利用Protel軟件進(jìn)行PCB板畫圖

第6章雙面印制電路板設(shè)計(jì)舉例

6.1原理圖到印制板6.2設(shè)置工作層6.3元件布局操作6.4布線及布線規(guī)則6.5信號(hào)完整性分析

6.6打印輸出

6.1原理圖到印制板

印制板編輯、設(shè)計(jì)是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）最后的也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，換句話說，原理圖編輯是印制板編輯、設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。對(duì)于同一電路系統(tǒng)來說，原理圖中元器件電氣連接與印制板中元器件連接關(guān)系應(yīng)完全相同，只是原理圖中的元件用“電氣圖形符號(hào)”表示，而印制板中的元件用“封裝圖”描述，可見原理圖中已包含了元件的電氣連接關(guān)系，完成了原理圖編輯后，在Protel99中，可通過如下方法之一將原理圖中元件的電氣連接關(guān)系轉(zhuǎn)化為印制板中元件的連接關(guān)系，無須在印制板中逐一輸入元件的封裝圖。(1)通過“更新”方式生成PCB文件。在Protel99原理圖編輯狀態(tài)下，執(zhí)行“Design”菜單下的“UpdatePCB…”（更新PCB）命令，生成或更新PCB文件，并把原理圖中的元件封裝圖及電氣連接關(guān)系數(shù)據(jù)傳送到PCB文件中，原因是Protel99原理圖文件（.sch）與印制板文件（.pcb）具有動(dòng)態(tài)同步更新功能。(2)通過“網(wǎng)絡(luò)表”文件生成印制板文件。在原理圖編輯狀態(tài)下，執(zhí)行“Design”菜單下的“CreateNetlist…”命令，生成含有原理圖元件電氣連接關(guān)系信息的網(wǎng)絡(luò)表文件（.net），然后將網(wǎng)絡(luò)文件裝入PCB文件中。這是Protel98及更低版本環(huán)境下，原理圖文件與印制板文件之間連接的紐帶，Protel99依然保留這一功能。

6.1.2通過網(wǎng)絡(luò)表裝入元件封裝圖

Protel99依然保留通過網(wǎng)絡(luò)表文件（.net）裝入元件封裝圖的功能，操作過程如下。1)裝入網(wǎng)絡(luò)文件前的準(zhǔn)備工作(1)編輯好原理圖并生成網(wǎng)絡(luò)表文件（.net）。(2)執(zhí)行“File”菜單下的“New…”命令，在如圖1-6所示的“新文檔”選擇窗口內(nèi)，選擇“PCBDocument”（印制板文件）類型，單擊“OK”按鈕，生成新的PCB文件。(3)在“設(shè)計(jì)文件管理器”窗口內(nèi)，單擊生成的PCB文件，進(jìn)入PCB編輯狀態(tài)。2)重新設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)單擊“放置”工具欄內(nèi)的“設(shè)置原點(diǎn)”工具（或執(zhí)行“Edit”菜單下的“Origin\Set”命令），將光標(biāo)移到繪圖區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置，并單擊鼠標(biāo)左鍵，設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)。3)在禁止布線層內(nèi)設(shè)置(1)單擊PCB編輯區(qū)下邊框上“KeepOut”按鈕，切換到禁止布線層。(2)利用“放置”工具欄內(nèi)的“導(dǎo)線”、“圓弧”繪制出一個(gè)封閉圖形，作為布線區(qū)，如圖6-11所示。具體操作過程前面已介紹過，這里不再重復(fù)。圖6-11布線區(qū)4)裝入網(wǎng)絡(luò)表在禁止布線層內(nèi)設(shè)置了電路板布線區(qū)邊框后，即可通過如下步驟裝入網(wǎng)絡(luò)表文件：(1)執(zhí)行“Design”菜單下的“Netlist…”命令，在如圖6-12所示的窗口內(nèi)裝入原理圖網(wǎng)絡(luò)表文件。圖6-12裝入原理圖網(wǎng)絡(luò)表文件(2)單擊圖6-12中“NetlistFile”文本框右側(cè)的“Browse”（瀏覽）按鈕，在如圖6-13所示的“Select”（選擇）窗口內(nèi)當(dāng)前設(shè)計(jì)文件包中找出并單擊網(wǎng)絡(luò)表文件，然后單擊“OK”按鈕返回，即可在如圖6-12所示的網(wǎng)絡(luò)宏列表窗內(nèi)看到已裝入的元件、焊盤等信息，如圖6-14所示。如果網(wǎng)絡(luò)表文件不在當(dāng)前設(shè)計(jì)文件包內(nèi)，可單擊“Add…”按鈕，從其他設(shè)計(jì)文件包內(nèi)或目錄下找出體現(xiàn)原理圖元件電氣連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表文件。圖6-13選擇裝入網(wǎng)絡(luò)表文件窗口圖6-14裝入網(wǎng)絡(luò)表文件后的窗口(3)根據(jù)情況選擇圖6-14中的“Deletecomponentsnotinnetlist”（刪除沒有連接的元件）和“Updatefootprint”（更新元件封裝圖）選項(xiàng)。(4)在網(wǎng)絡(luò)宏列表窗口內(nèi)，檢查網(wǎng)絡(luò)表文件裝入后有無錯(cuò)誤。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，要具體分析，并加以修正。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一元件沒有封裝圖時(shí)，可單擊“Cancel”按鈕，取消網(wǎng)絡(luò)表文件裝入過程，返回原理圖。在元件屬性窗口內(nèi)給出元件封裝圖后，再生成網(wǎng)絡(luò)表文件，然后轉(zhuǎn)到PCB編輯器重新裝入網(wǎng)絡(luò)表，直到在如圖6-14所示的網(wǎng)絡(luò)宏列表窗口內(nèi)沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤為止。(5)當(dāng)圖6-14中網(wǎng)絡(luò)宏列表窗口內(nèi)沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤信息后，即可單擊“Execute”按鈕，裝入網(wǎng)絡(luò)表文件，結(jié)果如圖6-15所示?？梢娧b入網(wǎng)絡(luò)表文件后，所有元件均疊放在布線區(qū)。圖6-15裝入網(wǎng)絡(luò)表后的結(jié)果5)分離重疊在一起的元件對(duì)于通過“更新”方式生成的PCB文件來說，在禁止布線層內(nèi)畫出印制板布線區(qū)后，原則上可用手工方法將如圖6-10所示的每一元件的封裝圖逐一移到布線區(qū)內(nèi)（當(dāng)然，在移動(dòng)過程中，必要時(shí)可旋轉(zhuǎn)元件方向）；也可以使用“自動(dòng)布局”命令，將元件封裝圖移到布如圖6-15所示，不便手工調(diào)整元件布局，需通過“自動(dòng)布局”命令，將布線框內(nèi)重疊在一起的元件彼此分開，以便瀏覽和手工預(yù)布局（這一操作的目的僅僅是為了使重疊在一起的元件彼此分離，無須設(shè)置自動(dòng)布局參數(shù)）。操作過程如下：(1)執(zhí)行“Tools”菜單下的“AutoPlace…”（自動(dòng)布局）命令。(2)在如圖6-16所示的自動(dòng)方式窗口內(nèi)，分別選擇菊花鏈狀方式和快速放置方式。圖6-16設(shè)置自動(dòng)布局方式(3)單擊“OK”按鈕，啟動(dòng)自動(dòng)布局過程，使重疊在一起的元件彼此分離（如圖6-17所示）為隨后進(jìn)行的手工預(yù)布局提供方便。圖6-17執(zhí)行“自動(dòng)布局”后重疊在一起的元件已彼此分離

6.2設(shè)置工作層

執(zhí)行“Design”菜單下的“UpdatePCB…”命令（或執(zhí)行“File”菜單下的“New…”命令）生成的PCB文件，僅自動(dòng)打開了Top（元件面）、Bottom（焊錫面）、KeepOut（禁止布線層）、Mech1（機(jī)械層1）及Multi（多層重疊）。由于該電路系統(tǒng)中集成電路芯片較多，需要使用雙面電路板，操作過程如下：執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出的“DocumentOptions”(文檔選項(xiàng))窗內(nèi)，單擊“Layers”標(biāo)簽，在如圖5-5所示的窗口選擇工作層。由于是雙面板，只需選擇信號(hào)層中的“Top”（頂層，即元件面）、“Bottom”（底層，即焊錫面），關(guān)閉中間信號(hào)層。

為了降低PCB生產(chǎn)成本，只在元件面上設(shè)置絲印層（除非有特殊要求）。因此，在“Silkscreen”選項(xiàng)框內(nèi)，只選擇“Top”。

假設(shè)所有元件均采用傳統(tǒng)穿通式安置方式，沒有使用貼片式元件，因此也就不用“PasteMask”（焊錫膏）層。打開阻焊層選項(xiàng)框的“Bottom”（底層）和“Top”（頂層），即兩面都要上阻焊漆。在“Other”選項(xiàng)框內(nèi)，選中“Conne”（元件連接關(guān)系）復(fù)選項(xiàng)，以便在PCB編輯區(qū)內(nèi)顯示出表示元件電氣連接關(guān)系的“飛線”，因?yàn)樵谑止ふ{(diào)整布局時(shí)，通過“飛線”即可直觀地判斷是否需要旋轉(zhuǎn)元件方向。同時(shí)也要選擇“DRCError”（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）復(fù)選項(xiàng)，這樣在移動(dòng)元件、印制導(dǎo)線、焊盤、過孔等操作過程中，當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)電圖形（印制導(dǎo)線、焊盤或過孔）間距小于設(shè)定值時(shí)，與這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的導(dǎo)線、焊盤等顯示為綠色，提示這兩個(gè)導(dǎo)電圖形間距不夠。單擊圖5-5中的“Options”標(biāo)簽，選擇可視柵格大?。ㄒ话阍O(shè)為20mil）、形狀（線條）以及格點(diǎn)鎖定距離（一般設(shè)為10mil），然后單擊“OK”按鈕，關(guān)閉“DocumentOptions”（文檔選項(xiàng)）設(shè)置窗。

6.3元件布局操作

6.3.1元件布局過程及要求1.布局過程對(duì)于一個(gè)元件數(shù)目多、連線復(fù)雜的印制板來說，全依靠手工方式完成元件布局耗時(shí)多，效果還不一定好（主要是連線未必最短），而采用“自動(dòng)布局”方式，連線可能最短，但又未必滿足電磁兼容要求，因此一般先按印制板元件布局規(guī)則，用手工方式放置好核心元件、輸入/輸出信號(hào)處理芯片、對(duì)干擾敏感元件以及發(fā)熱量大的功率元件，然后再使用“自動(dòng)布局”命令，放置剩余元件，最后再用手工方式對(duì)印制板上個(gè)別元件位置做進(jìn)一步調(diào)整。總之，印制板元件布局對(duì)電路性能影響很大，絕對(duì)不能馬虎。2.元件布局原則盡管印制板種類很多、功能各異，元件數(shù)目、類型也各不相同，但印制板元件布局還是有章可循的。(1)元件位置安排的一般原則。在PCB設(shè)計(jì)中，如果電路系統(tǒng)同時(shí)存在數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路，則必須分開布局，使各系統(tǒng)之間耦合達(dá)到最小。(2)元件離印制板邊框的最小距離必須大于2mm，如果印制板安裝空間允許，最好保留5～10mm。(3)元件放置方向。在印制板上，元件只能沿水平和垂直兩個(gè)方向排列，否則不利于插件。(4)元件間距。對(duì)于中等密度印制板、小元件，如小功率電阻、電容、二極管、三極管等分立元件彼此的間距與插件、焊接工藝有關(guān)：當(dāng)采用自動(dòng)插件和波峰焊接工藝時(shí)，元件之間的最小距離可以取50～100mil（即1.27～2.54mm）；而當(dāng)采用手工插件或手工焊接時(shí)，元件間距要大一些，如取100mil或以上，否則會(huì)因元件排列過于緊密，給插件、焊接操作帶來不便。大尺寸元件，如集成電路芯片，元件間距一般為100～150mil。對(duì)于高密度印制板，可適當(dāng)減小元件間距。(5)熱敏元件要盡量遠(yuǎn)離大功率元件。(6)電路板上重量較大的元件應(yīng)盡量靠近印制電路板支撐點(diǎn)，使印制板電路板翹曲度降至最小。(7)對(duì)于需要調(diào)節(jié)的元件，如電位器、微調(diào)電阻、可調(diào)電感等的安裝位置應(yīng)充分考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)要求：對(duì)于需要機(jī)外調(diào)節(jié)的元件，其安裝位置與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置要一致；對(duì)于機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)的元件，其放置位置以打開機(jī)蓋后即可方便調(diào)節(jié)為原則。

(8)在布局時(shí)IC去耦電容要盡量靠近IC芯片的電源和地線引腳，否則濾波效果會(huì)變差。在數(shù)字電路中，為保證數(shù)字電路系統(tǒng)可靠工作，在每一數(shù)字集成電路芯片（包括門電路和抗干擾能力較差的CPU、RAM、ROM芯片）的電源和地之間均設(shè)置了IC去耦電容。(9)時(shí)鐘電路元件應(yīng)盡量靠近CPU時(shí)鐘引腳。數(shù)字電路，尤其是單片機(jī)控制系統(tǒng)中的時(shí)鐘電路，最容易產(chǎn)生電磁輻射，干擾系統(tǒng)其他元器件。6.3.2手工預(yù)布局按元件布局一般規(guī)則，用手工方式安排并固定核心元件、輸入信號(hào)處理芯片、輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片、大功率元件、熱敏元件、數(shù)字IC去耦電容、電源濾波電容、時(shí)鐘電路元件等的位置，為自動(dòng)布局做準(zhǔn)備。在PCB編輯器窗口內(nèi)，通過移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)元件等操作方法，即可將特定元件封裝圖移到指定位置。操作方法與在SCH編輯器窗口內(nèi)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)元件的操作方法完全相同。如圖6-18所示。圖6-18集成電路芯片對(duì)稱操作后的結(jié)果1.粗調(diào)元件位置當(dāng)印制板上元件數(shù)目較多、連線較復(fù)雜時(shí)，先按元件布局規(guī)則大致調(diào)節(jié)印制板上的元件位置，操作過程如下：(1)執(zhí)行“View”菜單下的“Connections\HiddenAll”命令，隱藏所有飛線。(2)單擊“Browse”（瀏覽選項(xiàng)）按鈕，在瀏覽選項(xiàng)列表窗內(nèi)選擇“Components”作為瀏覽對(duì)象，此時(shí)PCB編輯器窗口狀態(tài)如圖6-19所示。(3)按上面列舉的元件布局規(guī)則，優(yōu)先安排核心元件及重要元件（U101、U102、U103、U104）的放置位置。圖6-19以元件作為瀏覽對(duì)象圖6-20利用“放大鏡”觀察局部區(qū)域圖6-21跳轉(zhuǎn)到特定元件(4)完成了核心元件及各重要元件的初步定位（如圖6-22所示）后，按同樣方法將放置位置有特殊要求的元件，如時(shí)鐘電路（Y101、C106、C107）、輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片（U201、U202）、復(fù)位按鈕（RES）、電源整流二極管（D301～D304）、三端穩(wěn)壓集成塊（U301、U302）等移到指定位置，如圖6-23所示。(5)執(zhí)行“View”菜單下的“Connections\ShowAll”命令，顯示所有飛線。圖6-22初步確定核心元件放置位置后的PCB圖6-23初步確定了放置位置有特殊要求的元件2.進(jìn)一步細(xì)調(diào)放置位置有特殊要求的元件借助“飛線”，利用移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作方法，對(duì)圖6-23中的元件放置位置做進(jìn)一步調(diào)節(jié)，使飛線交叉盡可能少。3.固定對(duì)放置位置有特殊要求的元件

確定了核心元件、重要元件以及對(duì)放置位置有特殊要求的元件的位置后，可直接逐一雙擊這些元件，在如圖6-24所示的元件屬性窗口內(nèi)，選中“Locked”選項(xiàng)，單擊“OK”按鈕，退出元件屬性窗口，以固定元件在PCB編輯區(qū)內(nèi)的位置。圖6-24鎖定元件在PCB編輯區(qū)內(nèi)的位置

6.4布線及布線規(guī)則

1.布線規(guī)律在布線過程中，必須遵循如下規(guī)律：(1)印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折點(diǎn)內(nèi)角不能小于90，一般選擇135或圓角；導(dǎo)線與焊盤、過孔的連接處要圓滑，避免出現(xiàn)小尖角。(2)導(dǎo)線與焊盤、過孔必須以45或90相連。(3)在雙面、多面印制板中，上下兩層信號(hào)線的走線方向要相互垂直或斜交叉，盡量避免平行走線；對(duì)于數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)來說，模擬信號(hào)走線和數(shù)字信號(hào)走線應(yīng)分別位于不同面內(nèi)，且走線方向垂直，以減少相互間的信號(hào)耦合。(4)在數(shù)據(jù)總線間，可以加信號(hào)地線，來實(shí)現(xiàn)彼此的隔離；為了提高抗干擾能力，小信號(hào)線和模擬信號(hào)線應(yīng)盡量靠近地線，遠(yuǎn)離大電流和電源線；數(shù)字信號(hào)既容易干擾小信號(hào)，又容易受大電流信號(hào)的干擾，布線時(shí)必須認(rèn)真處理好數(shù)據(jù)總線的走線，必要時(shí)可加電磁屏蔽罩或屏蔽板。(5)連線應(yīng)盡可能短，尤其是電子管與場(chǎng)效應(yīng)管柵極、晶體管基極以及高頻回路。(6)高壓或大功率元件盡量與低壓小功率元件分開布線，即彼此電源線、地線分開走線，以避免高壓大功率元件通過電源線、地線的寄生電阻（或電感）干擾小元件。(7)數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路的電源線、地線必須分開走線，最后再接到系統(tǒng)電源線、地線上，形成單點(diǎn)接地形式。(8)在高頻電路中必須嚴(yán)格限制平行走線的最大長(zhǎng)度。(9)在雙面電路板中，由于沒有地線層屏蔽，應(yīng)盡量避免在時(shí)鐘電路下方走線。例如，時(shí)鐘電路在元件面連線時(shí)，信號(hào)線最好不要通過焊錫面的對(duì)應(yīng)位置。解決方法是在自動(dòng)布線前，在焊錫面內(nèi)放置一個(gè)矩形填充區(qū)，然后將填充區(qū)接地。(10)選擇合理的連線方式。為了便于比較，圖6-47給出了合理及不合理的連線方式。圖6-47連線舉例2.布線過程布線過程包括設(shè)置自動(dòng)布線參數(shù)、自動(dòng)布線前的預(yù)處理、自動(dòng)布線、手工修改四個(gè)環(huán)節(jié)。其中自動(dòng)布線前的預(yù)處理是指利用布線規(guī)律，用手工或自動(dòng)布線功能，優(yōu)先放置有特殊要求的連線，如易受干擾的印制導(dǎo)線、承受大電流的電源線和地線等；在時(shí)鐘電路下方放置填充區(qū)，避免自動(dòng)布線時(shí)，其他信號(hào)線經(jīng)過時(shí)鐘電路的下方。6.4.1設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則自動(dòng)布線操作前，必須執(zhí)行“Design”菜單下的“Rules…”命令，檢查并修改有關(guān)布線規(guī)則，如走線寬度、線與線之間以及連線與焊盤之間的最小距離、平行走線最大長(zhǎng)度、走線方向、敷銅與焊盤連接方式等是否滿足要求，否則將采用缺省參數(shù)布線，但缺省設(shè)置難以滿足各式各樣印制電路板的布線要求。DesignRules（設(shè)計(jì)規(guī)則）設(shè)置窗包含“Routing”（布線參數(shù)）、“Manufacturing”（制造規(guī)則）、“HighSpeed”（高速驅(qū)動(dòng)，主要用于高頻電路設(shè)計(jì)）、“Placement”（放置）、“SignalIntegrity”（信號(hào)完整性分析）及“Other”（其他約束）標(biāo)簽，如圖6-48所示。圖6-48“Routing”（布線參數(shù)）設(shè)置標(biāo)簽1.設(shè)置布線參數(shù)1)布線與焊盤（包括過孔）之間的最小距離執(zhí)行“Design”菜單下的“Rules…”命令，在設(shè)計(jì)規(guī)則窗口內(nèi)，單擊“Routing”（布線參數(shù)）標(biāo)簽；在如圖6-48所示的窗口內(nèi)，單擊“RuleClasses”（規(guī)則類型）列表窗下的“ClearanceConstraint”（安全間距）規(guī)則，即可重新設(shè)定不同節(jié)點(diǎn)導(dǎo)電圖形（導(dǎo)線與焊盤及過孔）之間的最小距離。圖6-49安全間距設(shè)置窗2)選擇印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式在如圖6-48所示的窗口中，單擊“RuleClasses”列表窗下的“RoutingCorners”（布線拐角），即可重新設(shè)定印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式，如圖6-50所示。圖6-50印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式從圖6-50中可以看出：系統(tǒng)默認(rèn)的轉(zhuǎn)角模式為45°（外角為45°，內(nèi)角就是135°），轉(zhuǎn)角過渡斜線垂直距離為100mil（即2.54mm），適用范圍是整個(gè)電路板內(nèi)的所有導(dǎo)線。單擊圖6-50中的“Properties”（特性）按鈕，在如圖6-51所示的窗口內(nèi)即可重新設(shè)置轉(zhuǎn)角模式及轉(zhuǎn)角過渡斜線的垂直距離。圖6-51轉(zhuǎn)角模式設(shè)置窗3)選擇布線層及走線方向在如圖6-48所示的窗口內(nèi)，單擊“RuleClasses”列表窗下的“RoutingLayers”（布線層），即可彈出如圖6-52所示的布線層選擇窗口。圖6-52布線層單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖6-53所示的窗口內(nèi)，選擇布線層和層內(nèi)印制導(dǎo)線的走線方向。缺省狀態(tài)下，僅允許在頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer）布線，而中間層1～14處于關(guān)閉狀態(tài)（NotUsed）。

圖6-53布線層及走線方向設(shè)置窗4)過孔類型及尺寸在圖6-48中，單擊“RuleClasses”列表窗下的“RoutingViaStyle”（過孔類型），即可彈出如圖6-54所示的過孔當(dāng)前狀態(tài)窗口。單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖6-55所示的窗口內(nèi)，即可重新選擇過孔類型及尺寸。

圖6-54過孔狀態(tài)窗口圖6-55過孔設(shè)置窗口5)設(shè)置布線寬度在自動(dòng)布線前，一般均要指定整體布線寬度及特殊網(wǎng)絡(luò)，如電源、地線網(wǎng)絡(luò)的布線寬度。設(shè)置布線寬度的操作過程如下：(1)設(shè)置沒有特殊要求的印制導(dǎo)線寬度。在圖6-48中，單擊“RuleClasses”列表窗下的“WidthConstraint”（布線寬度限制），即可彈出如圖6-56所示的布線寬度狀態(tài)窗口。圖6-56布線寬度狀態(tài)窗口單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖6-57所示的窗口內(nèi)，即可重新設(shè)置布線寬度。圖6-57布線寬度設(shè)置窗口(2)設(shè)置電源、地線等電流負(fù)荷較大網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線寬度。在電路板中，電源線、地線等導(dǎo)線流過的電流較大，為了提高電路系統(tǒng)的可靠性，電源、地線等導(dǎo)線寬度要大一些。自動(dòng)布線前，最好預(yù)先設(shè)定，操作過程如下：?jiǎn)螕魣D6-56中的“Add…”按鈕，在如圖6-57所示的導(dǎo)線寬度設(shè)置窗口內(nèi)，單擊“Filterkind”下拉按鈕，在此列表窗內(nèi)選擇“Net”（節(jié)點(diǎn)），接著在“Net”（網(wǎng)絡(luò)名）文本盒內(nèi)輸入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)名，如VCC（假設(shè)電源網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為VCC）、GND（地線）等；在線寬窗口內(nèi)直接輸入最小、最大線寬，如圖6-58所示。圖6-58電源線寬度設(shè)置窗口單擊“OK”按鈕后，即可發(fā)現(xiàn)線寬狀態(tài)窗口內(nèi)多了電源線寬度信息行，如圖6-59所示。圖6-59增加了電源線寬度后的線寬信息6)選擇布線模式所謂布線模式，就是設(shè)置焊盤之間的連線方式。對(duì)于整個(gè)電路板，一般選擇最短布線模式，而對(duì)于電源網(wǎng)絡(luò)（VCC）、地線（GND）網(wǎng)絡(luò)來說，應(yīng)根據(jù)需要選擇最短模式、星型模式或菊花鏈狀模式。例如，對(duì)于要求單點(diǎn)接地的電路系統(tǒng)，則電源網(wǎng)絡(luò)、地線網(wǎng)絡(luò)可采用星型（Starburst）布線模式。在圖6-48中，單擊“RuleClasses”列表窗下的“RoutingTopology”（布線拓?fù)淠Ｊ剑?，即可彈出如圖6-60所示的布線模式狀態(tài)窗口。圖6-60布線模式狀態(tài)窗口單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖6-61所示的窗口內(nèi)，即可重新選擇布線模式。圖6-61布線模式設(shè)置窗口7)確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)布線優(yōu)先權(quán)在電路系統(tǒng)中，某些網(wǎng)絡(luò)的布線有特殊要求，如輸入/輸出信號(hào)線盡可能短，電源線、地線也盡可能短，布線時(shí)對(duì)有特殊要求的網(wǎng)絡(luò)可優(yōu)先布線。Protel99提供了0～100級(jí)布線優(yōu)先權(quán)（0最低，100最高）設(shè)置，即可以定義100個(gè)網(wǎng)絡(luò)的布線順序。在圖6-48中，單擊“RuleClasses”列表窗下的“RoutingPriority”（布線優(yōu)先權(quán)），即可彈出如圖6-62所示的布線優(yōu)先權(quán)狀態(tài)窗口。圖6-62布線優(yōu)先權(quán)狀態(tài)窗口單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖6-63所示的窗口內(nèi)，即可重新選擇布線優(yōu)先權(quán)。圖6-63布線模式設(shè)置窗口8)表面封裝元件引腳焊盤與轉(zhuǎn)角間距如果印制板含有表面封裝元件SMD，可單擊圖6-48中的“RuleClasses”列表窗下的“SMDToCornerConstraint”選項(xiàng)，設(shè)置表面封裝器件引腳焊盤與轉(zhuǎn)角之間的距離。設(shè)置的布線規(guī)則越嚴(yán)格，限制條件越多，自動(dòng)布線時(shí)間就越長(zhǎng)，布通率就越低。根據(jù)需要還可以進(jìn)入制造規(guī)則、高速驅(qū)動(dòng)、放置和其他標(biāo)簽，設(shè)置有關(guān)布線參數(shù)，下面再簡(jiǎn)要介紹其中一些較重要的布線規(guī)則含義及設(shè)置依據(jù)。6.4.2自動(dòng)布線前的預(yù)處理完成布線規(guī)則設(shè)置后，自動(dòng)布線前應(yīng)根據(jù)布線密度及不同面上的走線方向重新確定元件引腳焊盤的形狀及尺寸。執(zhí)行“更新”或“裝入網(wǎng)絡(luò)表”操作后，制板編輯區(qū)內(nèi)所有元件的引腳焊盤均采用元件封裝庫文件中定義的焊盤形狀，但未必合理。1.敷銅區(qū)的放置及編輯放置敷銅區(qū)的操作過程如下：(1)單擊“放置”工具欄內(nèi)的“PlacePolygonPlane…”（放置敷銅層）工具，在如圖6-69所示的敷銅層選項(xiàng)設(shè)置窗口內(nèi)，指定敷銅層有關(guān)參數(shù)后，單擊“OK”按鈕退出。圖6-69敷銅層選項(xiàng)設(shè)置敷銅層各選項(xiàng)參數(shù)含義如下：

在“NetOptions”（節(jié)點(diǎn)選項(xiàng)）框內(nèi)，單擊“ConnecttoNet”下拉按鈕，在節(jié)點(diǎn)列表窗內(nèi)找出并單擊與敷銅層相連的節(jié)點(diǎn)，如GND、VCC等；單擊“是否覆蓋與敷銅層相連的網(wǎng)絡(luò)連線”復(fù)選框，即選用該選項(xiàng)。

在“HatchingStyle”（敷銅區(qū)細(xì)線條形狀）選項(xiàng)框內(nèi)，單擊所需的細(xì)線段形狀，確定敷銅區(qū)內(nèi)部細(xì)線條的形狀，可選擇的線條形狀有90°小方格、斜45°小方格（菱形）、水平線條、垂直線條等，如圖6-70所示。圖6-70敷銅區(qū)內(nèi)線段形狀

在“PlaneSettings”（敷銅層設(shè)置）框內(nèi)，輸入線段間距、線段寬度以及所在工作層。在“SurroundPadsWith”（敷銅區(qū)包圍焊點(diǎn)方式）框內(nèi)，選擇“八角形”或“圓弧形”方式（一般多選擇圓弧形）。(2)將光標(biāo)移到敷銅區(qū)起點(diǎn)，單擊左鍵，固定多邊形第一個(gè)頂點(diǎn)；移動(dòng)光標(biāo)到多邊形第二個(gè)頂點(diǎn)，單擊左鍵固定，不斷重復(fù)移動(dòng)、單擊左鍵，再單擊右鍵結(jié)束，即可繪出一個(gè)多邊形敷銅區(qū)，如圖6-71所示。圖6-71在焊錫面內(nèi)，時(shí)鐘電路下方放置了一個(gè)敷銅區(qū)(3)修改敷銅區(qū)屬性。將鼠標(biāo)移到敷銅區(qū)內(nèi)任一位置，雙擊鼠標(biāo)左鍵，均可激活敷銅層屬性窗，然后即可重新設(shè)定敷銅層參數(shù)，如線條寬度、線條間距、形狀等。單擊“OK”按鈕，關(guān)閉敷銅層屬性設(shè)置窗口后，即可顯示出如圖6-72所示的重建提示。單擊“Yes”按鈕后，即按修改后參數(shù)重建敷銅區(qū)。圖6-72修改敷銅區(qū)屬性后的提示信息(4)敷銅區(qū)的刪除。在PCB編輯區(qū)內(nèi)，可通過如下步驟刪除敷銅區(qū)、元件封裝圖：

執(zhí)行“Edit”菜單下的“Select\ToggleSelection”命令，將光標(biāo)移到敷銅區(qū)內(nèi)任一位置，單擊左鍵選定。此時(shí)仍處于選定操作狀態(tài)，可以繼續(xù)選定另一需要?jiǎng)h除的敷銅區(qū)或元件。

完成選定后，單擊鼠標(biāo)右鍵，退出選定操作狀態(tài)。

執(zhí)行“Edit”菜單下的“Clear”清除命令，即可刪除已選定的敷銅區(qū)。2.放置填充區(qū)放置填充區(qū)的操作過程如下：

(1)單擊“放置”工具欄內(nèi)的“PlaceFill”（放置填充區(qū)），按下Tab鍵，在如圖6-73所示的填充區(qū)屬性窗口內(nèi)，選定填充區(qū)所在工作層、與填充區(qū)相連的節(jié)點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)角等參數(shù)后，單擊“OK”按鈕，退出填充屬性設(shè)置窗。圖6-73填充區(qū)屬性設(shè)置窗(2)將光標(biāo)移到編輯區(qū)特定位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，固定矩形填充區(qū)對(duì)角線的一個(gè)端點(diǎn)（一般是左上角）；移動(dòng)光標(biāo)，即可觀察到填充對(duì)角線另一端點(diǎn)隨光標(biāo)的移動(dòng)而移動(dòng)，單擊鼠標(biāo)左鍵固定填充區(qū)對(duì)角線第二個(gè)端點(diǎn)，這樣便獲得矩形填充區(qū)。(3)可以通過“移動(dòng)→單擊→移動(dòng)→單擊”繼續(xù)繪制另一填充區(qū)，也可以單擊鼠標(biāo)右鍵，退出命令狀態(tài)。利用上面的操作方法在圖6-42中的元件面內(nèi)的三端穩(wěn)壓塊下方放置填充區(qū)，如圖6-74所示。圖6-74放置填充區(qū)6.4.3自動(dòng)布線經(jīng)過以上處理后，就可以使用“AutoRoute”菜單下的有關(guān)命令進(jìn)行自動(dòng)布線。這些命令包括“All”（對(duì)整個(gè)電路板自動(dòng)布線）、“Net”（對(duì)一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線）、“Connection”（對(duì)某一連線進(jìn)行布線）、“Component”（對(duì)某一元件進(jìn)行布線）、“Area”（對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行布線）。在自動(dòng)布線過程中，若發(fā)現(xiàn)異常，可執(zhí)行該菜單下的“Stop”命令，停止布線；通過“Pause”命令暫停布線；通過“Restart”命令重新開始。全局自動(dòng)布線操作過程如下：(1)單擊主工具欄內(nèi)的“ShowEntireDocument”（顯示整個(gè)畫面）按鈕，以便在全局自動(dòng)布線過程中能觀察到整個(gè)布線畫面。(2)執(zhí)行“AutoRoute”菜單下的“All”命令，啟動(dòng)自動(dòng)布線進(jìn)程，即可觀察到如圖6-75所示的自動(dòng)布線進(jìn)程。圖6-75自動(dòng)布線進(jìn)程自動(dòng)布線結(jié)果如圖6-76所示，從中我們可以看出雖然布通率為100%，但局部區(qū)域布線效果并不理想，最常見的現(xiàn)象是走線拐彎多，造成走線過長(zhǎng)，也不美觀（如圖6-77所示），其次是布線密度不合理，沒有充分利用印制板空間，所有這些不合理的走線均需要手工修改。圖6-76全局自動(dòng)布線結(jié)果圖6-77自動(dòng)布線缺陷舉例6.4.4手工修改不論自動(dòng)布線軟件功能多么完善，自動(dòng)布線生成的連線依然存在這樣或那樣的缺陷，如局部區(qū)域走線太密、過孔太多、連線拐彎多等，使布線顯得很零亂、抗干擾性能變差。1.修改走線的方法修改走線的基本方法是利用“Tools”菜單下的“Un-Route”命令組，如“Un-Route\Net”、“Un-Route\Connection”和“Un-Route\Component”拆除已有連線，然后再通過手工或“AutoRoute”菜單下的“Net”（對(duì)指定節(jié)點(diǎn)布線）、“Connection”（對(duì)指定飛線布線）、“Component”（對(duì)指定元件布線）等命令重新布線。2.修改拐彎很多的走線舉例下面以修改如圖6-77所示的導(dǎo)線為例，介紹修改走線的操作過程：(1)執(zhí)行“Tools”菜單下的“Un-Route\Connection”命令。(2)將光標(biāo)移到待拆除的連線上，如圖6-78所示。(3)單擊鼠標(biāo)左鍵，光標(biāo)下的連線即可變?yōu)轱w線，如圖6-79所示。圖6-78將光標(biāo)移到指定的連線上圖6-79連線拆除后恢復(fù)為“飛線”(4)單擊編輯區(qū)下的特定工作層，選擇連線所在層。(5)單擊“放置”工具欄內(nèi)的“導(dǎo)線”工具。(6)必要時(shí)，按下Tab鍵，在導(dǎo)線屬性選項(xiàng)窗內(nèi)選擇導(dǎo)線寬度、鎖定狀態(tài)等選項(xiàng)。(7)將光標(biāo)移到與飛線相連的焊盤上，單擊左鍵固定連線起點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)用手工方式繪制印制導(dǎo)線。修改圖6-77所示區(qū)域不合理連線后的結(jié)果如圖6-80所示?？梢娦薷暮蟮倪B線不僅拐彎少，而且連線長(zhǎng)度也短了。圖6-80修改后的連線3.增加電源、地線及其他大電流負(fù)荷導(dǎo)線的線寬導(dǎo)線均有寄生電阻和寄生電感，而寄生電感的大小與印制導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比、與印制導(dǎo)線寬度的對(duì)數(shù)成反比；寄生電阻的大小與印制導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比、與印制導(dǎo)線寬度成反比。因此，為了減小印制導(dǎo)線的寄生電阻、寄生電感，除了盡可能縮短連線長(zhǎng)度外，在布線密度許可的情況下，還應(yīng)加大電源線、地線及其他大電流負(fù)荷印制導(dǎo)線的寬度。如圖6-81中的三條連線是交流電源輸入端及整流輸出端，電流負(fù)荷較大，就應(yīng)該加寬，其操作過程如下：圖6-81需要加寬的連線(1)單擊“Tools”菜單下的“Un-Route\Connection”（拆除連線）命令，將光標(biāo)移到需要拆除的連線上單擊鼠標(biāo)左鍵，逐一拆除需要加大寬度的印制導(dǎo)線，如圖6-82所示。圖6-82拆除需要加寬的連線(2)執(zhí)行“Design”菜單下的“Rules…”命令；在如圖6-48所示的窗口內(nèi)，單擊“Routing”標(biāo)簽，在“RuleClasses”窗口內(nèi)找出并單擊“WidthConstraint”（連線寬度）設(shè)置項(xiàng)；在如圖6-58所示的連線寬度設(shè)置列表窗口內(nèi)，單擊“Board”設(shè)置項(xiàng)，再單擊“Properties”按鈕，進(jìn)入導(dǎo)線寬度設(shè)置窗，將導(dǎo)線最小寬度和最大寬度均設(shè)置為50mil，如圖6-83所示；然后單擊“OK”按鈕返回。圖6-83將板上印制導(dǎo)線最小/最大寬度均設(shè)為50mil(3)執(zhí)行“AutoRoute”菜單下的“Connection”命令，將光標(biāo)移到飛線上，單擊鼠標(biāo)左鍵，對(duì)飛線重新布線。完成了連線后，單擊鼠標(biāo)右鍵，退出連線狀態(tài)，修改結(jié)果如圖6-84所示。圖6-84修改結(jié)果6.4.5布線后的進(jìn)一步處理1.設(shè)置淚滴焊盤及淚滴過孔完成連線的手工調(diào)整后，根據(jù)需要將特定區(qū)域內(nèi)的焊盤變?yōu)闇I滴焊盤，以提高焊盤（包括過孔）與印制導(dǎo)線連接處的寬度，設(shè)置淚滴焊盤的操作過程如下：(1)單擊主工具欄的“選擇”工具，選擇將要淚滴化的區(qū)域。(2)執(zhí)行“Tools”菜