印制電路板設計課件

第5章印制電路板的設計PCB制圖與電路仿真5.1PCB的文檔操作5.1.1創(chuàng)建PCB文件圖5-2印制電路板編輯器從原理圖編輯器切換到PCB編輯器之前，需要創(chuàng)建一個新的PCB文件。創(chuàng)建新的PCB文件的方法與創(chuàng)建電路原理圖文件的方法類似。具體步驟如下：1.在Protel2004設計管理器環(huán)境下執(zhí)行菜單命令File→New→PCB,進入印制電路板編輯器。這里，在D:\兩級放大\兩級放大.PrjPcb項目下，執(zhí)行菜單命令File→New→PCB，系統(tǒng)切換成如圖5-2所示PCB編輯器界面。生成的PCB圖默認文件名為PCB1.PdbDoc。2.執(zhí)行菜單命令File→Save或File→SaveAs，系統(tǒng)彈出如圖5-3所示“保存PCB文件”對話框。3.在該對話框內(nèi)，選擇文件存儲路徑（本例選擇D：\兩級放大），以及另起的文件名（本例為兩級放大），單擊“保存”按鈕，完成重命名操作。圖5-3保存PCB文件對話框5.1PCB的文檔操作5.1.2導入其他PCB文檔圖5-4導入PCB文件對話框

如果已經(jīng)設計好了一個PCB圖，并保存為一個文件，現(xiàn)希望將該文件添加到當前項目中，只需執(zhí)行菜單命令Project→AddtoProject，選擇已有的PCB文件，添加到當前項目中。例如現(xiàn)有一個PCB圖，文件名及路徑為：E：\源文件\無線話筒.PcbDoc，要添加到當前E:\兩級放大\兩級放大.PrjPcb項目下，則執(zhí)行菜單命令Project→AddExistingtoProject或?qū)⑹髽朔旁陧椖抗芾淼摹皟杉壏糯?PrjPcb”上點擊鼠標右鍵出現(xiàn)菜單，選取AddExistingtoProject…，系統(tǒng)彈出如圖5-4所示對話框。在對話框內(nèi)查找范圍選擇路徑（E：\源文件），選取要導入的PCB文件（無線話筒.PcbDoc），單擊“打開”按鈕，即可將該文件導入到當前項目中。5.1PCB的文檔操作5.1.3PCB圖編輯環(huán)境5.1PCB的文檔操作1.PCB菜單欄及工具欄⑴菜單欄PCB編輯器菜單欄如圖5-5所示PCB編輯器菜單欄涵蓋了PCB設計系統(tǒng)的全部功能，包括文檔操作、編輯、界面縮放、項目管理、放置工具、設計參數(shù)設置、規(guī)則設置、板層設置、布線工具、自動布線、報表信息、窗口操作和幫助文件等。圖5-5PCB編輯器菜單欄5.1PCB的文檔操作圖5-6標準工具欄、工程工具欄和放置工具欄

⑵主工具欄PCB編輯器中的工具欄有以下幾種：標準工具欄（PCBStandard）、放置工具欄（Placement）、工程工具欄(Project)、過濾器工具欄（Filter）、尺寸工具欄（Dimensions）、元件排列工具欄（ComponentPlacement）、尋找選擇對象工具欄（FindSelection）、間距設置工具欄（Rooms）和仿真工具欄(SI)。所有的工具欄都可以在編輯區(qū)窗口內(nèi)任意浮動，并設定放在任何適當?shù)奈恢?，也可以根?jù)使用習慣，將不同的工具欄按一定順序擺放。在進行PCB設計時，不是所有的工具欄都會用到，可將不使用的工具欄關(guān)閉，使工作界面更加清晰整潔。一般把經(jīng)常用到的標準工具欄、工程工具欄和放置工具欄打開，如圖5-6所示。圖5-7文檔標簽

圖5-8工作層面切換標簽

⑶文檔標簽每個打開的文檔都會在設計窗口頂部有自己的標簽，右擊標簽可以關(guān)閉、修改成平鋪打開的窗口，如圖5-7所示⑷工作層標簽在PCB編輯器窗口工作區(qū)的下方，有工作層面切換標簽。通過單擊相應的工作層，可在不同的工作層之間進行切換，當前工作層為頂層（TopLayer），如圖5-8所示。5.1PCB的文檔操作5.1PCB的文檔操作圖5-9導航器面板2.PCB編輯器的畫面管理所謂畫面管理就是指工作平面的移動、放大、縮小和刷新等操作，PCB編輯器的畫面管理主要包括畫面的移動和縮放等。⑴畫面的移動在PCB板的設計過程中，常常需要移動工作窗口中的畫面，以便觀察圖紙的各個部分，常用移動的方法有以下兩種：利用工作窗口的滾動條移動和利用導航器移動。①利用工作窗口的滾動條移動：利用工作窗口的滾動條移動的方法與Windows操作系統(tǒng)下Office軟件操作方法相同。②利用導航器（Navigator）移動：導航器下部的小窗口顯示的是整張圖紙，如圖5-9所示。⑵畫面的縮放當需要觀察圖紙局部線路圖的具體情況、對線路圖做出進一步調(diào)整、修改時，往往要對這部分線路圖做局部放大，而觀察圖紙全局時需要縮小。在Protel2004中，可以通過快捷鍵放大，也可以單擊工具欄中的圖標放大，還可以通過執(zhí)行菜單命令放大。①常用的縮放快捷鍵有：放大（PageUP鍵），縮?。≒ageDown鍵）以及畫面更新（End鍵）等。放大和縮小都是以當前光標所在位置為中心進行的縮放。值得說明的是，當系統(tǒng)處于其他命令狀態(tài)下，鼠標無法移出工作區(qū)時，必須用快捷鍵進行縮放操作。②利用View菜單或工具欄進行縮放：在View菜單中，提供了多種手段的縮放操作，操作方法與原理圖類似。5.1PCB的文檔操作5.2工作層的設置圖5-10BoardLayersandColors對話框

Protel2004為多層印制電路板設計提供了多種不同類型的工作層面，包括32個信號層，16個內(nèi)層電源/接地層、16個機械層和10個輔助層等。用戶可在不同的工作層上執(zhí)行不同的操作。執(zhí)行菜單命令Design→BoardLayers&Colors…，顯示如圖5-10所示的對話框，其中只顯示用到的信號層、電源層、機械層、阻焊層和助焊層以及絲印層，并顯示各層的顏色設置和圖紙設置。5.2.1工作層分類5.2工作層的設置圖5-11LayerStackManager對話框1.信號層（SignalLayers）信號層包括頂層、底層和中間層，主要用于放置與信號有關(guān)的電氣元素，共有32個信號層。其中頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer）可以放置元件和銅膜導線，中間工作層只能用于布置銅膜導線。系統(tǒng)默認打開的信號層僅有頂層和底層，如果需要打開其他信號層，可以執(zhí)行菜單命令Design→LayerStackManager…（層棧管理）,顯示如圖5-11所示的LayerStackManager對話框，單擊AddLayers按鈕可添加信號層。5.2工作層的設置2.內(nèi)部電源層（InternalPlane）內(nèi)部電源層主要用于布置電源及接地線，故也稱為內(nèi)部電源/接地層。如果用戶繪制多層板，則在5-11所示的LayerStackManager對話框中單擊AddPlane按鈕，可以添加內(nèi)部電源層。添加后，該層顯示在BoardLayers&Colors…對話框的SignalLayers欄中。3.機械層（MechanicalLayers）

Protel2004為用戶提供了16個機械層。常用來定義電路板的輪廓、放置各種文字說明等。在制作PCB時，系統(tǒng)默認打開的機械層有一層。4.禁止布線層（KeepOutLayer）禁止布線層用于設定電路板的電氣邊界，此邊界外不會布線。沒有此邊界，就不能使用自動布線功能，即使采用手工布線，在電氣規(guī)則檢查時也會報錯。5.絲印層（Overlay）絲印層主要用于放置元件的外形輪廓、文字代號等，包括頂層絲印層（TopOverlay）和底層絲印層（BottomOverlay）兩種。6.阻焊層和助焊層（MaskLayers）

Protel2004提供的阻焊層和助焊層有頂層助焊層（TopPaste）、底層助焊層（BottomPaste）、頂層阻焊層（TopSolder）和底層阻焊層（BottomSolder）等。7.其他工作層

Protel2004除了提供以上的工作層以外，還提供了下列三種涂層：⑴DrillGuide主要用來選擇繪制鉆孔導引層。⑵DrillDrawing主要用來選擇繪制鉆孔涂層。⑶Multi-Layer用于設置是否顯示復合層、如果不選擇此項，焊盤及過孔就無法顯示出來。5.2工作層的設置5.2.2工作層的設置5.2工作層的設置在進行設置時，用戶不能混淆電路板工作層與單面板、雙面板和多層板的關(guān)系。單面板、雙面板和多層板的概念是指電路板中所含導電圖層的多少，而電路板的工作層中只有信號層（SignalLayers）和內(nèi)部電源層（InternalPlanes）屬于導電圖層。在實際的PCB設計中，不可能用到所有工作層，用戶需要自己進行工作層的設置。工作層的設置通常是由BoardLayersandColors對話框（圖5-10）和LayerStackManager對話框（圖5-11）綜合來完成的。一般情況下：單面板設計應打開底層、頂層絲印層、禁止布線層和機械1層等。雙面板設計應打開頂層、底層、頂層絲印層、禁止布線層、機械1層和復合層等。四層板設計打開頂層、底層、兩個內(nèi)部電源層、頂層絲印層、禁止布線層、機械1層和復合層等。5.2工作層的設置圖5-12顏色修改對話框

對于兩級放大電路來說，只需使用單層板即可滿足要求。這里將頂層關(guān)閉，其他保留系統(tǒng)默認設置。5.3PCB參數(shù)的設置5.3.1一般設置圖5-13BoardOptions對話框

執(zhí)行菜單命令Design→Options，系統(tǒng)將會出現(xiàn)如圖5-13所示的BoardOptions對話框。在BoardOptions對話框中，有以下幾種選項：1.MeasurementUnits：設置度量單位。系統(tǒng)度量單位有英制（Imperial）和公制（Metric），默認單位是英制（Imperial）。2.SnapGrid：設置捕捉柵格。用來控制光標移動的最小距離，包括X和Y兩個方向的移動柵格設置。3.ComponentGrid：設置元件移動的間距。也包括X和Y兩個方向的移動柵格設置。4.ElectricalGrid：設置電氣柵格屬性。其意義與電路原理圖電氣柵格相同。選中ElectricalGrid前的復選框，表示具有自動捕捉焊盤的功能。5.VisibleGrid：設置可視柵格的類型和柵格。系統(tǒng)提供了兩種柵格類型，即Line（線狀）和Dots（點狀），可以在Makers列表中選擇，在Grid1、Grid2設置兩組可視柵格的大小?？梢晼鸥窨梢杂米鞣胖煤鸵苿訉ο蟮目梢晠⒖?。一般設計者可以分別設置柵距和粗柵距?？梢晼鸥竦娘@示受圖紙的縮放限制，如果不能看見一個活動的可視柵格，可能因為縮放太大或太小的緣故。6.SheetPosition：設置圖紙。該選項用于設置圖紙的大小和位置，如果選中DisplaySheet復選框，則顯示圖紙，否則只顯示PCB部分。5.3.2特殊設置5.3PCB參數(shù)的設置圖5-14Preferences對話框

執(zhí)行菜單命令Tools→Preference，系統(tǒng)將彈出如圖5-14所示的Preferences對話框。它有General（一般）、Display（顯示）、Show/Hide、Defaults（違規(guī)）和PCB3D四個選項卡。1.General選項卡的設置單擊General標簽即可進入General選項卡，如圖5-14所示。Options選項卡用于設置一些特殊的功能。5.3PCB參數(shù)的設置圖5-16Display選項卡

2.Display選項卡的設置單擊Display標簽進入Display選項卡，如圖5-16所示。Display選項卡用于設置屏幕顯示和元件顯示模式。圖5-17Show/Hide選項卡3.Show/Hide選項卡的設置。單擊Show/Hide標簽，可進入Show/Hide選項卡，如圖5-17所示，Show/Hide選項卡用于設置各種圖形的顯示模式。5.3PCB參數(shù)的設置5.3PCB參數(shù)的設置圖5-18Defaults選項卡4.Defaults選項卡的設置。單擊Defaults標簽，可進入Defaults選項卡，如圖5-18所示。Defaults選項卡用于設置各種組件的系統(tǒng)默認設置。在PrimitiveType類表中的選擇要修改的組件，單擊EditValues按鈕，進入“選中的對象屬性”對話框。對于兩級放大電路來說，這里保持系統(tǒng)默認設置不變。5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-19繪制工具欄

圖5-20Place下拉式菜單

PCB設計管理器提供的繪制工具欄如圖5-19所示。繪制工具欄可通過執(zhí)行菜單命令View→Toolbars→Wiring、Utilities打開和關(guān)閉。其中的每一個按鈕與如圖5-20所示的Place下拉菜單中的各個選項相對應。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.1繪制導線在印制電路板中，各個焊盤之間是由銅模導線聯(lián)系起來的。當需要繪制導線時，應采用交互布線方式，繪制完成的導線具有電氣屬性。繪制導線方法是單擊Wiring工具欄的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→InteractiveRouting。光標變?yōu)槭中螤?，將光標移到所需位置，即可繪制出一根導線。

圖5-21交互布線參數(shù)設置對話框1.交互布線參數(shù)設置在放置導線狀態(tài)，按鍵盤上的Tab鍵打開交互布線參數(shù)設置對話框，如圖5-21所示。在交互布線參數(shù)設置對話框中，可以設置導線寬度（TraceWidth）、板層（Layer）、過孔參數(shù)（ViaDiameter和ViaHoleSize）。5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-22導線屬性設置對話框

2.設置導線屬性鼠標右鍵單擊繪制的導線，在展開列表中單擊最下面Properities按鈕，顯示如圖5-22所示的導線屬性設置對話框。Width：設定導線寬度。Layer：設置導線所在層面。Net下拉列表框：設置導線所在的網(wǎng)絡。Locked復選框：設置導線的位置是否鎖定。

Keepout復選框：選中此項，則不論導線屬性如何設置，此導線均在禁止布線層。StartX文本框：設置導線起點的X軸坐標。StartY文本框：設置導線起點的Y軸坐標。EndX文本框：設置導線終點的X軸坐標。EndY文本框：設置導線終點的Y軸坐標。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.2繪制直線單擊Utility工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Line，啟動繪制直線操作。該功能與交互布線方式（InteractiveRouting）的區(qū)別在于，繪制直線命令不能實現(xiàn)檢測連接關(guān)系。該命令常用于繪制沒有電氣連接的線條。因此在連接有電氣聯(lián)系的導線時，要使用交互布線方式。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.3放置焊盤圖5-23設置焊盤屬性對話框1.操作步驟⑴單擊Wiring工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Pad，光標變?yōu)槭中螤畈е粋€焊盤。⑵將光標移到所需位置，單擊鼠標，即可放置一個焊盤。⑶將光標移到新的位置，重復上述操作，可放置多個焊盤。⑷單擊鼠標右鍵，光標變成箭頭，系統(tǒng)退出放置焊盤命令狀態(tài)。2.設置焊盤屬性在放置焊盤時，按下Tab鍵，系統(tǒng)將彈出“設置焊盤屬性”對話框，如圖5-23所示。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.4放置過孔圖5-24設置過孔屬性對話框

1.操作步驟⑴用鼠標單擊Wiring工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→via，光標變?yōu)槭中螤畈е粋€過孔。⑵將光標移到所需位置，單擊鼠標，即可放置一個過孔。⑶將光標移到新的位置，重復上述操作，可放置多個過孔。⑷單擊鼠標右鍵，光標變成箭頭，系統(tǒng)退出放置過孔命令狀態(tài)。2．設置過孔屬性在放置過孔時，按下Tab鍵，系統(tǒng)將彈出設置過孔屬性對話框，如圖5-24所示。

5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.5放置文字圖5-25字符串屬性設置對話框

在印制電路板設計過程中，常常需要在板上放置一些說明文字字符串(僅為英文)。操作步驟如下：1.用鼠標單擊Wiring工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令Place→string。2.執(zhí)行命令后，光標變成了十字形狀，在此命令狀態(tài)下，單擊Tab鍵，會出現(xiàn)如圖5-24所示的“字符串屬性設置”對話框。在這里輸入字符內(nèi)容，進行字體大小和所在板層等的設置。5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-26放置文字3.設置完成后，退出對話框，單擊鼠標左鍵，把字符串放到相應的位置。4.用同樣的方法放置其他字符串。如果需要變換字符串的放置方向只需按住鼠標左鍵時按空格鍵(Space)即可進行調(diào)整，或在圖5-25所示的字符串屬性的設置對話框中的Rotation編輯框中輸入字符串旋轉(zhuǎn)角度，如圖5-26所示。5.4.6放置坐標5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-27坐標標注屬性的設置對話框放置坐標具體步驟如下：1.用鼠標單擊Utility工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Coordinate。

執(zhí)行命令后，光標變成了十字形狀，在此命令狀態(tài)下，單擊Tab鍵，系統(tǒng)彈出如圖5-27所示的坐標標注屬性的設置對話框。3.按要求設置該對話框，設置完成后，退出對話框，單擊鼠標左鍵，把坐標放到相應的位置。放置坐標后，也可以選中坐標，單擊鼠標右鍵對其屬性進行編輯。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.7放置尺寸標注圖5-28尺寸標注屬性對話框放置尺寸標注的具體步驟如下：1.用鼠標單擊Utility工具欄中的按鈕，或執(zhí)行命令Place→Dimension。2.執(zhí)行命令后，光標變成了十字形狀，在此命令狀態(tài)下，單擊Tab鍵，系統(tǒng)彈出如圖5-28所示的尺寸標注屬性對話框。3.將光標移動到尺寸標注的起點位置，單擊鼠標左鍵，即可確定的起點。4.移動光標到合適位置，單擊鼠標左鍵，即可完成尺寸標注。放置尺寸標注后，也可以雙擊鼠標左鍵打開其屬性對話框，對其進行編輯。5.4使用Wiring、Utilities工具欄5.4.8設置坐標原點在印制電路板設計的過程中，為便于了解元件的具體位置，需要重新設置坐標原點。方法如下：1.用鼠標單擊Utility工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令Edit→Origin→Set。2.光標變成了十字形狀后，移動光標到理想的位置，單擊鼠標左鍵，完成坐標原點重置。如果對新坐標原點還不滿意，可以重復上述操作到滿意為止。3.如果希望恢復原來的坐標原點，可執(zhí)行Edit→Origin→Reset命令實現(xiàn)。5.4.9放置元件5.4使用Wiring、Utilities工具欄

在印制電路板設計中，元件封裝一般由電路原理圖載入，也可以通過元件封裝庫放置元件，還可以通過Wiring工具欄中的元件放置按鈕來放置元件。使用Wiring工具欄中的元件放置元件的方法如下：1.用鼠標單擊Wiring工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令Place→Component,系統(tǒng)彈出如圖5-29所示放置元件對話框。2.在PlacementType選項組有兩個選線：Footprint為PCB封裝，Component用于電路原理圖設計。3.在元件明細（ComponentDetails）中，輸入元件封裝號（Footprint），元件序號（Designator），單擊OK按鈕進行元件放置。如果設計人員對封裝了解熟練,可以在Footprint文本框中，直接輸入元件封裝號。如果不熟悉元件封裝，可單擊Footprint文本框右側(cè)瀏覽按鈕，在元件封裝庫中查詢輸入。圖5-29放置元件對話框5.4.10放置圓弧和圓5.4使用Wiring、Utilities工具欄1.繪制圓弧Protel2004中提供了3中繪制圓弧的方法。⑴中心法①單擊Utility工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Arc(Center),光標變?yōu)槭中螤睢＂趯⒐鈽艘频剿栉恢?，單擊鼠標左鍵確定圓弧的中心。③將光標移到所需位置，單擊鼠標左鍵確定圓弧的起點。④將光標移動到圓弧終點位置，單擊鼠標左鍵，一個圓弧的繪制就完成了。⑵邊緣法①單擊Wiring工具欄的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Arc(Edge),光標變?yōu)槭中螤?。②將光標移到所需位置，單擊鼠標左鍵確定圓弧的起點。③將光標移到適當?shù)奈恢?，單擊鼠標左鍵確定圓弧的終點。⑶角度旋轉(zhuǎn)法①單擊Utility工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→Are(AnyAngle)，光標邊為十字形狀。②將光標移到所需位置，單擊鼠標左鍵確定圓弧的起點。③將光標移到所需位置，單擊鼠標左鍵確定圓弧的中心。④將光標移動到圓弧終點位置，單擊鼠標左鍵。即可得到一個圓弧。5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-30圓弧屬性對話框2.繪制圓⑴單擊Utility工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令Place→FullCircle，光標變?yōu)槭中螤睢＂茖⒐鈽艘频剿栉恢?，單擊鼠標左鍵確定圓弧的圓心。⑶將光標移到所需位置，單擊鼠標左鍵確定圓弧的大小。3.編輯圓弧或圓的屬性在繪制圓弧或圓的過程中，按Tab鍵，或繪制完成后，選取繪制的圓弧或圓，單擊鼠標右鍵，選擇Properties選項，即可進入如圖5-30所示的圓弧屬性對話框。5.4.11放置填充5.4使用Wiring、Utilities工具欄圖5-31填充屬性設置對話框填充用于制作PCB元件的接觸面或者用于制作增強系統(tǒng)抗干擾性的大面積電源或地。填充通常放置在PCB的頂層，底層或內(nèi)部的電源層或接地層上，放置填充的操作方法如下：1.用鼠標單擊Wiring工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令Place→Fill,光標變?yōu)槭中螤睢?.放置填充，用戶只需確定矩形塊對角線上兩個角的位置即可。在放置填充的過程中，按Tab鍵，或放置填充完成后，選取放置的填充，單擊鼠標右鍵，選擇Properties選項，即可進入如圖5-31所示的填充屬性對話框。5.4.12放置多邊形填充5.4使用Wiring、Utilities工具欄為增強系統(tǒng)的抗干擾性，印制電路板常需要大面積鋪地。而這項工作需要用多邊形填充功能來實現(xiàn)。操作步驟如下：1.用鼠標單擊Wiring工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令Place→PloygonPour，系統(tǒng)彈出如圖5-32所示對話框。2.設置完對話框后，單擊OK按鈕，光標變成了十字形狀，將光標移到所需的位置，單擊鼠標左鍵，確定多邊形的起點。然后再移動鼠標到適當位置單擊鼠標左鍵，確定多邊形的中間點。3.在終點處單擊鼠標右鍵，程序會自動將終點和起點連接在一起，形成一個封閉的多邊形平面。圖5-32多邊形填充屬性對話框5.5規(guī)劃印制板5.5.1手工規(guī)劃圖5-33轉(zhuǎn)換工作層手工規(guī)劃電路板，首先需要建立項目文件并生成PCB文件，然后進行電路板一般參數(shù)（BoardOptions）和特殊參數(shù)（Preferences）設置，最后通過手工繪制電路板的物理邊界和電氣邊界完成電路板的規(guī)劃。前面已經(jīng)生成了一個兩級放大電路PCB文件（D:\兩級放大電路\兩級放大電路.PrjPcb\兩級放大電路.PcbDOC），并設置了參數(shù)。下面就為它做一塊單面電路板，尺寸為60mm×40mm。⒈繪制電路板物理邊界⑴單擊PCB編輯器窗口下部工作層轉(zhuǎn)換按鈕Mechanical1，將當前工作層轉(zhuǎn)換到機械層1，如圖5-33所示。圖5-34定義跳躍位置坐標⑵把單位由“mil”切換到“mm”(可利用鍵盤Q鍵切換）。⑶執(zhí)行菜單View→Toolbars→Utilities，打開Utility工具欄，單擊工具欄中的圖標，或者執(zhí)行菜單Edit→Origin→Set，在十字光標狀態(tài)下在PCB編輯器的工作區(qū)的左下角某處單擊一下，該點就備定義為相對坐標原點(0，0),沿此點往右為+X軸，往上為+Y軸。⑷單擊Utility工具欄上的圖標，設置邊框線。此時光標連著十字形，表示處于劃線狀態(tài)，在剛定義的原點處單擊鼠標左鍵確定連線起點，然后按一下鍵盤上的J鍵，接著再按一下L鍵，屏幕彈出坐標跳躍對話框(如沒有彈出，注意切換輸入法），如圖5-34所示。5.5規(guī)劃印制板2.繪制電路板電氣邊界為防止元件及銅模走線距離板邊太近，需要設定電路板的電氣邊界，電氣邊界用于限制元件布置及銅模走線在此范圍內(nèi)。繪制電氣邊界方法為：⑴單擊PCB編輯器窗口下部工作層轉(zhuǎn)換按鈕Keep-OutLayer，將當前工作層轉(zhuǎn)換到禁止布線層。⑵單擊Wiring工具欄中的按鈕或執(zhí)行菜單命令，啟動交互布線操作，光標變?yōu)槭中螤?。⑶用上述方法，形成一個距物理邊界1mm的電氣邊界，如圖5-35所示。圖5-35手工規(guī)劃的電路板5.5規(guī)劃印制板5.5.2利用PCB生成向?qū)б?guī)劃電路板5.5規(guī)劃印制板在利用Protel2004的向?qū)蒔CB文件的過程中，可以選擇標準的模板，也可以自定義PCB板的參數(shù)。如果對已經(jīng)設置的參數(shù)不滿意，還可以返回前一級對話框進行修改。1.單擊Protel2004面板控制按鈕Files，系統(tǒng)顯示Files面板。2.單擊Files面板下部NewfromTemplat標題欄中的PCBBoardWizard選項，如果該選項沒有顯示在屏幕上,單擊向上的箭頭圖標關(guān)閉上面的一些單元，即可進入PCB文件生成的向?qū)?，如圖5-36所示。圖5-36PCB文件生成的向?qū)υ捒?.5規(guī)劃印制板圖5-37尺寸單位設置對話框3.單擊Next按鈕繼續(xù)，彈出如圖5-37所示對話框。在對話框里可進行PCB板尺寸單位設置。單擊Imperial前的單選項，系統(tǒng)尺寸單位為英制mil；單擊Metric前的單選項，系統(tǒng)尺寸單位為毫米。在這里選擇英制單位，單擊Next按鈕繼續(xù)下一步。5.5規(guī)劃印制板圖5-38模板選擇

4.在彈出的如圖5-38所示的對話框中，可以從Protel2004提供的PCB模板庫中為正在創(chuàng)建的PCB板選擇一種標準模板，也可以選擇Custom選項，根據(jù)用戶的需要自定義尺寸。在本例中，選擇Custom選項，單擊Next按鈕繼續(xù)。5.5規(guī)劃印制板圖5-39版面設置對話框5.在如圖5-39所示的對話框，選擇電路板的形狀，確定電路板的物理邊界尺寸及其所在工作層。在width欄中輸入60mm（系統(tǒng)自動將其轉(zhuǎn)換成英制尺寸），在Height欄中輸入40mm，單擊Next按鈕繼續(xù)。圖5-40板層設置對話框6.如圖5-40所示為板層設置對話框，包括信號層（SignalLayers）及電源層（PowerPlanes）。在本例中，設置信號層為兩層，電源層為0，單擊Next按鈕繼續(xù)。5.5規(guī)劃印制板5.5規(guī)劃印制板圖5-41過孔形式設置對話框

7.如圖5-41所示為過孔形式設置對話框，單擊Thruhole

ViasOnly前的單選框，系統(tǒng)過孔形式設置為全部通孔樣式；單擊BlindandBurried

ViasOnly前的單選框，系統(tǒng)過孔形式設置為只有盲孔和埋孔樣式。在這里選擇Thruhole

ViasOnly，單擊Next按鈕繼續(xù)下一步。圖5-42元件樣式設置對話框8.在設計PCB板時，應當首先考慮器件的選型，選擇插針元件或者貼片元件；其次，還應當考慮元件的安裝方式等。圖5-42所示即為上述選項設置的對話框。5.5規(guī)劃印制板插針式選擇Through-holecomponents，貼片式選擇Surface-mountcomponents。在本例中，選擇Through-holecomponents插針式元件。圖5-43導線、過孔屬性設置話框中9.單擊Next按鈕繼續(xù)，進入圖5-43所示對話框中。可以設置導線和過孔的尺寸，以及最小線間距等參數(shù)，在這里保持系統(tǒng)默認值不變。5.5規(guī)劃印制板5.5規(guī)劃印制板圖5-44PCB向?qū)瓿僧嬅?0.單擊Next按鈕繼續(xù)，進入圖5-44所示對話框，它提示已經(jīng)完成PCB向?qū)稍O置。5.5規(guī)劃印制板圖5-45PCB向?qū)傻碾娐钒鍒D11.單擊Finish按鈕，系統(tǒng)生成5-45所示印制電路板邊框。5.5規(guī)劃印制板5.5.3利用PCB模板規(guī)劃電路板圖5-46模板選擇對話框在Protel2004系統(tǒng)中，提供了多種標準模板供用戶生成標準電路板板框。1.執(zhí)行面板命令File→NewfromTemplate→PCBTemplates…,系統(tǒng)彈出5-46所示模板選擇對話框。2.從圖5-46所示對話框中選擇合適的PCB模板文件，即可生成PCB及其邊框。5.5規(guī)劃印制板作為示例，這里選擇PC-10416bitbus模板文件，單擊打開按鈕，生成圖5-47所示PCB文件及電路板板框。對于兩級放大電路來說，因為沒有合適的模板，不適合采用這種方法生成。圖5-47PC-10416bitbus電路板

5.6網(wǎng)絡表及元件5.6.1編譯電路原理圖裝入元件封裝庫后，下面就該加載網(wǎng)絡表了，因為網(wǎng)絡表包含了元件封裝信息，所以在加載網(wǎng)絡表的同時裝入了元件封裝。由于Protel2004實現(xiàn)了真正的雙向同步設計，因此，在PCB設計中可以不生成網(wǎng)絡表，而直接由電路原理圖同步載入。必須保證載入PCB網(wǎng)絡表的正確性，為此，在電路原理圖設計完成后，應首先編譯檢查電路原理圖，根據(jù)編譯信息檢查原理圖是否存在錯誤并修改，直到正確為止。5.6網(wǎng)絡表及元件5.6.2加載網(wǎng)絡表及元件在Protel2004中加載網(wǎng)絡表有兩種方式：一是由電路原理圖文件執(zhí)行菜單命令Design→UpdataPCBDocument×××.PCBDOC（×××為保存文件名稱）載入；二是由PCB文件執(zhí)行菜單命令Design→ImportChangesFrom×××.PRJPCB載入。1.由電路原理圖文件執(zhí)行菜單命令Design→UpdataPCBDocument×××.PcbDoc載入⑴在電路原理圖編輯器中，通過執(zhí)行菜單命令Design→UpdataDocumentPCB兩級放大.PcbDoc，系統(tǒng)彈出如圖5-48所示EngineeringChangeOrder對話框。圖5-48EngineeringChangeOrder對話框5.6網(wǎng)絡表及元件圖5-49有效變更檢查后的EngineeringChangeOrder對話框⑵單擊ValidateChanges按鈕，系統(tǒng)逐項檢查提交的修改有無違反規(guī)則的情況，并在Status欄的Check列中顯示是否正確。其中“√”表示正確，“×”表示有錯誤。如果不正確，則需要返回電路原理圖進行修改。圖5-49所示為運行ValidateChanges檢查后的EngineeringChangeOrder對話框。5.6網(wǎng)絡表及元件圖5-50加載網(wǎng)絡表和元件后的PCB編輯器

⑶單擊ExecuteChanges按鈕，將網(wǎng)絡表和元件載入PCB編輯器中。⑷單擊Close按鈕，關(guān)閉EngineeringChangeOrder對話框，即可看見載入的元件和網(wǎng)絡飛線，如圖5-50所示。2.由PCB文件執(zhí)行菜單命令Design→ImportChangesFrom×××.PRJPCB載入.在PCB編輯區(qū)中，通過執(zhí)行菜單命令Design→ImportChangesFrom兩級放大.PRJPCB命令載入網(wǎng)絡表和元件。后面的過程和方法與在原理圖中執(zhí)行Design→UpdataPCB兩級放大.PCBDOC命令完全相同。5.7元件布局5.7.1自動布局圖5-51AutoPlace對話框圖5-52StatisticalPlacer設置對話框1.執(zhí)行菜單命令Tools→Component

Placement→AutoPlacer，系統(tǒng)彈出圖5-51所示的AutoPlacer對話框。2.在AutoPlace對話框中提供了兩種自動布局方式，每種方式均采用不同的計算、優(yōu)化元件位置的方法。⑴ClusterPlacer：適合于元件數(shù)量較少的PCB設計。⑵StatisticalPlacer：適合于元件數(shù)量較多的PCB設計。該種方式使用統(tǒng)計算法來放置元件，是元件間采用最短的導線來連接。StatisticalPlacer選項如圖5-52所示。5.7元件布局圖5-53自動布局后的PCB3.本例選擇ClusterPlacer自動布局方式，單擊OK按鈕，系統(tǒng)開始自動布局。布局完成后如圖5-53所示。5.7.2手工調(diào)整元件布局5.7元件布局圖5-54元件選取菜單自動布局后的結(jié)果不太令人滿意，還需要用手工布局的方法，重新調(diào)整元件的布局，使之在滿足電氣功能要求的同時，更加優(yōu)化、更加美觀。手工調(diào)整元件布局，包括元件的選取、移動和旋轉(zhuǎn)等操作。1.選取元件在Protel2004元件的選取方式比較豐富，易于操作。直接選取元件的方法是用鼠標單擊要選取的元件；還可以使用菜單命令的方式，打開如圖5-54所示的Edit→Select級聯(lián)菜單。圖5-55釋放元件選取菜單

2.釋放選取對象釋放選取對象的方法可分為直接釋放和利用菜單命令釋放，直接釋放的方法是用鼠標單擊PCB頁面空白處即可；利用菜單命令的方法是通過執(zhí)行如圖5-55所示Edit→Deselect級聯(lián)菜單中的選項釋放選取對象，其功能與選取對象菜單命令完全相反。5.7元件布局5.7元件布局

圖5-56移動元件菜單

3.移動元件移動元件的簡單操作是拖動選中的元件到適當位置放下即可，另外也可選用菜單命令移動元件，如圖5-56所示為Edit→Move級聯(lián)菜單中的選項。圖5-57旋轉(zhuǎn)角度對話框

4.旋轉(zhuǎn)元件一種方法是選取對象，然后執(zhí)行菜單命令Edit→Move→RotateSelection，彈出如圖5-57所示對話框，輸入要旋轉(zhuǎn)的角度（逆時針為正），單擊OK按鈕，再單擊鼠標確定旋轉(zhuǎn)中心，完成旋轉(zhuǎn)操作。另一種操作方法是在拖動元件狀態(tài)，按空格鍵，每次旋轉(zhuǎn)90°，這種方法實際中應用更方便。5.7元件布局5.7元件布局圖5-62手工調(diào)整后的兩級放大電路PCB7.刪除元件刪除元件可以執(zhí)行菜單命令Edit→Delete，然后單擊要刪除的元件?；蛳冗x取元件，再執(zhí)行Edit→Clear命令。也可以直接選取要刪除的元件，按鍵盤上Delete鍵。8.調(diào)整后的PCB經(jīng)過上述手工調(diào)整方式的調(diào)整后，兩級放大電路的布局如圖5-62所示。5.8設計規(guī)則圖5-63布線規(guī)則設置對話框在布線之前需要進行設計規(guī)則的設置，合理進行參數(shù)設置是提高布線質(zhì)量和成功率的關(guān)鍵。執(zhí)行命令菜單命令Design→Rules，系統(tǒng)將彈出如圖5-63所示的PCBRulesandConstraintsEditor對話框。

Protel2004設計規(guī)則可以分為10大類，包括電氣規(guī)則、布線規(guī)則、表面規(guī)則、阻焊層與助焊層規(guī)則、電源層規(guī)則、測試點規(guī)則、制造規(guī)則、高速電路布線規(guī)則、元件布置規(guī)則以及信號完整性規(guī)則等。在布線規(guī)則設置對話庫中，我們將重點講述常用到的一些規(guī)則。5.8設計規(guī)則5.8.1電氣規(guī)則1.布線安全間距（Clearance）用于設置銅膜走線與其他對象間的最小間距。展開Clearance選項，如圖5-64所示。2.短路規(guī)則（Short-Circuit）用于設置是允許走線短路，默認設置為不允許。3.未布線網(wǎng)絡（Un-RoutedNet）用于設置檢查未布線網(wǎng)絡范圍，默認設置為整個電路板。4.未連接管腳（Un-ConnectedPin）用于設置檢查未布線引腳范圍，默認狀態(tài)下此項無設置。圖5-64Clearance設置對話框5.8設計規(guī)則5.8.2布線規(guī)則圖5-65增加規(guī)則設置對話框展開圖5-63所示的布線規(guī)則設置對話框中Routing樹目錄，有以下選項設置：1.布線寬度（Width）用于設置銅膜走線的寬度范圍、推薦的走線寬度以及適用的范圍，這是PCB設計中需要設置的一項規(guī)則。添加設計規(guī)則的方法是用鼠標右鍵單擊Width選項，出現(xiàn)如圖5-65所示的對話框。圖5-66Width設置對話框5.8設計規(guī)則單擊NewRule選項，生成一個新的寬度設計約束，然后對其名稱、適用范圍和寬度設置等進行修改，如圖5-66所示我們增加了電源寬度約束Vcc，適用范圍為Vcc網(wǎng)絡，寬度范圍為10～100mil，推薦寬度為60mil。5.8設計規(guī)則2.布線的的拓撲結(jié)構(gòu)（RoutingTopology）通常系統(tǒng)在自動布線時，以整個布線的線長最短（Shortest）為目標。用戶可以選擇Horizontal、Vertical、Daisy-Simple、Daisy-MidDriven和Starburst等拓撲選項，選中各選項時，相應的拓撲結(jié)構(gòu)會顯示在對話框中。一般默認設置Shortest。3.布線優(yōu)先級（RoutingPriority）用于設置各個網(wǎng)絡或?qū)拥膬?yōu)先布線順序級別，即布線的先后順序。先布線的網(wǎng)絡優(yōu)先權(quán)比后布線的網(wǎng)絡優(yōu)先權(quán)要高。Protel提供了0～100個優(yōu)先權(quán)設定，數(shù)字0優(yōu)先權(quán)最低，數(shù)字100優(yōu)先權(quán)最高。4.布線工作層（RoutingLayers）用于設置放置銅膜導線的板層。展開RoutingLayer選項，系統(tǒng)默認設置為兩面板，頂層主要水平布線，底層主要垂直布線。這里，將板層設置成單面板，頂層布線方式設置為NotUsed，用于安裝元件；底層布線方式設置為Any，用于布線。5.布線拐角方式（RoutingCorners）用于設置布線的拐角方式。系統(tǒng)提供了三種拐角方式：90°角拐彎、45°拐彎和圓弧拐彎，后兩種方式還可以設置最小過彎尺寸，均采取系統(tǒng)的默認值。6.過孔類型（RoutingViaStyle）用于設置自動布線過程中使用的過孔大小及適用范圍。5.8設計規(guī)則5.8.3表面貼片規(guī)則（SMT）該選項組是針對貼元件電路板的設計規(guī)則。1.走線拐彎處貼片約束（SMTToCorner）此項用于設置走線拐彎處距離貼片元件焊盤的最小間距。2.貼片元件到電源平面距離約束（SMTToPlane）此項用于設置貼片元件與電源層間的最小間距。3.貼片走線縮徑約束（SMTNeck-Down）此項用于設置SMD的縮徑限制，即SMD的焊盤寬度與引出導線寬度的百分比。5.8設計規(guī)則5.8.4阻焊層和助焊層規(guī)則圖5-67SolderMaskExpansion設置對話框1.焊膜擴展（SolderMaskExpansion）：用于設置阻焊層和收縮寬度。所謂阻焊層收縮寬度，就是阻焊層的焊盤孔大于焊盤的尺寸。SolderMaskExpansion規(guī)則設置對話框如圖5-67所示。5.8設計規(guī)則圖5-68PasteMaskExpansion設置對話框

2.助焊層規(guī)則（PasteMaskExpansion）：用于設置助焊層收縮寬度，即SMD焊盤與鋼模板（錫膏層）之間的距離。PasteMaskExpansion設置對話框如圖5-68所示。5.8設計規(guī)則5.8.5電源層連接規(guī)則圖5-69PlaneConnect設置對話框1.與電源層連接類型（PowerPlaneConnectStyle）用于設置過孔或焊盤與電源層的連接形式和適用范圍等，如圖5-69所示的PlaneConnect設置對話框。5.8設計規(guī)則2.與焊盤或過孔之間的間隙設置（PowerPlaneClearance）用于設置與電源層沒有連接關(guān)系的過孔或焊點之間間隙設置、適用范圍。3.敷銅連接規(guī)則（PolygonConnectStyle）此項設置與PlaneConnect設置方式類似。上面介紹了PCB常用的規(guī)則設計方法，其他還有測試點規(guī)則（Testpoint）、電路板制造規(guī)則（Manufacturing）、高速電路設計規(guī)則（HighSpeed）、元件放置規(guī)則（Placement）和信號完整性規(guī)則（SignalIntegrity）。這些規(guī)則不經(jīng)常使用，但設置方式與上述設計規(guī)則設置類似。5.9布線5.9.1手工交互布線圖5-70手工布線結(jié)果手工交互布線常用于較為簡單的PCB設計，對于本書示例的兩級放大電路就很適合采用手工交互布線方式。手工布線前，應大致構(gòu)想一下布線策略。這樣，可有效防止布線工作來回反復，并使布線完成后信號通道更加流暢，走線盡可能短一些。兩級放大電路的布線如圖5-70所示。5.9布線5.9.2自動布線圖5-71自動布線設置對話框

布線參數(shù)設置好后，就可以是用Protel2004提供的自動布線器進行布線了。使用自動布線器，可以進行全局布線，也可以按網(wǎng)絡、元件、區(qū)域等自動布線。1.全局布線⑴執(zhí)行菜單命令AutoRoute→All,系統(tǒng)將彈出如圖5-71所示的自動布線設置對話框。⑵在該對話框中，單擊EditRules按鈕可以設置布線規(guī)則。5.9布線圖5-72布線信息框

⑶單擊RouteAll按鈕，程序開始對電路板進行自動布線。自動布線過程中系統(tǒng)會彈出一個布線信息框，提示自動布線的進程，用戶可以了解布線的具體情況，如圖5-72所示為布線結(jié)束后的信息框。5.9布線圖5-73自動布線生成的PCB圖完成自動布線后，生成如圖5-73所示的PCB圖。從圖中可以看出，自動布線的結(jié)果相對手工布線來說存在諸多缺陷，還需手工修改改進。因此，實際中往往多采用手