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1、第7章 制作元件封装,7.1 启动PCB元件封装编辑器7.2 PCB元件封装编辑器概述7.3 创建新的元件封装7.4 PCB元件封装管理7.5 创建项目元件封装库本章小结思考与练习 7,返回主目录,7.1 启动PCB元件封装编辑器,PCB元件封装编辑器的启动步骤如下：（1）启动Protel 99 SE，进入Protel 99 SE主窗口。然后执行菜单命令“FileNew”，就打开如图7.1所示的对话框。（2）在对话框中的“Database File Name”栏中输入设计数据库名，后缀为*.ddb。按下“Browse”按钮，可以选择设计数据库的存盘路径，单击对话框中的“OK”按钮，就建立了新的
2、设计数据库，并进入如图7.2所示的创建设计数据库后的窗口。,图7.1 新建设计数据库对话框,图7.2 创建设计数据库后的窗口,（3）执行菜单命令“FileNew”，打开新建文件对话框，如图7.3所示。图7.3 新建文件对话框,（4）双击PCB Library Document（PCB元件封装编辑器）图标或者选中图标后单击“OK”按钮，就可以建立元件库封装编辑文档，如图7.4所示。（5）元件库文件的初始名称为PCBLIB1.LIB，它处于浮动状态，此时可以修改文档名，输入你所想要的名称，按Enter键即完成修改。（6）直接双击图7.4中的PCB元件库文件图标，就进入如图7.5所示的PCB元件封装
3、编辑器的主窗口。,图7.4 新建元件封装库文件,图7.5 元件封装编辑器主窗口,7.2 PCB元件封装编辑器概述,在设计管理器窗口中按下“Browse PCBLib”按钮，便出现如图7.6所示元件封装编辑器的编辑界面。图7.6 元件封装编辑器界面,从图7.6可以看出，PCB元件封装编辑器界面主要由主菜单、主工具栏、绘图工具栏、编辑区、状态栏与命令行等部分组成。1主菜单 PCB元件封装编辑器的主菜单如图7.7所示，主要是给设计人员提供编辑、绘图命令，以便于创建一个新元件。每个菜单下均有相应的子菜单，某些子菜单下还有多级子菜单。图7.7 主菜单,主菜单中的各菜单命令功能如下：File：用于文件的管
4、理、文件的存储、文件的输出打印等操作；Edit：用于各项编辑功能，如删除、移动等；View：用于画面管理，如画面的放大、缩小和各种工具栏的打开与关闭等；Place：用于绘图命令，如在工作界面上放置一个圆弧、导线、焊盘等；Tools：在设计的过程中提供各种方便的工具；Reports：用于产生报表；Help：用于提供帮助文件；Window：用于已打开窗口的排列方式、切换当前工作窗口等。,2主工具栏 主工具栏如图7.8所示，它提供了各种图标操作方式，可以方便、快捷地执行各项功能，如打印、存盘等。图7.8主工具栏,对主工具栏可进行如下操作：（1）显示主工具栏：执行菜单命令“ViewToolsbarsM
5、ain Toolbar”，主工具栏就被打开，显示在主窗口中。（2）调整主工具栏的位置：将鼠标指针移到主工具栏中的任一按钮上，单击鼠标右键，就会弹出一个如图7.9所示的快捷菜单，执行某个快捷菜单命令，就可将主工具栏放置在主窗口的左边、右边、顶部或底部位置。（3）关闭主工具栏：只要执行快捷菜单命令“Hide”或执行菜单命令“ViewToolsbars Main Toolbar”即可关闭。,图7.9 快捷菜单命令,3绘图工具栏 绘图工具栏（Placement Tools）如图7.10所示，它的作用类似于菜单命令“Place”，用于在工作平面上放置各种图元焊点、线段、圆弧等。如果主窗口中没有显示绘图工
6、具栏，可以执行菜单命令“ViewToolsbars Placement Tools”打开，如果要关闭它，只要再次执行菜单命令“ViewToolsbarsPlacement Tools”即可隐藏。图7.10 绘图工具栏,4元件编辑区 在设计窗口的空白处，有一个类似平面直角坐标系的绘图页，划分为四个象限，通常情况下，在第四象限进行元件封装的编辑工作，因此又称之为编辑区。5状态栏和命令行 状态栏和命令行显示在主窗口的最下方，如图7.11所示。它们用于指示当前系统所处的状态和正在执行的命令，打开或关闭状态栏和命令行，可分别通过执行菜单命令“ViewStatus Bar”和“ViewCommand St
7、atus”来完成。图7.11 状态栏和命令行,6快捷菜单 在编辑区的空白处双击鼠标右键，则屏幕上会弹出如图7.12所示的快捷菜单。利用快捷菜单进行编辑，将使操作变得方便快捷，其效果就相当与使用主菜单进行操作。图7.12 快捷菜单,7元件封装库管理器 元件封装库管理器主要用于对元件封装库进行管理。PCB元件封装编辑器界面的放大、缩小处理可以通过“View”菜单进行，也可以通过选择主工具栏上的放大按钮和缩小按钮来实现画面的放大与缩小。,7.3 创建新的元件封装,创建PCB元件封装图常用两种方法：手工创建和利用向导创建。下面通过一个双列直插式12脚的元件封装为实例，来讲述创建元件封装的具体过程。7.
8、3.1 元件封装参数设置 启动Protel 99 SE并进入PCB元件封装编辑器的编辑界面，见图7.6所示。在创建新的元件封装前，往往需要先设置一些基本参数，如计量单位、过孔的内孔层和鼠标移动的最小间距等。但是创建元件封装不需要设置布局区域，因为系统会自动开辟一个区域供用户使用。,1工作层面参数设置 设置工作层面参数的操作步骤如下：（1）执行“Tools Library Options”命令，系统将弹出工作层面参数设置对话框，如图7.13所示；（2）在Layers标签页，可以设置元件封装的层参数。一般可以选中Pad Holes（焊盘内孔）和Via Holes（过孔）两个复选框，其他则保留默认值
9、；（3）单击Options标签，进入Options标签页，如图7.14所示。在该对话框中可设置Snap（格点）、Electrical Grid（电气栅格）和Measurement（计量单位）等，计量单位有英制和米制两种。（4）设置结束后，单击该对话框中的“OK”按钮，即完成对工作层面参数新的设置。,图7.13 工作层参数设置对话框,图7.14 Options标签页对话框,2系统参数设置 设置系统参数的操作步骤如下：（1）执行菜单命令“ToolsPreferences”，系统将弹出Preferences设置对话框。如图7.15所示。它共有6个标签页，即Options标签页、Display标签页、
10、Colors标签页、Show/Hide标签页、Defaults标签页、Signal Integrity标签页，一般只设定Options标签页的各项参数即可。当设置元件颜色时，通常顶层丝印层(Top OverLayer)颜色为深绿色，Pad Holes颜色设置为白色（White），颜色设置可以通过Colors标签页实现。工作层面参数和系统参数设置完毕后，就可以开始创建新的元件封装了。,图7.15 Preferences设置对话框,7.3.2 手工创建新的元件封装 手工创建元件封装实际上就是利用Protel 99 SE 提供的绘图工具，按照实际的尺寸绘制出该元件封装。下面以创建一个双列直插式12脚
11、的元件封装为例进行讲解。手工创建的一般步骤如下：（1）首先执行“Place Pad”菜单命令，如图7.16所示。也可以单击绘图工具栏中 按钮。（2）执行该命令后，光标变为十字，中间带有一个焊盘。随着光标的移动，焊盘跟着移动，移动到适当的位置后，单击鼠标左键将其定位，在图中完成一个焊盘的放置。（3）在焊盘中心出现焊盘序号，如果是第一次放置的焊盘，其序号为0，这时系统仍然处于放置焊盘的编辑状态，可以继续放置其它十一个焊盘，如图7.17所示。单击鼠标右键或按键盘上的Esc键，即可结束放置焊盘。,图7.16“Place Pad”菜单命令,图7.17 放置的全部焊盘,（4）将光标移动到已绘制好的第一个焊
12、盘上，双击鼠标左键，即会弹出如图7.18所示焊盘属性对话框。在该对话框中，可以对焊盘的有关参数进行设置：X-Size和Y-Size：用来设置焊盘的横、纵向尺寸；Shape：用来选择设置焊盘的外形（有圆形、正四边形和正八边形）；Designator：指示焊盘的序号，可以在栏中进行修改，这里将它改为1，再依次将其他焊盘的序号分别改为212，全部焊盘显示如图7.19所示。Layer：设置元件封装所在的层面，针脚式元件封装层面设置必须是Mulit Layer，STM元件封装层面设置必须为单一表面，如Top Layer或Bottom Layer；X-Location和Y-Location：指示焊盘所在的
13、位置坐标，对它们重新设置可以调整焊盘的位置。,图7.18 焊盘属性对话框,图7.19 序号修改后的全部焊盘,本例焊盘的属性设置如图7.18所示。方形焊盘和圆形焊盘可以在Shape编辑框中选定。其他选项参数取默认值。根据元件引脚之间的实际间距将其设定为垂直距离为100mil，水平距离为300mil，1号焊盘放置于（0，0）点，并相应 放置其他焊盘。将焊盘的直径设置为60mil，焊盘的孔径设置为30mil。按下“OK”按钮即完成这一焊盘属性的设置，若按下“Global”按钮，就打开如图7.20所示的对话框，对所有的焊盘属性进行整体编辑。对所有参数的设置结束后，按下“OK”按钮，就可弹出如图7.21
14、所示的确认对话框，按下“Yes”按钮即完成对所有参数的重新设置，若按下“No”按钮，则不对所有参数重新设置。,图7.20 所有焊盘属性对话框,图7.21 确认对话框,（5）参数设置完成后，接下来就是绘制元件封装的外形轮廓。在 TopOverlay标签上将工作层切换到顶层丝印层，即Top Overlay层，然后执行菜单命令“Place Track”。（6）执行该命令后，鼠标光标变为鼠标指针和一个带小方点的大“十”字形。将鼠标指针移到合适的位置，单击鼠标左 键来确定元件封装外形轮廓线的起点，然后绘制元件的外形轮廓，如图7.22所示。在本例中，左上角坐标为（60，40），右下角坐标为（240，-54
15、0）。上端开口的坐标分别为（120，40）和（180，40）。,图7.22 元件封装外形轮廓,（7）图7.22中的元件封装外形轮廓还缺少顶部的半圆弧，可以执行菜单命令“Place Arc”，或直接单击绘图工具栏上的相应图标在外形轮廓线上绘制半圆弧。本例中，执行菜单命令“Place Arc(Center)”后，将鼠标指针移到合适的位置，单击鼠标左键来确定圆心位置（150，40），移动鼠标指针，即出现一个半径随鼠标指针移动而变化的预画圆，单击鼠标左键来确定圆半径(30mil)，将鼠示指针移到预画圆的左端（起始角为180），单击鼠标左键来确定圆弧的起点，再将鼠标指针移到预画圆的右端（终止角为360）
16、单击鼠标左键来确定圆弧的终点，元件封装顶部的半圆弧就绘制好了。此时元件封装图形如图7.23所示。,图7.23 完整的元件封装图形,（8）绘制完成后，单击设计管理器中的“Rename”按钮，就可弹出如图7.24所示的对话框，在对话框中输入新的名称如JDIP12，按下该对话框中“OK”按钮，即完成对新创元件封装的重命名。（9）输入元件封装的名称后，可以看到元件封装管理器中的元件名称也相应改变了。执行菜单命令“FileSave”，将新建的元件封装保存。图7.24 元件封装重命名对话框,（10）为了标记一个PCB元件用作元件封装，还要设定该元件封装的参考点。往往选择Pin1（即元件的引脚1）为参考点。
17、设置元件封装的参考点可以执行菜单命令“EditSet Reference”，如图7.25所示。其中有Pin1、Center和Location三条命令：Pin1：设置引脚1为元件的参考点；Center：设置元件的几何中心作为元件的参考点；Location：表示由用户选择一个位置作为元件的参考点。本例执行菜单命令“EditSet ReferencePin1”。,图7.25 设定元件封装的参考点,7.3.3 利用向导创建元件封装 下面以新建一个JDIP12的元件封装为实例来介绍利用向导创建元件封装的基本步骤：（1）启动并进入元件封装编辑器；（2）执行“Tools New Component”菜单命令
18、，如图7.26所示；（3）执行该命令后，系统会弹出如图7.27所示的界面。此时进入了元件封装创建向导，接下去可以选择封装形式，并可以定义设计规则。（4）单击“Next”按钮，系统将弹出如图7.28所示选择元件封装样式对话框。,图7.26 执行菜单命令“Tools New Component”,图7.27 元件封装向导界面,图7.28 选择元件封装样式对话框,在该对话框中可以设置元件的外形。Protel 99 SE提供了11种元件的外形供用户选择，其中包括Ball GridArrays(BGA)(球栅阵列封装)、Capacitors（电容封装）、Diodes（二极管封装）、Dual in-lin
19、e Package（DIP双列直插封装）、Edge Connectors（边连接样式）、Leadless Chip Carrier(LCC)（无引线芯片载体封装）、Pin Grid Arrays（PGA）（引脚网格阵列封装）、Quad Packs（QUAD）（四边引出扁平封装PQFP）、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、Resistors（电阻样式）等。根据本例要求，选择DIP封装外形。在对话框中还可以选择元件封装的度量单位，有Metric（mm）（米制）和Imperial(mil)（英制）两种。,（5）单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.29所示的对话框。
20、在该对话框中可以设置焊盘的有关尺寸。将鼠标指针移到需要修改的尺寸上，鼠标指针变为“I”形，按住鼠标左键不放，拖动鼠标指针，该尺寸部分颜色变为蓝色即表示选中该项尺寸，然后输入新的尺寸即可。图7.29 设置焊盘尺寸,（6）单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.30所示的对话框。在该对话框中可以设置引脚的水平间距、垂直间距和尺寸，设置方法同上一步。图7.30 设置引脚的位置和尺寸,（7）单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.31所示的对话框。在该对话框中可以设置元件的轮廓线宽，设置方法同上一步。图7.31 设置元件的轮廓线宽,（8）单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.32所示的对话框，
21、在该对话框中可以设置元件引脚数量，只须在对话框中的指定位置输入元件引脚数或者按“增加”或“减少”钮来确定元件引脚数即可。图7.32 设置元件引脚数量,（9）单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.33所示的设置元件封装名称的对话框。在该对话框中，可以设置元件的名称，在此设置为JDIP12。图7.33 设置元件的名称,（10）此时再单击“Next”按钮，系统将会弹出如图7.34所示的完成对话框。单击按钮“Finish”，即可完成对新元件封装设计规则的定义，同时程序按设计规则自动生成了新元件封装。完成后的元件封装如图7.35所示。图7.34 完成对话框,（11）最后执行菜单命令“FileSave
22、”，将这个新创建的元件封装存盘。使用向导创建元件封装结束后，系统将会自动打开生成的新元件封装。图7.35 创建完成后的元件封装,7.4 PCB元件封装管理,7.4.1 浏览元件封装 创建元件封装时，可以单击Browse PCBLib标签进入元件封装浏览管理器，如图7.33所示。PCB元件封装浏览管理器由元件过滤（Mask）框、元件封装名列表框、元件封装引脚列表框及当前层面框等部分组成。元件过滤（Mask）框用于过滤当前PCB元件封装库中的元件，满足过滤框中的条件的所有元件都将会显示在元件列表框中。当用户在元件封装列表框中选中一个元件封装时，该元件封装的引脚将会显示在元件引脚列表框中，如图7.3
23、6所示。,图7.36 浏览管理器窗口,在该对话框中，按钮的功能是选择元件封装库中的第一个元件封装，鼠标光标自动跳到第一个元件封装名上，按下该按钮与执行菜单命令“ToolsFirst Component”时功能相同。按钮的功能是选择元件封装库中的最后一个元件封装，鼠标光标自动跳到最后一个元件封装名上，按下该铵钮与执行菜单命令“ToolsLast Component”时功能相同。按钮的功能是选择前一个元件封装，鼠标光标自动移到前一个元件封装名上，按下该按钮与执行菜单命“ToolsPrevComponent”时功能相同。按钮的功能是选择下一个元件封装，鼠标光标自动移到下一个元件名封装上，按下该按钮与
24、执行菜单命令“ToolsNextComponent”时功能相同。,7.4.2 添加元件封装 添加新元件封装的操作步骤如下：（1）首先执行“Tools New Component”菜单命令，或单 击图7.36 中的“Add”按钮，系统将弹出如图7.37所示的对话框。（2）若单击“Next”按钮，将会使用向导创建新元件封装。若单击“Cancel”按钮，系统将会生成一个PCBCOMPONENT-1空文件。用户可以在该空文件中创建新元件封装，结束后再对其重新命名并保存起来。,图7.37 元件封装向导界面,7.4.3 删除元件封装 如果想从元件库中删除一个元件封装，可以先选中需要删除的元件封装，然后单击
25、“Remove”按钮，系统将会弹出如图7.38所示的对话框。如果单击对话框中“Yes”按钮，系统将会执行删除操作，删除元件列表框中鼠标光标所指的元件封装；如果单击对话框中“No”按钮，则系统取消对该元件封装的删除操作。图7.38 删除元件封装对话框,7.4.4 放置元件封装 通过元件封装浏览管理器放置元件封装，可以先选中需要放置的元件封装，然后单击“Place”按钮，系统将会切换到当前打开的PCB设计管理器中，用户可以将该元件封装放置在适当的位置。7.4.5 编辑元件封装引脚焊盘 使用元件封装浏览管理器可以编辑封装引脚焊盘的属性，具体操作过程如下：（1）先在元件列表框中某选中元件封装，然后在引
26、脚列表框中选中需要编辑的焊盘。（2）双击选中的对象，或单击“Edit Pad”按钮，系统将弹出如图7.39所示的焊盘属性对话框，在该对话框中可以实现焊盘属性的编辑。若单击图7.36中的“Jump”按钮，系统将所选焊盘放大显示在设计窗口，且亮度增亮，这便于快速定位到某元件封装的某一引脚焊盘。,图7.39 焊盘属性对话框,7.4.6 设置信号层的颜色 在Current Layer栏可以设置或修改元件封装的各层颜色，具体操作步骤如下：（1）在Current layer下拉列表中选取中需要修改或设置颜色的层，如图7.40所示。（2）用鼠标左键双击右边的颜色框，此时系统将会弹出如图7.41所示颜色设置对
27、话框，通过该对话框可以设置元件封装的各层颜色。,图7.40 层面选择框,图7.41 颜色设置对话框,7.5 创建项目元件封装库,下面以创建的闪光控制器.PCB为例，介绍创建项目元件封装库的具体步骤：（1）执行菜单命令“File Open”，打开闪光控制器.PCB所属的设计数据库，装入该项目文件，如图7.42所示。图7.42 选择数据库,（2）然后在该设计数据库项目中打开闪光控制器.PCB文件。（3）执行“DesignMade Library”菜单命令。执行该命令后程序会自动切换到元件封装库编辑器，生成相应的项目文件库数据库.lib，如图7.43所示。,图7.43 生成新的元件封装库,本章小结,
28、1PCB元件封装编辑器组成及功能 启动PCB元件封装编辑器，进入PCB元件封装编辑器主窗口。其界面主要由主菜单、主工具栏、绘图工具栏、编辑区、状态栏与命令行等部分组成。2创建新的元件封装 创建PCB元件封装图常用两种方法：手工创建和利用向导创建。（1）手工创建元件封装 实际上就是利用Protel 99 SE 提供的绘图工具，按照实际的尺寸绘制出该元件封装。,（2）利用向导创建元件封装 Protel 99 SE的元件封装创建向导允许用户预先定义设计规则，在这些设计规则定义结束后，元件封装库编辑器会自动生成相应的新元件封装。3PCB元件封装管理（1）浏览元件封装（2）添加元件封装（3）删除元件封装（4）放置元件封装 4 创建项目元件封装库 就是按照某个项目电路图上的元件而生成的一个元件封装库。项目元件封装库实际上就是把整个项目中所用到的元件整理并存入一个元件库文件中。,思考与练习 7,7.1 试说明怎样进入PCB元件封装编辑器？7.2 创建新的PCB元件封装前，如何设置参数？7.3 试用手工创建法创建一个DIP10的元件封装。7.4 试用向导法创建一个DIP10的元件封装。7.5 如何创建项目元件封装库？,
