Protel99自学教材(必看).pptx

电路板设计步骤 一般而言 设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤 1 电路原理图的设计电路原理图的设计主要是PROTEL099的原理图设计系统 AdvancedSchematic 来绘制一张电路原理图 在这一过程中 要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具 各种编辑功能 来实现我们的目的 即得到一张正确 精美的电路原理图 2 产生网络表网络表是电路原理图设计 SCH 与印制电路板设计 PCB 之间的一座桥梁 它是电路板自动布线的灵魂 网络表可以从电路原理图中获得 也可从印制电路板中提取出来 3 印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的 在这个过程中 我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计 完成高难度的等工作 设计简单电路原理图 彩灯控制电路1 0 一 原理图设计流程原理图的设计可按下面过程来完成 1 设计图纸大小Protel99 Schematic后 首先要构思好零件图 设计好图纸大小 图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的 设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步 2 设置Protel99 Schematic设计环境设置Protel99 Schematic设计环境 包括设置格点大小和类型 光标类型等等 大多数参数也可以使用系统默认值 3 放置零件用户根据电路图的需要 将零件从零件库里取出放置到图纸上 并对放置零件的序号 零件封装进行定义和设定等工作 4 对原理图布线利用Protel99 Schematic提供的各种工具 将图纸上的元件用具有电气意义的导线 符号连接起来 构成一个完整的原理图 5 调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改 使得原理图更加美观 6 报表输出通过Protel99 Schematic提供的各种报表工具生成各种报表 其中最重要的报表是网络表 通过网络表为后续的电路板设计作准备 7 文件保存及打印输出最后的步骤是文件保存及打印输出 原理图的设计流程图如上图1 1所示 二 新建一个设计库1 启动Protel99 出现以下启动界面 如图1 2所示 1 2 启动后出现的窗口如下图1 3所示 1 3 2 选取菜单File New来新建一个设计库 出现如下图1 4对话框 DatabaseFileName处可输入设计库存盘文件名 点击Browse 改变存盘目录 1 4 如果您想用口令保护您的设计文件 可点Password选项卡 再选Yes并输入口令 点击OK按钮后 出现如图1 5主设计窗口 1 5 3 选取File New 打开NewDocument对话框 如图1 6 选取SchematicDocument建立一个新的原理图文档 1 6 4 双击新建的原理图文件图标 既进入原理图编辑模式 如下图所示 设计导航 设计工具栏 设计导航 如果当前设计管理器导航现在处于打开状态 执行菜单View DesignManager命令可以关闭设计导航 反之为打开 设计管理器以树状列表形式显示 用户可以通过设计导航进行很方便地进行设计管理操作 通过设计管理导航 我们可以很清楚地查看当前设计平台上设计数据库的情况 也可以导入其他数据库到当前设计平台中 打开设计管理导航也可以使用鼠标单击工具条上的按钮来实现 常用工具栏的打开 常用工具栏的打开方式为 执行菜单View Toolbars命令 在展出的级连菜单上单击鼠标左键即可 图样的放大与缩小 在绘图的过程中 我们经常要多方位的观察图纸 因此放大和缩小显示状态就成了我们最常用的功能 常用的操作方法如下 1 放大按PageUP键 2 缩小按PageDown键 3 归中按Home键 将原来光标的图样位置 移到工作区域中心位置显示 4 更新按End键 将绘图区的图形进行更新 恢复正确的显示状态 5 移动当前位置按Up键可以上移当前查看图样的位置 按Down键可以下移当前查看图样的位置 Left和Right依此类推 三 设计图纸大小 1 选择标准图纸执行菜单中的Ddesign Options命令 系统将弹出DocumentOptions对话框 并在其中选择SheetOptions选项卡进行设置 如图1 7所示 2 如需要自定义图纸大小 必须设置如图1 7所示CustonStyle栏中选中UseCuston复选框 以激活自定义图纸功能 1 7 四 设置Protel99 Schematic设计环境 设置Protel99 Schematic设计环境 包括设置格点大小和类型 光标类型等等 大多数参数也可以使用系统默认值 1 设置网络Protel99se提供了两种不同形状的网络 分别是线状线状网络 Lines 和点状网络 Dots 如图1 8和图1 9所示 1 8 设置网格可以使用菜单Tools Preferences命令来实现 如图1 9所示 1 9 我给你看一个女孩 你看漂亮吧 2 禁止自动放置节点 系统默认情况下 当线路出现交叉时会自动放置节点 根据设计经验 这样容易造成错误 所以建议新手画图时禁止自动放置节点功能 等整张图纸都画完了 最后统一检查 手工放置节点 操作步骤如下 执行菜单命令Tools Preferences 系统弹出Preferences对话框 选择Schematic选项卡 找到Options下面的Auto Junction 把它前面方框里的勾去掉即可 如图1 10所示 1 10 3 设置光标 Protel99se提供了三种不同形状的光标 如下图1 11所示 a 小光标 c 大光标 c 交叉45度光标 1 11 读者可根据自己的习惯 对光标进行设置 方法如下 执行菜单命令Tools Preferences 系统弹出Preferences对话框 选择GraphicalEditing选项卡 然后单击Cursor操作选项框右边的下拉按钮 然后在下拉列表中选择即可 1 12 五 添加元件库在放置元件之前 必须先将该元件所在的元件库载入内存才行 如果一次载入过多的元件库 将会占用较多的系统资源 同时也会降低应用程序的执行效率 所以 通常只载入必要而常用的元件库 其它特殊的元件库当需要时再载入 添加元件库的步骤如下 1 双击设计管理器中的Sheet1 Sch原理图文档图标 打开原理图编辑器 2 点击设计管理器中的BrowseSch选项卡 然后点击Add Remove按钮 屏幕将出现如图1 13所示的 元件库添加 删除 对话框 3 在DesignExplorer99 Library Sch文件夹下选取元件库文件 然后双击鼠标或点击Add按钮 此元件库就会出现在SelectedFiles框中 如图1 13所示 4 然后点击OK按钮 完成该元件库的添加 元件添加删除对话框1 13 六 添加元件由于电路是由元件 含属性 及元件间的连线所组成的 所以现在要将所有可能使用到的元件都放到空白的绘图页上 通常用下面两种方法来选取元件 1 14 1 通过输入元件编号来选取元件做法是通过菜单命令Place Part或直接点击电路绘制工具栏上的按钮 打开如图1 14所示的 PlacePart 对话框 然后在该对话框中输入元件的名称及属性 如图1 14所示 1 LibRef在元件库中所定义的元件名称 不会显示在绘图页中 2 Designator流水序号 3 PartType显示在绘图页中的元件名称 默认值与元件库中名称LibRef一致 4 Footprint包装形式 应输入该元件在PCB库里的名称 放置元件的过程中 按空格键可旋转元件 按下X或Y可在X方向或Y方向镜像 按Tab键可打开编辑元件对话框 按上述方法在电路图上放置八个电阻 如图1 15所示 Protel99se的PlacePart对话框包括以下选项 1 15 2 从元件列表中选取添加元件的另外一种方法是直接从元件列表中选取 该操作必须通过设计库管理器窗口左边的元件库面板来进行 下面示范如何从元件库管理面板中取一个7406元件 如图1 16所示 首先在面板上的Library栏中选取ProteldosschematicTTL lib 然后在ComponentsInLibrary栏中利用滚动条找到7406并选定它 如图1 16所示 接下来单击Place按钮 此时屏幕上会出现一个随鼠标移动的7406符号 按空格键可旋转元件 按下X或Y可在X方向或Y方向镜像 按Tab键可打开编辑元件对话框 将符号移动到适当的位置后单击鼠标左键使其定位即可 1 16 按第二种方法在电路图上放置八个反向驱动器7406如图1 17所示 1 17 3 放置自编元件 有很多专用元器件在元件库中是找不到的 如本电路中的CD4007和各种颜色的发光二极管等 对于这些元器件 我们可以利用Protel提供的元件库编辑器进行编辑 操作过程如下 1 首先在当前设计管理器环境下 执行菜单命令File new 系统将显示 新建文件 对话框 如图1 18所示 2 然后从对话框中选择原理图文件编辑器图标 如图1 18所示 3 接着双击图标或单击OK按钮 系统便在当前设计器中创建了一个新元件库文档 此时 用户可以修改文档名 1 18 4 双击设计管理器中的电路原理元件库文挡图标 就可以进入原理图元件库编辑工作界面 如图1 19所示 IEEE工具栏 绘图工具拦 元件管理器 1 19 5 创建一个元件 现在我们创建新元件CD4017 具体步骤如下 a 使用菜单命令Place Rectangle或单击绘图工具拦中的按钮来绘制一个直角矩形 将编辑状态切换到画直角矩形模式 此时鼠标指针旁边多出一个大十字符号 将大十字指针中心移到坐标轴原点 X 0Y 0 单击鼠标左键 我们把它定为直角矩形的左上角 移动鼠标指针到矩形右下角的适当位置 在单击鼠标左键 这样就结束了这个矩形的绘制过程 如图1 20所示 1 20 b 绘制元件的引脚 执行菜单命令Place Pins或单击绘图工具拦上的图标 可将编辑模式切换到放置引脚模式 此时鼠标指针旁边会多出一个大十字护法及一条短线 接着分别绘制4根引脚 如图1 21所示 放置时按Space键可以使管脚旋转90度 1 21 c 编辑管脚 双击要编辑的管脚进入管脚属性对话框 如图1 22所示 在对话框中对各管脚属性修改成如图1 23所示 1 22 1 23 6 把自编元件放到原理图中 元件创建完成后 用鼠标点击设计管理器中Place按钮 设计窗口切换到原理图编辑状态 同时出现一个随光标浮动的元件符号 如图1 24所示 1 24 4 自建各种颜色的发光二极管 并把它们放到原理图中 放置后的原理图如图1 25所示 1 25 七 放置电源与接地元件 1 26 常用工具拦的打开方法 执行菜单命令View Toolbars 展出折叠菜单如图1 26所示 在WiringTools连线工具栏上单击鼠标左键 原理图设计窗口内便出现WiringTools连线工具栏 如图1 27所示 其他常用工具栏的打开方式同上 1 27 连线工具拦 VCC电源元件与GND接地元件有别于一般的电气元件 它们必须通过菜单Place PowerPort或电路图绘制工具栏上的按钮来调用 这编辑窗口中会有一个随鼠标指针移动的电源符号 按Tab键 即出现如图1 28所示的PowerPort对话框 1 28 在对话框中可以编辑电源属性 在Net栏中修改电源符号的网络名称 在Style栏中修改电源类型 Orientation修改电源符号放置的角度 电源与接地符号在Style下拉列表中有多种类型可供选择 所下图1 29所示 1 29 本电路中所有用到的元件都放置完毕 如下图1 30所示 1 30 八 编辑元件Schematic中所有的元件对象都各自拥有一套相关的属性 某些属性只能在元件库编辑中进行定义 而另一些属性则只能在绘图编辑时定义 在将元件放置到绘图页之前 此时元件符号可随鼠标移动 如果按下 TAB 就可打开如图1 10所示的Part对话框 Attributes 选项卡中的内容较为常用 它包括以下选项 1 LibRef在元件库中定义的元件名称 不会显示在绘图页中 2 Footprint包装形式 应输入该元件在PCB库里的名称 3 Designator流水序号 4 PartType显示在绘图页中的元件名称 默认值与元件库中名称LibRef一致 5 SheetPath成为绘图页元件时 定义下层绘图页的路径 6 Part定义子元件序号 如与门电路的第一个逻辑门为1 第二个为2 等等 7 Selection切换选取状态 8 HiddenPins是否显示元件的隐藏引脚 9 HiddenFields是否显示 PartFields1 8 PartFields9 16 选项卡中的元件数据栏 10 FieldName是否显示元件数据栏名称改变元件的属性 也可以通过菜单命Edit Change 该命令可将编辑状态切换到对象属性编辑模式 此时只需将鼠标指针指向该元件 然后单击鼠标左键 就可打开Part对话框 如图1 31所示 1 31 1 32 在元件的某一属性上双击鼠标左键 则会打开一个针对该属性的对话框 如在显示文字U 是双击 由于这是Designator流水序号属性 所以出现对应的PartDesignator对话框 如图1 32所示 在设定元件属性时 对Part选项应特别注意 它是针对某些复合式封装的元件而设定的 如逻辑门 运算放大器等 例如本实验电路中的7406由6组反向器组成 指定不同的元件 其引脚也随之发生变化 Part选项选择1时 电路图上该元件的序号为U1A 其输入引脚为1 输出引脚为2 Part选项选择2时 电路图上的元件序号为U1B 其输入引脚为3 输出引脚为4 Part选项选择3时 电路图上的元件序号为U1 其输入引脚为5 输出引脚为6 依次类推 如图1 33和图1 34所示 注意事项 在元件属性对话框中有Footprint即元件的封装一栏 我们按如下设置 电阻的封装为AXIAL0 4 发光二极管的封装为LED 7406为DIP 14 4017为DIP 16 1 33 1 34 九 元件布局 现在我们已经放置了所有用到的元件并编好了各元件的属性 如图1 35所示 1 35 下面的工作就是把这些堆积的乱七八糟的元件好好摆放以下 目的是为了走线的方便和电路图的整体美观 1 移动单个元件 在元件上面单击鼠标左键 鼠标变成了大十字状 这就说明已经选中了该器件 然后用鼠标左键拖动元件到适当位置即可 2 同时移动多个元件 用鼠标单击主工具栏上的按钮或直接从空白的地方单击左键并拖动鼠标至另一点 这时画出一虚线框 所有被虚线框包住的元件都被选中了 松开左键 你会看到所有被选中的元件都变成了黄色 在任一被选中的元件上单击左键 等鼠标变成大十字状 拖动到适当位置即可 如图1 36 1 36 3 取消选择 用鼠标左键单击主工具条上的按扭即可 1 37 4 元件的旋转 元件的旋转实际上就是改变元件的放置方向 当用户使用鼠标选中某个元件后 并按住鼠标左键 此时再使用下面的功能键 就可以实现元件的旋转 a Space键让元件做90度旋转 以选择适当的方向 b X键使元件左右对调 以十字光标为轴做水平调整 c Y键使元件上下对调 以十字光标为轴做上下调整 5 元件的删除 当图形中的某个元件不需要或错误时 可以对其进行删除 删除元件可以使用Edit菜单中的两个删除命令 即Cler和Delete命令 两者的区别是启动Clear命令之前需要选取元件 而启用Delete命令之前不需要选取元件 当元件被选取后也可以使用快捷键Delete进行删除 6 元件的排列与对齐 Protel99se提供了一系列排列和对齐功能 可以极大地提高我们的工作效率 这种功能适合于各种图件 元件的排列和对齐可以使用菜单Edit Align中的命令项来是实现 入图1 38所示 1 38 各命令的执行方式及功能如下 a AlignLeft命令将选取的元件 向左边的元件对齐 b AlignRight命令将选取的元件 向右边的元件对齐 c CenterHorizontal命令将选择的元件 向最左边元件和最右边元件的中间位置对齐 d DistributeHorizontally命令将选择的元件 在最左边元件和最右边元件之间等间距放置 e AlignTop命令将选取的元件向最上边的元件对齐 f AlignBottom命令将选取的元件向最下边的元件对齐 g CenterVertically命令将选取的元件 向最上边和最下边元件的中间位置对齐 h DistributeVertically命令将选取的元件 在最上边元件和最下边元件之间等间距放置 综合以上个方法调整后的原理图布局如下图1 39所示 这只是一次大体布局 布线的时候可能还要变动 特别是元件比较多的时候可以先定下一些主要元件 然后多次挪动其他辅助元件就可以了 1 39 十 连接线路所有元件放置完毕后 就可以进行电路图中各对象间的连线 Wiring 连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性 要进行操作 可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place Wire将编辑状态切换到连线模式 此时鼠标指针由空心箭头变为大下字 只需将鼠标指针指向欲拉连线的元件端点 单击鼠标左键 就会出现一条随鼠标指针移动的预拉线 当鼠标指针移动到连线的转弯点时 单击鼠标左键就可定位一次转弯 当拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键 可在任何时候双击鼠标左键 就会终止该次连线 若想将编辑状态切回到待命模式 可单击鼠标右键可按下Esc键 更快捷的连线方法 在待命模式 按鼠标右键 出现如图1 40所示的右键菜单 点击PlaceWire菜单项就可以进行连线 1 40 画总线 在绘制原理图时 我们也经常用总线连接元件 其目的是为了迎合人们绘制电路的图习惯 简化线路的表现方式 总线本身并没有任何实质上的电气意义 点击连线工具拦中的图标 即可启动画总线方式 如下图1 41所示 总线 1 41 画总线出入端口 总线出入端口是单一导线进出总线的端点 也没有任何电气连接意义 只是让你的电路看上去更具有专业水准 点击连线工具栏中的图标 即可启动放总线出入端口模式 如图1 42所示 总线出入端口 1 42 设置网络名称 网络名称具有实际的电气连接意义 具有相同网络名称的导线不管图上是否连接在一起 都被视为同一条导线 所以通过总线连接的各个导线必须标上相应的网络名称 才能达到电气连接的目的 启动放置网络名称可单击连线工具栏中的图标 启动放置网络名称后 将光标移到放置网络名称的导线或总线上 光标上产生一个小圆点 表示光标已经捕捉到该导线 点击鼠标即可正确放置一个网络名称 将光标移到其他需要放置网络名称的地方 继续放置网络名称 点击鼠标右键即可结束放置网络名称状态 如图1 43所示 1 43 十一 放置接点 要放置接点 可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place Junction 这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字 且蹭还有一个小黑点 将鼠标指针指向欲放置接点的位置 单击鼠标左键即可 单击鼠标右键可按Esc键退出放置接点状态 由于前边我们设置了禁止自动放置接点功能 所以在交叉的连线上是不会自动加上接点的 现在我们手工放上该加加的接点 十一 ERC电气规则检查 Protel99se在产生网络表之前 可以利用软件来测试用户设计的电路原理图 执行电气法则的测试工作 以便能够找出人为的疏忽 执行完测试后 能生成错误报告并且在原理图中有错误的地方做好标记 以便用户分析和修改错误 电气规则检查可检查电路图中是否有电气特性不一致的情况 例如 某个输出管脚连到另一个输出管脚就会造成信号冲突 未连接完整的网络标签会造成信号断线 重复的流水序号会使AdvancedSchematic无法分出不同的元件等 以上这些都是不合理的电气冲突现象 ERC会按照用户设置以及问题的严重性分别以错误 Error 或警告 Warning 信息来提请用户注意 下面对我们画的电路原理图进行ERC检查 在原理图设计状态下 执行Tools ERC菜单 系统弹出如图1 44所示窗口 1 44 该对话框主要设置检查规则 具体内容我们在这里不一一讲述 我们使用系统默认值即可 单击OK按钮开始检查 系统将检测结果以文件的形式展现出来 如图1 45所示 1 45 系统会自动在原理图上的错误点上标上标记 如图1 46所示 错误标记 1 46 错误标记 1 47 根据错误提示 我们分析错误原因 由于U1的第14脚是输入引脚 目前没给它接输入信号 而第12脚是输出引脚 我们把它接在了地线上 这些都是功能上的问题 和人为错误没有关系 现在我们先不管它 点击连线工具栏中的图标 给它们放上免检标志 如图1 47所示 在执行一遍ERC检查 结果如图1 48所示 免检标志 1 48 十二 保存文件电路图绘制完成后要保存起来 以供日后调出修改及使用 当打开一个旧的电路图文件并进行修改后 执行菜单File Save可自动按原文件名将其保存 同时覆盖原先的旧文件 在保存文件时如果不希望覆盖原来的文件 可彩换名保存的 具体方法是执行File SaveAs 菜单命令 打开如图1 49所示的SaveAs对话框 在对话框中指定新的存盘文件名就可以了 1 49 我们绘制电路原理图的主要目的就是为了将设计电路转换出一个有效的网络表 以供其他后续处理程序 例如PCB程序或仿真程序 使用 在由绘图页产生网络表时 使用的是逻辑的连通性原则 而非物理的连通性 也就是说 只要是通过网络标签所连接的网络就被视为有效的连接 而并非需要真正的有连线将网络个端点实际地连接在一起 网络表的内容主要为各元件的数据 流水序号 元件类型与包装信息 以及元件间网络连接的数据 创建网络表 产生网络表的步骤 1 执行菜单命令Ddsign CreateNetlist 如图1 50所示 1 50 2 执行完菜单命令后 会出现如图1 51所示对话框 里面有些相关设置 我们暂且不管 用系统默认值即可 1 51 3 单击图1 34对话框中的OK按钮 系统产生并以文件的形式列出网络表 文件名默认与原理图一样 只是它的扩展名如 net 如图1 52所示 1 52 PCB印制电路板设计 1 选取File New 打开NewDocument对话框 如图1 53 选取PCBDocument建立一个新的PCB文档 一 新建PCB文件 1 53 2 双击新建的PCB文件图标 即可进入PCB印制电路板编辑器 如图1 54所示 1 54 3 画面的放大 缩小及相关操作 1 当前窗口画面的放大和缩小1 菜单命令 放大 View ZoomIn 缩小 View ZoomOut 2 键盘上的快捷键 放大 PageUp 缩小 PageDown 3 主工具栏中的按钮 放大 缩小 2 在当前窗口中显示整张图纸1 菜单命令 View FitDocument 2 先后击键盘上的V D键 3 主工具栏中的按钮 3 选择画面的一个矩形区域放大1 菜单命令 View Area 2 先后击键盘上的V A键 3 主工具栏中的按钮 4 仅显示图纸中的印制电路板1 菜单命令 View FitBoard 2 先后击键盘上的V B键 5 恢复上一次显示的画面1 菜单命令 View ZoomLast 2 先后击键盘上的V Z键 若反复执行改命令 画面将在最近两个比例画面之间反复切换 6 以当前的光标为中心显示画面1 菜单命令 View Pan 2 键盘上的快捷键 Home 7 画面的刷新1 菜单命令 View Refresh 2 键盘上的快捷键 End 4 工具栏的使用 与原理图设计系统一样 PCB也提供了各种工具栏 在实际工作过程中我们往往根据需要将这些工具栏打开或关闭 其操作方法与原理图基本相同 只是PCB中只有4个工具栏 包括MainToolbar 主工具栏 PlacementTools 放置工具栏 ComponetPlacement 元件位置调整工具栏 和FindSelections 查找工具栏 如图1 55所示 1 55 1 主工具栏为用户提供缩放 选取对象等命令 如下图1 56所示 2 放置工具栏如图1 57所示 主要提供图形绘制及布线命令 1 56 1 57 二 规划电路板 在绘制电路板之前 用户要对线路板有一个初步的规划 比如说电路板采用多大的物理尺寸 采用几层电路板 是单层板还是双层板 各元件采用何种封装形式及安装位置等 这是一项极其重要的工作 是确定线路板设计的框架 1 设置板层 Protel99的PCB工作窗口提供了多达32层的绘图平面 通常可以完成16层印制电路板自动布线 用手工布线时甚至可达到20层以上 可以在任何层面上绘图 Protel99把32层的绘图平面加上8个其它辅助层 分成几个不同类型的专用工作层面 执行菜单命令Dedign Options 系统将弹出如图1 58所示的DocumentOptions对话框 我们可以在对话框中选择所需要的工作层 1 58 各层面介绍 1 SignalLayers 信号层 Protel99提供了16个信号层 Top 顶层 Bottom 底层 和Mid1 Mid14 14个中间层 信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层 在设计双面板时 一般只使用Top 顶层 和Bottom 底层 两层 当印制电路板层数超过4层时 就需要使用Mid 中间布线层 2 InternalPlanes 内部电源 接地层 Protel99提供了Plane1 Plane4 4个内部电源 接地层 内部电源 接地层主要用于4层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层 双面板不需要使用 3 MechanicalLayers 机械层 机械层一般用来绘制印制电路板的边框 边界 通常只需使用一个机械层 有Mech1 Mech4 4个机械层 4 DrkllLayers 钻孔位置层 共有2层 DrillDrawing 和 DrillGuide 用于绘制钻孔孔径和孔的定位 5 SolderMask 阻焊层 共有2层 Top 顶层 和Bottom 底层 阻焊层上绘制的时印制电路板上的焊盘和过孔周围的保护区域 6 PasteMask 锡膏防护层 共有2层 Top 顶层 和Bottom 底层 锡膏防护层主要用于有表面贴元器件的印制电路板 这时表帖元器件的安装工艺所需要的 无表帖元器件时不需要使用该层 7 Silkscreen 丝印层 共有2层 Top 顶层 和Bottom 底层 丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明 如元器件的外形轮廓 标号和参数等 8 Other 其它层 共有8层 KeepOut 禁止布线层 MultiLayer 设置多层面 Connect 连接层 DRCError 错误层 2个 VisibleGrid 可视网格层 PadHoles 焊盘孔层 和 ViaHoles 过孔孔层 其中有些层是系统自己使用的 如VisibleGrid 可视网格层 就是为了设计者在绘图时便于定位 而KeepPut 禁止布线层 是在自动布线时使用 手工布线不需要使用 目前人们常用的是单面板和双面板 现在就以双面板为例进行介绍 按图1 所示选择工作层面 设置参数 单击图1 58中Options选项卡 可进行格点设置 电气栅格设置 计量单位设置等 如图1 59所示 1 59 设置板框 电路板的板框就是它的物理尺寸 同时也是它的电气边界 即PCB板的布局将在这个电气轮廓中进行 电路板规划并定义电气边界的方法有两个 一个是利用系统提供的板框向导来做 一个是人工手动设置 我们以第二种方法为例来讲解 1 用户用鼠标单击编辑区下方的标签Keepout Track 如图1 60所示 即可将当前的工作层设置为禁止布线层 1 60 2 执行菜单命令Place Track 或用鼠标单击PlacementTools工具栏中的按钮 3 执行完该命令后 光标会变成十字 将光标移动到适当位置单击鼠标左键 即可确定第一条板边的起点 然后拖动鼠标 将光标移动到适当位置 单击鼠标单击鼠标左键 即可确定第一条板边的终点 用户在命令状态下 按Tab键 可进入Tack属性对话框 如图1 61所示 此时可以设置板边的宽度和层面 4 用同样的方法绘制其他三条板边 并对各边进行精确编辑 使之首位相连 我们绘制一个70mm 35mm的电路板边框如图1 62所示 5 单击鼠标右键 退出该命令状态 1 61 1 62 三 设置PCB电路参数 设置系统参数是电路板设计过程中非常重要的一步 系统参数包括光标显示 板层颜色 系统默认设置 PCB设置等 许多参数是符合用户的个人习惯的 因此一旦设定 将成为用户个性化的设计环境 执行菜单命令Tools Preferenc 系统弹出如图1 63所示的Preference设置对话框 它共有六个选项卡即Options选项卡 DisplayColors选项卡 Show Hide选项卡 Defaults选项卡 Signal选项卡 Integrity选项卡 各选项卡的具体内容 用户可在以后运用中 慢慢熟悉 大部分设置我们都可使用默认值 1 63 Colors选项卡的设置 该选项卡用于设置板层的颜色 如图1 64所示 1 64 设置板层颜色时 电击板层右边的颜色模块即可打开如图1 65所示的 颜色选择 对话框 板层颜色设置对话框中有一个Default按钮 点击该按钮 板层颜色被恢复成系统默认的颜色 另外 点击Classic按钮 系统会将板层颜色指定为传统的设置颜色 即Dos中采用的黑底色设计界面 1 65 四 装入元件库 根据设计的需要 装入设计印制电路板所需要使用的几个元件库 其基本步骤如下 执行菜单命令Design Add RemoveLibrary 如图1 66所示 1 66 执行该命令后 系统会弹出 添加删除元件库 对话框 如图1 67所示 在该对话框中 找出原理图中的所有元件所对应的元件封装库 选中这些库 用鼠标单击按钮Add 即可添加这些元件库 在制作 时比较常用的元件封装库有Advpcb ddb DctoDc ddb GeneralIC pcb等 用户还可选择一些自己设计所需的元件库 添加完所有需要的元件封装库 然后单击OK按钮 完成操作 程序即可进入将所选定的元件库装入 1 67 五 网络表与元件的装入 网络表是电路板自动步线的灵魂 也是电路原理图设计系统与引制电路板设计系统的接口 因此 这一步也是非常重要的环节 只有将网络表装入之后 才可能完成对电路板的自动布线 网络表与元件的装入过程实际上是将原理图设计的数据装入印制电路板PCB的过程 网络表与元件的装入步骤如下 1 首先执行菜单命令Design LoadNets 2 执行完该命令后 系统会弹出如图1 68所示的 装入网络表与元件 对话框 1 68 3 在NetlistFile输入选项框中输入文件名 如果不知道网络表所在位置 可以单击对话框中的Browse按钮 则系统弹出如图1 69所示的 网络表文件选择 对话框 在该对话框中 用户可以选取网络表目标文件 1 69 4 装入网络表文件文件后的结果如图1 68所示 系统提示有24个网络宏错误 原因是我们设置的发光二极管的封装为LED 在我们所加载的元件封装库中找不到此封装形式 下面我们自己新建这个封装形式 操作步骤如下 1 执行菜单命令File New 系统弹出新建文件对话框如图1 所示 2 选择PCBLibraryDocument图标 单击OK按钮 即可建立元件封装编辑文档 此时用户可以修改文档名 3 此时双击设计管理器中的元件封装文档图标 就可以进入元件封装编辑界面 如图1 70所示 1 70 4 单击PCBLibPlacementTools工具栏中按钮 放置两个焊点 编号分别为1和2 间距为100mil或2 54mm 测量尺寸可借助工具栏里的按钮 如图1 71所示 1 71 5 用鼠标单击层棉切换选项卡中的ToopOver 如图1 72所示 然后分别选择工具栏中的按钮 和按钮 绘制如图1 73所示符号 1 73 1 72 6 执行菜单命令Tools RenameComent命令 弹出如图1 74所示对话框 输入LED单击OK按钮即可实现元件重新命名 7 执行菜单命令File Save或单击工具栏中的图标 保存文件 1 74 5 再次装入网络表 操作步骤与前相同 我们看到如图1 75所示结果 1 75 6 最后单击Execute按钮 即可实现装入网络表与元件 结果如图1 76所示 1 76 六 元件的布局 Protel提供了两种布局方式 分别是自动布局和手动布局 用户可以根据自己的爱好和线路的复杂程度灵活选择 人们常用的方式是先执行自动布局操作 然后再对不满意的地方或特殊元件进行手动调整 争取达到设计美观 使用方便 抗干扰性强等目的 由于我们电路中的元件比较少 所以采用手动方式为大家介绍 PCB中元件选取 移动 旋转 排列 排齐等操作与原理图中操作基本相同 我们就不用多讲 综合运用以上个功能 推荐按照图1 77所示进行布局 1 77 七 自动布线 在印制电路板布局结束后 便进入电路板的布线过程 一般来说 用户先是对电路板布线提出某些要求 然后按照这些要求来预制布线设计规则 预制布线设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率 设置完布线规则后 程序将依据这些规则进行自动布线 因此 自动布线之前 首先要进行参数设置 1 自动布线参数设置 1 首先执行菜单命令Design Rules 系统将会弹出1 78所示对话框 在此对话框中可以设置布线参数 2 使用鼠标左键单击图1 78中的Routing选项卡 即可进入布线参数的设定 1 78 3 如图1 所示 布线规则一般都集中在规则类 RuleClasses 中 在该选项卡中可以设置 走线间距约束 布线拐角模式 布线工作层面 布线优先级 布线的拓扑结构 过孔的类型 走线宽度等 大部分参数设置我们都可以使用系统默认值 用户应该根据自己线路情况进行设置 我们有两处需要修改 a 设置工作层面 RoutingLayers 对于双面板而言 一般将顶层布线设置为沿垂直方向 将底层布线设置为沿水平方向 使用鼠标双击RoutingLayers选项 系统将会弹出如图1 所示的 布线工作层面 对话框 该对话框主要设置两部分内容 定义范围 Rulescope 该操作项用于规定本规则的使用范围 在此可以设置为WholeBoard 定义属性 Ruleattributes 在Toplayer层右边的下拉框中选择Vertical 垂直 如图1 79所示 1 79 2 设置走线宽度 WidthConstraint 根据电路抗干扰性和实际电路电流的大小 应将电源和地线或某些特殊线加宽 在图1 79中找到WidthConstraint用鼠标双击 进入走线宽度对话框 如图1 80所示 1 80 选择VCC节点设置如下图1 81所示 同样的方法设置好GND节点 1 81 如果需要修改走线宽度的节点比较多 我们把它们归成一类进行集中管理 执行菜单命令Design Classes 系统弹出如图1 82所示对话框 1 82 选择Net选项卡 单击Add按钮 打开NewNetClass对话框 如图1 83所示 1 83 选择要归为一类的网络名称 双击鼠标左键 或单击按钮 即可把该节点放入类中 如果想取消该节点的归类 在类中双击该节点名称或单击按钮 如果单击按钮 则把所有节点都归到一类中 按以上方法把D0到D7归为一类 然后在Name文本框中输入D0 单击OK按钮 如图1 84所示 1 84 在图1 所示对话框中 选择NetClass选项 然后在下面的下拉列表中选择DO 在右边的文本框中输入线的宽度 如图1 85所示 1 85 2 自动布线 布线参数设置好后 就可以利用Protel99se提供的具有世界一流技术的无网格布线器 进行自动布线了 执行自动布线的方法主要有全局布线 对选定网络进行布线 对两连接点进行布线 指定某个元件布线 指定区域进行布线等多种 我们这里用全局布线 1 执行菜单命令AutoRoute All 系统弹出如图1 86所示的自动布线设置对话框 2 单击Routeall按钮 程序就开始对电路板进行自动布线 完成布线结果如图1 87所示 最后系统弹出一个 布线消息 对话框 用户可以了解到布线的情况 如图1 88所示 1 86 1 87 1 88 八 手工调整布线 Protel99se的自动布线功能虽然非常强大 但是自动布线时多少也会存在一些另人不满意的地方 而一个设计美观的印制电路板往往都在自动布线的基础上进行多次修改 才能将其设计的尽善尽美 下面讲如何进行手工调整 在Tool Un Route菜单下提供了几个常用手工调整布线的命令 这些命令可以进行不同方式的布线调整 ALL拆除所有布线 进行手工调整 Net拆除所选布线网络 进行手动调整 Component拆除与所选的元件相连的线 进行手动调整 Connection拆除所选的一条布线 进行手工调整 下面以Connection命令为例来介绍调整布线的操作步骤 如图1 所示 将U3 2和L1 2之间 U3 4和L2 2之间的连线进行手工调整 待调整的线路 待调整的线路 如图1 89所示 1 89 1 首先用鼠标在层面选择标签上选择工作层面 将工作层面切换到底 BottomLayer 层 2 然后执行菜单命令Tools Un Route Connection 3 执行完该命令后 光标变为十字 移动光标到要拆除的网络上 单击鼠标左键确定 这里选择U3 2和L1 2之间的连接线 此时发现原来的连线会消失 同样的方法拆除U3 4和L2 2的连线 4 执行菜单命令Place InteracticeRouting或用鼠标单击放置工具栏中的图标 手动走线 重新走线后的结果如图1 90所示 1 90 九 覆铜 所谓覆铜就是指为了增强系统的抗干扰性而在电路板的顶层 底层或内部的电源和接地层上设置的大面积的电源或地 覆铜通常有两种方法可以实现 1 放置填充1 首先使用鼠标点击绘图工具栏中的按钮或选择执行Place Fill菜单命令 2 执行该命令后 用户只需确定左上角和右下角的位置即可 3 放置填充后 如果需要进行编辑 使用鼠标双击坐标或放置时按下TAB键 便可打开填充属性对话框 如图1 91所示 1 92 2 放置多边形平面 1 首先使用鼠标点击绘图工具栏中的按钮 或选择执行Place PolygonPlane菜单命令 2 执行此命令后 系统会弹出图1 93所示的 多边形 属性对话框 1 93 3 我们在NetOptions一栏里的下拉列表里面选择GND节点 单击OK按钮 光标变成十字状 将光标移到所需的位置 单击鼠标昨键 确定多边形的起点 然后再移动鼠标到适当位后单击鼠标左键 确定多边形的中间点 4 在终点处单击鼠标右键 程序会自动将终点和起点连在一起 形成一个封闭的多边形平面 如图1 94所示 1 94 十 电气规则检查当一块线路板已经设计好 我们要检查布线是否有错误 Protel99SE提供了很好的检查工具 DRC 自动规则检查 只要运行 Tools 下的 DesignRlueCheck 计算机会自动将检查结果列出来 运行DRC可以通过选择执行Tools DesignRuleCheck命令 系统将弹出如图1 95所示的 设计规则检查对话框 在Report 报告 选项卡上可以设定需要检查的规则选项 然后单击RunDRC按钮 就可以启动DRC运行模式 完成检查后将在设计窗口显示任何可能违反的规则 1 95 当用户想在线后台运行DRC时 用户可以单击1 95所示对话框的On Line选项卡 如图1 96所示 在该选项卡中 用户可以设置在线规则检查项 设置了选项后 可以单击RunDRC按钮 即可进行后台检查 1 96