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1、第9 9章 PCB PCB设计基础 本章将介绍PCB的结构、与PCB设计相关的知识、PCB设计的原则、PCB编辑器的启动方法及界面。2021/9/171第9 9章 PCB PCB设计基础9.1 PCB的基本常识9.2 PCB设计的基本原则9.3 PCB编辑器的启动2021/9/1729.1 PCB9.1 PCB的基本常识9.1.1 印制电路板的结构可以分为：单面板（Signal Layer PCB）双面板（Double Layer PCB）和多层板（Multi Layer PCB）2021/9/1739.1.2 PCB9.1.2 PCB元件封装 不同的元件有相同的封装，同一个元件也可以有不同的
2、封装。所以在取用焊接元件时，不仅要知道元件的名称，还要知道元件的封装。1元件封装的分类（1）针脚式元件封装（2）表贴式（SMT）封装2021/9/1749.1.2 PCB9.1.2 PCB元件封装 不同的元件有相同的封装，同一个元件也可以有不同的封装。所以在取用焊接元件时，不仅要知道元件的名称，还要知道元件的封装。2元件封装的名称元件封装的名称原则为：元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸2021/9/1759.1.3 9.1.3 常用元件的封装1电容类封装有极性电容类（RB5-10.5RB7.6-15）非极性电容类（RAD-0.1RAD-0.4）2021/9/1769.1.3 9.1.3
3、 常用元件的封装2电阻类封装电阻类（AXIAL-0.3AXIAL-1.0）可变电阻类（VR1VR5）2021/9/1779.1.3 9.1.3 常用元件的封装3晶体管类封装晶体三极管（BCY-W3）2021/9/1789.1.3 9.1.3 常用元件的封装4二极管类封装二极管类（DIODE-0.5DIODE-0.7）2021/9/1799.1.3 9.1.3 常用元件的封装5集成电路封装集成电路DIP-xxx封装、SIL-xxx封装2021/9/17109.1.3 9.1.3 常用元件的封装6电位器封装可变电阻类（VR1VR5）2021/9/17119.1.4 PCB9.1.4 PCB的其他术
4、语1铜膜导线与飞线铜膜导线是敷铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导线，用于连接各个焊点飞线只是形式上表示出网络之间的连接，没有实际的电气连接意义2021/9/17129.1.4 PCB9.1.4 PCB的其他术语2焊盘和导孔焊盘是用焊锡连接元件引脚和导线的PCB图件可分为3种：圆形（Round）方形（Rectangle）八角形（Octagonal）2021/9/17139.1.4 PCB9.1.4 PCB的其他术语2焊盘和导孔导孔，也称为过孔。是连接不同板层间的导线的PCB图件可分为3种：从顶层到底层的穿透式导孔从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层间的屏蔽导孔2021/9/1
5、7149.1.4 PCB9.1.4 PCB的其他术语3网络、中间层和内层 网络和导线是有所不同的，网络上还包含焊点，因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线连接的焊盘、导孔中间层和内层是两个容易混淆的概念中间层是指用于布线的中间板层，该层中布的是导线内层是指电源层或地线层，该层一般不布线，它是由整片铜膜构成的电源线或地线2021/9/17159.1.4 PCB9.1.4 PCB的其他术语4安全距离为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰，必须在它们之间留出一定的间隙，即安全距离5物理边界与电气边界电路板的形状边界称为物理边界，在制板时用机械层来规范用来限定布线和放置元件的范围称为电气边界，它是通
6、过在禁止布线层绘制边界来实现的2021/9/17169.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则首先，要考虑PCB尺寸大小再确定特殊组件的位置最后对电路的全部零件进行布局原则（1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。（2）以每个功能电路的核心组件为中心，围绕它来进行布局。2021/9/17179.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则原则（3）在高频信号下工作的电路，要考虑零件之间的分布参数。（4）位于电路板边缘的零件，离电路板边缘一般不小于2mm。（5）时钟发生器、晶振和CP
7、U的时钟输入端应尽量相互靠近且远离其他低频器件（6）电流值变化大的电路尽量远离逻辑电路。（7）印制板在机箱中的位置和方向，应保证散热量大的器件处在正上方。2021/9/17189.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则2.特殊组件（1）尽可能缩短高频器件之间的连线，减少它们的电磁噪声。（2）应加大电位差较高的某些器件之间或导线之间的距离，以免意外短路。（3）质量超过15g的器件，应当用支架加以固定，然后焊接。（4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调组件的布局应考虑整机的结构要求。（5）应留出印制电路板定位孔及固定支架所占用的位置。2021/9/
8、17199.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则3布线（1）输入/输出端用的导线应尽量避免相邻平行（2）印制电路板导线间的最小宽度主要是由导线与绝缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定的。（3）功率线、交流线尽量布置在和信号线不同的板上，否则应和信号线分开走线。2021/9/17209.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则4焊点焊点中心孔要比器件引线直径稍大一些，焊点太大易形成虚焊5电源线尽量加粗电源线宽度2021/9/17219.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则6地线（1）正确选择单点
9、接地与多点接地。（2）将数字电路电源与模拟电路电源分开。（3）尽量加粗接地线。（4）将接地线构成死循环路。2021/9/17229.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则7去耦电容配置（1）电源输入端跨接一个10100F的电解电容器（2）每个集成芯片的VCC和GND之间跨接一个0.010.1F的陶瓷电容（3）对抗噪声能力弱、关断电流变化大的器件及ROM、RAM，应在VCC和GND间接去耦电容（4）在单片机复位端“RESET”上配以0.01F的去耦电容。（5）去耦电容的引线不能太长（6）开关、继电器、按钮等产生火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流2021/9/
10、17239.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则8电路板的尺寸印制电路板大小要适中，过大时印制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高；过小，则散热不好，同时易受临近线路干扰。9热设计从有利于散热的角度出发，印制电路板最好是直立安装，板与板之间的距离一般不应小于2cm，而且组件在印制板上的排列方式应遵循一定的规则2021/9/17249.2 PCB9.2 PCB设计的基本原则9.2.1 PCB设计的一般原则9热设计对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他组件）按纵长方式排列对于采用强制空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他组件）按横长方
11、式排列2021/9/17259.2.2 PCB9.2.2 PCB的抗干扰设计原则1抑制干扰源常用措施如下：（1）继电器线圈增加续流二极管。（2）在继电器接点两端并接火花抑制电路。（3）给电机加滤波电路。（4）布线时避免90折线。（5）晶闸管两端并接RC抑制电路。2021/9/17269.2.2 PCB9.2.2 PCB的抗干扰设计原则2切断干扰传播路径常用措施如下：（1）充分考虑电源对单片机的影响。（2）如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离。（3）注意晶振布线。（4）电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号，尽可能把干扰源与敏感器件远离。2021/9/
12、17279.2.3 PCB9.2.3 PCB可测性设计PCB可测性设计包括两个方面的内容：1结构的标准化设计结构的标准化设计和应用新的测试技术。（1）进行模块划分。可按以下方法进行划分：根据功能划分（功能划分）；根据电路划分（物理划分）；根据逻辑系列划分；按电源电压的分隔划分。（2）测试点和控制点的选取。（3）尽可能减少外部电路和反馈电路。2021/9/17289.2.3 PCB9.2.3 PCB可测性设计PCB可测性设计包括两个方面的内容：2应用新的测试技术结构的标准化设计和应用新的测试技术。常用的可测性设计技术有扫描通道、电平敏感扫描设计、边界扫描等。2021/9/17299.3 PCB9
13、.3 PCB编辑器的启动9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCB编辑器Pick a task栏内选择【Printed Circuit Board Design】命令在设计界面中，单击PCB Documents栏最下部的【PCB Board Wizard】命令2021/9/17309.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器新电路板生成向导2021/9/17319.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器度量单位设置2021/9/17329.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器PCB模板的选择2021/9/17339.3.1
14、 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器PCB模板的选择2021/9/17349.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器PCB外形尺寸设定对话框2021/9/17359.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器PCB的结构（层数）设置对话框2021/9/17369.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器导孔样式设置对话框2021/9/17379.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器表贴式元件设置对话框2021/9/17389.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编
15、辑器导线和过孔属性设置对话框2021/9/17399.3.1 9.3.1 利用新电路板生成向导启动PCBPCB编辑器PCB生成向导设置完成对话框2021/9/17409.3.2 9.3.2 其他方法启动PCBPCB编辑器执行【File】/【New】/【PCB】命令，或单击（Files）面板下部的New栏中的选项“PCB File”，都可以创建PCB文件并启动PCB编辑器。这样创建的PCB文件，其各项参数均采用了系统默认值。2021/9/1741习 题1简述元件封装的分类，并回答元件封装的含义。2简述PCB设计的基本原则。3创建一个PCB文件并更名为“MyPCB.PcbDoc”。2021/9/1742