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1、(中职）电子CAD项目教程（第2版)项目8电子课件（工信版）项目八8031 最小系统电路PCB 的设计 任务描述执行步骤内容小结上机实训项目八 8031最小系统电路PCB的设计 任 务 描 述 如图8-1所示是8031最小系统电路原理图。元件S1需要自制封装。SW-PB封装尺寸如图8-2所示，焊盘直径为1.8mm，孔径为1.2mm。要求绘制原理图，生成印制电路板。利用向导规划PCB板，水平放置，图纸为矩形板，板子尺寸为100mm60mm；四层板，采用贴片元件，放置在顶层；可视网格1和元件网格大小为20mil，可视网格2为100mil，捕获网格为5mil；自动布线。项目八 8031最小系统电路P
2、CB的设计 任 务 描 述 布线规则是：四层板，VCC、GND网络的安全间距为15mil，其余8mil；布线拐角方式为450，拐弯大小为100mil；自动布线拓扑规则设置为Shortest；过孔大小设置为钻孔孔径为12mil，外直径为28mil；印制导线宽度限制设置为VCC网络为30mil，GND网络为50mil，其他走线宽度均为10mil。由8031最小系统电路板图生成电路板信息报表，生成电路板元件报表，PCB图的保存，打印页面的设置和打印层面设置。项目八 8031最小系统电路PCB的设计 任 务 描 述图8-1 8031最小系统电路原理图项目八 8031最小系统电路PCB的设计 任 务 描
3、 述图8-2 SW-PB封装尺寸执行步骤 第1步绘制原理图 第2步设计PCB 文件 第3步元件布局调整 第4步设置布线规则 第5步自动布线 第6步添加覆铜 第7步DRC 校验 项目八 8031最小系统电路 PCB的设计第8步PCB 报表生成第9步PCB 图的打印项目八 8031最小系统电路 PCB的设计执行步骤 1.新建项目文件。新建项目文件“项目八.PrjPCB”,并新建原理图文件，保存为“8031最小系统电路.schdoc”。2.新建PCB元件封装库PCBLib2.PCBLIB，在库中创建按钮开关S1元件封装SW-PB。编译集成库Integrated Library2.IntLib文件，并
4、自动加载到元件库面板上，元件库面板如图8-3所示。第 1 步绘制原理图 项目八 8031最小系统电路 PCB的设计执行步骤 在PCBLib2.PCBLIB库中创建电解电容C3元件封装R5-10.5，其PCB模型如图8-4所示。第 1 步绘制原理图 图8-3 元件库面板图8-4 电容C3 PCB模型项目八 8031最小系统电路 PCB的设计执行步骤 原理图中元件的封装如表8-1所示。第 1 步绘制原理图 表8-1 8031最小系统电路元件的封装元件标识符元件库名称PCB封装名称 封装库U1P80C31SBPNSOT129-1Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib
5、U2SN74AC373NDIP-20 TI Logic Latch.IntLibU3SMJ27C256JDIP-28 TI Memory EPROM.IntLibR1、R2 RES2 AXIAL-0.4Miscellaneous Devices.IntLibC1、C2 CAP RAD-0.1Miscellaneous Devices.IntLibC3Cap Pol3R5-10.5 PCBLib2.PCBLIBBT1 Battery BAT-2Miscellaneous Devices.IntLibY1 XTAL BCY-W2/D3.1Miscellaneous Devices.IntLibS1
6、 SW-PB SW-PBIntegrated_Library2.IntLib项目八 8031最小系统电路 PCB的设计执行步骤 3.进行ERC校验。ERC设置：单击“项目管理项目管理选项”命令，进行产生报告类型的设置。编译：单击“项目管理Compile PCB Project项目八.PRJPCB”命令，编译后打开消息提示框，发现无提示信息，表示编译无错。第 1 步绘制原理图 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 1.新建PCB文件：在项目八.PRJPCB下，利用模板向导新建PCB文件，命名为“8031最小系统电路PCB图.PcbDoc”。各参数设置如图8-5图8-15所示。第 2
7、步设计PCB文件 图8-5 选择PCB BoardWizard命令项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-6 启动PCB向导图8-7 度量单位设置项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-8 选用Custom（用户自定义）模式图8-9 指定PCB板尺寸类型项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-10 选择电路板层 图8-11 选择过孔风格项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-12 选择元件和布线逻辑 图8-13 选择默认导线和过
8、孔尺寸项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-14 电路板向导完成图8-15 通过向导生成的印制电路板项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 2.设置图纸参数：选择“设计PCB板选择项”命令，弹出如图8-16所示对话框单位设置为Imperial（英制）捕获网格中的X、Y均设为5mil可视网格中的网格1设置为20mil，网格2设置为100mil，其余默认单击确认。第 2 步设计PCB文件 图8-16 图纸的设定项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 3.从原理图导入元件：打开原理图选择“设计Update PCB8031最小系统电路PC
9、B图.PcbDOC”命令，弹出如图8-17所示对话框，将原理图的网络表和元件加载到PCB电路板中，在加载过程中消除出现的错误。导入元件封装的PCB图如图8-18所示。第 2 步设计PCB文件 图8-17 工程变化订单执行变化对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 2 步设计PCB文件 图8-18 导入元件封装的PCB图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 1.自动布局：在PCB文件中，选择“工具放置元件自动布线”命令，弹出如图8-19所示对话框选择“分组布局”确认系统自动布局，如图8-20所示。第 3 步元件布局调整 图8-19 自动布局对话框项目八 8031最
10、小系统电路PCB的设计执行步骤 第 3 步元件布局调整 图8-20 自动布局效果图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 2.手工调整：确定元件封装在电路板上的位置，电路板布局如图8-21所示。第 2 步设计PCB文件 图8-21 电路板布局项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 3.设置相应的层：单击“设计层堆栈管理器”命令，系统弹出如图8-22所示对话框选中第一个内层（Internal Plane1(No Net)）并双击弹出如图8-23所示对话框进行内层属性设置。用同样的方法，进行另一内层属性的设置，如图8-24所示。两个内层的属性设置结果如图8-25所示。单击确认，
11、弹出如图8-26所示对话框，单击OK完成设置。内层设置完成的PCB 模型如图8-27所示。第 3 步元件布局调整 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 3 步元件布局调整 图8-22 图层堆栈管理器对话框 图8-23 内层属性编辑对话框1项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 3 步元件布局调整 图8-24内层属性编辑对话框2图8-25 内层设置完成效果图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 3 步元件布局调整 图8-26内层设置完成结果图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 3 步元件布局调整 图8-27 内层设置完成的 PCB模
12、型项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 4.显示相应的层：单击“设计PCB板层次颜色”命令，系统弹出如图8-28所示对话框，并进行相应的设置。第 3 步元件布局调整 图8-28 显示内层项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 1.电气规则设置：单击“设计规则”命令，系统弹出如图8-29所示对话框，安全布线间距设置为默认。第 4 步设置布线规则 图8-29 安全间距设置对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 2.导线宽度设置：单击“设计规则”命令，系统弹出如图8-30所示对话框，设置普通线宽为10mil；如图8-31所示，设置电源线宽为30mil；如图8-3
13、2所示，设置GND线宽为50mil；设置线宽优先级从高到低为“GND网络电源普通线”，如图8-33所示。第 4 步设置布线规则 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 4 步设置布线规则 图8-30 设置普通线宽 图8-31 设置VCC线宽项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 4 步设置布线规则 图8-32 设置GND线宽图8-33 设置布线优先级项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 3.布线拐角规则设置：单击“设计规则”命令，系统弹出如图8-34所示对话框，进行布线拐角方式和拐弯大小的设置。第 4 步设置布线规则 图8-34 设置布线拐角方式和拐弯大
14、小项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 4.过孔形式设置：单击“设计规则”命令，系统弹出如图8-35所示对话框，进行过孔直径的设置。第 4 步设置布线规则 图8-35 设置过孔直径项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 5.布线拓扑规则设置：单击“设计规则”命令，系统弹出如图8-36所示对话框，将自动布线拓扑规则设置为Shortest。第 4 步设置布线规则 图8-36 设置自动布线拓扑规则为Shortest项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 6.多层板的特殊规则设置：Power Plane Connect Style：如图8-37所示,设置过孔或焊盘与电源
15、层连接的方法。Power Plane Clearance：如图8-38所示，设置内电源和地层与穿过它的焊盘或过孔之间的安全距离。Polygon Connect Style：如图8-39所示，设置多边形覆铜与焊盘之间的连接方式。第 4 步设置布线规则 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 4 步设置布线规则 图8-37 Power Plane Connect Style设置图8-38 Power Plane Clearance设置项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 4 步设置布线规则 图8-39 Polygon Connect Style设置项目八 8031最小
16、系统电路PCB的设计执行步骤 选择“自动布线全部对象”命令，系统弹出如图8-40所示对话框单击Route All软件开始自动布线，布好线的PCB板如图8-41所示。第 5 步自动布线 图8-40 Situs布线策略对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 5 步自动布线 图8-41 多层板布线效果图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 选择“放置覆铜”命令，系统弹出如图8-42所示对话框进行如图8-43所示覆铜参数设置，单击确认，给晶振电路添加覆铜好的PCB板如图8-44所示。第 6 步添加覆铜 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 6 步添加覆铜
17、 图8-42 设置覆铜参数对话框图8-43 设置覆铜参数项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 6 步添加覆铜 图8-44 给晶振电路覆铜项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 选择“工具设计规则检查”命令，系统弹出如图8-45所示对话框对电路进行DRC检查。发现错误进行修改，再重新检查，直到没有错误为止。检查生成扩展名为DRC，如图8-46所示。第 7 步DRC校验 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 7 步DRC校验 图8-45 设计规则检查器对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 7 步DRC校验 图8-46 DRC文件内容项
18、目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 1.生成电路板信息报表。打开PCB文件，执行“报告PCB板信息”命令，系统弹出如图8-47图8-49所示信息对话框。“一般”选项卡说明该电路板的大小、电路板中各种图件的数量、钻孔数目等，如图8-47所示；“元件”选项卡显示电路板中元件的信息，如图8-48所示；“网络”选项卡显示电路板中的网络信息，如图8-49所示。第 8 步 PCB报表生成 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 8 步 PCB报表生成 图8-47“一般”选项卡图8-48“元件”选项卡项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 8 步 PCB报表生成 图8
19、-49“网络”选项卡图8-50 选择报表项目对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 在如图8-47所示对话框中，单击“报告”，系统弹出如图8-50所示对话框点击“全选择”点击“报告”，系统自动生成扩展名.REP的电路板信息表。电路板信息报表如下：第 8 步 PCB报表生成 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 2.生成电路板元件报表。打开PCB文件，执行“报告Bill of Materials”命令，系统弹出如图8-52所示信息对话框单击“报告”，系统弹出如图8-53所示信息对话框单击“输出”，系统弹出如图8-54所示信息对话框，系统自动生成扩展名为.xls按一定的
20、路径保存文件，具体内容如图8-55所示。第 8 步 PCB报表生成项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 8 步 PCB报表生成图8-52 元件报表对话框 图8-53 元件清单列表项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 8 步 PCB报表生成图8-54 元件清单列表保存对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 8 步 PCB报表生成图8-55 EXCEL文件形式的元件报表项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 1.页面设定：执行“文件页面设定”命令，系统弹出如图8-56所示对话框，在“尺寸”栏中设置纸张的大小；在其下方选择图纸的方向；在“
21、缩放比例”的刻度模式栏中，最好采用默认项“Fit Document On Page”，自动调整PCB图层比例适合于纸张大小；在“彩色组”框中选择输出模式：单色、彩色和灰色。第 9 步 PCB图的打印 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 9 步 PCB图的打印 图8-56 页面设置对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 2.设置打印层：在如图8-56所示中，单击“高级”命令，系统弹出如图8-57所示对话框，在其中列出了将要打印的层面。插入层：在如图8-57所示中，单击鼠标右键，系统弹出如图8-58所示浮动菜单，执行“插入层”菜单命令，弹出如图8-59所示对话框，
22、在“打印层次类型”下拉列表框中选择要添加的层面。用同样的方法，也可以将某层面从打印层面列表中删除。第 9 步 PCB图的打印 项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 9 步 PCB图的打印 图8-57 PCB打印输出属性对话框图8-58 打印层面对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 9 步 PCB图的打印 图8-59 层属性对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 4.设置打印机：单击“打印”，系统弹出如图8-60所示对话框，可以进一步设置打印参数，设置好后单击“确认”，开始打印。第 9 步 PCB图的打印 图8-60 设置打印参数对话框项目八
23、 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 5.打印预览：打开PCB文件，执行“打印打印预览”命令，系统弹出如图8-61所示对话框，预览PCB板的打印效果，如图8-62和图8-63所示。第 9步 PCB图的打印 图8-61 PCB文件打印预览对话框项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 9步 PCB图的打印 图8-62 8031最小系统的“Top Layer”层PCB图项目八 8031最小系统电路PCB的设计执行步骤 第 9 步 PCB图的打印 图8-63 8031最小系统的“Bottom Layer”层PCB图项目八 8031最小系统电路PCB的设计内容小结 本项目介绍了多层板
24、设计的基本方法。多层电路板非常复杂，绘制时必须仔细、精确的设置，有些知识需要在实际设计中不断地探索与积累。项目八 8031最小系统电路PCB的设计内容小结 PCB电路板的一般设计流程项目八 8031最小系统电路PCB的设计上机实训 如图8-65所示是一张晶闸管控制闪光灯电路，要求：（1）绘制电路图，其中找不到的元件符号要求自制。（2）绘制印制电路板图，其中找不到的封装要求自制。（3）生成文件：项目文件：学生姓名.PrjPCB。原理图文件：晶闸管控制闪光灯电路.SchDoc。PCB文件：晶闸管控制闪光灯电路PCB图.PcbDoc。项目八 8031最小系统电路PCB的设计上机实训 图8-65 晶闸管控制闪光灯电路原理图项目八 8031最小系统电路PCB的设计上机实训 将C：Program FilesAltium2004ExamplesReference DesignsNanoBoard-NB1文 件 夹中的示例项目文件BOC1 06.PrjPcb中的PCB图BOC1 06.PcbDoc生成电路板信息报表和元件报表，并打印输 出 PCB图 BOC1 06.PcbDoc电 路 板 图 的“Top Layer”层线路图和“Top Overlay”层丝印图，如图8-19和图8-20所示。项目八 8031最小系统电路PCB的设计