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1、第六章 制作印制电路板自动布线与调整自动布线与调整手工布线手工布线PCB板的板的3D显示显示生成生成PCB报表报表创建项目元件封装库创建项目元件封装库PCB板的打印输出板的打印输出续6.1 PCB绘图工具绘图工具导线：Interactive Routing焊盘：Pad过孔：Via字符串：String坐标：Coordinate尺寸标注：Dimension圆弧：Arc矩形填充：Fill多边形填充：Polygon Plane房间：Room6.1.1 绘制导线绘制导线2、执行菜单命令【Place】/【Interactive Routing】1、选择要放置导线的层 执行菜单命令【执行菜单命令【Place
2、】/【Pad】6.1.2 放置焊盘放置焊盘6.1.3 放置过孔放置过孔执行菜单命令【执行菜单命令【Place】/【Via】6.1.4 放置矩形填充放置矩形填充执行菜单命令【执行菜单命令【Place】/【Keepout】/【Fill】在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。也可用于大面积的电源或接地，以增强系统的抗干扰性。6.1.5 放置多边形平面放置多边形平面执行菜单命令【执行菜单命令【Place】/【Polygon Plane】多边形填充经常用于大面积的电源或接地，以增强系统的抗干扰
3、性。内部填充方式内部填充方式多边形填充环绕焊盘的方式多边形填充环绕焊盘的方式6.1.6 放置房间放置房间执行菜单命令【执行菜单命令【Place】/【Room】可以将元件、元件类或封装分配给一个房间，移动房间时，房间内的实体也随着移动。问题：如何将元件、元件类或封装分配给房间？问题：如何将元件、元件类或封装分配给房间？课堂演示6.1.7 放置标注信息放置标注信息字符串：String坐标：Coordinate尺寸标注：Dimension圆弧：Arc6.2 规划电路板和电气定义规划电路板和电气定义 所谓规划规划电路板和电气定义，就是根据电路的规模以及公司或制造商的要求，具体确定所需制作电路板的物理外
4、形尺寸和电气边界电路板的物理外形尺寸和电气边界。电路板规划的原则是在满足公司或制造商的要求的前提下，尽量美观且便于后面的布线工作。6.2.1 手动规划电路板电路板的电气轮廓可由Keep Out Layer中放置的轨迹线（Track)或圆弧所确定的轮廓边界，这个边界由设计规则检查器、自动布局器和自动布线器所确定。课堂演示：P2016.2.2 自动规划电路板使用向导规划电路板课堂演示课堂演示6.3 网络表与元件的装入网络表与元件的装入 规划好电路板后，接着就是要装入网络表和元件。规划好电路板后，接着就是要装入网络表和元件。网络表和元件是同时装入的。网络表与元件的装入过程，网络表和元件是同时装入的。
5、网络表与元件的装入过程，实际上就是将实际上就是将原理图设计的数据原理图设计的数据装入印制电路板的设计装入印制电路板的设计系统系统PCB的过程。的过程。在在装入网络表之装入网络表之前前，必须装入所需的元件封装库。，必须装入所需的元件封装库。6.3.1 装入元件库装入元件库装入元件库，即将元件封装载入内存。常用封装库的装入：DesignAdd/Remove LibraryAdvpcb.ddb、DC to DC.ddb、General.ddb装入本项目设计数据库自定义封装库：打开对应的封装库文件6.3.2 装入网络表与元件装入网络表与元件执行【Design】/【Load Nets】课堂演示课堂演示6
6、.4 网络表管理器网络表管理器添加网络连接添加网络连接打开打开网络表管理器网络表管理器1、装入网络表时2、执行DesignNetlist Manager3、修改焊盘属性时，也可以添加焊盘的网络连接课堂演示6.5 元件的自动布局与调整元件的自动布局与调整6.5.1 元件的自动布局元件的自动布局 Protel 99 SE提供了强大的元件自动布局的功能，可以通过程序算法自动将元件分开，放置在规划好的电路板电气范围内。元件自动布局的实现方法可以执行菜单命令【Tools】/【Auto Placement】/【Auto Placer】，出现以下对话框。1、自动布局前，应确保已经定义了、自动布局前，应确保已
7、经定义了PCB板电气边界，板电气边界，并确保电气边界的属性选择为并确保电气边界的属性选择为Keep out2、自动布局前，应将当前原点（坐标原点）设置为系、自动布局前，应将当前原点（坐标原点）设置为系统默认的绝对原点位置（执行统默认的绝对原点位置（执行Edit-Origin Reset命令）命令），因为自动布局使用绝对原点为参考点。，因为自动布局使用绝对原点为参考点。Cluster Placer适合元件数量较少的PCB板制作。（100个元件以下）Statistical Placer适合元件数量较多的PCB板制作。（100个元件以上）【Group Components】：该选项的功能是将当前网络
8、中连接密切的元件归为一组。排列时该组的元件将作为整体考虑，默认状态为选中。【Rotate Component】：该选项的功能是根据当前网络连接与排列的需要使元件或元件组旋转方向。若未选中该选项则元件将按原始位置放置。默认状态为选中。【Power Nets】：电电源源网网络络名名称称。这这里里将将网网络设定为络设定为“VCC”。【Ground Nets】：接地网络名称。这里将】：接地网络名称。这里将接地网络设定为接地网络设定为“GND”。【Grid Size】：设置元件自动布局时格点的】：设置元件自动布局时格点的间距大小。间距大小。6.5.2 手工调整元件布局手工调整元件布局元件的布局要考虑以下
9、几个方面的问题：元件的布局要考虑以下几个方面的问题：（1）元件布局应便于用户的操作使用。（2）尽量按照电路的功能布局。（3）数字电路部分与模拟电路部分尽可能分开。（4）特殊元件的布局要根据不同元件的特点进行合理布局。（5）应留出电路板的安装孔和支架孔以及其他有特殊安装要求的元件的安装位置等。手工调整元件布局包括对元件的移动、旋转、排列手工调整元件布局包括对元件的移动、旋转、排列等操作。等操作。1、元件的选择2、元件的旋转3、移动元件4、排列元件5、调整元件标注元件的选择元件的旋转元件的旋转选中元件，按住鼠标左选中元件，按住鼠标左键不放，用键不放，用Space,X,Y键键控制元件的旋转。控制元件
10、的旋转。选择元件，双击打开属选择元件，双击打开属性窗口，修改性窗口，修改Rotation的的值。值。课堂演示移动元件单击鼠标左键选择需要移动的元件，按住鼠标不放，移动鼠标到合适的位置，松开鼠标左键。排列元件课堂演示调整元件标注调整标注的方向和位置，使得电路板的版面美观且不会引起歧义。课堂演示元件布局的技巧：先考虑引脚多的元件，尽可能放在PCB板的中间，再考虑其他与其连接的元件，围绕中心元件安排合理布局。课堂演示课堂演示6.6 自动布线与调整自动布线与调整 在印制电路板布局结束后，便进入电路板的布线过程，一般来说，用户先是对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来预制布线设计规则布线设计规则。
11、预制布线设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率。设置完布线规则后，程序将依据这些规则进行自动布线。因此，自动布线之前，首先要进行参数设置。6.6.1 自动布线参数设置执行菜单命令 Design/Rules，系统将会弹出设计规则对话框：选项卡规则分类规则描述与图例已定义的规则布线规则设置布线规则设置选项卡选项卡在该选项卡中可以设置：走线间距约束、布线拐角模式、走线间距约束、布线拐角模式、布线工作层面、布线优先级、布线的拓扑结构、过孔的类布线工作层面、布线优先级、布线的拓扑结构、过孔的类型、走线宽度型、走线宽度等。大部分参数设置我们都可以使用系统默认值，用户应该根据自己线路情况进行设置。课堂
12、演示课堂演示 根据电路抗干扰性和实际电路电流的大小，应将电源和地线或某些特殊线加宽。如果需要修改走线宽度的节点比较多，我们把它们归成一类进行集中管理。如何定义网络节点类？如何定义网络节点类？执行菜单命令 Design/Classes增加一个布线宽度限制规则课堂任务课堂任务打开Z80 MicroProsessor.ddb，对CPU Clock.sch生成网络报表。新建PCB文件，手工规划电路板2000mil*1500mil装入网络表CPU C对元件进行合理布局设置布线规则，将VCC，GND定义为同一个节点类（net class)，电源、接地线宽度为40mil，其他走线宽度为20mil 布线参数设
13、置好后，就可以利用 Protel 99 se 提供的布线器进行自动布线了。执行自动布线的方法主要有全局布线、对选定网络进行布线、对两连接点进行布线、指定某个元件布线、指定区域进行布线等多种。1、全局布线：执行菜单命令 Auto Route/All6.6.2 自动布线“布线消息布线消息”对话框，用户可以了解到布线的情况对话框，用户可以了解到布线的情况2、对选定的网络进行布线执行菜单命令 Auto Route/Net课堂演示课堂演示3、对两连接点进行布线执行菜单命令 Auto Route/Connection课堂演示课堂演示4、对指定元件布线执行菜单命令 Auto Route/Component课
14、堂演示课堂演示4、对指定区域布线执行菜单命令 Auto Route/Area课堂演示课堂演示课堂任务课堂任务执行自动布线在PCB板TopLayer适当的位置增加一个敷铜区，并通过手工布线与GND节点相连接。Protel 99 se 的自动布线功能虽然非常强大，但自动布线时多少也会存在一些另人不满意的地方。一个设计美观的印制电路板往往都在自动布线的基础上进行多次修改，才能将其设计的尽善尽美。1 1、拆线：、拆线：Tool/Un-RouteTool/Un-RouteALL 拆除所有布线，进行手工调整。Net 拆除所选布线网络，进行手动调整。Component 拆除与所选的元件相连的线，进行手动调整
15、。Connection 拆除所选的一条布线，进行手工调整。6.6.3 手工调整布线手工调整布线下面以 Un-Route/Connection 命令为例来介绍调整布线的操作步骤。如：将U3-2和L1-2之间、U3-4和L2-2之间的连线进行手工调整。待调整的线路待调整的线路1）首先用鼠标在层面选择标签上选择工作层面，将工作层面切换到底层（BottomLayer)。2）然后执行菜单命令Tools/Un-Route/Connection。3）执行完该命令后，光标变为十字，移动光标到要拆除的网络上，单击鼠标左键确定，这里选择U3-2和L1-2之间的连接线，此时发现原来的连线会消失。同样的方法拆除U3-
16、4和L2-2的连线。4）执行菜单命令Place/Interactice Routing或用鼠标单击放置工具栏中的 图标，手动走线，重新走线后的结果如下图。2 2、电源、电源/接地线加宽接地线加宽3 3、文字标注的调整、文字标注的调整4 4、增加电源和接地、增加电源和接地为了获得完整的PCB电路图，必须加上电源和接地。添加电源和接地焊盘手动连接导线6.6.4 补泪滴的应用补泪滴的应用泪滴是指导线与焊点或导线的连接处的过度区域。此区域通常设计为泪滴形状，是为了防止在钻孔的时候的应力集中而使接触处断裂。补泪滴处理：补泪滴处理：1、选择对象2、执行菜单命令【Tools】/【Teardrops】6.7
17、手工布线手工布线设置布线规则：Design Rules选择要布线的层用鼠标单击放置工具栏中的 图标，手动走线课堂演示课堂演示6.8 PCB板的板的3D显示显示执行ViewBoard in 3D3D显示可以清晰显示PCB板的3维效果当3D显示PCB板不尽理想时，可以对布局和布线做微调以达到设计者的要求。6.9 生成生成PCB网络报表网络报表l打开网络表管理器生成PCB网络表比较原理图网络表和PCB网络表l打开网络表管理器比较原理图网络表和PCB板6.10 创建项目元件封装库创建项目元件封装库项目元件封装库是按照本项目电路图上的元件生成的一个元件封装库。打开*.pcb文件执行DesignMake
18、Library问题讨论:建立项目元件封装库的优点？同理：创建项目元件库的方法是：打开*.prj或*.sch文件执行DesignMake Project Library6.11 PCB板的打印输出板的打印输出1、执行菜单命令【File】/【Print/Preview】。之后一个PPC文件就会自动生成，而且会在当前的窗口打开，可以看到PCB的打印输出效果图。名为“MyDesign.PCB”的PCB图生成的打印输出文件PPC文件名称是“Preview MyDesign.PPC”。增加打印任务增加打印任务增加打印层增加打印层删除选中对象删除选中对象设置选中对象属性设置选中对象属性打印机的设置打印机的设
19、置对于双面板，必须打印TopLayer和ottomLayer具体步骤如下：1、选择Insert Printout增加一个打印任务2、设置打印属性对话框注意：顶层的打印必须选择镜像打印Mirror Layers3、继续添加底层的打印任务4、执行FilePrint all或者点击打印机图标即可打印顶层和底层的信息。PCB绘图工具绘图工具规划电路板和电气定义规划电路板和电气定义网络表与元件的装入网络表与元件的装入网络表管理器网络表管理器添加网络连接添加网络连接元件的自动布局与调整元件的自动布局与调整自动布线与调整自动布线与调整手工布线手工布线PCB板的板的3D显示显示生成生成PCB网络报表网络报表创建项目元件封装库创建项目元件封装库PCB板的打印输出板的打印输出续