国家级精品课程电子CAD课件

第六讲印制电路板——（PCB）设计湖南信息职业技术学院——电子CAD设计课程组国家级精品课程——电子CAD课件学习目标：熟悉PCB的工作环境熟悉PCB设计的具体步骤掌握PCB的设计方法制作新的元件封装库学习PCB的文件输出及打印教学重点：自动布线的设置元件封装的修改PCB手动布局及手动布线方法与技巧教学难点：PCB合理布局及布线技巧国家级精品课程——电子CAD课件教学内容6.1PCB编辑器工作环境及设置6.2手工设计印制电路板6.3自动设计PCB板6.4PCB设计技巧国家级精品课程——电子CAD课件6.1PCB编辑器工作环境及设置启动Protel99SE，选择File/New命令，建立PCB文件，双击该文件图标，进入PCB设计编辑器界面。国家级精品课程——电子CAD课件一、PCB设计编辑器界面工作区板层标签封装视图元件封装元件封装工具栏菜单栏国家级精品课程——电子CAD课件二、放置工具栏按钮1、打开工具栏国家级精品课程——电子CAD课件2、放置工具栏按钮及功能说明国家级精品课程——电子CAD课件三、工作层面的管理1、层堆栈管理器选择Design/LayerStack命令，将弹出右图所示的对话框添加信号层添加内层电源/接地层删除信号层将选定的中间信号层上移将选定的中间信号层下移选定线路板某一层面，单击Properties按钮，设置层面属性顶层或底层添加绝缘层属性设置设置电路板板层的样例供用户选择国家级精品课程——电子CAD课件2、工作层面的管理例如：构造一个四层电路板。选择Design/LayerStackManager命令，在对话框中先点击左边的TopLayer或BottomLayer，再单击AddPlane按钮，添加内层电源/接地层，四层板共要添加两次，结果如图所示，本例是双面板设计，采用默认设置就可以了国家级精品课程——电子CAD课件四、环境参数的设置环境参数的设置包括电路板工作层面的设置和系统参数设置两部分，分别对应菜单Design/Options命令和Tools/Preferences命令。1．工作层面的设置选择Design/Options命令打开Layers和Options选项卡见下图。国家级精品课程——电子CAD课件A.Layers选项卡信号层内层电源接地层机械层阻焊层丝印层其它层打开所有板层关闭所有板层只打开当前正在使用的板层板层标签，显示上图选择的选项国家级精品课程——电子CAD课件B.Options选项卡设置移动格点设置元件X向或Y向的最小移动距离设置是否显示电气捕捉栅格设置电气栅格自动捕捉焊盘的范围设置显示格点的类型，有两种，Lines(线状)，Dots(点状)设置系统度量单位，有Imperial(英制)和Metric(公制)两种度量制国家级精品课程——电子CAD课件2．系统参数的设置PCB系统参数设置包括光标设置、格点设置、板层颜色设置、显示设置、系统默认设置等。选择Tools/Preference命令。对话窗共有6个选项卡：Options选项卡Display选项卡Colors选项卡Show/Hide选项卡Defaults选项卡SignalLntegrty选项卡下面介绍一些常用的设置：国家级精品课程——电子CAD课件A.Options选项卡属性设置国家级精品课程——电子CAD课件B.Display选项卡显示设置国家级精品课程——电子CAD课件C.Colors选项卡颜色设置国家级精品课程——电子CAD课件D.Show/Hide选项卡可见和隐藏设置国家级精品课程——电子CAD课件E.Defaults选项卡国家级精品课程——电子CAD课件F.SignalLntegrty选项卡返回国家级精品课程——电子CAD课件6.2手工设计印制电路板将右图电路手工设计出印制电路板，要求使用双面板。国家级精品课程——电子CAD课件一、设置参数1.设置双面板选择Design/Options命令,Signallayers选项组中的TopLayer复选框和BottomLayer复选框都选中，就是双面板；若只选中一个，就成为单面板。勾选显示板层国家级精品课程——电子CAD课件2.创建机械层一般在Mechanical4层上绘制电路板的物理边界。选择命令Design/MechanicalLayers勾选设置机械4层PCB工作窗口的下方板层标签中会出现Mechanical4标签国家级精品课程——电子CAD课件二、添加元件封装库选择要增加的元件库单击添加单击选定要移除库单击移除国家级精品课程——电子CAD课件三、放置元件封装选定要放置的元件浏览浏览所选元件的封装外型国家级精品课程——电子CAD课件四、PCB元件的制作在设计PCB时，大多数的元件封装都可以从系统PCB库文件里调出，但是现在电子技术发展日新月异，新器件不断出现，所以有时需要制作新元件的封装图。这一节我们学习修改元件封装、利用向导制作元件封装和手工制作元件封装。1、修改元件封装如果我们需要如左图的接口封装，而库里面没有这个封装，但封装库里有IDC10如右图。我们就可以通过用类似的封装进行修改。国家级精品课程——电子CAD课件修改元件封装步骤元件封装国家级精品课程——电子CAD课件修改后的封装重命名保存国家级精品课程——电子CAD课件2、利用向导制作元件封装利用向导制作下图10脚针脚式集成块封装DIP10。国家级精品课程——电子CAD课件向导制作元件封装步骤新建元件封装库国家级精品课程——电子CAD课件国家级精品课程——电子CAD课件选择元件类型修改焊盘属性选择单位制式国家级精品课程——电子CAD课件修改引脚间距修改导线宽度国家级精品课程——电子CAD课件修改引脚数量修改元件封装名称国家级精品课程——电子CAD课件完成封装制作完成后封装开形状国家级精品课程——电子CAD课件3、手工制作元件封装利用手工制作下图5V继电器封装HRS2H-S-DC5V。国家级精品课程——电子CAD课件手工制作元件封装步骤国家级精品课程——电子CAD课件单击topoverlay选择顶层丝印层单击画线工具在工作区绘制元件外形必须与实物相同尺寸单击焊盘工具绘制元件引脚焊盘国家级精品课程——电子CAD课件元件已绘制完成Rename,对封装重命名修改封装名称，后保存即可国家级精品课程——电子CAD课件五、元件属性的编辑元件序号及元件标注等属性可以修改，例如双击元件，将出现其属性对话框，如图所示，把Designator栏中内容修改为DY，把Comment栏中内容修改为空格，然后单击OK按钮就可以了。LockPrims项选中表示元件封装图形不能被分解。Locked项选中表示元件被锁定。元件的序号或标注位置也可以调整，方法是将鼠标移到序号或标注上，按住左键，拖动到位。国家级精品课程——电子CAD课件六、手工布局国家级精品课程——电子CAD课件七、手工布线1.导线属性设置放置导线中按Tab键，在对话框中切换板层和修改线宽、过孔的内外径尺寸等参数。设置导线所在层修改线宽修改过孔外径修改过孔内径最小、最大和参考线宽国家级精品课程——电子CAD课件2.切换导线的转角模式导线转弯有6种走线方式，按Shift+空格键可选择：45°转角模式、平滑圆弧、90°转角模式、90°圆弧转角模式、任意角度转角模式、45°圆弧转角模式，如图4-26所示。另外，用空格键可切换导线转角的方向导线的六种模式切换导线转角的方向国家级精品课程——电子CAD课件3.初步布线国家级精品课程——电子CAD课件4.设置导线的属性在放置导线后，用鼠标双击该导线，弹出导线属性对话框，如图所示。设置的参数说明如下：Width：导线宽度。Layer：导线所在的层。Net：导线所在的网络。Locked：导线位置是否锁定。Selection：导线是否处于选取状态。Start-X：导线起点的X坐标。Start-Y：导线起点的Y坐标。End-X：导线终点的X坐标。End-Y：导线终点的Y坐标。KeepOut:：该复选框选中表示该导线具有电气边界特性。国家级精品课程——电子CAD课件5.放置过孔当电路中某一导线须连接到其它层时，我们可以通过设置过孔来实现导线从该层和其它层之间的连接。单击工具按钮或选择Place/Via命令，光标变成十字形，且随着黑色的过孔标志，将光标移到适当位置，单击鼠标左键，放置一个过孔。国家级精品课程——电子CAD课件6.设置过孔的属性设置过孔大小，双击过孔，出现其属性对话框。将内孔和外环大小修改成所需要的值即可。其实这里不放置过孔，走线没有分支，效果更好。国家级精品课程——电子CAD课件八、放置字符串在接插件相应焊盘附近放置一些字符串，可以说明焊盘功能，其方法为：单击板层标签TopOverlayer，单击放置工具按钮或选择Place/String命令，再按Tab键，出现字符串属性对话框，如右图。在Text栏中输入要显示的字符串（例如），在Height栏中输入其大小(例如40mil)，最后单击OK按钮，移动鼠标到合适的位置，单击左键即可。国家级精品课程——电子CAD课件九、绘制电气、物理边界和安装定位孔国家级精品课程——电子CAD课件十、保存文件1．保存PCB文件选择File/Save或File/SaveAll命令，或者单击按钮，就可保存所设计的PCB文件。2．PCB文件的导出如果要将所设计的PCB图加工出来，一般将它导出，得到单独的PCB文件，这样文件小些，便于传送和保密。在PCB文件是当前文件的情况下，选择File/Export命令，然后输入导出文件的文件名。返回国家级精品课程——电子CAD课件6.3自动设计PCB板本节以双面板设计为实例，讲述PCB板的自动设计。在前面绘制的单片机学习开发系统原理图的基础上设计制作一单片机学习开发系统的PCB。国家级精品课程——电子CAD课件设计思路及步骤1、原理图设计2、建立网络表3、新建PCB设计文档5、工作层面的管理6、环境参数的设置7、规划电路板8、添加元件封装库（自定义元件封装库）9、装入网络表，自动调入元件封装10．自动布局，手工调整11、设置自动布线规则12．自动布线13、手动调整14、布线规则检查(DRC)4、PCB编辑器工作环境及设置15、报表文件输出16、电路板的立体效果图返回国家级精品课程——电子CAD课件1、原理图设计（前阶段已完成）返回国家级精品课程——电子CAD课件2、建立网络表国家级精品课程——电子CAD课件网络表文件内容元件标号元件封装元件参数返回国家级精品课程——电子CAD课件3、新建PCB设计文档国家级精品课程——电子CAD课件3、新建PCB设计文档返回国家级精品课程——电子CAD课件4、PCB编辑器工作环境及设置我们是设计双面版，这里采用默认即可返回国家级精品课程——电子CAD课件5、工作层面的管理I.创建机械层选择命令Design/MechanicalLayers，弹出图示的对话框，选取Mechanical4，并且选取Visible（可见）国家级精品课程——电子CAD课件II.工作层面设置选择Design/Options命令，出现图所示的对话框，打开Layers选项卡，进入电路板工作层面设置。设置显示顶层和底层设置显示机械层设置显示顶层丝印层设置显示禁布线层返回国家级精品课程——电子CAD课件6、环境参数的设置PCB系统参数设置包括光标设置、格点设置、板层颜色设置、显示设置、系统默认设置等。选择Tools/Preference命令，出现右图设置系统参数的对话框。共有6个选项卡返回国家级精品课程——电子CAD课件7、规划电路板进入PCB编辑界面后，首先规划电路板。在板层显示状态栏单击KeepOutLayer标签，将当前板层切换到禁止布线层。选择Place/Keepout/Track命令，或单击放置图件工具栏图标，在禁止布线层上放置导线，划出电路板电气边界，结果如图所示。返回国家级精品课程——电子CAD课件8、添加