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1、第14章 电路板设计,14.1 创建工程 14.2 创建原理图文件14.3 创建PCB文件,14.1 创建工程,在Protel DXP中，一个工程包括所有文件夹的连接和与设计有关的设置。在创建电路板任何文件之前，首先要建工程（PROJECT），然后借该工程文件对设计的各种文档进行统一管理，一个工程文件，例如xxx.PrjPCB，是一个ASCII文本文件，用于列出在工程里有哪些文件以及有关输出的配置，一旦工程被编辑，设计验证、同步和对比就会产生。例如，当工程被编辑后，工程中的原始原理图或PCB的任何改变都会被更新。a)在设计窗口的Pick a Task区中点击Create a new Board
2、 Level Design Project(图14-3)。,下一页,返回,14.1 创建工程,另外，可以在Files面板中的New区点击Blank Project(PCB)。如果这个面板未显示，点击FILE|NEW|PCB Project,默认文件名为PCB_Project1.PrjPCB或点击设计管理面板底部的Files标签。2Projects面板出现。新的工程文件，PCB_Project1.PrjPCB，与“no documents added”文件夹一起列出。3点击FILE SAVE Project，可以把该文件以默认文件名保存在默认的路径下面，也可以通过浏览选择路径，并更改文件名保存，
3、图14-5选择桌面作为文件的路径。文件名改为JTXHD.PrjPCB。然后在该工程下创建原理图文件，原理图元件库文件，PCB元件封装库文件，PCB板文件，这样我们把所有文件统一在一个工程下面管理。,上一页,返回,14.2 创建原理图文件,14.2.1 创建一个新的原理图图纸1在Files面板的New单元选择File|New并点击Schematic Sheet。一个名为Sheet1.SchDoc的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到工程JTXHD.PrjPCB。2原理图默认文件名为Sheet1.SchDoc.点击FILE|SAVE,可以把该文件以默认文件名保存在默认
4、的路径下面，也可以通过浏览选择路径，并更改文件名保存，图14-6选择桌面作为文件的路径。文件名改为jtxhd.SchDoc，并点击Save，在工程JTXHD.PrjPCB下面就可以看到原理图文件jtxhd.SchDoc。,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,3当空白原理图纸打开后，你将注意到工作区发生了变化。主工具栏增加了一组新的按钮，新的工具栏出现，并且菜单栏增加了新的菜单项。现在你就在原理图编辑器中了。你可以自定义工作区的许多模样。例如，你可以重新放置浮动的工具栏。单击并拖动工具栏的标题区，然后移动鼠标重新定位工具栏。改变工具栏，可以将其移动到主窗口区的左边、右边、上边或下边。,上一页
5、,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,4将原理图图纸添加到工程中:如果你想添加到一个工程文件中的原理图图纸已经作为自由文件夹被打开，那么在Projects面板的Free Documents单元schematic document文件夹上右击，并选择Add to Project。现在这个原理图图纸就列表在Projects标签中的紧挨着工程名下的Schematic Sheets文件夹下，并连接到工程文件。5设置原理图选项在你开始绘制电路图之前首先要做的是设置正确的文件夹选项。完成以下步骤：（1）从菜单选择Design|Options，文件夹选项对话框打开。在此我们唯一需要修改的是将图纸大小（s
6、heet size）设置为标准A4格式。在Sheet Options标签，找到Standard Styles栏。点击输入框旁的箭头将看见一个图纸样式的列表。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,（2）使用滚动栏来向上滚动到A4样式并点击选择，点击OK按钮关闭对话框，更新图纸大小。（3）一般的原理图参数设置：从菜单选择Tools|Preferences（热键T，P）打开原理图参数对话框。这个对话框允许你设置全部参数，这些将应用到你将继续工作的所有原理图图纸。点击Default Primitives标签以使其为当前，勾选Permanent。点击OK按钮关闭对话框。在你开始绘制原理图之前
7、，保存这个原理图图纸，因此选择File|Save（热键F，S）。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,14.2.2 绘制原理图我们将使用如图14-7所示的电路介绍原理图绘制。1定位元件和加载元件库点击Desgin|Browse Library,或者点击System|Librares,或者点击工具栏的快捷键，均可打开元件库界面，选中Components项，元件库界面有两个下拉菜单，上面一个是元件库，这个元件库可以是集成元件库，也可以是原理图元件库，两者是由区别的，集成元件库不但包括有原理图元件符合，还有PCB元件的封装，电路仿真所用的元件仿真模型，以及信号完整性方向用到的元件管脚I/
8、O模型。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,下面一个下拉菜单为过滤器。在此输入字符，可以快捷的找的带有该字符的元件。点击Libraries出现Available Liabraries 界面，选择Installed页面，点击Istall出现浏览页面，这时可以选择所需的元件库，图14-8选中Miscellaneous Devices.IntLib，点击打开，Installed页面就出现集成元件库Miscellaneous Devices.IntLib，点击Close,则Libraries界面的元件库下拉框中就出现该元件库，当然我们可以利用Installed页面Install选中多个元
9、件库。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,管理数以千计的原理图符号也包括在Protel DXP中，原理图编辑器提供强大的库搜索功能。尽管我们需要的元件已经在默认的安装库中，但对于知道怎样通过库搜索来找到元件还是很有用的。通过以下步骤的操作来定位并添加图14-7电路所要用到的库。(1)点击Libraries标签显示库工作区面板。(2)在库面板中按下Search按钮，或选择Tools|Find Component。这将打开查找库对话框。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,(3)确认Scope被设置为Libraries on Path，并且Path区含有指向你的库的正确路
10、径。如果你接受安装过程中的默认目录，路径中会显示C:Program FilesAltiumLibrary。确认Include Subdirectories未被选择（未被勾选）。(4)我们想查找所有与CAP有关的，所以在Search Criteria单元的Name文本框内键入CAP。(5)点击Search按钮开始查找。当查找进行时Results标签将显示。如果你输入的规则正确，一个库将被找到并显示在查找库对话框，见图14-9。(6)点击Miscellaneous Devices.IntLib库以选择它。(7)点击Install Library按钮使这个库在你的原理图中可用。(8)关闭Search
11、 Libraries对话框。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,2创建原理图元件库在软件自带的元件库Miscellaneous Devices.IntLib我们可以找到图14-7所示电路中的电容、电阻、按钮、晶振、发光二极管等元件，但是没有任何自带元件库有元件我们需要的LED、74LS164、74LS240、89S51。这种情况很常见，因此有必要绘制元件，下面以LED介绍元件的创建。1)选择file|new|schematic library菜单2)工程下面出现libraries|schematic libraries doccument|schlib1.schlib，点击保存出
12、现对话框，默认名schlib1.schlib，修改为jtxhd.schlib,并保存在与工程，原理图相同的路径下。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,3)选择tools|document options,打开库编辑器工作区对话框，选择栅格尺寸Grids为5mil，其它照图14-10选择。4)点击原理图元件库工具栏中新建元件工具，或点击编辑区下面的SCH Library,打开原理图库编辑器面板然后点击元件列表下面的ADD，出现图14-11 对话框，输入元件名LED,点击ok.5)点击原理图库绘图工具栏中的放置直线工具，按顺时针依次点击左键6次（1、2、3、4、5、6），点击右键结束
13、，画出一个矩形框，然后在矩形框内依次点击左键6次，点击右键结束，又画出一个矩形框，最后在内矩形框点击左键两次，点击右键两次，内矩形框变为8，元件LED外形就出来了，见图14-12。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,6）点击原理图库绘图工具栏中的放置引脚工具，引脚浮置在光标上，按TAB键，修改引脚属性，在display name 输入e,在引脚编号designator输入1即表示该引脚为第1脚，对应LED 的e段，在electric type选中input 表示该引脚为输入脚。通过点击length上下按钮改变引脚的长度，这里设计为20，通过orientation的下拉按钮选择引脚
14、的方向为180，即管脚朝左。点击OK，引脚1就画好了，见图14-13，同理画210脚。元件效果见图14-12，点击保存按钮，一个元件创建成功，把该原件库加载，绘制原理图时就可直接调用该元件，若要绘制PCB板还必须给该元件加封装。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,7）同上，我们可以创建元件74LS240,AT89S51.,74LS164.这样原理图14-7中所有元件都存在元件库Miscellaneous Devices.IntLib和jtxhd.schlib.现在我们可以在原理图中放置所有元件。3放置元件在Libraries界面的元件库下拉框中选中Miscellaneous De
15、vices.IntLib，为了快速选中元件，要很好地利用过滤器下拉框，比如选择电容，我们知道电容符合或电容英文的第一个字母为C，在该框中输入C，在元件框中就会出现各种电容元件，选中Cap,用鼠标左键点击PlaceCap按钮，并移动鼠标把该元件拖到原理图的适当位置，然后再点击左键，该元件就放置在该处，连续点击左键则放置多个Cap,点击右键则停止放置见图14-14。同理要选择电阻可以在过滤器框中输入R,变压器输入T，晶振输入X，二极管输入2，三极管输入NPN或PNP这里就不一一列出。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,一些常用的元件，可以利用工具栏Digital Device的快捷键
16、选中,这些常用元件有电阻、电容,与、或、非，门等。只要用鼠标左键点击相应元件的图标，然后拖到原理图上,其他操作同上所述。4编辑元件1）属性更改在原理图上放置元件之前，可以编辑其属性。在电容浮在光标上时，按下TAB键。这将打开Component Properties（元件属性）对话框。我们现在要设置对话框选项如下图14-15所示。在对话框Properties单元，在Designator栏中键入C1以将其值作为第一个元件序号。Value 改为33pf，也可以把所有元件放置在原理图上后再统一编辑。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,2）选中元件左键点击某元件就选中该元件，在多个元件外拉
17、一个矩形框则选中框内所有元件。选中的元件会变绿效果见图14-16。3）对选中元件的操作当光标浮在被选中元件上面变成十字箭头时，移动鼠标就可移动选中元件。取消选中，只要左键在其他处点击一下即可。左键点中所选元件不动，按空格键、X、Y键分别进行90度翻转，水平翻转，垂直翻转。按DELETE键删除选中元件。对于选中的多个元件可进行排列操作：比如点击工具上对齐，则所有元件与DS1上对齐如图14-17所示。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,4）连接电路所有元件放置好并编辑后，开始连线，连线起着在电路中的各种元件之间建立连接的作用。要在原理图中连线，参照图14-7完成以下步骤：（1）确认原
18、理图图纸有一个好的视图，从菜单选择View|Fit All Objects（热键V，F）。（2）首先用以下方法将电容c1与c2连接起来。从菜单选择Place|Wire（热键P，W）或从Wiring Tools（连线工具）工具栏点击Wire工具进入连线模式。光标将变为十字形状。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,（3）将光标放在c1的一端。一个红色的连接标记（大的星形标记）会出现在光标处。这表示光标在元件的一个电气连接点上。左击或按ENTER固定第一个导线点。移动光标你会看见一根导线从光标处延伸到固定点。将光标移到c2的一端，左击或按ENTER在该点固定导线。在第一个和第二个固定点
19、之间的导线就放好了。（4）完成这部分导线的放置。注意光标仍然为十字形状，表示你准备放置其它导线。要完全退出放置模式恢复箭头光标，你应该再一次右击或按ESC但现在还不能这样做。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,（5）如果连线过多，或者连线过长，原理图画面看起来就比较乱，有一种很好的工具可以代替电气连线，起到电气连接作用，而画面整洁干净，这就是利用连线工具栏的网络标号工具。具有相同网络标号的点，在电气上表示连接在一起。例如电源VCC，许多元件都要连接，如果连线，则线跨度大，连线急剧增多，而采用网络标号，只要在用到VCC的引脚放置VCC标号。同理原理图中AT89S51的RXD与74L
20、S164的A，B端要连线，则必须绕过AT89S51，必然会造成连线交叉现象，引起看图不便（见图14-18），因此对于连线较多、较长的场合建议使用网络标号。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,（6）放置网络标号:首先在要放置网络标号的引脚U3 1脚画一小段导线，点击 原理图编辑器工具栏上网络标号，就会出现图14-18所示Netlable1,并浮在光标上，按TAB键，把名字改为RXD（见图14-19）,点击ok,把标号放置在那小段导线上，同理分别在AT89S51的第10脚，74LS164的第二脚分别放置网络标号RXD，实际上相当于把上述3脚用导线连接起来。然后完成其他引脚的连线。点击
21、保存按钮，保存电气原理图。,上一页,下一页,返回,14.2 创建原理图文件,5检查电气原理图保存好电气原理图后，选择Project|compile document jtxhd.schdoc,编译原理图，如果有错误出现，messages就会弹出来。，也可以选择面板标签system|messages,弹出messages页面见图14-20，了解原理图报告信息。,上一页,返回,14.3 创建PCB文件,原理图绘制好后，我们就可以开始绘制PCB。1制作PCB元件库创建PCB板，首先必须保证所有元件都有封装形式，下面以制作LED封装为例，介绍PCB元件库的制作。（1）选择file|new|PCB li
22、brary菜单（2）工程下面出现libraries|PCB library document|pcblib1.pcblib，点击保存出现对话框，默认名pcblib1.pcblib，修改为jtxhd.pcblib,并保存在与工程，原理图相同的路径下。（3）选择tools|library options,出现Board option,打开编辑器工作区对话框，按图14-21选择参数。,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,（4）利用向导创建元件封装，选择 tools|new component,弹出创建封装向导页面如图14-22。点击NEXT，选择DIP(图14-23)，按图14-23选择元件外形
23、和所用长度单位。点击NEXT.按图14-24 选择焊盘的尺寸，点击NEXT,按图14-25设置引脚的水平间距和垂直间距，修改尺寸的方法：点击要修改的数据键入所需的数据。点击NEXT,同理设定新元件线宽，点击NEXT，按图14-26设定LED引脚数为10，点击NEXT，更改封装名称，点击NEXT,就出现生成的图14-27所示的LED封装，同理可以画出74LS164,74LS240等元件的封装，并把所有的封装元件库加载，加载方法同原理图库加载。保证所有元件封装后即可绘制PCB板。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,2制作PCB板（1）选择file|new|pcb,在工程JTXHD.P
24、RJPCB下面的source document 出现PCB1.PCB（2）选择design|board options,按图14-28设定PCB参数（3）绘制PCB板大小：点击层标签Mechanical 1,鼠标左键点击划线工具,然后按图14-29所示在1点击一下，移动鼠标在2点击一下，然后继续移动鼠标到3、4、1并在各点点击2下。最后右键点击一下结束绘制PCB机械尺寸。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,（4）裁剪PCB板：选择Design|board shape|refine board shape左键选择划线工具,鼠标移动时，分别在1、2、3、4、1左键点击一下可得图14-
25、2924 PCB板机械外形。（5）选择层标签KEEP-OUT LAYER,鼠标左键点击划线工具,在PCB板机械尺寸内按绘制PCB板大小方法，绘制一个与PCB外形相似的矩形框，即电路板的电气边界。所有元器件及导线都必须在电气边界内！否则就会出错！点击工具栏保存按钮，选择与工程相同的路径保存PCB文件，文件名为jtxhd.pcbdoc.（6）选择Project|compile PCB JTXHD.Prjpcb,编译工程，如果出错则弹出MESSAGES页面。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,（7）选择Design|import changes from JTXHD.prjpcb,弹出
26、图14-30 对话框，点击Validate changes按钮，验证电路板的ECO，检查check是否存在红色“x”，如果存在，说明出现问题。点击Execute change 装入网络连接与元件放置，点击CLOSE关闭对话框。（8）选择TOOLS|AUTO PLACEMENT|AUTO PLACER打开图14-31对话框，按图所示选择，点击OK,完成元件自动布局。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,（9）参照原理图元件放置方法，手动布局元件、编辑元件、排列元件（10）选择AUTO TOUTE|ALL,打开Situs routing strategies对话框（见图14-32），默
27、认选择双层板，点击routing rule 设定连线规则，出现图14-33 PCB rule and constraints editor对话框，在此对话框可以设定电源线、地线、一般导线线宽，导线之间的最小距离，导线转角大小，每种导线或元件连线的优先等级等。设定好后点击CLOSE,点击route all出现自动布线结果对话框如图14-34所示。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,（11）选择Tool|teardrop option,弹出图14-35补泪滴对话框，按图选择参数，补泪滴处理的好处是焊盘不容易起皮，而且走线与焊盘不易断开。（12）设计规则检查：选择菜单命令TOOLS|D
28、esign rule check 打开图14-36 Design rule check对话框，点击RUN Design rule check,如果出错，则弹出MESSAGE 对话框，详细报告。（13）电路板覆铜：点击工具栏 工具弹出图14-37 POLYGON PLANE对话框，腹铜层选择BOTTOM LAYER,连接网络NET 选择GND,其他参数按图选择.点击ok,然后在PCB板需要覆铜的地方点击鼠标并移动光标，选择覆铜的区域可以是任意形状。,上一页,下一页,返回,14.3 创建PCB文件,覆铜的作用是提高PCB板的抗干扰能力，增强PCB板的散热能力。覆铜效果见图14-38 覆铜后的PCB
29、板。Bottom layer覆铜后，我们可以按此方法给TOP LAYER 层覆铜。不然给其他层覆铜！，最后保存PCB文件。（14）选择VIEW|BOARD ON 3D弹出图14-39所示PCB 3D效果图（15）选择Reports|BILLS OF MATERIALS,生成PCB 元件报表、清单见图14-40、图14-41，可以点击EXPORT、EXCEL,输出EXCEL 文件。最终生成的PCB板文件可以给制板厂制板，元件清单文件交给本单位的采购部门采购元器件。,上一页,返回,图14-3 创建工程,返回,图14-5 创建PCB工程并保存,返回,图14-7 交通信号灯控制器原理图,返回,图14-
30、8 添加元件库,返回,图14-9 搜索元件,返回,图14-10 元件库编辑器工作区,返回,图14-11 元件库编辑器,返回,图14-12 LED原理图外形绘制,返回,图14-13 引脚属性编辑器,返回,图14-14 元件放置,返回,图14-15 修改元件属性,返回,图14-16 选中多个元件,返回,图14-17 排列操作,返回,图14-18 网络标号,返回,图14-19 网络标号编辑,返回,图14-20 电气原理图报告信息,返回,图14-21 Board option 对话框,返回,图14-22 component Editor 对话框,返回,图14-23选择元件外形和所用长度单位,返回,图1
31、4-24 设定焊盘的尺寸,返回,图14-25设置引脚的水平间距和垂直间距,返回,图14-26 引脚数目设定,返回,图14-27 生成的LED封装,返回,图14-28设定PCB参数,返回,图14-29 确定PCB机械尺寸,返回,图14-30 Engineering change order对话框,返回,图14-31 自动布局对话框,返回,图14-32 Situs routing strategies对话框,返回,图14-33 PCB rule and constraints editor对话框,返回,图14-34自动布线结果对话框,返回,图14-35补泪滴对话框,返回,图14-36 Design rule check对话框,返回,图14-37 POLYGON PLANE对话框,返回,图14-38 覆铜后的PCB板,返回,图14-39 PCB 3D效果图,返回,图14-40元件报表,返回,图14-41 元件清单,返回,
