第三章DXP電子電路設(shè)計

第三章DXP電子電路設(shè)計§3.1電路原理圖庫和原理圖的設(shè)計(.sch)1.電路原理圖中圖庫的設(shè)計（元件設(shè)計）；2.電路原理圖的設(shè)計；原理圖的設(shè)計是PCB設(shè)計的一個重要過程，原理圖(schematicdiagram)的產(chǎn)生一般視為PCB生產(chǎn)過程的第一步，它也是電子工程技術(shù)人員對產(chǎn)品設(shè)想的具體實現(xiàn)，是由許多邏輯元件（如各種IC的門電路，電阻，電容等）通過不同的邏輯連接而組成。做一個原理圖，它的邏輯元件的來源是，有的CAD軟件含有的一個龐大的邏輯元件庫（如TANGOPADS等）而有的CAD軟件除了邏輯元件庫外，還可以由用戶自已增加建立新的邏輯元件（如Cadence，Mentor、Zuken等），用戶可以用這些邏輯元件來實現(xiàn)所要設(shè)計的產(chǎn)品的邏輯功能。由于電子CAD軟件種類很多，又都有自已的特點及操作方法。這都需用戶自已去實踐才能真正的認識。具體操作需查閱所使用的軟件的用戶手冊，但它們的使用方法又都是大同小異，只要能明白它們的設(shè)計流程，在這流程中應(yīng)當有什么考慮，如何去滿足所需的要求，那定能得到一個滿意的結(jié)果。首先要建立邏輯元件，邏輯元件是提供一種邏輯功能的部件（如一個LS00門，一個觸發(fā)器或一個ASIC電路）。建立邏輯元件的步驟如下：1)邏輯元件型號（或稱元件名）的定義。在邏輯元件庫中元件型號是唯一的，它是對邏輯元件的命名，讓使用者都很清楚地知道這個邏輯元件的功能，用途及組合形式，同時也與其它工具書中同型號的邏輯組合相一致的，如：74LS00，是由四個與非門組合起來的。

2)邏輯元件管腳的封裝形式，對邏輯元件管腳進行功能描述，定義管腳是輸入端，還是輸出端。

3)邏輯元件管腳的描述。邏輯管腳的描述必須與PCB上的物理元件管腳的封裝相一致。描述方式隨系統(tǒng)不同而不同。如74LSOO：1、2、4、5、9、10、12、13、分別為四個與非門的輸入端，同一個門的兩個輸入端可以互換，門與門之間的一組輸入端可以互換，但輸出端必須同時對應(yīng)的互換，即一個門與另一個門可以互換，3、6、8、11分別為四個與非門的輸出端，7為地，14為電源。4)邏輯元件的外形及符號尺寸的定義。外形及符號的尺寸過大，將影響到整個原理的建立，過小也會影響到使用者的操作和識別；其次是邏輯元件的功能特性描述，需對邏輯電路進行仿真，就要對每個邏輯元件的功能特性進行描述，如邏輯元件的時序關(guān)系，初始態(tài)上升沿（RISE）、下降沿（FALL）、延遲時間，還有驅(qū)動衰量，衰減時間等，由于此項的細節(jié)較為復(fù)雜，設(shè)計者若需了解，自己可以根據(jù)所用的CAD系統(tǒng)查閱有關(guān)資料。最后是關(guān)于邏輯元件庫的說明，由于邏輯元件很多，都建在一個庫下容易造成混亂，不好管理，所以一般把功能特性相似的邏輯元件放于一個庫下，按功能特性來分類來管理，如A／D、D／A轉(zhuǎn)換器件、CMOS器件、存貯器件、TTL器件、線性器件、運放器件、比較器件等，都各自放在同類庫下。同樣也可按公司廠家分類如：MOTOROLA、NEC、INTEL等。Dxp下選擇新建設(shè)計文件類型新建排版圖界面新建圖庫文件路徑新建原理圖庫界面新建原理圖界面新建原理圖庫界面排版圖庫下新添元件一、DXP下添加元件庫Options/documentoptions下，設(shè)定捕捉（sch庫下）§3.2電路排版圖庫和排版圖的設(shè)計(.pcb)1.電路排版圖中圖庫的設(shè)計（元件封裝設(shè)計）；2.電路排版圖的設(shè)計

1.進入畫封裝頁面：File-----New-----PCBLibrariy;

2.畫封裝，最重要的是畫出的要和實際的元件大小一致，否則做出來的板子就插不上元件。所以設(shè)置合理的參數(shù)是很有必要的。打開參數(shù)設(shè)置窗口：在頁面中點擊右鍵-----Option…----->LibraryOption…就是BoardOptions窗口.先把度量單位改為“米”制：在measurementunit中把imperial為metric。SnapGrid是設(shè)置鼠標每移動一格的距離。一般把X、Y都設(shè)成1mil，移動的距離最小，也就是精度最高的。

visiblegrid為可視網(wǎng)格。就是頁面中顯示的格子的大小，元件用毫米量度就足夠了，所以grid1和grid2都設(shè)置成1mm（要自己輸入1mm）。這樣用尺子量好元件大小時，在這里畫就很容易知道畫出來的線的長度，而不必要再用工具“PlaceStandardDimension”測量了。其它的都才用默認就可以。3.在頁面的中心畫元件封裝，否則畫出來的封裝在PCB頁面中就會出現(xiàn)這樣的情況：點擊那個元件封裝，鼠標居然跑到其它地方去了，這樣就很難布局好元件。這種現(xiàn)象主要是因為畫的封裝的中心偏了。解決辦法很簡單，先點擊一個焊盤“PlacePad”，然后按住鍵盤的“Ctrl+End”鍵，這時鼠標箭頭會自動跑到頁面中心，放下那個焊盤做為標記。這樣，就可以以那個焊盤為中心畫封裝啦。畫完再把那個定位的焊盤刪掉即可。一、PCB設(shè)計步驟：1、設(shè)置軟件工作環(huán)境，其中包括如下幾個方面：(1)、軟件規(guī)則設(shè)置，進入Design\Rules，按照設(shè)計的要求對選項中的各項進行設(shè)置：①

安全間距設(shè)置：PROTEL99SE軟件中Routing的ClearanceConstraint項規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線、焊盤、過孔等之間必須保持的距離。在單面板和雙面板的設(shè)計中，首選值為10-12mil；四層及以上的PCB首選值為6-8mil；最大安全間距一般沒有限制。②

布線層面和方向設(shè)置：Routing的RoutingLayers，設(shè)置使用的走線層面和每層的走線方向(貼片單面板只用頂層，直插單面板只用底層)。一般情況下，使用默認值。③

過孔選項設(shè)置：PROTEL99SE軟件中Routing的RoutingViaStyle項規(guī)定了過孔的內(nèi)、外徑的最小、最大和首選值。單面板和雙面板過孔外徑應(yīng)設(shè)置在40mil——60mil之間；內(nèi)徑應(yīng)設(shè)置在20mil——30mil。四層及以上的PCB外徑最小值為20mil，最大值為40mil；內(nèi)徑最小值為10mil，最大值為20mil。④

線寬選項設(shè)置：PROTEL99SE軟件中Routing的WidthConstraint項規(guī)定了布線的寬度。單面板和雙面板的布線寬度應(yīng)設(shè)置在10—30mil之間，特殊情況下最大值不應(yīng)超過60mil，最小值不應(yīng)低于8mil；四層及以上PCB最小值不應(yīng)低于5mil，其余設(shè)置參照雙面板設(shè)置。另可以添加一些網(wǎng)絡(luò)的線寬設(shè)置，如地線、+5伏電源線、時鐘線、+12伏電源線、-12伏電源線、交流電源輸入線、功率輸出線等。地線、時鐘線和+5伏電源線首選值一般為60mil(最大值不限，最小值為8mil，在能走通的情況下線盡量寬)寬度，各種電源線首選值一般為40mil(最大值不限，最小值為8mil，在能走通的情況下線盡量寬)寬度。按照PCB線寬和電流的關(guān)系(大約是每毫米線寬允許通過500毫安的電流)確定最大線寬。⑤敷銅連接選項設(shè)置：PROTEL99SE軟件中Manufacturing的PolygonConnectStyle項規(guī)定了敷銅連接的方式。連接方式（RuleAttributes）設(shè)置成ReliefConnect方式，導(dǎo)線寬度（ConductorWidth）設(shè)置成25mil，連接數(shù)量（Conductors）設(shè)置成4，角度（Angle）設(shè)置成90度。⑥

物理孔徑設(shè)置：PROTEL軟件中Manufacturing的HoleSizeConstraint項規(guī)定了物理孔的大小。最小值設(shè)置為20mil，最大值沒有限制(備注：物理孔一般是指定位孔和安裝孔等等)。其余各項一般可用它的缺省值。(2)、軟件參數(shù)設(shè)置，進入Design\Options和Tools\Preferences,按照設(shè)計的要求對選項中的各項進行設(shè)置：①

可視柵格選項設(shè)置：PROTEL軟件中Design\Options\Layer中選中：Masks中的Topsolder；Silkscreen中Topoverlay；Other中Keepout和MultiLayer；System下面各項全部選中。VisibleGrid項規(guī)定了可視柵格的大小，分別設(shè)置成10mil（上）和100mil（下）。②

捕捉和器件移動柵格選項設(shè)置：PROTEL軟件中Design\Options\Options項規(guī)定了捕捉和器件移動柵格的大小，捕捉和器件移動柵格均設(shè)置為10mil。選中ElectricalGrid并把Range中設(shè)為8mil，VisibleKind設(shè)為Lines，MeasurementUint設(shè)為Imperial。(3)、DRC校驗設(shè)置：進入Tools\DesignRulesCheck，按照設(shè)計的要求對選項中的各項進行設(shè)置：Report\RoutingRules的ClearanceConstraints，Max/MinWidthConstraints，ShortCircuitConstraints和Un－RoutedNetConstraints均選中；Report\ManufacturingRules的Max/MinHoleSize選中；Report\Options的選項全不選中；On－line\RoutingRules的ClearanceConstraints選中；On－line\ManufacturingRules的LayerPairs選中；On－line\PlacementRules的ComponentClearance選中。PCB下捕捉柵格的設(shè)置：Design/options下：PCB手工布線時，設(shè)置默認線寬的方法：Design/Rules/withconstraint下，設(shè)定線寬的最小和最大值，然后再設(shè)定默認值。在畫PCB時，按Tab鍵可隨時進行更該。設(shè)置線寬彈出的對話框走線時按TAB鍵彈出的對話框2、

添加器件庫3、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表。在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表的過程中，必須保證沒有任何錯誤，嚴禁在網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入有錯誤的情況下進行設(shè)計。4、確定PCB尺寸及定位孔位置和尺寸，并把相關(guān)器件進行鎖定5、元器件布局。原則：PCB布局的原則是美觀大方，疏密得當，符合電氣特性，利于布線，盡量分成模塊。在可能的情況下將元器件擺放整齊，并盡量保證各主要元器件之間和模塊之間的對稱性。要求：整個PCB布局要顯得大氣，疏密得當，不要有的地方過緊，有的地方過松。絲印框要盡量減少，并突出各模塊。模塊的漢字或英文標示盡量放在對稱和平行一致的位置上，并能體現(xiàn)模塊的名稱和美感。布局完成后應(yīng)對PCB布局進行檢查，一般檢查有如下幾個方面：(1)印制板尺寸應(yīng)與加工圖紙尺寸相符，有定位標記，設(shè)置參考點；(2)元器件應(yīng)保證在二維、三維空間上無沖突；(3)元器件布局應(yīng)疏密有序，排列整齊；(4)需經(jīng)常更換的元器件應(yīng)保證能方便的進行更換；(5)熱敏元件與發(fā)熱元件之間是保持適當?shù)木嚯x，在需要散熱的地方，應(yīng)加裝散熱器，同時保證空氣流動的通暢；(6)可調(diào)元器件應(yīng)保證能方便進行調(diào)整；(7)信號流程應(yīng)保持順暢且互連最短；(8)盡可能保證過孔數(shù)量最少；(9)禁止使用Ctrl＋X或Ctrl＋Y對器件進行翻轉(zhuǎn)；(10)一塊PCB上孔的內(nèi)徑尺寸不能超過9種。(11)影響外觀的元器件如TO-220封裝的三端穩(wěn)壓器、貼片的電解電容等要盡可能的焊接在反面；不需要調(diào)節(jié)的電位器、中周和可調(diào)電容等要盡可能的焊接在反面，不能透過PCB焊接，并且要在產(chǎn)品規(guī)格書中要特別說明；其它特別影響整體外觀的元器件如大的電解電容、繼電器等設(shè)法焊接在反面。6、PCB布線。一般推薦使用自動布