PCB电路设计步骤

PCB电路设计步骤-.电路原理图的绘制：1. 绘制原理图的电气部件：1）放置元件（part）2）放置电气连接线（wire）执行place/wire命令，或单击绘制工具栏的图标，光标由箭头变为小十字形；单击确定连线的起点；单击连线的第一终止点确定连接终点，也是下一连线的起点。如此操作可绘制一条包含多条线段的连接线；右击退出本次连接操作，执行下一连线的绘制操作；双右击，退出连线绘制操作状态，可执行其他绘制操作；3）放置电气连接点（junction）执行place/junction命令，或者单击绘制工具栏中按钮，光标由箭头变为小 十字形；单击电气交叉点处，放置一个电气连接点；右击退出放置电气连接点状态；4）放置电源/接地端点（power port）执彳亍place/power port命令，或者单击绘制工具栏的按钮，光标处出现一个 浮动电源部件跟随；单击适合位置将电源部件放置在原理图上；双击图纸上的电源部件；5）放置网络标号（net label）执彳亍place/net label命令，或单击绘制工具栏的按钮，光标处出现跟随一个 浮动的网络标号图标；移动光标将网络标号放置在合适位置双击一个网络标号，显示“net label”对话框；在net下拉列表框中输入网络标号的自定义名；单击change按钮，显示“字体”对话框。在其中选择合适的字体，然后点击OK按钮；6）放置总线（bus）执行place/bus命令，或单击绘制工具栏的按钮，进入放置总线状态。绘制总 线的操作与绘制电气连接线基本相同；双击放置的总线，显示“bus”对话框；定义总线的线宽度和颜色，线宽有4种：smallest， small， medium， large， 可在color文本框中输入总线的颜色；设置后单击OK按钮；7）放置总线分支（bus entry）执行place/ bus entry命令，或单击绘制工具栏的按钮，在光标处跟随一个浮动的总线分支图标；单击总线与电气连接线入口处，单击即可在原理图上放置一个总线分支；双击总线分支，显示“bus entry”对话框；设置有关总线属性后单击OK按钮；8）放置端口（port）执彳亍place/port命令，或单击绘制工具栏的按钮，光标处跟随一个浮动的端 口图标；单击需要放置I/O引出端口处，放置一个I/O引出端口。端口名及属性为默认，即名为port， I/O类型为未定义型；双击端口，显示“port”对话框；设置端口名，类型，I/O特性，文字对齐方式和颜色等属性；单击OK按钮，在原理图上得到设定属性的端口；9）放置电路模块（sheet symbol ）执彳亍place/sheet symbol命令，在光标处跟随一个浮动的电路模块移动光标；单击确定电路模块的左上角位置，光标跳至电路模块的右下角；移动光标改变模块的大小；单击结束放置；双击电路模块图，显示“sheet symbol”对话框；设置电路模块的大小，坐标，边框颜色，填充颜色，模块名和关联的原理图文 件名等；单击OK按钮；10）放置模块端 口（sheet entry）执行place/add sheet entry命令，光标处跟随一个浮动的电路模块端口；单击合适位置放置一个电路模块端口；双击放置的电路模块端口，显示“add sheet entry”对话框；修改模块端口的名称和I/O特性等属性，属性必须与模块对应原理图相应的端口属性项一致；否则在规则检查和生成spice netlist时，可能出现错误；单击OK按钮；2. 放置原理图图形部件：1）绘制直线段执行place/drawing tools/line命令，光标由箭头变为小十字形;单击确定直线段的顶点，右击完成本次各条直线段的绘制，进入下一条直线段 的绘制。双右击，退出直线段的绘制状态；双击原理图上的直线段；显示“line”对话框；设置直线段的线宽，线型及直线的颜色等；单击OK按钮；2）绘制多边形执行place/drawing tools/polygons命令，光标由箭头变为小十字形； 单击确定多边形的第一个顶点，移动光标依次确定多边形的各顶点； 右击完成这个多边形，开始绘制下一个多边形；双右击结束绘制多边形；双机原理图上多边形，显示“polygon”对话框；设置多边形的边框线宽，边框颜色，和填充色等；点击OK按钮；3）绘制圆弧执行place/drawing tools/arcs命令，光标由箭头变为小十字形；单击适合位置确定圆弧中心，依次单击合适位置分别确定圆弧的X轴半径，Y 轴半径，圆弧起点和终点；双击圆弧，显示“pie chart”对话框；设置圆弧的圆心，X和Y轴的半径，起始和终止角，线宽及颜色等； 单击OK按钮；4）绘制曲线执行place/drawing tools/bezier命令，光标由箭头变为小十字形；单击分别确定曲线的第1-4控制点；右击终止绘制曲线；双击曲线，显示“bezier”对话框；修改曲线属性；单击OK按钮；5）放置说明文字标注和文本框执行place/drawing tools/text命令，光标处将跟随一个浮动的text框。单 击将text标注放置在合适的位置；执行place/drawing tools/text frame命令，光标变为十字形。单击合适位 置，单击确定文本框的左上角。移动光标，再次单击确定右下角，即文本框的大小；双击文字标注体或文本框体，分别显示“annotation”对话框和“text frame” 对话框；在“annotation”对话框的text文本框中输入文字标注的内容，在 orientation下拉列表框中选择标注的放置方向，单击change按钮后可选择标注的字体；在“text frame”对话框的text文本框中输入文本，单击change按钮，打 开edit窗口；输入所要标注的文本字段，然后点击OK按钮，在原理图的文本框中显示输入的文本；6）绘制矩形实心矩形，通过执行place drawing tools/rectangle命令完成；圆角矩形，通过执行place drawing tools/round rectangle命令完成；7）绘制椭圆和饼图在原理图上绘制椭圆和饼图的操作方法与圆弧类似；8）粘贴图片粘贴图片的操作给出一个指向该图片的指针。9）阵列粘贴阵列即指图案相互间的距离相同的实体组成或元件组，这些实体可以是具体 电气特性的实体或原理图上的图形符号，具体的操作过程将在后面的部分中详细叙述。3. 修改和保存原理图：1）修改原理图布局选择与取消；删除和剪切；拷贝；粘贴；移动；排列元件；光标跳转；2）保存原理图编辑过程中的自动保存；保存到项目数据库；保存到外部文件；二. 编辑原理图元件的库文件：1. 新建原理图库元件1）启动原理图元件库文件编辑器启动protel 99se，新建一个原理图项目文件；执彳亍file/new命令，显示“new document”对话框；选择schematic library document图标后单击OK按钮，在项目文件数据库中建立一个新的原理图库文件；单击OK按钮，进入原理图元件库文件编辑器界面；2）元件库编辑环境主菜单和主工具栏；项目管理器；3）打开一个已经存在的原件库文件后编辑2. 添加新元件1）元件符号的分类原理图的元件符号大致可分为两类：分立元件和集成元件。2）在库中添加新元件执彳亍 tools/new componenet 命令，显示 “new component nane” 对话框;3）绘制集成电路元件绘制元件体执彳亍place/rectangle命令，在工作区中绘制元件的主体图；放置元件管脚执彳亍place/pins命令，在光标处将跟随一个浮动的管脚，移动光标，在合 适的位置单击即可在元件体上放置管脚；调整元件符号大小和管脚位置开始确定的元件体的大小，在放置管脚之后可能大小不适，这时可双击元 件体的右下脚边框，然后拖动元件体边框的右下脚改变元件体大小。对于 放置位置不合适的管脚，可拖动管脚到合适的位置；设置元件的标注信息为设置有关元件标注信息，执行tools/description命令，显示“component text fields ”对话框；4）设计分立电路元件绘制元件体分立元件的元件体为不规则图形，可以利用编辑器的绘图工具绘制元件 体，然后再合适的位置上添加管脚。放置三个管脚放置方式和绘制集成电路一致设置各部分属性为设置元件体的属性，双击需要设置的元件体部分；5）绘制具有多个功能电路的元件3. 编辑与修改元件库1）编辑库文件添加元件对于磁盘中已经存在的库文件，有时需要在其中添加个别新的元件或者添 加某种元件的特殊符号形式。删除库中元件如果需要简化某个文件，或已有的某个新的元件符号，而需要删除旧的元 件符号，则在项目管理器的元件下拉列表框中选择准备准备删除的元件，然后执行 tools/remove component 命令。重命名元件；拷贝元件；移动元件；浏览库文件；2）编辑库元件编辑和修改库中的元件；编辑原理图中的元件；4. 设置编辑环境1 ）设置文档属性Style下拉列表框；Size下拉列表框；Orientation下拉列表框；Show boeder和show hidden pins两个复选框分别设置在图纸上显示边框 和显示隐含引脚；2）设置参考优选项Schematic 选项卡；Graphical editing 选项卡；Default primitives 选项卡；3）设置显示属性5. 元件库文件报表1）元件报表文2）元件库报表3）元件检查表Component name复选框：检查元件库中的元件是否有重名；Pins复选框：检查元件的引脚是否有重名；Descripting复选框：检查是否有元件遗漏了元件的描述；Pin name复选框：检查是否有遗漏名称的元件引脚；Footpringt复选框：检查是否有元件遗漏了封装描述；Pin number复选框：检查是否有元件遗漏了引脚；Default designator复选框：检查是否元件遗漏了默认的流水线号；三. 绘制PCB图1. PCB的结构1）单面板单面板是一种仅有带敷铜的电路板，用户仅可在敷铜的一面布线。2）双面板双面板包括顶层和底层，顶层一般为元件面，底层一般为焊接层面。双面 板的两面都有敷铜，均可布线，所以是制作电路板比较理想的选择。3）多层板多层板是包含多个工作层的电路板，除了上面顶层和底层以外，还包括中 间层，内部电源层或接地层。2. PCB的基本元素1）元件封装2）铜膜导线铜膜导线也称铜膜走线，简称导线。导线用于连接各个焊点，是印刷电路 板最重要的部分。印刷电路板设计均围绕如何布置导线进行。3）焊点与导孔焊点的作用是放置焊锡，连接导线和元件引脚。导孔的作用连接不同板层 的导线。3. 设计PCB的流程1）准备原理电路图和网络表2）规划电路板3）设置参数4）装入网络表及元件封装5）布局元件6）自动布线7）手工调整8) 保存及输出文件4. 设置电路板工作层1) 工作层类型及其管理信号层信号层主要用于放置与信号有关的电气元素内层电源/接地层内层电源/接地层主要用于布置电源线及接地线机械层制作PCB板时，默认的信号层为两层，而机械层默认只有一层阻焊层及防锡膏层阻焊层及防锡膏层包括以下4层丝印层丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓和标识元件序号2) 设置工作层执彳亍 design/options 命令，显示 “document potions”对话框在该对话框中，单击layers选项卡，即可进入工作层设置对话框。从对 话框中可发现每一个工作层前都有一个复选框，如果工作层前的复选框中有符号“5”，则 表明工作层被打开，否则该工作层处于关闭状态。3) 设置参数5. 设置PCB电路参数1) options选项卡2) display选项卡3) colors选项卡4) show/hide 选项卡5) defaults 选项卡6) signal integrity 选项卡6. 准备原理图和spice netlist7. 规划电路板8. 加载spice netlist与元件1）加载元件库执行命令 design/add/remove library,显示 “PCB libraries”对话框； 选中原理图所需的元件封装库，单击ADD按钮添加该封装库； 添加所需的元件封装库后单击OK按钮；2）浏览元件库执行命令 design/browse components，显示 “browse libraries”对话框； 在其中查看元件的类别及形状，单击edit按钮编辑选中的元件，单击 place按钮将选中的元件放置到电路板上；3）加载spice netlist与元件在执行命令 design/load nets，显示 “load/forward annotate netlist” 对话框；在netlist file文本框中输入spice netlist文件名。也可单击browse 按钮，打开“select”对话框。在其中可选择spice netlist文件；在其中的下拉列表框中显示当前加载网络的具体情况。如果元件在spice netlist中没有具体设定封装形式，或所设定的封装形式在当前的封装库中不存在时，将在 下拉表框中显示错误信息。这时应打开相应的原理电路图，检查元件封装名正确与否，或添 加相应的元件封装库。确认没有错误信息后，单击execute按钮，加载spice netlist与元件到 电路板上；9. 手工调整元件布局1 ）选择元件移动或旋转元件，为此拖动形成一个矩形框，将要选择的元件包含在其中。 为释放所选择的对象，单击工具栏中的按钮。2）移动元件移动元件的简单操作室拖动选中的元件到适当的位置。3）旋转元件拖动选中需要旋转的元件，然后执行edit/move/rotate selection命令， 显示“rotation angle”对话框。输入旋转角度后单击OK按钮；4）排列元件选择需要调整的元件，然后执行tools/interactive placement/angle中 的相关命令。5）调整元件标注元件标注不合适，虽然不影响电路的正确性，但为电路的安装和调试带来 不便，同时也影响到电路板的美观。为调整元件标注，双击标注字符串，显示“designator”对话框;6）剪贴复制元件简单粘贴拷贝选择性粘贴7）删除元件删除元件可使用edit下拉菜单中的clear和delete命令。11. 自动布线1）设置自动布线参数执行design/rules命令，显示“design rule”对话框设置允许安全距离设置布线拐角模式设置布线工作层设置布线优先级设置布线的拓扑结构设置过孔的样式SMD neck-down constraint 选项SMD到地垫层的距离限制走线拐弯处于磁敏二极管的距离设置width constraint （走线宽度）2）自动布线12. 手工调整布线1）调整布线全局布线执行 auto route/all 命令，显示 “autoroute setup” 对话框布线选定网络执行命令autoroute/nets命令，光标变为十字形，可选择需要布线的网 络。布线两个连接点执行命令auto routing/connection命令，光标变为十字形。布线指定元件执行auto route/component命令，光标变为十字形。单击需要布线的元 件，可以看到系统仅布线与该元件相连的网络布线指定区域执行autoroute/ares命令，光标变为十字形，拖动选择需要布线的区 域，系统将布线该区域其他布线命令Stop终止自动布线过程Reset重新布线Pause暂停自动布线过程Restart重新开始自动布线过程2)加宽电源/接地线A双击需要加宽的电源/接地线或其他线，显示“track”对话框B在width文本框中输入实际需要的宽度值C单击OK按钮3) 调整标注A手动更新流水号双击需要调整的标注，显示相应的对话框。在其中可以修改流水号。 也可根据需要修改标注的内容，字体，大小，位置及放置方向等；B自动更新流水号执彳亍 tools/re-annotate 命令，显示 “positional re-annotate” 对 话框C更新原理图修改PCB的元件流水号后，电路原理图也应该相应改变四. PCB图的后处理1. 生成引脚报表A在电路板上选择需要生成报表的引脚B 执行 reports/selected pins 命令，显示 “selected pins” 对话框C单击OK按钮，系统切换到文本编辑器中，生成引脚报表文件2. 生成电路板信息报表A 执行 reports/board information 命令，显示 “PCB information” 对话框；B单击nets选项卡中的report按钮，选择所有项目，或者单击ALL OFF 按钮，不选择任何项目。如果选中selected objects复选框，则产生选中对象的电路板信 息报表C单击ALL ON按钮D单击report按钮，生成以REP为后缀的报表文件；3. 生成网络状态报表执行reports/netlist status命令，生成以REP为后缀名的网络状态报表4. 生成设计层次报表有关PCB文件层次的报表列出了文件系统的构成。为生成该报表，执行 reports/design hierarchy命令，系统将切换到文本编辑器，在其中显示生成的PCB文件 层次报表的内容。5. 生成NC钻孔报表A. 执行file/new命令，显示“new document”对话框。B双击CAM output configura图标，显示“choose PCB”对话框。在对 话框中，用户可选择需要产生报表的PCB文件；C单击OK按钮，显示output wizard的第1步D单击next按钮，显示output wizard第2步E选择NC drill类型，单击next按钮，显示output wizard的第3步F输入NC drill文件名，在此输入“PCB1-NC”。单击next按钮，显示 output wizard 的第 4 步G可选择单位inches和单位格式。选择后单击next按钮，显示output wizard的第5步H单击finish按钮，结束产生辅助制造管理器文件，系统默认为 CAMManagerl.camI执行tools/generate CAM files命令，产生PCB1,DRR数控钻孔报表 文件6. 添加新的元件封装1）管理元件封装A浏览单击元件封装编辑器中的browse PCBlib选项，进入元件封装浏览管理器B. 添加单击封装管理器中的ADD按钮，显示conponent wazard的第1步单击next按钮，如前所述按照向导创建新元件封装C, 重命名在元件下拉列表框中选一个待重命名的元件封装，然后单击renamed按钮， 显示 “rename component”对话框输入新的元件封装名称，然后单击OKD. 删除选中需要删除的元件封装，然后单击remove7. 创建项目元件封装库五. 学习总结：1、对PCB板的理论有了初步的系统了解。我们了解到了印 制电路板图的设计制作与工艺流程等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的 电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。2、此次实习让我们了解了，企业需要的怎样的人才，是一种会学习的人才。应为对于我们大学生来说刚出校门都是一样的。工作中仅靠自己的专业知识是 不够的，主要是在企业中的学习才是会应用到工作中。所以会学习的人才能够 掌握并更快的适应工作。3、了解企业文化是非常重要的，只有更好的了解了企业的文化和精神才会 更好的从公司的利益出发去考虑问题。4、人际关系也至关重要，当我们从事工作时，肯定会被分到部门的小组里， 可能这便是将会和你合作不只一两个月的伙伴。只有和他们建立良好的关系才 能够让自己的工作更加顺利。所以量好的团队，也会为我们那只企业带来更好 的效益。5、对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，纵观古今，所有发明 创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科 研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自 己解决问题的能力。比如做收音机组装与调试时，好几个焊盘的间距特别小， 稍不留神，就焊在一起了，但是我还是完成了任务。6、工作中一定要认真谨慎，每一道工序都马虎不得，就如是湿模就是最容 易出错的环节，湿模房被称为干净房，小小的灰尘都会导致PCB板的报废。如 果不认真的话，都会导致孔偏等多种错误，那将会带来不小的损失。7、这次实习，使我更深刻地了解到了实践的重要性”，通过实习他们更加体 会到了 “学以致用”这句话的道理，终于体会到“实习前的自大，实习时的迷 惘，实习后的感思”这句话的含义了，有感思就有收获，有感思就有提高。