电路设计与PCB制版技术详细教程

1电路设计与制版技术工程部/Eric2013-12-252§1.0前言常用的EDA软件(ElectronicDesignAutomation)•Multisim、Pspice、Orcad、•Protel、PowerPCB、•Cadence•Maxplus、Quartus（VHDL、VerilogHDL）3§1.0前言原理图的绘制原理图包括：元件标志（Symbol）、导线、电源、输入输出端口原理图输入步骤：1、查找所需原理图库文件并加载；2、绘制所需元件；3、绘制原理图；4、注释原理图；4§1.0前言网络报表的生成网络报表是电路原理图设计和印制板设计之间的桥梁和纽带。网络报表包含原理图中的元件封装信息。此外，由已经设计好的PCB文件中可以提取网络报表。5§1.0前言PCB设计PCB包括：元件封装、导线、电源插座、输入输出端口、安装孔PCB设计步骤：1、设置PCB模板；2、检查网络报表，并导入；3、对所有元件进行布局；4、按照元件的电气连接进行布线；5、敷铜，放置安装孔；6、对整个PCB检错；7、导出PCB文件，准备制作6§1.0前言Protel是ProtelTechnology公司开发的功能强大的电路CAD系列软件，基本上可以分为5个组件：●原理图设计组件●PCB设计组件●自动布线组件●可编程逻辑器件组件●电路仿真组件7Protel文件类型：●.ddb设计数据库文件●.lib元件库文件●.sch原理图文件●.pcb印制电路板文件●.net网络表文件●.pld可编程逻辑器件描述文件●.rep报告文件●.prj项目文件●.bk自动备份文件§1.0前言8电路板设计基本流程：●电路原理图设计●产生网络表●印刷电路板PCB设计●报表输出§1.0前言9原理图设计基本流程：●设置图纸●装载元件库●元件布局●电路布线●元件封装与序号●报表输出●存盘与打印印刷电路板设计基本流程：●规划电路板和环境参数●引入网络表●元件布局和调整●布线规则设置●自动布线和手工调整●报表输出●存盘与打印§1.0前言10课程内容与要求：1.学会画原理图（SCH）2.学会创建SCH零件3.把原理图转换成电路板（PCB）4.对PCB进行布局布线和检查5.学会创建PCB零件库6.理解掌握布局布线规则。7.完成温度测量系统的电路设计与制板§1.0前言11§1.1Protel环境设置新建一个.ddb文件12此项默认即可自定义.ddb文件名修改ddb文件路径§1.1Protel环境设置13设置访问密码最后确定§1.1Protel环境设置14设计组：设定设计小组成员回收站：存放临时性删除文档设计管理器：文件管理编辑和访问权限§1.1Protel环境设置15新建.sch文件§1.1Protel环境设置16新建.sch文件最后确定§1.1Protel环境设置17修改文件名§1.1Protel环境设置18添加/删除零件库设计管理器菜单栏工具栏绘图工具栏状态栏命令栏编辑区帮助按钮元件管理器§1.1Protel环境设置19设置sch操作环境§1.1Protel环境设置20图纸大小设置图纸颜色图纸边框颜色图纸立式还卧式§1.1Protel环境设置21§1.1Protel环境设置22§1.1小结本小结要求：1.熟悉数据库文件的新建，原理图文件的新建、删除、恢复、更名等操作2.熟悉Protel工作界面3.学会原理图工作环境设置23§1.2原理图元件制作内容要求：元件图形的绘制（1）元件子库（.Lib）的建立。（2）元件库编辑器画图工具的使用。（3）分立元件、集成电路（包括带子件IC）图形的绘制。24§1.2原理图元件制作在原理图编辑过程中，由于下列原因之一，可能需要修改已有元件的电气图形符号或创建新元件的电气图形符号：(1)在Protel99元件电气图形符号库文件中找不到所需元件的电气图形符号。(2)元件图形符号不符合要求，例如分立元件电气图形库Miscellaneous.lib中二极管、三极管的电气图形符号与GB4728－85标准不一致。(3)元件电气图形符号库内引脚编号与PCB封装库内元件引脚编号不一致。(4)元件电气图形符号尺寸偏大，如引脚太长，占用图纸面积多，不利于绘制元件数目多的原理图。在Protel99中修改、创建元件电气图形符号非常容易、方便，在元件电气图形符号编辑器SchLib窗口内，通过“画图”工具即可绘制出元件电气图形符号的外形，添加引脚后即可获得元件的电气图形符号。既可以在原有元件库内增加新元件的电气图形符号，也可以创建新元件库。25§1.2原理图元件制作手工绘制元件具体操作步骤：1.新建元件库mysch.lib2.新建元件并命名，增加画图工具3.放置元件外框4.放置引脚并修改属性5.保存文件利用库元件绘制其他元件步骤：1.查找相似库元件进入编辑界面2.复制库元件到新建库文件中3.修改元件形状或引脚4.保存文件26§1.2原理图元件制作原理图元件制作文件27修改文件名§1.2原理图元件制作28修改元件名§1.2原理图元件制作29增加主工具和画图工具注意画图工具没有电气特性§1.2原理图元件制作30常用的库元件绘制快捷键：P/P：画元器件引脚P/L：画直线P/R：画矩形T/E：元器件重命名T/C：创建一个新元器件T/W：创建一个新的子件T/R：删除元器件T/T：删除子件X：水平翻转Y：竖直翻转左键：确定右键：取消Tab：查看属性Space：翻转90度Pageup：放大Pagedown：缩小END：刷新§1.2原理图元件制作31画外框工具§1.2原理图元件制作将第一引脚定位在工作区（0，0）点，放置位置偏移光标定位于（0，0）点32引脚号引脚名称电气特性§1.2原理图元件制作对于连续放置的同一类元器件、网络标号、引脚等，选择放置第一个时，按下Tab键，对其属性进行修改并放置后，连续放置后面的同类部件时，属性同上并会自动为后面的部件标识加133圆头为电气结点带有上划线的引脚名称输入方法：每输入一个字母后，紧随一个\§1.2原理图元件制作电气结点表示芯片的引脚与外导线发生电气连接，故一定要在引脚外端点34修改元件属性元件标号元件描述元件封装用同样的方法创建TLC542芯片§1.2原理图元件制作35§1.2原理图元件制作元件报表元件库报表元件规则检查报表36编辑元器件§1.2原理图元件制作注意元件库37选中元器件，按ctl+c并左击元件§1.2原理图元件制作38新建元件TL431，按ctl+v复制元件，并左击确定§1.2原理图元件制作切换到.lib文件取消选择39§1.2原理图元件制作设置属性按ctl可随意放置选中区域注意Show和Pin选项设置元件属性设置引脚要和交叉点匹配40§1.2原理图元件制作用同样的方法创建数码管41添加/删除零件库§1.2原理图元件制作42添加去掉已添加库确定§1.2原理图元件制作43添加自定义元件库§1.2原理图元件制作44§1.3原理图布局对于元件名信息不全的元器件，建议用通配符*和?快速查找元件不清楚元件在哪个库中，则用元件查询查找元件45§1.2小结本小结要求：1.熟悉原理图库元件编辑器中主要的快捷键2.熟练掌握手工绘制元件具体操作步骤3.熟练掌握利用库元件绘制其他元件步骤4.学会报表生成及规则检查5.学会添加/删除零件库6.注意引脚电气功能与属性设置及定位46§1.3原理图布局放置芯片AT89C52、TLC542、TL431、LM148、6N137数码管DPY、PNP三极管元件、晶振CRYSTAL、电阻RES2、电容CAP、电解电容ELECTROL、接口CON6元件布局原则：功能模块化、元件就近47输入元件的首英文字母可快速查找元件提取元件选择元件库双击元件可提取提取元件按Tab键修改属性后再单击放置§1.3原理图布局不清楚元件在哪个库中，则用元件查询查找元件48零件库名称元件封装元件序号元件型号注意：封装和序号是元件的关键属性，必须设置；并且序号在整个工程中是唯一的，不能重复。确定§1.3原理图布局49§1.3原理图布局信号调理电路元件设置50A/D转换电路元件设置§1.3原理图布局51MCU电路元件设置§1.3原理图布局52数码管显示电路元件设置§1.3原理图布局53§1.3小结本小结要求：1.熟练掌握元件的基本操作：点取、选取、移动、删除、复制、粘贴等。2.学会快速查找元件3.学会修改元件属性4.学会合理整体的进行原理图布局54§1.4原理图绘制导线网络标号电源注意：导线与直线的区别布局与连线是一个反复的过程55常用的原理图编辑器快捷键：P/W：画连线P/B：画总线P/U：画总线分支线P/O：画电源P/N：画网络标号P/J：画电路接点Ctrl+Delete：删除选中电路E/D：删除单一元件或导线§1.4原理图绘制原理图三要素：电源负载电气连接关系56§1.4原理图绘制圆点代表电气连接复原与取消只能在所有改动没有存盘的条件下进行双击右键退出连线左击确定起始点左击确定终点后右击结束57§1.4原理图绘制58§1.4原理图绘制59§1.4原理图绘制接点表电气连接交叉无电气连接网络标号属性设置60§1.4原理图绘制网络标号表电气连接61§1.4原理图绘制网络标号和导线连接异同点：一个网络标号表示一个电气结点，相同的网络标号引脚上就建立了电气连接关系。网络标号作用和导线的作用一样，表示电气连接，导线表达形式更直观但布线繁多易发生短路或连线错误；网络标号可代替两个元件的连线，净化图面。62§1.4原理图绘制Ctrl+x可使元件反向63§1.4原理图绘制电气法测试规则设置窗64总线总线分支§1.5其它原理图绘制技巧－总线65总线是电路中一组具有相关性的信号线，不具有实际的电气连接意义§1.5其它原理图绘制技巧－总线66点击Global进行整体修改双击元件编辑属性{旧文本＝新文本}匹配属性选择§1.5其它原理图绘制技巧－全局编辑67显示sch中所有有效元件§1.5其它原理图绘制技巧68元件自动编号自动编号前应先将原理图中的所有元件编号重置为？§1.5其它原理图绘制技巧69§1.5其它原理图绘制技巧－封装查漏本电路元件封装：电阻R1～R17：0805无极性电容C1～C4：RAD0.1电解电容E1～E3：RB.2/.4三极管：TO-92A单排多针插座：SIP6双列直插元件：DIP40、DIP20、DIP14、DIP4TL431：TO-92A晶振：OSC（自定义）数码管：DPY（自定义）70表格编辑器注意选项§1.5其它原理图绘制技巧－封装查漏71§1.5其它原理图绘制技巧－封装查漏直接修改后按File/Update即可完成对元件属性的修改72生成网络表网络表是sch和pcb的接口§1.5其它原理图绘制技巧－生成网络表73使用同步器生成PCB一般操作是在sch画好部分电路后进行一次PCB更新，这样当sch画好后，PCB也基本完成§1.5其它原理图绘制技巧－同步器74注意选项设置§1.5其它原理图绘制技巧－同步器75§1.4/5小结本小结要求：1.熟练掌握常用的原理图编辑器快捷键2.熟练掌握导线的放置与调整3.学会使用网络标号4.了解其它原理图绘制的技巧5.学会元件封装形式遗漏检查6.掌握网络表的生成和同步器的使用7.了解电气法则测试76§2.0印刷电路板基础1.印刷电路板结构分类单面板、双面板、多层板2.元件封装分类针脚式、贴片式3.常用元件封装针脚式电阻元件类：AXIAL0.4～AXIAL0.7(kmil)针脚式电容元件类：RAD0.2～RAD0.5.(kmil)贴片电阻、电容元件类：0805、0402、1210极性电容元件类：RB.2/.4～RB.5/1.(kmil)可变电阻元件类：VR1～VR二极管：DIODE0.4(小功率)DIODE0.7(大功率)三极管：TO-92A，TO-18，TO-220H单排多针插座：SIP2～SIP2077§2.0印刷电路板基础双列直插元件：DIP4～贴片双列元件类：SOT、SO接插件：DBx，IDCx4.导线与预拉线(飞线)飞线指示导线的实际布置，导线实现飞线的意图。5.工作层面类型SignalLay