《高频电子线路CA》PPT课件.ppt

第11章AllegroPCBEditor电路板设计 11 1AllegroPCBEditor用户界面11 2设计前的准备11 3Board主设计板面的生成11 4元器件的布局11 5拉线11 6敷铜层的设置11 7后处理11 8输出文件生成11 9小结11 10习题 绪论使用CAD软件进行电路板设计的流程分为前处理 中处理和后处理 前处理包括电子设计资料和结构设计资料整理 建立布局零件库 并将其整合 中处理包括读取电子 结构设计资料 摆放零件 拉线 摆放测试点 修线 后处理包括文字面处理 优化 底片处理及报表处理 教学提示 PCBEditor是Allegro的零件摆放和布线软件 也是其制作PCB板的核心部分 该软件有其特点 它可以引用多种格式的前端电路图输入软件产生的信号网络表文件 最终产生用于生产PCB工艺所用的各种文件 它含有规则约束 信号一致等功能 可从DEHDL环境中启动约束管理器 增加 编辑或验证设计规则 操作方便 教学要求 通过本章学习 学生要了解AllegroPCBEditor的基本操作 自己能够完成一些布局工作 以便将来在工作中进一步应用 11 1AllegroPCBEditor用户界面 图11 1AllegroEditor用户界面 用户界面主要由标题栏 菜单 工具栏 主工作区 显示控制条 状态栏 坐标显示条以及全局视窗等部分组成 如图11 1所示中 1 指向的部分为主设计窗口 是主要的工作界面 用户将在这个区域完成所有的设计任务 2 指向的窗口部分为运行参数 显示设置和查询控制面板 见如图11 2所示 包含3个标签 选项 Options 面板 寻找和选取 Find 面板以及层面显示特性 Visibility 面板 a Find控制面板 b Visibility控制面板图11 2Find和Visibility控制面板 Options面板主要显示了执行命令时操作对象的一些属性 执行具体命令后 Options中会显示当前命令有关的相关参数 在Find面板上 用户可以通过一个过滤器来选择可用的操作对象 在层面开关Visibility面板中可以设置叠层的布线Etch 管脚Pin 过孔Via和设计规则检查DRC的板上显示特性 可以快速 直接地打开或关掉与走线相关层面的颜色 其中打勾者表示要显示 Top Bottom两行上给出最外面两层板上各个内容该显示何种颜色 本例只用两层板 使用者可以直接勾选选项 画面会立即响应 Visibility面板中的Views下拉文本框用于快速切换层面 可输入color文件名 也可通过Views下拉文本框快速切换并打开一个已关闭的层面 Views下拉框可分为三部分 a LastView 显示最后一次执行的层面 b File 显示自己保存的color文件 c 使用选项对设置好的底片层面进行显示 3 指向的部分为工具栏 工具栏之上为菜单栏 均用于选择相应功能 PCBEditor有两种工作方式 制版 Layout 和板上零件 Symbol 编辑 对应的菜单栏将不相同 其中对编辑窗口中所绘图像画面进行的缩放功能叙述如下 4 指向的部分为全局窗口 通过它可以看到正在设计的电路板的全貌 按下鼠标左键 在全貌图上框出要在主设计窗口显示的电路板局部 可以在设计窗口内移动此电路板的可视部分 在全局窗口中按下鼠标右键 弹出如图11 3 a 所示的窗口菜单 其中如图11 3 a 所示的4个主要命令的功能为 MoveDisplay 将显示移到全局窗口中定义的部分 ResizeDisplay 改变工作区域的显示尺寸 FindNext 将下一个高亮目标居中显示 FindPrevious 将列表中的前一个高亮目标居中显示 其他的菜单项 Done表示某项工作做完 Oops代表出错了 要恢复上一步 Cancel代表取消本命令的执行 图11 3 a 全局窗口中按下鼠标右键所显示的窗口菜单 b 主设计窗口中单击鼠标右键所显示的窗口菜单 选择了某个功能菜单或按钮后 在主设计窗口中单击鼠标右键 也会弹出如图11 3 b 所示的窗口菜单 其中 TempGroup 开始进行 自由多点选取 一组符号的动作 以便整体操作 Complete 结束 自由多点选取 的动作 5 指向的部分为状态窗口 显示正在执行的命令名称和执行状态 当前鼠标所在坐标位置 指令执行状态以灯的形式给出 绿色表示正常态 红色表示命令正在执行 不可中断 黄色表示命令正在执行 可以利用Stop按钮中止命令执行 15 0版之后 加了P和A两个按钮 P用于在执行交互式命令时 显示人机对话框 A用于切换鼠标绝对坐标值和相对坐标值 切换后 按钮将标记为R 所谓绝对坐标值 是光标所处位置相对于整个设计文件的原点的绝对坐标 指与电路板原点之间的XY距离 所谓相对坐标值 指鼠标本次位置与上次设定位置之间的XY距离 随着光标的移动 此处的值将实时改变 此图例中由于没有指令正在执行 显示idle 当用户利用菜单或工具条执行任务时 对应的命令名称也将在这里显示 6 指向的部分为Console控制台命令窗口 用于键盘输入命令并执行 还能显示指令执行的有关信息 对于Windows系统的窗口 总有标题栏 TitleBar 位于窗口最上方 其中显示出所选软件的名称以及当前设计文件的所在路径 11 2设计前的准备 先必须建好可能会使用到的元件引脚文件 元件将焊接在元件引脚上 因而称为焊盘 该文件包括元件脚及过孔两类 其生成文件的扩展名均为 pad PCBEditor中 对应每一个零件的文件有2个 DrawingFile 在建立或编辑零件时使用 其生成文件的扩展名为 dra SymbolFile 当用户进行摆放零件的工作时 PCBEditor要使用此类文件 此种文件无法进行编辑 目前可使用的零件类型共有下列5种 FormatSymbol 图框符号 由图框及图文件说明组成 文件的扩展名为 osm 类似于绘制原理图时使用的图纸符号 2 MechanicalSymbol 结构零件符号 描述PCB板的外形框及螺丝孔 安装孔等 文件的扩展名为 bsm 3 PackageSymbol 封装零件符号 即电子零件 接插件以及定位孔等 文件的扩展名为 psm 4 ShapeSymbol 特殊外形零件符号 仅用于建立特殊外形的焊盘 文件的扩展名为 ssm 5 FlashSymbol 特殊图形曝光零件符号 常用于建立热 花 焊盘 其文件的扩展名为为 fsm 11 2 1焊盘Pad 焊盘用于在PCB板上焊接器件 Allegro元件封装的每个引脚都必须有一个相关连的焊盘名 在创建元件封装时 需要为其增加引脚 也就是找到焊盘文件 拷贝其定义并显示 如图11 5所示给出了某个焊盘的示意图 焊盘类型有多种 表11 1中给出了一些介绍 表11 1焊盘类型 在ProjectManager下 单击LibraryTools PadStackEditor启动建立和编辑焊盘Padstack的工作 启动后出现的窗口内有两个标签Parameters和Layers 分别用于焊盘的参数设定和PCB各层的参数设定 显示内容分别如图11 6和图11 7所示 点选其下File New菜单项 输入焊盘名 用户可根据自己的开发需求自行设定焊盘参数 建立一个新焊盘文件 若点选File Open菜单项 打开已有焊盘文件 用户可修改此焊盘参数 完成设定后 可单击File菜单下Save或SaveAs子项加以保存 得到焊盘文件以备使用 利用Reports菜单中的各项 可以查看焊盘及钻孔的具体数据 图11 6平面焊盘参数设定示意 图11 7对应PCB各层的焊盘参数设定 选择Regular 使用系统提供的焊盘形状 且不通过内部敷铜层 可在该层上 选择ThermalRelief 使用的焊盘通过内部敷铜层 并且需要与该层连接 在该层上 选择AntiPad 使用的焊盘通过内部敷铜层 但不需要与该层连接 在该层上 焊盘类型若为面层上的花焊盘 可将其看作三种类型的组合 按如图11 7所示的图形类型使用方法 将合适的尺寸填入3个Geometry框 若用作FlashPad 点选ThermalRelief框内的按钮 从中选择用户自己制作的图形 如用作ShapePad 使用RegularPad和AntiPad各自框内的按钮 从中选择用户自己制作的图形 Allegro支持3种类型的过孔 通孔 through holevia 盲孔 blindvia 和埋孔 buriedvia 通孔是贯通所有层的孔 盲孔是连通某外层 TOP层或BOTTOM层 和内层的孔 埋孔是只用于连通内层的孔 通孔需要在PadstackEditor中建立和编辑 盲孔和埋孔一般在Allegro的PCBEditor中定义 有两种定义方式 手动定义和自动定义手动生成 盲孔 埋孔的定义是基于通孔的 Allegro在定义盲孔 埋孔时 将作为参考的通孔的参数拷贝给所定义的盲孔 埋孔 然后将盲孔 埋孔不需要连通的层去掉即可 制作时 在PCBEditor下选择Setup Vias DefineB BVia菜单项 可打开如图11 8所示的对话框 在对话框中定义盲孔 埋孔时 先要在PadstacktoCopy栏中输入作为参考的通孔名 也可以单击其右边的按钮 打开SelectaPadstack列表框 从中选取焊盘 然后再选择起始层StartLayer和终止层EndLayer 并在BbviaPadstack栏中输入所定义的盲孔或埋孔名字 最后单击AddBBVia按钮 添加盲孔或埋孔 所有的盲孔或埋孔添加完毕后 单击OK按钮完成盲孔 埋孔的定义 图11 8Blind BuriedVias的定义 11 2 2创建元件的物理封装符号 PCB板设计时使用的任意一个设计符号均可分为图示 drawing 文件和符号 Symbol 文件两部分 设计者可以从编辑器的图示界面直接看到设计符号的图示结果 图示文件的后缀为 dra 在AllegroEditor中 所使用的图示文件要转化为相关的Symbol符号文件才能在电路板设计中使用 Allegro生成的符号文件将保存在符号库中 在设计中可多次使用 常用符号前面已有介绍 示意见表11 2 首先需要为一个设计符号创建一个图示文件在编辑好该图示文件后 再指定它的符号文件类型 然后将其转化为上述各种符号文件 编辑图示文件需要使用AllegroEditor的Add和Edit菜单项下的各种命令 工作时 在如图11 1所示的用户界面下 使用AllegroEditor本身的编辑器界面 选择File New菜单 出现NewDrawing对话框 如图11 9所示 在如图11 9所示中 DrawingType若选择为Board 将开始PCB板设计 这里讨论的是符号设计 所以先选择所要创建新图形符号的类型PackageSymbol 并填入DrawingName图示名称 如果填入的DrawingName不存在 将创建所选类型图示符号 若DrawingName已存在 将开始编辑一个现有的图示符号 单击OK后打开编辑界面 除菜单项有所变化外 其余的与如图11 1所示的用户界面类似 菜单与工具条示意如图11 10所示 此时的菜单栏主要由File 文件 Edit 编辑 View 视图 Add 添加 Display 显示 Setup 设定 Shape 几何形状 Layout 板层 Dimension 尺寸 Tools 工具 和Help 帮助 等11个下拉菜单组成 图11 10编辑图示符号时的菜单与工具条示意 这里创建封装为DIP40封装作为示例 用于89C51 共有40个管脚 每列20个管脚 管脚宽度为0 6mm 列与列的距离为15 24mm 同列相邻管脚之间的距离为2 54mm 选用引脚的焊盘内孔直径为0 7mm 由于不焊接元件 顶层焊盘外径为0 9mm 底层需要焊接 焊盘外径为1mm 为完成封装 需要使用21个类 Class 大部分可使用缺省值 可在窗口右面Options面板的ActiveClassandSubclass下拉框中列出 如BoardGeometry 板子外形 PackageGeometry 封装外形 等 每个Class下面 还可列出多个子类 有两种封装设计方法 若在如图11 9所示中选择Packagesymbol 为使用手动方法创建封装符号 若选择PackageSymbol wizard 为使用向导方法创建封装符号 限于篇幅 这里只介绍手动方法创建封装符号 首先需要设定制作参数 网格尺寸等由AllegroEditor的File New菜单启动如图11 9所示界面 选择Packagesymbol 进入AllegroPackage工作界面 点选Setup DrawingSize菜单项 出现DrawingParameters对话框 如图11 11所示 其中 将Type设为Package UserUnits设置为Millimeter 在DRAWINGEXTENTS栏填写与器件封装大小相适合的绘制界面尺寸 完成工作后 单击OK按钮退出对话框 然后选择工作界面的Setup Grids菜单项 进行网格间距设定 由于在编辑过程中 一些命令的执行与网格的最小间距有关 所以必须设定网格点的显示参数 由于DIP40的引脚间距均为1 27mm的整数倍 故将网格点相邻间距设为1 27mm或2 54mm 这里X向和Y向网格间隔可不一致 如图11 12所示 2 放置焊盘选择Layout Pins菜单项进行添加引脚工作 此时控制窗口中的Options面板如图11 13所示 初始时没有内容 单击Padstack项右侧的按钮 将弹出一个对话框 列出焊盘库中所有的焊盘 选中所需使用的焊盘 再单击OK按钮 完成焊盘选择 接下来要设置Options面板 然后 在编辑界面中 用户可见到所选焊盘将粘贴在鼠标光标上跟随光标一起移动 此时就可以开始放置焊盘了 将光标放在所需的位置上 单击鼠标左键 可见焊盘已在图中出现 接下来分两次选择2 40脚所用的焊盘 所用文件pad60cir36d Options面板中第一次Qty为19 X 1 Y 19 X方向Order为left Y方向Order为Down Pin 为2 表示起始引脚为2脚 紧接着第一脚下方 单击鼠标左键 放置左列焊盘 使用文件pad60cir36d 在Options面板中进行第二次工作 放置右列焊盘 Qty为20 X 1 Y 20 Y方向Order为Up Pin 为21 表示起始引脚为21脚 在第20脚右面15 24mm处 单击鼠标左键即可 至此 89C51的所有焊盘放置完毕 3 改变焊盘序号和文字大小 编辑修改焊盘改变焊盘序号 选择Edit Text菜单命令 然后单击需要编辑的焊盘序号 键入新的焊盘序号后按Enter就完成了焊盘序号的修改 改变文字大小 选择Setup TextSizes菜单命令 在出现的对话框中所对应的1号字体一行中改变相应的参数 即可改变字体的大小 编辑修改焊盘 在PCBEditor界面下 可随时单击Tools Padstack菜单项下的4个子菜单对焊盘进行编辑 4个子菜单项分别为 ModifyDesignPadstack 修改设计中使用的焊盘 ModifyLibraryPadstack 修改库中的焊盘 Replace 替换设计中的焊盘 Refresh 刷新设计中的焊盘 4 绘制丝印外框并加入丝印文字绘制丝印外框 选择Add Line菜单命令 在Options面板内选择PACKAGEGEOMETRY类和SILKSCREENTOP子类 修改所需线宽 绘制方法一 可使用鼠标直接拖画 左键确定拐点 方法二 先算出丝印线的拐点坐标 然后在命令栏输入每个拐点的坐标 例如 x200y1000 x450 y400 x200 y1000 每次输完坐标点后按回车键 AllegroPackage根据坐标点的位置自动画线 某一坐标分量不变时不需输入其坐标 画完最后一点时 在单击鼠标右键弹出菜单中选择Done命令项 外框的直线部分绘制完毕 绘制圆弧 选择Add Arcw Radius命令可绘制圆弧 第一次左击的位置为圆心 第二次左击的位置为起始画点 随后绕圈拖动鼠标 可画出圆弧 也可使用在下部的Console窗口输入坐标的方法 Options面板的类和子类设置参数不变 在Console窗口输入坐标 例如 x300y100 x200 再将弧线连到直线的结束点即可 外框绘制完毕后 还必须给器件封装加上代号符号 代号符号是指用某个字母符号统一表示一类器件 常用R表示电阻 C表示电容等 U表示集成电路 单击LabelRefDes按钮或Add Lines菜单命令 在Options面板选择类和子类 如图11 14所示 然后在器件封装旁边键入U 字符并结束命令 完成符号丝印的绘制工作 结果如图11 14所示 图11 14元件物理封装结果示意 5 定义元件限高器件的高度是指其垂直于PCB板方向的尺寸 操作时 先向器件添加子类为place bound的填充区域 此填充区域可以是矩形 多边形或圆形 再对place bound填充区域赋予高度限制属性 步骤如下 给出高度区域 由于89C51中间高 两边引脚部分低 所以器件的高度区域为3部分 要分别添加 选择Shape Rectangular菜单 在Options面板中将当前类和子类设为PackageGeometry和Place Bound Top 然后再根据器件的管脚范围和中部的空间范围添加矩形高度区域 赋予高度限制属性 选择Setup Areas PackageHeight命令 选中所要赋予高度的区域 在控制栏中分别填写最高值和最低值 如此 逐个选中其他区域 将数值填写好 直至所有的区域完成 在默认状态下 Allegro设定所有器件的高度尺寸最大为150mil 即3 81mm 6 保存Symbol文件元件封装的所有设计部分完成后 单击File Save菜单项可保存为 dra图示文件 确定无误 点选File CreateSymbols菜单项保存此设计 就可生成 psm符号文件 保存命令执行结束后 在下部的Console窗口中会出现文字提示 表示生成 psm文件成功 11 2 3创建Format符号 Format符号用于在PCB板上描述一些信息 例如 公司标识符号等 其后缀名为 osm 创建方式与之前介绍方法差异不大 简介如下 同样在NewDrawing对话框下 单击DrawingName后的按钮进入路径选择界面 在文件名后的文本框中输入文件名 设为FMT 再在DrawingType下拉列表中选择Formatsymbol 结束后 单击OK按钮关闭该对话框 选择Setup DrawingSize菜单命令 在DrawingParameters对话框中设置绘制参数 选择Shape下各菜单子项 或单击图标 底部的命令状态栏出现Entershapeoutline的提示字符 按需设置右边的Options面板 两种方法设计 手工在窗口下面的Console窗口中依次输入数据 或利用鼠标拖画出符号外形 单击鼠标右键 在弹出的快捷菜单中选择Done退出添加Shape的命令 此时系统会自动对该外形进行填充 选择File CreateSymbols菜单保存FMT符号的 osm文件 选择File Save菜单保存FMT符号的 dra文件 工作结束 11 2 4创建PCB板的外形框图符号 绘制PCB板外形框图符号 在NewDrawing对话框下 先在DrawingType下拉列表框中选择Mechnicalsymbol 再单击DrawingName框右面的按钮进入路径选择界面对话框 并在其中的文件名文本框中输入文件名 设为M1 结束后 退出至编辑界面 选择Setup DrawingSize菜单命令 在DrawingParameters对话框中设置绘制参数 如图11 15所示 图11 15设置绘制参数 选择Setup Grids菜单命令 出现GridsDisplay对话框 设置网格点的间隔尺寸 可将其中的SpacingX和SpacingY设为2mm 用户可自行按需设计 选择Add Rectangle菜单项 右面Options面板将显示对应此菜单命令的参数设置 此时 在ActiveClass选项下的下拉列表中选择BoardGeometry Subclass选项下的下拉列表中选择Outline LineFont一般选择Solid实线 在Console命令窗口中依次输入 x00 Enter x200150 Enter 将出现200mm 150mm矩形框 用户还可选择Add下的其他菜单项 例如Line 在设置好Options面板参数后 在Console命令窗口中依次输入所需要的电路板图框坐标 可画出多边形外框 在单击鼠标右键弹出的菜单中选择Done命令结束操作 外形框绘制完成 要强调的是 选择某菜单项后 右面的Options面板将显示对应此菜单命令的参数设置 用户使用时勿忘按需设置 例如 ActiveClass选项的选择 Subclass选项的选择等 举例 这里画板子外框 要用到Add Line 后面绘制版内其他区域也要用到Add Line 主要依靠Options面板参数设置进行区别 2 添加定位孔 用于工厂电路板组装电子零件时的定位 在Allegro主设计界面中选择Layout Pins菜单命令 在右面的Options面板中单击Padstack框后面的按钮 进入到选择焊盘的对话框 选中所需的定位孔焊盘hole106P后 焊盘名称出现在Padstack后的文本框中 同时可在设计界面中看到非金属焊盘已经粘贴在光标上跟随光标一起移动 在Console窗口的命令状态窗口中依次输入 x8140Enter x88Enter x1928Enter x192140Enter 或直接左键单击相应位置 均可安放这些非金属焊盘孔 在单击鼠标右键弹出的菜单中选择Done命令结束操作 此时 已经添加4个定位用非金属化孔 如图11 16所示 图11 16添加定位孔后的板子外形框图示 3 设置PCB板上的禁止 允许 布线区 禁止 允许 元件摆放区及其他区域 在AllegroEditor设计界面中选择Setup Areas RouteKeepout菜单命令 将此时的Options面板的ActiveClass选项下拉列表选择为RouteKeepout Subclass选项下拉列表选择All 另外两个可选项为Top Bottom 用于选择板层 填充类型ShapeFill中的Type设置为Staticsolid ShapeGrid项设置为CurrentGrid SegmentType设置为LineOrthogonal Type有4个选项 分别为Line Line45 LineOrthogonal和Arc 分别表示任意角度的直线 45 的直线 90 的直线和弧线 在Allegro的Console命令窗口中依次输入坐标 例如 x1010 Enter x38 Enter y120 Enter x10 Enter y10 Enter 或通过鼠标在图上拖动单击相应位置 形成封闭区域 当坐标回到起点时 Allegro自动关闭设置区域并将启用填充的阴影来表示 完成该禁止布线区设置 禁布区可有多个 4 板子符号倒角 矩形电路板各个90 拐角都应倒角成为圆弧或45 下面介绍倒圆弧角 在AllegroEditor编辑界面中选择Dimension Fillet命令 右面Options面板的Radius文本框中输入圆角半径8 Console窗口中会提示Pickfirstsegmenttobefilleted 单击4条边框中之一 Console窗口中又会显示Picksecondsegmenttobefilleted 再单击相邻的一条边框 此时 这两条边框的焦点直角变成半径为8mm的圆角 重复同样的操作将其他直角倒为圆角 此操作对使用Add Lines画出的直线边框符号有效 在主界面下选择Dimension Chamfer菜单 将把直角倒为斜角 操作方法类似 5 为设计添加尺寸标注 在AllegroEditor编辑界面中选择Dimension Parameters菜单命令 进入Drafting对话框 如图11 17左面所示 本例中 选择ANSI标准 设置测量长度单位Units为Millimeters 然后单击Dimensiontext左面的按钮 进入DimensionText尺寸文本对话框 如图11 17右面所示 本实例中 也需将其中Primarydimensions框内的Units设置为Millimeters 以确定显示尺寸单位 其他按缺省设置 结束后 单击OK按钮退出这两个对话框 此时 选择Dimension LinearDim线性尺寸菜单命令 或图标 Console命令状态窗口会提示Pickapointorelementtodimension 开始标注尺寸 单击边框的短边 板子高度值就会跟随在光标处 放置标注值时 拖动光标到需要位置后单击鼠标左键 图11 17Drafting对话框和DimensionText对话框 单击边框的短边 板子高度值就会跟随在光标处 放置标注值时 拖动光标到需要位置后单击鼠标左键 同理 可按照需求分别单击一定位孔与短边 或分别单击短边方向的两个定位孔等 它们之间的距离就出现在光标处 拖动光标到合适的位置后单击左键放置标注值 采用同样的方法对和短边相关的尺寸进行标注 对于板子圆角尺寸 选择Dimension RadialLeader菜单命令 或图标 单击某圆角 圆角的半径值就会跟随光标出现 拖动光标到合适位置 单击鼠标左键放置圆角的半径标注值 6 保存外形符号 设计完毕 如图11 18所示 需要保存该设计 当保存外形框图符号时 文件名自动添加 bsm后缀 方法与前几节类似 点选File CreateSymbols菜单项生成并保存该外形符号的 bsm文件 再选择File Save菜单项 保存该外形符号的 dra文件 图11 18设置禁止 允许 区 倒角以及标注后的编辑界面 11 3Board主设计板面的生成 开始设计PCB板之前 先需生成Board主设计板符号 设计结束后生成的文件扩展名为 brd 11 3 1初始主设计板面的生成过程 由AllegroEditor的File New菜单启动 在界面中选择Board 并单击DrawingName后面的按钮 选择文件路径和文件名Board1 结束后退回AllegroEditor主界面 然后设置绘制参数 点选Setup DrawingSize 即可进入设置绘制参数工作界面 按需设定面积大小 然后可开始放置板子的外形符号 从AllegroEditor主设计界面菜单中选择Place Manually菜单命令 出现Placement对话框 如图11 19左上所示 选择下拉框中的Mechanicalsymbols 在下面的列表中点选所需的外框符号M1 可见该外框符号将随着鼠标拖动而移动 在合适位置单击鼠标左键 或在Console状态命令窗口中输入x00 使板子处于左下角原点0 0位置 再在单击鼠标右键 在弹出菜单中 点选Done 最后点选Placement对话框中的OK按钮 完成放置外形符号 如图11 19的后景所示 图11 19放置板子的外形符号 然后设置该外形符号的Fix特性 点选Edit Properties 单击该外形符号 出现EditProperty界面和ShowProperties窗口如图11 20所示 选择Fixed 再单击Apply按钮 完成对外形框的Fix特性设置 单击OK按钮退出 保存该文件 作为该电路板设计的基础 图11 20EditProperty界面和ShowProperties窗口 11 3 2导入DEHDL原理图设计的网表文件 在项目管理器ProjectManager下 单击DesignSync按钮 选择弹出菜单中的ExportPhysical 出现如图11 21所示对话框 PackageOption框中设置为Preserve 保存 UpdatePCBEditorBoardOption中设置电路板名称 单击OK按钮 完成DEHDL原理图设计的包装并将网表文件导入到主设计板面工作 图11 21ExportPhysical对话框 各层板的参数设置在AllegroEditor主设计界面下选择Setup CrossSection菜单 或工具条图标 出现LayoutCrossSection窗口 作为缺省值 任何设计开始都只有TOP和BOTTOM两层 中间FR 4为绝缘体层 如图11 22所示 图11 22LayoutCrossSection对话框 单击如图11 22所示中Edit列下每层的对应按钮 均会出现三个选项 Show 将该层一些数值显示在对话框下部 Insert 本层之前插入一层 和Delete 删除本层 开发者可按需要增减该板层和显示该层信息 单击Material列FR 4行后面的下拉按钮 可选择该板层所用材质 单击LayerType列FR 4行后面的下拉按钮 可选择板层的类型 在EtchSubclassName列中各框输入该行所在板层的名称 DRCasPhotoFilmType下面对应的下拉框中可选择阳板 Positive 或者阴板 Negative 2 约束规则及设置Allegro使用设计规则检查DRC的方法 DRC标记符号包含下列DRC信息 DRC的类 子类以及位置 约束规则类型 间距 物理 电气 设定的约束规则名称 冲突的约束类型 例如连线与过孔的间距 冲突中涉及到的双方对象的相关数据 设计者可通过ColorVisibility面板的板层彩色设置查看出现的DRC标记 设计规则设置主要针对与设计要求以及制版工艺相关的一些参数 它包含Standarddesignrules 标准设计规则 和Extendeddesignrules 扩展设计规则 两大部分 标准设计规则用来设定常用的普通设计规则 扩展设计规则用来对有特殊设计要求的网络设定设计规则 扩展设计规则又分为Spacingruleset 空间距离设计规则 设定不同线路之间与距离有关的设计参数 例如连线之间 管脚之间以及过孔之间等 Physical 1ines拉线 vias过孔 ruleset 物理设计规则 设定单个线路网络的线宽 过孔等与其自身物理特性相关的参数 Constraintsarea 约束区域规则 用来配合空间距离设计规则以及物理设计规则 用于处理特殊区域要求的线路网络 启动约束规则设定 可在AllegroEditor主界面中选择Setup Constraints菜单 或工具栏图标 后出现的ConstiainsSystemMaster对话框中进行 如图11 23左面所示 图11 23ConstraintsSystemMaster对话框 11 4元器件的布局 从AllegroEditor主设计界面菜单中选择Place Manually菜单命令 或者图标 出现Placement对话框 布局时 在PlacementList标签的下拉框中选择ComponentsbyRefdes 其下列表中将列出该设计所包含的所有元器件封装 摆放时 选中其中某元件前面的选择框 然后拖动鼠标到编辑区 可以看到该元件的封装符号跟随光标一起移动 单击鼠标左键就可摆放该器件 同时 相应的鼠线也已连上 对于摆放过的器件 若再次选择 不会重复放置 只是设计界面中该元件再随鼠标移动 若元件设置存在问题 例如 在DEHDL中利用PartDeveloper设计元件时 若未绑定管脚的物理封装 此处将不能摆放器件 放置工作完毕 退出AllegroEditor后 再次启动设计并进入Placement对话框时 本设计可用的元件将消失 对话框示意如图11 24所示 图11 24Placement对话框 在AllegroEditor主界面中选择Setup DrawingOptions菜单 弹出DrawingOptions对话框 选择其中的Symbol标签 其Angle项后的下拉列表中列出了所有可选择的元器件放置角度 Mirror复选框用于设定是否要将元器件镜像摆放在反面 缺省值为不选 表示将元器件放置在正面 当元器件处于放置状态时 单击鼠标右键弹出的菜单中的Mirror菜单项用于将元器件放置在单板背面 Rotate菜单项用于对元器件进行旋转 使用Edit Spin菜单项也可完成元器件旋转 元器件移动操作 选择Edit Move菜单命令 或者工具条图标 单击界面右边的显示控制窗口中的Find面板 选中其中的Symbols项 单击某个封装 随后该封装符号就会跟随光标一起移动 元器件交换位置操作 选择Place Swap Components菜单命令 然后分别单击两个需要交换位置的元器件就可完成 选择Edit Delete菜单命令 或者单击工具条图标 可以实现对设计元素的删除 操作步骤为 单击界面右边的显示控制窗口中的Find面板 选中其中的Symbols项 再单击某个封装后可以删除该符号 在没有符号重叠的情况下 直接单击封装符号也可完成删除 选择Tools Repots菜单项 弹出Report对话框 选择其中的PlacedComponents和UnplacedComponets项 可分别获得关于已布局和未布局的元器件信息表 图11 25元件手工摆放之后的示意图 在AllegroEditor中测量距离的步骤 1 选择Display Measure菜单项 根据测量要求调整Find面板中Filter的各选项 2 单击需测量的起始位置点 此时会弹出Measure对话框 显示该元素及其坐标 3 单击需测量的第二个点 Measure对话框将会显示此两点间的直线距离及其曼哈顿距离 如果继续单击其他点 Measure对话框还将显示总距离 测量时 设计中的符号 表示焊盘等元素的中心位置 系统可测量的间距种类为 元件与元件之间 焊盘与焊盘之间 文字与其他类之间 焊盘与其他类之间 过孔与其他类之间 拉线的宽度 拉线的长度 11 5拉线 Allegro拉线的方式有两种 人工拉线及自动拉线 在正式拉线前 还要做一些如 设定线宽 建立电源 接地的平面等准备工作 在进行拉线工作时 应注意下列4项基本原则 1 走线越短越好 绝对不可以绕行 2 走线应平整 转角越少越好 并且必须是45 的转角 3 在走线与引脚 过孔之间不可形成锐角 4 使用的过孔越少越好 在拉线的同时 亦可以使用Display菜单下的Highlight及Dehighlight命令来控制信号线是否高亮显示 以方便使用者观察特定的信号线路径 若引脚是钻孔式 贯穿型式 亦称DIPPin 的 且其所在位置的内层已铺上相同信号名的Shape 则此引脚不再需要进行拉线连接 因为引脚的钻孔已与内层的Shape相连 若引脚是无钻孔式 表面贴片式 亦称SMDPin 的 且其所在位置的内层已铺上相同信号名称的Shape 则此引脚需要拉一小段线再打一个过孔 即可接往内层的Shape 此种拉线的方式称为PinEscape 若元件的VCCPin为DIP型 与VCC层的Shape相连接 则 需再拉线 11 5 1过孔焊盘的设置 方法 从AllegroEditor主菜单中点选Setup Constraints菜单 弹出ConstraintsSystemMaster对话框 如图11 23左面所示 单击其中PhysicaI 1ines vias ruleset框内的Setvalues按钮 出现Physical Lines Vias RuleSetEtchValues窗口 如图11 26所示 该窗口中最上部的ConstraintsetName项后面的选项应为DEFAULT 下半部分中的Vialistproperty框内Availabledatabasepadstacks列表中列出设计中所有要用到的焊盘 Currentvialist列表中列出所有可以作为过孔使用的焊盘 设置时 单击Availabledatabasepadstacks列表中某项 将自动加入到Currentvialist列表中 反之 直接单击Currentvialist中的焊盘名称 该焊盘就从Currentvialist中去除 若某焊盘未在左面列表中列出 可在Name文本编辑框中输入所要添加的过孔名称 或单击Purgeallvialists按钮搜索可用焊盘 然后单击Add按钮 该过孔也会添加到Currentvialist列表框中 如图11 26下半段所示 可以添加多个焊盘作为过孔 系统优先使用排在最前面的焊盘作为缺省过孔 在布线的过程中 用户亦可选择不同的过孔 图11 26过孔焊盘的设置 11 5 2添加连接线 在添加连接线 拉线 前 一般需要单击View ZoomWorld菜单项 或图标 以显示整个设计区域 并且使用Display BlankRats All菜单命令先隐藏本设计中的所有鼠线 下一步要打开欲添加拉线的鼠线 执行Display ShowRats Net菜单命令 再左键按一下主设计界面右边的显示控制面板的Find标签 如图11 27右部所示 单击其中AllOff按钮清除全部的勾选 并单独勾选Nets 保证Nets可以作用 接着在其下方的FindByName框内 将两个下拉文本框分别选为Net和Name 若已知信号名 可直接在如图11 27所示右部A处输入 如果不清楚 可单击More按钮 将会出现如图11 27所示左面FindbyNameorProperty对话窗口 其中 若在B处单击所需信号名 将自动加入到C处 单击Apply按钮 主界面的设计中将显示相应鼠线 如图11 29所示 单击OK按钮退出对话框 接着开始拉线前的设定 主界面下执行Route Connect菜单命令 也需要左键按一下主设计界面右边的显示控制面板的Find标签 单击AllOn按钮 勾选全部的选项 然后左键按一下此显示控制面板的Options标签 如图11 28 a 所示 在如图11 28 a 所示的Find标签中 只有所示的几个项是可选的 勾选Pins项表示可以从管脚开始布线 勾选Vias项表示可以从过孔开始布线 勾选Shapes项表示可以从一个布线的图形开始布线 勾选ClineSegs项表示可以从一段连接线开始布线 勾选Ratsnests项表示可以从鼠线上开始布线 勾选RatTs项表示可以从一个信号网络的T结点开始布线 再单击该显示控制面板的Options标签 如图11 28 b 所示 其中Linelock后的2个下拉列表分别设置连接线线型和角度 线型有Line和Arc两种选择 角度有Off 45和903种选择 当连接线的线型选择为Line时 Miter用来设置线间圆弧的大小 后面的下拉列表有Min和Fixed2种选项 分别用来设置最小的圆弧和固定大小的圆弧 当连接线的线型选择为Arc时 Miter变为Radius 用来设置弧的半径 后面的下拉列表有Min和Fixed2种选项 分别用来设置最小弧半径和固定大小的弧半径 Linewidth文本框设置拉线的线宽 以下范例将为信号线A 0 加入线宽属性Min Line Width 25mil 在主界面下 单击Edit Properties菜单命令 单击右边控制面板的Find标签 点选AllOff的按钮 去除所有勾选选择 然后选择Net 再在FindByName框中单击More按钮 在弹出的FindByNameorProperty窗口 如图11 27所示 中找到所要的A 0 信号线后 点选OK按钮退出 此时就会出现EditProperty 修改属性 对话框 在EditProperty对话框左列列表中 选择MIN LINE WIDTH属性 在右面对应的Value框中填入25 再单击下面的Apply按钮 将MIN LINE WIDTH属性加入信号线GND及VCC 此时在ShowProperties 列出属性 对话框中 可以看到信号线A 0 已有MIN LINE WIDTH属性 做完后 单击鼠标右键弹出菜单中的Done项 完成加入MIN LINE WIDTH 25mil属性的动作 下一步可以开始拉线 在示例中 可以单击待拉信号线的引脚端 拖动鼠标 可见相应导线跟随鼠标拉出 拐弯处需要单击左键 至信号线的另一端 单击左键 完成一根信号线的拉制 相应鼠线消失 拉线过程中 若需要通过过孔进入另一层面 可右击点选弹出菜单的Vias项 点选AddVias选项 增加一个过孔 此时的显示控制面板的Options选项卡将如图11 28 c 所示 其中 Act换成Bottom底层 表示准备拉制该层面的线段 右键选择菜单项SwapLayers 换层 将切换当前层 不增加过孔 所有鼠线处理完毕 右击菜单中的Done项 退出拉线过程 图11 27Find标签和FindByNameorProperty窗口 a Find选项卡 b Options选项卡 c Options选项卡图11 28显示控制面板的Find Options标签 图11 29拉线时选定鼠线 11 5 3调整和整修拉线 Slide命令主要用来调整拉线的走向和位置以及将线段整修平整 以下介绍它的使用步骤 在主设计界面内执行Route Slide菜单命令 同样 在右面的显示控制面板的Find标签下 单击AllOn按钮 勾选全部的选项 然后单击该显示控制面板的Options标签 并调整其选项 举例为 Corners 设定为45 表示45 的转角 Max45Len 设定为300 表示45 的最大斜线长度为300mil Bubble 设定为Off 表示关掉自动避线模式 Smooth 设定为Off 表示关掉修整程度 AllowDRCs 勾选此项 表示修线过程中 准许DRC的产生 Addatmax 不勾选此项 表示不将斜线长度放至最大 Viaswithsegments 不勾选此项 表示修线过程中 不准许via随着线段移动 由此 在设计窗口中 左键按一下所需处理的信号线 可见该线段会随着鼠标上下整体平行移动 如已设置了自动避线模式 可见到近邻的线路被自动推挤开 在合适位置单击鼠标左键 此线段将被整修到此新的位置 结束后 单击鼠标右键弹出菜单 点选Done选项 完成调整走线的动作 若需要调整via的位置 如上同样执行Route Slide菜单 并调整Options选项卡的选项 举例为 Corners 设定为45 表示45 的转角 Max45Len 设定为300 表示45 的最大斜线长度为300mil Bubble 设定为Off 表示关掉自动避线模式 Smooth 设定为Off 表示关掉修整程度 AllowDRCs 勾选此项 表示修线过程中 准许DRC的产生 Addatmax 不勾选此项 表示不将斜线长度放至最大 Viaswithsegments 勾选此项 表示修线过程中 准许via随着线段移动 在设计窗口中 左键按一下所要处理的信号线 此时via会随着鼠标上下左右而整体移动 左键单击合适位置 此via将整修到新的位置 完成后 点选单击鼠标右键弹出菜单中的Done项 完成调整via的动作 整修工作中 还经常会使用Vertex拐点命令 在主设计窗口下 选择Edit Vertex菜单命令 或者图标 单击拉线上一个点 此时该点跟随光标一起移动 选择一个新的地方单击鼠标左键就将该点放置下来 形成拐点 此动作非常像利用鼠标拖动一根橡皮筋 拖动时 会推挤周围同层拉线或过孔 效果非常好 单击连接线上的一个拐点 单击鼠标右键弹出菜单的DeleteVertex项 或选择主设计窗口的Edit DeleteVertex菜单命令 再单击拐点 系统将删除该拐点并将连接线变成平滑的连接线 图11 30拉线结果示意 11 5 4删除拉线 选择主设计窗口的Edit Delete菜单命令 或者单击图标 单击Find面板中的AllOff按钮 清除所有勾选后 再选择Clines项 此时单击一条布线网络 拉线高亮显示 单击鼠标右键弹出菜单中Done项可删除整个线网的拉线 单击Find面板中的AllOff按钮后 只选ClineSegs项 单击一段拉线 该拉线高亮显示 单击鼠标右键弹出菜单中的Done命令可删除该段连接线 选择Edit Delete菜单命令后 单击鼠标右键弹出菜单中的Cut命令 选中Find面板中ClineSegs项 单击某一段拉线 该拉线高亮显示 再次单击高亮显示的拉线的另外一点 再点选单击鼠标右键弹出菜单中的Done命令 可删除鼠标两次单击点中间的拉线线段 选择Edit Delete菜单命令后 直接单击某线段 也可删除它 11 5 5自动布线 利用SPECCTRA可以进行PCB自动布局 自动拉线要使用外部的自动拉线软件SPECCTRAAutoRouter 该AutoRouter是一个功能非常强大的自动布线软件 AllegroEditor在将电路板传送至AutoRouter时 会一并将设定在板子的属性 Property 及设计约束 DesignConstraint 全部传送 使用者操作这个AutoRouter非常容易 受篇幅限制 此处不作详细说明 11 6敷铜层的设置 AllegroEditor的敷铜就感光技术而言 可以分为负片 nagative 敷铜和正片 positive 敷铜两类 负片敷铜中 白色部份是铜箔 随着铜箔设定的信号 程序会自动判定哪些点要接花焊盘 thermalrelief 哪些点需挖开 anti pad 所以能适应动态的布局和布线修改 且生成的光绘文件数据量较小 但所有使用的花焊盘必须为flash型 正片敷铜比较直观 黑的部分就是铜箔 在Allegro的正片中可以看到挖开的孔 void 及所接的花焊盘 它的缺点是如果移动零件或贯孔 铜箔需重铺或者重新连结 生成的光绘文件的数据量也较大 11 6 1正片敷铜 一般地 顶层 底层以及布线层使用正片敷铜 1 从AllegroEditor主设计窗口中点选Shape Polygon菜单命令 或图标 绘制任意多边形敷铜区外形 此时底部的Console命令状态显示窗口将出现Entershapeoutline提示 要求在Options面板中设置敷铜区外形 右边显示控制窗口中的Options面板显示如图11 31所示 图11 31点选Shape Polygon菜单命令后的窗口 Options面板中的各项内容为 ActiveClassandSubclass框用于设置要添加敷铜层外形Shape的类和子类 一般为Etch走线层和Top顶层 或Bottom底层 ShapeFill框的Type下拉列表中有4个选项 分别为 Dynamiccopper 表示动态敷铜 适用于动态设计 当铜层铺好以后 若元件的布局和布线发生变化 敷铜层能动态地进行调整 若设定为此参数 下面Deferperformingdynamicfill勾选框用来设置是否真的实现动态更新 此时 若有同层但不同网络名的拉线穿过该铜层区域时 系统会自动地进行避让 当有不同网络名的过孔添加到该铜层区域时 系统也会自动产生避让 Staticsolid 表示静态敷铜 没有动态修改的功能 Staticcrosshatch 表示静态网格铜 所敷铜层为网格状 其他与静态敷铜的特性一样 Unfilled 表示只给出铜层外形框 不进行铜层填充 也无动态修改性能 紧随其下的Assignnetname下拉列表用来设置该Shape归属的网络 也可单击其右面的按钮进入Selectnet对话框 从中可选择设计中所有的网络 如图11 32所示 Shapegrid用于设置敷铜区外形Shape的网格 一般选缺省值CurrentGrid SegmentType框中的Type项用来设置敷铜区外线段间的连接形式 有Line直线 Line4545 直线 LineOrthogonal垂直直线和Arc弧线4个选项 2 设置完毕后 用户可在主设计区域画出一个多边形的Shape 当终点达到起点的附近时 点选单击鼠标右键弹出菜单中的Done项 该铜区的Shape会自动封闭 同时 系统根据Shape区域内的设计元素以及网络名属性自动地进行避让和敷铜处理 3 若选择Shape Recta