單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PCB板制作培訓(xùn)課程(ppt 75頁).ppt

電子CAD ProtelDXP2004SP2電路設(shè)計(jì) 第二版 任富民編著 中等職業(yè)學(xué)校教學(xué)用書 電子技術(shù)專業(yè) 電子教案 第十章 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PCB板制作 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 本章以制作單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PCB板為例 介紹雙面板的制作技巧和編輯修改方法 以達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)了解手工繪制電路板邊框的方法 技能目標(biāo) 掌握自制元件庫的添加和自制封裝元件的調(diào)用方法 掌握補(bǔ)淚滴操作方法 掌握PCB制板技能的綜合應(yīng)用 提高實(shí)際制板能力 本章內(nèi)容介紹 本章將綜合前面各章所學(xué)知識(shí)和技能 以實(shí)例形式講解PCB雙面板制作的完整過程 包括從原理圖制作出發(fā) 一直到PCB板最終制作完成 要求在原理圖中調(diào)用自己制作的原理圖元件 在PCB板中使用自己制作的元件引腳封裝 是對(duì)前面各章節(jié)知識(shí)和技能的一次綜合和演練 10 1確定和添加元件封裝 根據(jù)前面項(xiàng)目的介紹 并結(jié)合元件的實(shí)際外形和管腳排列情況 在常用集成元件庫MiscellaneousDevices IntLib MiscellaneousConnectors IntLib和雙列直插封裝庫Dual In LinePackage PcbLib中 確定合適的元件封裝如表所示 表10 1單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)元件封裝表 10 2引用自制PCB元件引腳封裝 10 2 1單個(gè)元件引用自制PCB元件引腳封裝1 打開原理圖元件屬性設(shè)置對(duì)話框 單擊 追加 添加按鈕 選擇添加新模型類型 彈出如圖所示選擇新模型類型對(duì)話框 在模型類型 模型類型 下拉列表框中選擇 Footprint 添加引腳封裝模型 點(diǎn)擊 確認(rèn) 按鈕 3 瀏覽封裝庫 封裝庫瀏覽 選擇數(shù)碼管封裝庫和需要的引腳封裝 4 選定新封裝 數(shù)碼管已經(jīng)修改為自制的引腳封裝 ZZDIP10 10 2 2利用全局修改功能修改多個(gè)元件引腳封裝 如果要同時(shí)修改很多元件的引腳封裝 再采取以上方法逐個(gè)進(jìn)行修改 勢(shì)必速度很慢 效率不高 此時(shí)我們可以利用DXP2004提供的全局修改功能 一次性修改同一類元件的引腳封裝 DXP2004提供的全局修改功能可以先選取具有某些特征的同一類元件 然后對(duì)選取的元件進(jìn)行某些參數(shù)的修改 此處我們利用全局修改功能同時(shí)修改三極管的引腳封裝 方法如下 1 選中某個(gè)元件 1 打開原理圖文件 單擊其中的一個(gè)三極管 如Q1 使其處于點(diǎn)擊選中狀態(tài) 如圖所示 執(zhí)行 查找相似對(duì)象 菜單命令 單擊鼠標(biāo)右鍵 將彈出浮動(dòng)菜單 如圖所示 執(zhí)行 查找相似對(duì)象 菜單命令 彈出查找相似對(duì)象設(shè)置對(duì)話框 在圖中設(shè)置欲查找對(duì)象的特征 如此處想查找所有的PNP三極管 所以我們將庫參考名稱LibraryReference項(xiàng)設(shè)置為 Same 相同的 表示將查找所有的PNP三極管 3 進(jìn)行全局查找 點(diǎn)擊 確認(rèn) 按鈕 進(jìn)行全局查找后 所有PNP型三極管處于選中狀態(tài) 被突出顯示 而其它元件被蒙板覆蓋 如圖所示 以便于后面的修改操作 4 修改三極管封裝 在當(dāng)前封裝 CurrentFootprint 欄中輸入自制的三極管封裝 ZZBCY1 然后按回車鍵進(jìn)行修改操作 封裝已經(jīng)全部修改 關(guān)閉Inspect對(duì)話框 雙擊圖中任一三極管 如Q4 彈出如圖屬性對(duì)話框 可以看到封裝已經(jīng)全部修改為自制的引腳封裝 ZZBCY1 6 取消其它元件的蒙板覆蓋狀態(tài) 單擊 清除 清除按鈕 取消其它元件的蒙板覆蓋狀態(tài) 注意 利用全局修改功能修改元件的引腳封裝后 必須將元件引腳封裝所在的庫文件添加到當(dāng)前庫中 否則在后面更新PCB板時(shí)無法調(diào)入該元件的引腳封裝 10 3 1新建PCB文件 根據(jù)元件的數(shù)量和體積 可以大約估算電路板的面積 確定電路的長 高尺寸 經(jīng)過分析 確定本電路板長 高參考尺寸為 80 140mm 可以利用前面介紹的向?qū)Х椒ㄐ陆≒CB文件和規(guī)劃電路板尺寸 10 3載入PCB引腳封裝和網(wǎng)絡(luò) 10 3 2載入元件引腳封裝與網(wǎng)絡(luò) 1 打開已經(jīng)繪制好電路板邊框的PCB文件 執(zhí)行如圖所示的菜單命令 設(shè)計(jì) ImprotChangesFrom 彈出如圖11 20所示的導(dǎo)入工程變化對(duì)話框 導(dǎo)入原理圖變化對(duì)話框 執(zhí)行更新載入各封裝元件和網(wǎng)絡(luò)連接 載入電路板的PCB引腳封裝 10 4元件布局 元件載入PCB板后 就可以根據(jù)元件的布局規(guī)律仔細(xì)調(diào)整元件的位置了 一般采取先自動(dòng)布局再手工調(diào)整的方法 但由于本章元件較多 自動(dòng)布局的效果不理想 所以直接采取手工布局的方法分部分進(jìn)行 先對(duì)顯示部分display塊進(jìn)行布局 PCB板元件位置的調(diào)整方法和原理圖中元件位置的調(diào)整方法基本相同 10 4 1顯示部分元件布局 整體移動(dòng)display塊 刪除display塊符號(hào) 2 核心元件的布局 對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行初步布局 元件對(duì)齊和均勻分布操作方法 1 初步調(diào)整元件的位置和排列順序 全部選中要調(diào)整的元件 按鼠標(biāo)右鍵彈出浮動(dòng)菜單 如圖所示 執(zhí)行菜單命令 排列 排列 彈出對(duì)齊元件對(duì)話框 執(zhí)行菜單命令 排列 排列 將彈出如圖所示的元件排列對(duì)話框 分別在水平和垂直方向設(shè)置操作命令 如本例中設(shè)置水平方向?yàn)?等距 即均勻分布 垂直方向?yàn)?底 即底部對(duì)齊 數(shù)碼管排列效果 3 鎖定元件 解除鎖定狀態(tài) 提示 元件位置鎖定后 在工作區(qū)中對(duì)該元件的操作就不起作用了 如果用戶要再次移動(dòng)該元件的位置 只有再次雙擊打開該元件的屬性對(duì)話框 將 鎖定 復(fù)選框不選中 顯示部分布局效果 元件編號(hào)調(diào)整后的效果 小技巧 自動(dòng)調(diào)整元件文字位置 元件編號(hào)和參數(shù)可以手工逐個(gè)調(diào)整 為了加快調(diào)整的速度 可以利用編輯器的自動(dòng)調(diào)整元件文字位置功能進(jìn)行快速調(diào)整 下面以調(diào)整圖中數(shù)碼管的編號(hào)為例講解具體方法 選擇編號(hào)要放置于元件的位置 先選中要調(diào)整編號(hào)的元件 如圖中的數(shù)碼管 右鍵彈出浮動(dòng)菜單 執(zhí)行 排列 定位元件文本位置 菜單命令 彈出如圖所示的調(diào)整元件文字位置對(duì)話框 選擇編號(hào)要放置于元件的位置 調(diào)整好的數(shù)碼管編號(hào) 10 4 2其它方塊電路元件布局 10 5自動(dòng)布線 10 5 1設(shè)置布線參數(shù)執(zhí)行 設(shè)計(jì) 規(guī)則 菜單命令 設(shè)置各項(xiàng)參數(shù) 其中最關(guān)鍵的參數(shù)有 Width 導(dǎo)線寬度和 RoutingLayers 布線層面 其它參數(shù)采用默認(rèn)值即可 導(dǎo)線規(guī)則設(shè)置 導(dǎo)線寬度 一般導(dǎo)線寬度 Width 選 全部對(duì)象 設(shè)置寬度為8mil 電源 VCC 和 GND 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置較寬 為12mil 設(shè)置雙面板的布線層 10 5 2自動(dòng)布線 執(zhí)行菜單命令 自動(dòng)布線 全部對(duì)象 菜單命令 將彈出自動(dòng)布線策略選擇對(duì)話框 選用默認(rèn)選項(xiàng) Default2LayerBoard 點(diǎn)擊 RouteAll 布所有導(dǎo)線按鈕 PCB板編輯器開始自動(dòng)布線 自動(dòng)布線結(jié)果 10 6手工修改雙面板導(dǎo)線 由于自動(dòng)布線時(shí) 系統(tǒng)片面地追求布通率 不可能考慮實(shí)際電路板電氣特性方面的要求 因此對(duì)于一個(gè)電路較為復(fù)雜 元件較多的電路板而言 自動(dòng)布線后的結(jié)果總會(huì)存在一定的不足和缺陷 所以必須仔細(xì)的檢查和修改 從而使制作的電路板既美觀 又能滿足電氣特性的要求 同時(shí)便于安裝和調(diào)試 如圖所示 電路板中雖然導(dǎo)線均已連接 但部分導(dǎo)線彎曲過多 繞行過遠(yuǎn) 同時(shí)地線和電源線一般要求靠近電路板邊緣 修改如下 10 6 1調(diào)整顯示模式 分析自動(dòng)布線結(jié)果 在默認(rèn)情況下 PCB編輯器采用復(fù)合顯示模式顯示所有用到的層面 但在分析自動(dòng)布線結(jié)果時(shí) 用戶希望將精力集中在布線層面上 而對(duì)于元件布局 編號(hào) 參數(shù) 元件外形等信息暫時(shí)不必考慮 可以隱藏起來 以便于更好的分析走線情況 修改為單層顯示模式 如果希望單層顯示各層的信息 如頂層的布線效果 可以執(zhí)行 工具 優(yōu)先設(shè)定 菜單命令 彈出如圖所示的修改編輯器參數(shù)對(duì)話框 選擇顯示 Display 標(biāo)簽 選中 單層模式 復(fù)選框 將PCB編輯器顯示模式修改為單層模式 分析頂層導(dǎo)線 繞行過遠(yuǎn) 彎曲 不美觀 繞行過遠(yuǎn) 分析底層導(dǎo)線 繞行過遠(yuǎn) 繞行過遠(yuǎn) 繞行過遠(yuǎn) 尖角 彎曲 10 6 2調(diào)整顯示層面 規(guī)劃修改方案 雖然單層顯示模式下 可以單獨(dú)對(duì)各布線層進(jìn)行分析 找出要修改的導(dǎo)線 但對(duì)于雙面板而言 導(dǎo)線修改時(shí)要同時(shí)兼顧頂層和底層的導(dǎo)線 才能確定修改方案 所以我們采取調(diào)整顯示層面的方法 同時(shí)顯示頂層和底層的走線 而將頂層絲印層隱藏起來 1 將顯示模式恢復(fù)為多層復(fù)合顯示模式 即取消 單層模式 復(fù)選框的選中狀態(tài) 隱藏頂層絲印層 隱藏頂層絲印層后的顯示效果 10 6 3修改導(dǎo)線 分析需修改的導(dǎo)線在導(dǎo)線修改過程中 某些導(dǎo)線如果僅在同一層面上走線 可能因?yàn)橥瑢用嫫渌鼘?dǎo)線的阻擋而不便或無法布通導(dǎo)線 如圖中的導(dǎo)線1 因此在必要的地方還需添加過孔 改變導(dǎo)線的層面避開同層導(dǎo)線 以便于彎曲導(dǎo)線的修改 要修改的彎曲導(dǎo)線1 同一層阻擋其走線的導(dǎo)線2 1 撤銷原導(dǎo)線1 在該處放置過孔 但位置太窄 將導(dǎo)線3外移 并修改彎曲處 1 撤銷原導(dǎo)線1 執(zhí)行 工具 取消布線 連接 命令 出現(xiàn)十字光標(biāo) 將其對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)線1 點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可撤銷該導(dǎo)線 如圖所示 2 規(guī)劃導(dǎo)線修改方案 重新繪制導(dǎo)線3 修改好的導(dǎo)線3 放置過孔 新放置的過孔 設(shè)置過孔的網(wǎng)絡(luò)屬性 繪制底層導(dǎo)線 新繪制的底層導(dǎo)線 繪制頂層導(dǎo)線 新繪制的頂層導(dǎo)線 2 走線過程中改變導(dǎo)線層面 導(dǎo)線1和導(dǎo)線2位于同一層面 同層導(dǎo)線2 導(dǎo)線1 導(dǎo)線1在走線過程中遇到同頂層導(dǎo)線2 為了繼續(xù)走線 必須改變層面 可以在繪制過程中需要改變導(dǎo)線層面的位置 按Tap鍵 彈出如圖所示的 交互式布線 交互式走線對(duì)話框 光標(biāo)中心出現(xiàn)過孔 導(dǎo)線1改變層面 穿過導(dǎo)線2 修改好的導(dǎo)線 10 7補(bǔ)淚滴 在電路板中 為了提高布通率 許多導(dǎo)線的寬度較小 而焊盤的面積卻較大 如果以等寬度導(dǎo)線進(jìn)入焊盤或過孔 勢(shì)必造成電路板在元件焊接 裝配 維修過程中 應(yīng)力集中于焊盤和導(dǎo)線的連接處 極易形成裂紋和焊盤翹起 影響電路板的焊接質(zhì)量 形成虛焊 該現(xiàn)象在單面板中尤為突出 為了在加工和焊接時(shí)分散應(yīng)力 我們可以在窄導(dǎo)線進(jìn)入焊盤和過孔時(shí) 逐步加大導(dǎo)線寬度 形成淚滴狀 從而有效的分散應(yīng)力 防止焊盤脫落虛焊 制作淚滴狀導(dǎo)線的操作就稱為補(bǔ)淚滴 具體方法如下 1 選擇對(duì)象 選擇要補(bǔ)淚滴的導(dǎo)線或網(wǎng)絡(luò) 可以根據(jù)導(dǎo)線的粗細(xì) 選擇需要補(bǔ)淚滴的導(dǎo)線 執(zhí)行 編輯 選擇 選擇菜單下的各子菜單命令 進(jìn)行各種不同的選擇操作 如果是對(duì)所有焊盤和過孔都進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作 則可以不用選擇對(duì)象 2 補(bǔ)淚滴 執(zhí)行菜單命令 工具 淚滴焊盤 彈出如圖所示的補(bǔ)淚滴選擇對(duì)話框 左邊選擇操作的對(duì)象 右邊選擇操作動(dòng)作和淚滴類型 補(bǔ)淚滴效果 10 8添加電源 接地端 安裝孔并覆銅 一 添加電源 接地端 安裝孔并覆銅為了便于電源的輸入 可以添加電源 接地焊盤 并連接到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 為了電路板的固定和安裝 可以添加安裝孔 同時(shí)為了進(jìn)一步