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电子技术综合设计与实践——课程设计要求篇主讲教师:韩竺秦QQ：13548236E-Mail：hanzq03@163.com电子技术课程设计第5章PCB设计基础知识本章将介绍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。电子技术课程设计1234561234561234564321212122232425262728293031323334353637383940201918171615141312111098765432112129876543214653214132201918171615141312111098765432120191817161514131211109876543212112211212D+D-GNDVSS2VccVSS电子技术课程设计87654321021212121212112345678912345678910111213141512345KAKAKAKAKAKAKAKA2121电子技术课程设计第5章PCB设计基础•5.1PCB的基本常识•5.2PCB设计的基本原则•5.3PCB编辑器的启动电子技术课程设计5.1PCB的基本常识5.1.1印制电路板的结构可以分为：单面板（SignalLayerPCB）双面板（DoubleLayerPCB）和多层板（MultiLayerPCB）电子技术课程设计5.1.2PCB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。1．元件封装的分类（1）针脚式元件封装（2）表贴式（SMT）封装电子技术课程设计5.1.2PCB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）+元件外形尺寸电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装1．电容类封装有极性电容类（RB5-6.5～RB7.6-15）非极性电容类（RAD-0.1～RAD-0.4）电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装2．电阻类封装电阻类（AXIAL-0.3～AXIAL-1.0）可变电阻类（VR1～VR5）电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装3．晶体管类封装晶体三极管（BCY-W3）电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装4．二极管类封装二极管类（DIODE-0.5～DIODE-0.7）电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装5．集成电路封装集成电路DIP-xxx封装、SIL-xxx封装电子技术课程设计5.1.3常用元件的封装6．电位器封装可变电阻类（VR1～VR5）电子技术课程设计21222324252627282930313233343536373839402019181716151413121110987654321电子技术课程设计5.1.4PCB的其他术语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电子技术课程设计5.1.4PCB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）电子技术课程设计5.1.4PCB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电子技术课程设计5.1.4PCB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电子技术课程设计5.1.4PCB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，它是通过在禁止布线层绘制边界来实现的电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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。电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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CPU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。电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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。电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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。电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB设计的一般原则6．地线（1）正确选择单点接地与多点接地。（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。电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB设计的一般原则7．去耦电容配置（1）电源输入端跨接一个6～60μF的电解电容器（2）每个集成芯片的VCC和GND之间跨接一个0.01～0.1μF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0.01μF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电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB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。5．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电子技术课程设计5.2PCB设计的基本原则5.2.1PCB设计的一般原则5．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）按横长方式排列电子技术课程设计5.2.2PCB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50°折线。（5）晶闸管两端并接RC抑制电路。电子技术课程设计5.2.2PCB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。电子技术课程设计5.2.3PCB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：①根据功能划分（功能划分）；②根据电路划分（物理划分）；③根据逻辑系列划分；④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。电子技术课程设计5.2.3PCB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。电子技术课程设计5.3PCB编辑器的启动5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器Pickatask栏内选择【PrintedCircuitBoardDesign】命令在设计界面中，单击PCBDocuments栏最下部的【PCBBoardWizard】命令电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器新电路板生成向导电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器度量单位设置电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器PCB模板的选择电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器PCB模板的选择电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器PCB外形尺寸设定对话框电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器PCB的结构（层数）设置对话框电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器导孔样式设置对话框电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器表贴式元件设置对话框电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器导线和过孔属性设置对话框电子技术课程设计5.3.1利用新电路板生成向导启动PCB编辑器PCB生成向导设置完成对话框电子技术课程设计5.3.2其他方法启动PCB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“PCBFile”，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。电子技术课程设计PCB设计基本操作本章介绍PCB编辑器为用户提供了多种编辑工具和命令，其中最常用的是图件放置、移动、查找和编辑等操作方法，将在以及元器件封装的自制方法。电子技术课程设计第6章PCB设计基本操作•6.1PCB编辑器界面•6.2PCB编辑器工具栏•6.3放置图件方法•6.4图件的选取/取消选择•6.5删除图件•6.6移动图件•6.7跳转查找图件电子技术课程设计6.1PCB编辑器界面命令【File】/【OpenProject】电子技术课程设计6.1PCB编辑器界面（1）主菜单栏：包含系统所有的操作命令，菜单中有下画线字母的为热键（2）标准工具栏：主要用于文件操作（3）工具栏：主要用于PCB的编辑。（4）文件标签：激活的每个文件都会在编辑窗口顶部有相应的标签（5）工作面板标签栏：单击工作面板标签可以激活其相应的工作面板。（6）文件编辑窗口：各类文件显示、编辑的地方。（7）工作层转换标签：单击标签改变PCB设计时的当前工作层面。电子技术课程设计6.2PCB编辑器工具栏命令【View】/【Toolbars】工具栏类型名称前有“√”的表示该工具栏激活PCB编辑器工具栏图标电子技术课程设计6.2PCB编辑器工具栏PCB编辑器工具栏从属性上大致可分为4类：过滤栏（Filter）——分类显示类布线栏（Wiring）——电路图件绘制类辅助栏（Utilities）——图形、标识绘制类导航栏（Nav