布線,（2）如果所選的是默認(rèn)雙層電路板布線，單擊“Route All”按鈕，即可進(jìn)入自動(dòng)布線狀態(tài)，可以看到PCB上開始了自動(dòng)布線，同時(shí)給出信息顯示框,二、11 自動(dòng)布線,（3）自動(dòng)布線完成后，按End鍵重繪PCB畫面,二、12 手工調(diào)整

20、布線,1．拆線功能,命令【Tools】/【Un-Route】,二、12 手工調(diào)整布線,2．手工布線,（1）啟動(dòng)導(dǎo)線放置命令：執(zhí)行菜單命令【Place】/【Interactive Routing】，或單擊放置工具欄的放置導(dǎo)線 按鈕。,（2）布線時(shí)換層的方法：雙面板頂層和底層均為布線層，在布線時(shí)不退出導(dǎo)線放置模式仍然可以換層。,（3）放置導(dǎo)線：接步驟（1）移動(dòng)光標(biāo)到要畫線的位置單擊，確定導(dǎo)線的第一個(gè)點(diǎn)。,二、12 手工調(diào)整布線,2

21、．手工布線,（4）退出放置導(dǎo)線模式：右擊或按Esc鍵取消導(dǎo)線放置模式。,二、13 加補(bǔ)淚滴,命令【Tools】/【Teardrops…】，彈出加補(bǔ)淚滴操作對(duì)話框,設(shè)置完成后，單擊“OK”按鈕，即可進(jìn)行加補(bǔ)淚滴操作。,二、13 加補(bǔ)淚滴,二、14 放置敷銅,放置敷銅是將電路板空白的地方用銅膜鋪滿，主要目的是提高電路板的抗干擾能力。通常將銅膜與地相接，這樣電路板中空白的地方就鋪滿了接地的銅膜，電路板的抗干擾能力就會(huì)大大提高。

22、 關(guān)于放置敷銅的操作方法和敷銅的類型請(qǐng)參閱第11章中的相關(guān)內(nèi)容。,二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查,命令【Tools】/【Design Rule Check…】,二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查,單擊“Electrical”選項(xiàng)，彈出在線檢查或一并檢查對(duì)話框,二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查,設(shè)計(jì)規(guī)則檢查結(jié)束后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有關(guān)短路檢測、斷路檢測、安全間距檢測、一般線寬檢測、過孔內(nèi)徑檢測：電源線寬檢測等項(xiàng)目情況報(bào)表,三、 單面PCB設(shè)

23、計(jì),單面電路板工作層面包括元件面、焊接面和絲印面。元件面上無銅膜線，一般為頂層；焊接面有銅膜線，一般為底層。單面板也是電子設(shè)備中常用的一種板型。,單面電路板的設(shè)計(jì)過程與雙面電路板的設(shè)計(jì)過程基本上一樣，所不同的是布線規(guī)則的設(shè)置有所區(qū)別。項(xiàng)目的建立、原理圖繪制、PCB文檔的建立及文件的導(dǎo)入和PCB元件的排布與雙面板設(shè)計(jì)操作一樣，所不同的是布線規(guī)則不同。,三、 單面PCB設(shè)計(jì),（1）撤銷頂層布線允許,命令【Design】/【Rules…】,

24、三、 單面PCB設(shè)計(jì),（2）底層布線方式的設(shè)置,將底層（Bottom Layer）中的走線模式設(shè)置為最短,三、 單面PCB設(shè)計(jì),（3）關(guān)閉對(duì)話框進(jìn)行單面布線后效果,四、 多層PCB設(shè)計(jì),Altium Designer 系統(tǒng)除了頂層和底層還提供了30個(gè)信號(hào)布線層、16個(gè)電源地線層，所以滿足了多層電路板設(shè)計(jì)的需要。一般常用的有四層板、六層板等。,四層電路板是在雙面板的基礎(chǔ)上，增加電源層和地線層。其中電源層和地線層用一個(gè)敷銅層面連通，而

25、不是用銅膜線。由于增加了兩個(gè)層面，所以布線更加容易。,四、 多層PCB設(shè)計(jì),（1）執(zhí)行菜單命令【Design】/【Layer Stack Manager…】，即可啟動(dòng)板層管理器,四、 多層PCB設(shè)計(jì),（2）選取Top Layer后，連續(xù)單擊兩次“Add Plane”按鈕，增加兩個(gè)電源層InternalPlane1（No Net）和InternalPlane2（No Net），,四、 多層PCB設(shè)計(jì),（3）雙擊InternalPla

26、ne1（No Net），系統(tǒng)彈出電源層屬性編輯對(duì)話框,四、 多層PCB設(shè)計(jì),（4）單擊對(duì)話框“Net name”欄右邊的下拉按鈕，在彈出的有效網(wǎng)絡(luò)列表中選擇VCC，即將電源層1（InternalPlane1）定義為電源VCC。同樣的操作將電源層2（InternalPlane2）定義為電源GND,四、 多層PCB設(shè)計(jì),（5）設(shè)置結(jié)束后，單擊 按鈕，關(guān)閉板層管理器對(duì)話框。（6）復(fù)原在圖12-34所示的雙層PCB的設(shè)布線規(guī)則。（7）執(zhí)