《電子CAD-項(xiàng)目教程（第2版）》項(xiàng)目8 8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

《電子CAD項(xiàng)目教程》電子教案項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

任務(wù)描述執(zhí)行步驟內(nèi)容小結(jié)上機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

任務(wù)描述

如圖8-1所示是8031最小系統(tǒng)電路原理圖。元件S1需要自制封裝。SW-PB封裝尺寸如圖8-2所示，焊盤直徑為1.8mm，孔徑為1.2mm。要求繪制原理圖，生成印制電路板。利用向?qū)б?guī)劃PCB板，水平放置，圖紙為矩形板，板子尺寸為100mm×60mm；四層板，采用貼片元件，放置在頂層；可視網(wǎng)格1和元件網(wǎng)格大小為20mil，可視網(wǎng)格2為100mil，捕獲網(wǎng)格為5mil；自動(dòng)布線。項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

任務(wù)描述

布線規(guī)則是：四層板，VCC、GND網(wǎng)絡(luò)的安全間距為15mil，其余8mil；布線拐角方式為450，拐彎大小為100mil；自動(dòng)布線拓?fù)湟?guī)則設(shè)置為Shortest；過(guò)孔大小設(shè)置為鉆孔孔徑為12mil，外直徑為28mil；印制導(dǎo)線寬度限制設(shè)置為VCC網(wǎng)絡(luò)為30mil，GND網(wǎng)絡(luò)為50mil，其他走線寬度均為10mil。

由8031最小系統(tǒng)電路板圖生成電路板信息報(bào)表，生成電路板元件報(bào)表，PCB圖的保存，打印頁(yè)面的設(shè)置和打印層面設(shè)置。項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

任務(wù)描述圖8-18031最小系統(tǒng)電路原理圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)

任務(wù)描述圖8-2SW-PB封裝尺寸執(zhí)行步驟第1步繪制原理圖第2步設(shè)計(jì)PCB文件第3步元件布局調(diào)整第4步設(shè)置布線規(guī)則第5步自動(dòng)布線

第6步添加覆銅第7步DRC校驗(yàn)項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)第8步PCB報(bào)表生成第9步PCB圖的打印項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟1.新建項(xiàng)目文件。新建項(xiàng)目文件“項(xiàng)目八.PrjPCB”,并新建原理圖文件，保存為“8031最小系統(tǒng)電路.schdoc”。

2.新建PCB元件封裝庫(kù)PCBLib2.PCBLIB，在庫(kù)中創(chuàng)建按鈕開關(guān)S1元件封裝SW-PB。編譯集成庫(kù)Integrated

Library2.IntLib文件，并自動(dòng)加載到元件庫(kù)面板上，元件庫(kù)面板如圖8-3所示。第1步繪制原理圖

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

在PCBLib2.PCBLIB庫(kù)中創(chuàng)建電解電容C3元件封裝R5-10.5，其PCB模型如圖8-4所示。第1步繪制原理圖

圖8-3元件庫(kù)面板圖8-4電容C3PCB模型項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟原理圖中元件的封裝如表8-1所示。第1步繪制原理圖

表8-18031最小系統(tǒng)電路元件的封裝元件標(biāo)識(shí)符元件庫(kù)名稱PCB封裝名稱封裝庫(kù)U1P80C31SBPNSOT129-1PhilipsMicrocontroller8-Bit.IntLibU2SN74AC373NDIP-20TILogicLatch.IntLibU3SMJ27C256JDIP-28TIMemoryEPROM.IntLibR1、R2RES2AXIAL-0.4MiscellaneousDevices.IntLibC1、C2CAPRAD-0.1MiscellaneousDevices.IntLibC3CapPol3R5-10.5PCBLib2.PCBLIBBT1BatteryBAT-2MiscellaneousDevices.IntLibY1XTALBCY-W2/D3.1MiscellaneousDevices.IntLibS1SW-PBSW-PBIntegrated_Library2.IntLib項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟3.進(jìn)行ERC校驗(yàn)。

ERC設(shè)置：?jiǎn)螕簟绊?xiàng)目管理→項(xiàng)目管理選項(xiàng)”命令，進(jìn)行產(chǎn)生報(bào)告類型的設(shè)置。編譯：?jiǎn)螕簟绊?xiàng)目管理→CompilePCBProject項(xiàng)目八.PRJPCB”命令，編譯后打開消息提示框，發(fā)現(xiàn)無(wú)提示信息，表示編譯無(wú)錯(cuò)。第1步繪制原理圖

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟1.新建PCB文件：在項(xiàng)目八.PRJPCB下，利用模板向?qū)陆≒CB文件，命名為“8031最小系統(tǒng)電路PCB圖.PcbDoc”。各參數(shù)設(shè)置如圖8-5～圖8-15所示。第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-5選擇PCBBoardWizard命令項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-6啟動(dòng)PCB向?qū)D8-7度量單位設(shè)置項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-8選用Custom（用戶自定義）模式圖8-9指定PCB板尺寸類型項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-10選擇電路板層圖8-11選擇過(guò)孔風(fēng)格項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-12選擇元件和布線邏輯圖8-13選擇默認(rèn)導(dǎo)線和過(guò)孔尺寸項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-14電路板向?qū)瓿蓤D8-15通過(guò)向?qū)傻挠≈齐娐钒屙?xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟2.設(shè)置圖紙參數(shù)：選擇“設(shè)計(jì)→PCB板選擇項(xiàng)”命令，彈出如圖8-16所示對(duì)話框→單位設(shè)置為Imperial（英制）→捕獲網(wǎng)格中的X、Y均設(shè)為5mil→可視網(wǎng)格中的網(wǎng)格1設(shè)置為20mil，網(wǎng)格2設(shè)置為100mil，其余默認(rèn)→單擊確認(rèn)。第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-16圖紙的設(shè)定項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟3.從原理圖導(dǎo)入元件：打開原理圖→選擇“設(shè)計(jì)→UpdatePCB8031最小系統(tǒng)電路PCB圖.PcbDOC”命令，彈出如圖8-17所示對(duì)話框，將原理圖的網(wǎng)絡(luò)表和元件加載到PCB電路板中，在加載過(guò)程中消除出現(xiàn)的錯(cuò)誤。導(dǎo)入元件封裝的PCB圖如圖8-18所示。第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-17工程變化訂單執(zhí)行變化對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-18導(dǎo)入元件封裝的PCB圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟1.自動(dòng)布局：在PCB文件中，→選擇“工具→放置元件→自動(dòng)布線”命令，彈出如圖8-19所示對(duì)話框→選擇“分組布局”→確認(rèn)→系統(tǒng)自動(dòng)布局，如圖8-20所示。第3步元件布局調(diào)整

圖8-19自動(dòng)布局對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第3步元件布局調(diào)整

圖8-20自動(dòng)布局效果圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟2.手工調(diào)整：確定元件封裝在電路板上的位置，電路板布局如圖8-21所示。第2步設(shè)計(jì)PCB文件

圖8-21電路板布局項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟3.設(shè)置相應(yīng)的層：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→層堆棧管理器”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-22所示對(duì)話框→選中第一個(gè)內(nèi)層（InternalPlane1(NoNet)）并雙擊→彈出如圖8-23所示對(duì)話框→進(jìn)行內(nèi)層屬性設(shè)置。用同樣的方法，進(jìn)行另一內(nèi)層屬性的設(shè)置，如圖8-24所示。兩個(gè)內(nèi)層的屬性設(shè)置結(jié)果如圖8-25所示。單擊確認(rèn)，彈出如圖8-26所示對(duì)話框，單擊OK完成設(shè)置。內(nèi)層設(shè)置完成的PCB模型如圖8-27所示。第3步元件布局調(diào)整

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第3步元件布局調(diào)整

圖8-22圖層堆棧管理器對(duì)話框圖8-23內(nèi)層屬性編輯對(duì)話框1項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第3步元件布局調(diào)整

圖8-24內(nèi)層屬性編輯對(duì)話框2圖8-25內(nèi)層設(shè)置完成效果圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第3步元件布局調(diào)整

圖8-26內(nèi)層設(shè)置完成結(jié)果圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第3步元件布局調(diào)整

圖8-27內(nèi)層設(shè)置完成的PCB模型項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟4.顯示相應(yīng)的層：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→PCB板層次顏色”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-28所示對(duì)話框，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。第3步元件布局調(diào)整

圖8-28顯示內(nèi)層項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟1.電氣規(guī)則設(shè)置：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→規(guī)則”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-29所示對(duì)話框，安全布線間距設(shè)置為默認(rèn)。第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-29安全間距設(shè)置對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟2.導(dǎo)線寬度設(shè)置：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→規(guī)則”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-30所示對(duì)話框，設(shè)置普通線寬為10mil；如圖8-31所示，設(shè)置電源線寬為30mil；如圖8-32所示，設(shè)置GND線寬為50mil；設(shè)置線寬優(yōu)先級(jí)從高到低為“GND網(wǎng)絡(luò)→電源→普通線”，如圖8-33所示。第4步設(shè)置布線規(guī)則

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-30設(shè)置普通線寬圖8-31設(shè)置VCC線寬項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-32設(shè)置GND線寬圖8-33設(shè)置布線優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟3.布線拐角規(guī)則設(shè)置：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→規(guī)則”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-34所示對(duì)話框，進(jìn)行布線拐角方式和拐彎大小的設(shè)置。第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-34設(shè)置布線拐角方式和拐彎大小項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟4.過(guò)孔形式設(shè)置：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→規(guī)則”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-35所示對(duì)話框，進(jìn)行過(guò)孔直徑的設(shè)置。第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-35設(shè)置過(guò)孔直徑項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟5.布線拓?fù)湟?guī)則設(shè)置：?jiǎn)螕簟霸O(shè)計(jì)→規(guī)則”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-36所示對(duì)話框，將自動(dòng)布線拓?fù)湟?guī)則設(shè)置為Shortest。第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-36設(shè)置自動(dòng)布線拓?fù)湟?guī)則為Shortest項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟6.多層板的特殊規(guī)則設(shè)置：PowerPlaneConnectStyle：如圖8-37所示,設(shè)置過(guò)孔或焊盤與電源層連接的方法。PowerPlaneClearance：如圖8-38所示，設(shè)置內(nèi)電源和地層與穿過(guò)它的焊盤或過(guò)孔之間的安全距離。PolygonConnectStyle：如圖8-39所示，設(shè)置多邊形覆銅與焊盤之間的連接方式。第4步設(shè)置布線規(guī)則

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-37PowerPlaneConnectStyle設(shè)置圖8-38PowerPlaneClearance設(shè)置項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第4步設(shè)置布線規(guī)則

圖8-39PolygonConnectStyle設(shè)置項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

選擇“自動(dòng)布線→全部對(duì)象”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-40所示對(duì)話框→單擊RouteAll→軟件開始自動(dòng)布線，布好線的PCB板如圖8-41所示。

第5步自動(dòng)布線

圖8-40Situs布線策略對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第5步自動(dòng)布線

圖8-41多層板布線效果圖項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

選擇“放置→覆銅”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-42所示對(duì)話框→進(jìn)行如圖8-43所示覆銅參數(shù)設(shè)置，單擊確認(rèn)，給晶振電路添加覆銅好的PCB板如圖8-44所示。第6步添加覆銅

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第6步添加覆銅

圖8-42設(shè)置覆銅參數(shù)對(duì)話框圖8-43設(shè)置覆銅參數(shù)項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第6步添加覆銅

圖8-44給晶振電路覆銅項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

選擇“工具→設(shè)計(jì)規(guī)則檢查”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-45所示對(duì)話框→對(duì)電路進(jìn)行DRC檢查。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤進(jìn)行修改，再重新檢查，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。檢查生成擴(kuò)展名為DRC，如圖8-46所示。第7步DRC校驗(yàn)

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第7步DRC校驗(yàn)

圖8-45設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路

PCB的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第7步DRC校驗(yàn)

圖8-46DRC文件內(nèi)容項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

1.生成電路板信息報(bào)表。打開PCB文件，執(zhí)行“報(bào)告→PCB板信息”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-47～圖8-49所示信息對(duì)話框?！耙话恪边x項(xiàng)卡說(shuō)明該電路板的大小、電路板中各種圖件的數(shù)量、鉆孔數(shù)目等，如圖8-47所示；“元件”選項(xiàng)卡顯示電路板中元件的信息，如圖8-48所示；“網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)卡顯示電路板中的網(wǎng)絡(luò)信息，如圖8-49所示。第8步

PCB報(bào)表生成

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第8步

PCB報(bào)表生成

圖8-47“一般”選項(xiàng)卡圖8-48“元件”選項(xiàng)卡項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第8步

PCB報(bào)表生成

圖8-49“網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)卡圖8-50選擇報(bào)表項(xiàng)目對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟

在如圖8-47所示對(duì)話框中，單擊“報(bào)告”，系統(tǒng)彈出如圖8-50所示對(duì)話框→點(diǎn)擊“全選擇”→點(diǎn)擊“報(bào)告”，系統(tǒng)自動(dòng)生成擴(kuò)展名.REP的電路板信息表。電路板信息報(bào)表如下：第8步

PCB報(bào)表生成

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟2.生成電路板元件報(bào)表。打開PCB文件，執(zhí)行“報(bào)告→BillofMaterials”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-52所示信息對(duì)話框→單擊“報(bào)告”，系統(tǒng)彈出如圖8-53所示信息對(duì)話框→單擊“輸出”，系統(tǒng)彈出如圖8-54所示信息對(duì)話框，系統(tǒng)自動(dòng)生成擴(kuò)展名為.xls按一定的路徑保存文件，具體內(nèi)容如圖8-55所示。第8步

PCB報(bào)表生成項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第8步

PCB報(bào)表生成圖8-52元件報(bào)表對(duì)話框圖8-53元件清單列表項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第8步PCB報(bào)表生成圖8-54元件清單列表保存對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第8步PCB報(bào)表生成圖8-55EXCEL文件形式的元件報(bào)表項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟1.頁(yè)面設(shè)定：執(zhí)行“文件→頁(yè)面設(shè)定”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-56所示對(duì)話框，在“尺寸”欄中設(shè)置紙張的大??；在其下方選擇圖紙的方向；在“縮放比例”的刻度模式欄中，最好采用默認(rèn)項(xiàng)“FitDocumentOnPage”，自動(dòng)調(diào)整PCB圖層比例適合于紙張大??；在“彩色組”框中選擇輸出模式：?jiǎn)紊⒉噬突疑?。?步PCB圖的打印

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第9步PCB圖的打印

圖8-56頁(yè)面設(shè)置對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟2.設(shè)置打印層：在如圖8-56所示中，單擊“高級(jí)”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-57所示對(duì)話框，在其中列出了將要打印的層面。插入層：在如圖8-57所示中，單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出如圖8-58所示浮動(dòng)菜單，執(zhí)行“插入層”菜單命令，彈出如圖8-59所示對(duì)話框，在“打印層次類型”下拉列表框中選擇要添加的層面。用同樣的方法，也可以將某層面從打印層面列表中刪除。第9步PCB圖的打印

項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第9步PCB圖的打印

圖8-57PCB打印輸出屬性對(duì)話框圖8-58打印層面對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟第9步PCB圖的打印

圖8-59層屬性對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟4.設(shè)置打印機(jī)：?jiǎn)螕簟按蛴　?，系統(tǒng)彈出如圖8-60所示對(duì)話框，可以進(jìn)一步設(shè)置打印參數(shù)，設(shè)置好后單擊“確認(rèn)”，開始打印。第9步PCB圖的打印

圖8-60設(shè)置打印參數(shù)對(duì)話框項(xiàng)目八8031最小系統(tǒng)電路PCB

的設(shè)計(jì)執(zhí)行步驟5.打印預(yù)覽：打開PCB文件，執(zhí)行“打印→打印預(yù)覽”命令，系統(tǒng)彈出如圖8-61所示對(duì)話框，預(yù)覽PCB板的打印效果，如圖8-62和圖8-63所示。第9步PCB圖的打印

圖8-61PCB文件打印預(yù)覽對(duì)話框項(xiàng)目八8