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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案,Protel 99 SE印制電路板設(shè)計(jì)教程,制作：福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭勇,聯(lián)系方式：,gy_,第5章 手工設(shè)計(jì)PCB,手工設(shè)計(jì)步驟,5.1 規(guī)劃印制板,5.2 裝載元件庫(kù),5.3 放置元件,5.4 元件手工布局,5.5 放置焊盤、過

2、孔,5.6 手工布線,5.7 印制板輸出,本章小結(jié),手工設(shè)計(jì)PCB是用戶直接在PCB軟件中根據(jù)原理圖進(jìn)行手工放置元件、焊盤、過孔等，并進(jìn)行線路連接的操作過程，手工設(shè)計(jì)的一般步驟如下。,規(guī)劃印制電路板。,放置元件、焊盤、過孔等圖件。,元件布局。,手工布線。,電路調(diào)整。,輸出PCB。,以下采用阻容耦合放大電路為例介紹手工布線方法，電路樣圖如圖5-1所示。,手工設(shè)計(jì)步驟,圖5-1 阻容耦合放大器,返回,在PCB設(shè)計(jì)中，首先要規(guī)劃印制板，即定義印制板的機(jī)械輪廓和電氣輪廓。,印制板的機(jī)械輪廓是指電路板的物理外形和尺寸，需要根據(jù)公司和制造商的要求進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，機(jī)械輪廓定義在4個(gè)機(jī)械層上，比較合理的規(guī)劃?rùn)C(jī)

3、械層的方法是在一個(gè)機(jī)械層上繪制電路板的物理輪廓，而在其它的機(jī)械層上放置物理尺寸、隊(duì)列標(biāo)記和標(biāo)題信息等。,印制板的電氣輪廓是指電路板上放置元件和布線的范圍，電氣輪廓一般定義在禁止布線層上，是一個(gè)封閉的區(qū)域。,通常在一般的電路設(shè)計(jì)中僅規(guī)劃PCB的電氣輪廓，本例中采用公制規(guī)劃，具體步驟如下。,執(zhí)行ViewToggle Units，設(shè)置單位制為公制(Metric)。,5.1 規(guī)劃印制板,在工作層設(shè)置中選中Keep Out Layer復(fù)選框，然后用鼠標(biāo)單擊工作區(qū)下方標(biāo)簽中的 ，將當(dāng)前工作層設(shè)置為Keep Out Layer。,執(zhí)行菜單PlaceLine放置連線，一般規(guī)劃印制板從工作區(qū)的左下角開始。,將光

4、標(biāo)移到工作區(qū)的某一點(diǎn)，如坐標(biāo)（10，10）處，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定第一條邊的起點(diǎn)，將光標(biāo)移到另一點(diǎn)，如坐標(biāo)（60，10），再次單擊鼠標(biāo)左鍵，定下連線終點(diǎn)，從而定下第一條邊線。,采用同樣方法繼續(xù)畫線，繪制一個(gè)尺寸為50mm50mm的閉合邊框，以此邊框作為電路板的尺寸，如圖5-2所示。此后，放置元件和布線都要在此邊框內(nèi)部進(jìn)行。,返回,5.2 裝載元件庫(kù),在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，必須先設(shè)置好元件所在的元件庫(kù)，然后才能從相應(yīng)元件庫(kù)中放置元件。,1.設(shè)置元件庫(kù),在設(shè)計(jì)管理器中選中Browse PCB選項(xiàng)，在Browse下拉列表框中選擇Libraries，將其設(shè)置為元件庫(kù)瀏覽器。單擊Libraries欄下方的A

5、dd/Remove按鈕，出現(xiàn)添加/刪除庫(kù)對(duì)話框，在對(duì)話框中找到所需的庫(kù)文件，單擊Add按鈕裝載庫(kù)文件，單擊OK按鈕完成操作。這時(shí)，元件瀏覽器中將出現(xiàn)已加入的庫(kù)文件。,PCB99SE中，印制板庫(kù)文件位于Design Explorer 99 SELibraryPcb目錄下，常用的印制板庫(kù)文件是Generic Footprint文件夾中的Advpcb.ddb，本例中的元件均在該庫(kù)中。,元件也可以自行設(shè)計(jì)，調(diào)用自行設(shè)計(jì)的元件時(shí)必須裝載自定義的元件庫(kù)。,2.瀏覽元件圖形,打開了某個(gè)庫(kù)文件后，元件庫(kù)瀏覽器的Library欄內(nèi)將出現(xiàn)其庫(kù)中的元件庫(kù)名，在Component欄中顯示此元件庫(kù)中所有元件的封裝名稱。

6、選中某個(gè)封裝，下方的監(jiān)視器中將出現(xiàn)此元件封裝圖，如圖5-3所示。,若,覺得監(jiān)視器太小，可單擊元件庫(kù)瀏覽器右下角的Browse按鈕，屏幕彈出元件瀏覽窗口，進(jìn)行元件瀏覽，從中可以獲得元件的封裝圖，窗口右下角的三個(gè)按鈕可用來調(diào)節(jié)圖形顯示的大小。,返回,5.3 放置元件,1.從元件庫(kù)中直接放置,從元件瀏覽器中選中元件后，單擊右下角的Place按鈕，光標(biāo)便會(huì)跳到工作區(qū)中，同時(shí)還帶著該元件封裝，將光標(biāo)移到合適位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵，放置該元件。,雙擊元件，屏幕彈出圖5-4所示的元件屬性對(duì)話框，可以修改元件屬性。,此對(duì)話框共有Properties、Designator、Comment三個(gè)選項(xiàng)卡，用于設(shè)置元件的

7、標(biāo)號(hào)、注釋文字（標(biāo)稱值或型號(hào)）、元件封裝所在層、元件封裝是否鎖定狀態(tài)，注釋文字的字體、大小、所在層等。若按下Global按鈕，可以進(jìn)行全局修改，方法與SCH99SE中的全局修改相同。,2.通過菜單或相應(yīng)按鈕放置元件,執(zhí)行菜單PlaceComponent或單擊放置工具欄上按鈕 ，屏幕彈出放置元件對(duì)話框，如圖5-5所示，在Footprint欄中輸入元件封裝名，如圖中的AXIAL0.4（若不知道封裝名，可以單擊,Browse按鈕進(jìn)行瀏覽）；在Designator1欄中輸入元件標(biāo)號(hào)，如圖中的R1；在Comment欄中輸入元件的標(biāo)稱值或型號(hào)，如圖中的10k。參數(shù)設(shè)置完畢，單擊OK按鈕放置元件。,放置元件

8、后，系統(tǒng)提示繼續(xù)放置，元件標(biāo)號(hào)自動(dòng)加1（如R2），此時(shí)可以繼續(xù)放置元件，單擊Cancel按鈕退出放置狀態(tài)。,在圖5-2所示的禁止布線框中，根據(jù)原理圖執(zhí)行菜單Place,Component，依次放置電阻AXIAL0.4，電解電容RB.2/.4和三極管TO-5，如圖5-6所示。,返回,5.4 元件手工布局,元件放置完畢，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、電磁干擾及布線的方便性等方面綜合考慮元件布局，在布局時(shí)除了要考慮元件的位置外，還必須調(diào)整好絲網(wǎng)層上文字符號(hào)的位置。,1.手工移動(dòng)元件,用鼠標(biāo)拖動(dòng),光標(biāo)移到元件上，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將元件拖動(dòng)到目標(biāo)位置。這種方法對(duì)沒有進(jìn)行線路連接的元件比較方便。,使用Move菜

9、單下的命令移動(dòng)元件,執(zhí)行菜單EditMoveComponent，光標(biāo)變?yōu)槭?，移?dòng)光標(biāo)到需要移動(dòng)的元件處，單擊該元件，即可將該元件移動(dòng)到所需的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵放置元件。,執(zhí)行菜單EditMoveDrag，也可以實(shí)現(xiàn)元件拖動(dòng)。,移動(dòng)元件時(shí)拖動(dòng)連線的設(shè)置,對(duì)于已連接好印制導(dǎo)線的元件，希望移動(dòng)元件時(shí)，印制導(dǎo)線也跟著一起移動(dòng)，則在進(jìn)行移動(dòng)前，必須進(jìn)行拖動(dòng)連線的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，使移動(dòng)元件時(shí)工作在拖動(dòng)連線狀態(tài)，設(shè)置方法如下：,執(zhí)行菜單ToolsPreferences，屏幕彈出系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，選擇Options選項(xiàng)卡，在Component Drag區(qū)的Mode下拉列表框，選中Connected Trac

10、ks即可。,在PCB中快速定位元件,在PCB較大時(shí)，查找元件比較困難，此時(shí)可以采用Jump命令進(jìn)行元件跳轉(zhuǎn)。,執(zhí)行菜單EditJumpComponent，屏幕彈出一個(gè)對(duì)話框，在對(duì)話框中填入要查找的元件標(biāo)號(hào)，單擊OK按鈕，光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到指定元件上。,2.旋轉(zhuǎn)元件方向,選中元件，按住左鍵不放，同時(shí)按鍵水平翻轉(zhuǎn)；按鍵垂直翻轉(zhuǎn)；按空格鍵進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度可以通過執(zhí)行菜單ToolsPreferences進(jìn)行設(shè)置，在彈出的對(duì)話框中選中Options選項(xiàng)卡，在Rotation Step中設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度，系統(tǒng)默認(rèn)為90度。,圖5-7所示為布局調(diào)整后的印制板圖。,3.元件標(biāo)注的調(diào)整,元件布局調(diào)整后，往往元件標(biāo)注的位

11、置過于雜亂，盡管并不影響電路的正確性，但電路的可讀性差，在電路裝配或維修時(shí)不易識(shí)別元件，所以布局結(jié)束還必須對(duì)元件標(biāo)注進(jìn)行調(diào)整。,元件標(biāo)注文字一般要求排列要整齊，文字方向要一致，不能將元件的標(biāo)注文字放在元件的框內(nèi)或壓在焊盤或過孔上。元件標(biāo)注的調(diào)整采用移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行，與元件的操作相似；修改標(biāo)注內(nèi)容可直接雙擊該標(biāo)注文字，在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行修改。,圖5-7所示的元件布局圖，圖中元件的標(biāo)注文字未調(diào)好，如標(biāo)號(hào)C2、C3、C4、C5、R8、V2的文字方向與其它不同；標(biāo)號(hào)R1、C1位于元件的框中，由于元件的標(biāo)注文字在頂層絲網(wǎng)層上，標(biāo)號(hào)將被元件覆蓋。經(jīng)過調(diào)整元件標(biāo)注后的電路布局如圖5-8所示。,4.3D

12、預(yù)覽,Protel99SE提供有3D預(yù)覽功能，可以在電腦上直接預(yù)覽電路板的效果，根據(jù)預(yù)覽的情況可以重新調(diào)整元件布局。,執(zhí)行ViewBoard in 3D，或單擊 按鈕，對(duì)PCB進(jìn)行3D預(yù)覽，產(chǎn)生3D預(yù)覽文件，在圖形左邊的設(shè)計(jì)管理器的Display區(qū)中，拖動(dòng)視圖小窗口的坐標(biāo)軸可以任意旋轉(zhuǎn)3D視圖。,圖5-9、圖5-10分別對(duì)應(yīng)為圖5-7、圖5-8的3D視圖，從圖5-9中可以看出標(biāo)號(hào)C1和R1被元件覆蓋。,返回,5.5 放置焊盤、過孔,1.放置焊盤,焊盤有穿透式的，也有僅放置在某一層面上的貼片式（主要用于表面封裝元件），外形有圓形、正方形和正八邊形等。,執(zhí)行PlacePad或單擊放置工具欄上按鈕

13、，進(jìn)入放置焊盤狀態(tài)，移動(dòng)光標(biāo)到合適位置后，單擊左鍵，放下一個(gè)焊盤，單擊鼠標(biāo)右鍵，退出放置狀態(tài)。,在焊盤處于懸浮狀態(tài)時(shí)，按Tab鍵，調(diào)出焊盤的屬性對(duì)話框，如圖5-11所示。,對(duì)話框中，Properties選項(xiàng)卡主要設(shè)置焊盤形狀（Shape）、大?。⊿ize）、所在層（Layer）、編號(hào)（Designator）、孔徑（Hole Size）等，Advanced選項(xiàng)卡主要設(shè)置焊盤所在的網(wǎng)絡(luò)、焊盤的電氣類型及焊盤的鉆孔壁是否要鍍銅。一般自由焊盤的編號(hào)設(shè)置為0。,在自動(dòng)布線中，必須對(duì)獨(dú)立焊盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，這樣才能完成布線。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的方法為：在圖5-11所示的焊盤屬性對(duì)話框中選中Advanced選項(xiàng)卡，在N

14、et下拉列表框中選定所需的網(wǎng)絡(luò)。,對(duì)于已經(jīng)放置好的焊盤，雙擊焊盤也可以調(diào)出屬性對(duì)話框。,用鼠標(biāo)單擊選中的焊盤，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住控點(diǎn)，可以移動(dòng)焊盤。,本例中，必須在輸入端、輸出端、電源端及接地端添加焊盤，以便與外部連接，放置焊盤后的電路如圖5-12所示。,2.放置過孔,過孔用于連接不同層上的印制導(dǎo)線，過孔有三種類型，分別是穿透式（Multi-layer）、隱藏式（Buried）和半隱藏式（Blind）。穿透式過孔導(dǎo)通底層和頂層，隱藏式導(dǎo)通相鄰內(nèi)部層，半隱藏式導(dǎo)通表面層與相鄰的內(nèi)部層。,執(zhí)行菜單PlaceVia或用單擊放置工具欄上按鈕 ，進(jìn)入放置過孔狀態(tài)，移動(dòng)光,標(biāo)到合適位置后，單擊左鍵，放下一個(gè)過

15、孔，此時(shí)仍處于放置過孔狀態(tài)，可繼續(xù)放置過孔。,在放置過孔狀態(tài)下，按Tab鍵，調(diào)出屬性對(duì)話框。對(duì)話框中包括兩個(gè)選項(xiàng)卡，其中Properties選項(xiàng)卡設(shè)置過孔直徑、過孔鉆孔直徑、過孔所導(dǎo)通的層、過孔所在的網(wǎng)絡(luò)等。,本例中由于是單面板設(shè)計(jì)，無須使用過孔。,返回,5.6 手工布線,元件布局完成后，下一步就可以進(jìn)行布線。所謂布線，就是用實(shí)際的印制導(dǎo)線連接元件。布線方法有手工布線和自動(dòng)布線兩種。,5.6.1 手工布線,在布線時(shí)，應(yīng)遵守信號(hào)線之間一般不布直角（特別是高頻狀態(tài)下），電源線、地線要加粗等原則，合理地進(jìn)行手工布線。,1.為手工布線設(shè)置柵格,在進(jìn)行手工布線時(shí)，如果柵格的設(shè)置不合理，布線可能出現(xiàn)銳角，

16、或者印制導(dǎo)線無法連接到焊盤上，因此必須合理地設(shè)置捕獲柵格尺寸。,設(shè)置捕獲柵格尺寸可以在電路工作區(qū)中單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Snap Grid，屏幕彈出圖5-13所示的對(duì)話框，從中選擇捕獲柵格尺寸。,2.放置印制導(dǎo)線,導(dǎo)線可放置在任何工作層上，當(dāng)放在信號(hào)層上時(shí)，具有電氣特性，稱為印制導(dǎo)線；當(dāng)放置在其它層時(shí)，代表無電氣特性的繪圖,標(biāo)志線。本例中是單面板，故布線層為Bottom Layer(底層)。,單擊小鍵盤上的鍵，將工作層切換到Bottom Layer。執(zhí)行菜單PlaceLine或單擊放置工具欄上按鈕 ，進(jìn)入放置印制導(dǎo)線狀態(tài)，將光標(biāo)移到所需位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，定下印制導(dǎo)線起點(diǎn)，移動(dòng)光標(biāo)，拉出一條線，到需要的位置后再次單擊鼠標(biāo)左鍵，即可定下一條印制導(dǎo)線。,在放置印制導(dǎo)線過程中，同時(shí)按下Shift+空格鍵，可以切換印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折方式，共有六種，分別是45度轉(zhuǎn)折、弧線轉(zhuǎn)折、90度轉(zhuǎn)折、圓弧角轉(zhuǎn)折、任意角度轉(zhuǎn)折和1/4圓弧轉(zhuǎn)折，如圖5-14所示。,3.設(shè)置手工布線的線寬,在手工放置印制導(dǎo)線時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的線寬是10mil，如果要修改銅膜的寬度，可以在放置銅膜的過程中按下鍵，屏幕彈出線寬設(shè)置對(duì)