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第8章电路板设计入门

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第8章电路板设计入门章
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PCB参数设置及规划参数设置及规划
利用模板和向导创建PCB 利用模板和向导创建
Protel DXP
第8章电路板设计入门
课程描述：课程描述：
本章主要介绍Protel DXP软件软件PCB电路板环境参数本章主要介绍软件电路板环境参数设置、板层设置、边界设置以及设计规则设置。设置、板层设置、边界设置以及设计规则设置。要求熟练掌握边界设置，熟练加载元件封装库、要求熟练掌握边界设置，熟练加载元件封装库、网络表及元件，使用模板或向导创建标准络表及元件，使用模板或向导创建标准PCB 电路板。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.1 设置环境参数
打开两级放大电路工程，新建文件。打开两级放大电路工程，新建PCB文件。执行菜单命令文件［Design］/［Options］，打开］［］打开Board Options对话框对话框
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
Measurement Units：设置度量单位。公制：（Metric，单位，单位mm）英制（Imperial，单位）英制（， mil）；）； Snap Grid：设置捕捉栅格。光标移动的最小单：位； Component Grid：设置元件移动的间距。元件：移动的最小单位；移动的最小单位； Electrical Grid：设置电气栅格属性。电气捕捉：的最小单位；的最小单位； Visible Grid：设置可视栅格的类型和栅距。： Sheet Position：设置图纸大小。：设置图纸大小。 Display Sheet：显示图纸。：显示图纸。 Lock Sheet Primitive：机械层与图纸链接。：机械层与图纸链接。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.2 设置电路板的工作层
工作层的设置通常是由Board Layers对话框和工作层的设置通常是由对话框和 Layer Stack Manager对话框结合来完成的。对话框结合来完成的。对话框结合来完成的
[Design］/［Layer Stack Manager］菜单命令，显示如图 Design］ Manager］菜单命令， Design 所示的Layer Manager对话框所示的Layer Stack Manager对话框
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.2 设置电路板的工作层
执行菜单命令［Design］ Layers…］，执行菜单命令［Design］/［Board Layers ］，显示如图所示的Board Layers对话框显示如图所示的Board Layers对话框
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
工作层的种类 Protel DXP为多层印制电路板设计提供了个信号层，16个内层为多层印制电路板设计提供了

32个信号层，个内层为多层印制电路板设计提供了个信号层电源／接地层、个机械层和个辅助图层。个机械层和10个辅助图层电源／接地层、16个机械层和个辅助图层。）：放置元件和布线（1）信号层（Signal Layers）：放置元件和布线。包括）信号层（）：放置元件和布线。包括Top Layer、Bottom Layer以及以及MidLayerX，最多层。、以及，最多32层）：放置电源线和地线（2）内部电源层（Internal Plane）：放置电源线和地线。）内部电源层（）：放置电源线和地线。 InternalPlaneX，最多层。，最多16层）：电路板的装配和制造细节（3）机械层（Mechanical Layers）：电路板的装配和制造细节。）机械层（）：电路板的装配和制造细节。最多16层最多层。）：印刷标志图案（4）丝印层（Silkscreen Layers）：印刷标志图案，元件编号，元）丝印层（）：印刷标志图案，元件编号，件值等信息。件值等信息。顶层丝印层（Top Overlay）、底层丝印层（Bottom Overlay）。（5）防护层（Mask Layers））防护层（）助焊层：顶层助焊层（Top Solder）、底层阻焊层（Bottom Solder）阻焊层：顶层阻焊层（Top Paste）、底层阻焊层（Bottom Paste）（6）其他工作层）禁止布线层（设定电气边界，禁止布线层（Keep Out Layer）:设定电气边界，边界外不能布线。）设定电气边界边界外不能布线。 Drill Guide与Drill Drawing：钻孔辅助定位与钻孔图。与：钻孔辅助定位与钻孔图。 Multi-Layer：复合层。放置多层焊盘与过孔。：复合层。放置多层焊盘与过孔。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
信号层与内电层的设置
[Design］/［Layer Stack Manager］菜单命令,打开层堆栈管理器（ Layer Stack Manager ） Top Dielectric复选框：添加顶层绝缘层。 Bottom Dielectric复选框：添加底层绝缘层。：设置核心层（Core）与预浸料坯层在堆栈中的分布。 Layer Pairs：按信号层分布； Internal Layer Pairs：按内电层分布； Build：按绝缘层分布;
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
信号层与内电层的设置
Add Layer：添加信号层。 Add Plane：添加内电层。 Configure Drill Pairs：设置钻孔。 Menu： Example Layer Stacks：堆栈样板； Copy To Clipboard：当前层复制到剪贴板；
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
打开/关闭工作层和设置工作层颜色打开关闭工作层和设置工作层颜色
执行菜单命令［Design］ Layers…］，执行菜单命令［Design］/［Board Layers ］，打开Board Layers对话框。打开Board Layers对话框。对话框 Show复选框：打开或关闭该层。 Color：修改层颜

色。 All On：打开所有的工作层。 Used On：打开所有已使用的工作层。 Selected On：打开选中的工作层。 Clear：取消已选中的工作层。 Default Color Set：工作层颜色设置为系统默认颜色。 Classic Color Set：工作层颜色设置为经典颜色。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.3 电路板的规划电路板的规划包括：电路板物理边界的确定，电路板的规划包括：电路板物理边界的确定，电路板的外形，电路板的外形，电路板电气边界的确定以及定位孔的放置等。定位孔的放置等。防盗锁
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.3 电路板的规划电路板的规划包括：电路板物理边界的确定，电路板的规划包括：电路板物理边界的确定，电路板的外形，板的外形，电路板电气边界的确定以及定位孔的放置等。置等。
设置电路板的物理边界
物理边界是指电路板的实际形状及其外形尺寸大小。设置物理边界在机械1层中进行，其步骤： 1.确定新的坐标原点。单击布线工具栏确定新的坐标原点。 2.计算各个角点的坐标。 3.设置捕捉网格的尺寸。 4.绘制物理边界。一般从坐标原点开始画，观察状态栏获取光标坐标。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作设置电路板外形执行菜单命令［Design］/［Board Shape］
Redefine Board Shape ：重新定义PCB的外形。 Move Board Vertices：移动PCB的外形顶点。 Move Board Shape ：移动PCB的位置。 Define from selected objects：根据选中对象定义PCB的外形。 Auto-Position Sheet：自动定位图纸。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作设置定位孔
在放置定位孔的位置放置焊盘，作为电路板的定位孔。
打开焊盘的属性对话框
Hole Size：焊盘的孔径（内径）。 X-Size：X轴尺寸。 Y-Size：Y轴尺寸。（注意：作为定位孔，设置内径大于外径，因此焊盘没有敷铜区）
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作设置电气边界
电气边界设置放置元件和进行布线的有效区域。
（1）将图层转换到禁止布线层（Keep-Out Layer）；（2）执行菜单命令［Place］/［Keepout ］ /［Track ］；（3）单击鼠标，确定一个边的起点（电气边界应比物理边界缩进 1mm左右）；（4）通过目测可视格栅，依次确定矩形其他三个角点的位置，再回到起点，单击鼠标右键退出划线状态，完成电气边界的绘制；（5）电气边界的大小，也可通过编辑各边的起始坐标修改；
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作
8.1.4 载

入网络连接与元件封装
手动布局与布线：放入元件封装，然后连接。手动布局与布线：放入元件封装，然后连接。自动布局与布线：需要载入网络连接与元件封装。自动布局与布线：需要载入网络连接与元件封装。 1.绘制原理图，并编译。 2.确认已经载入所需的元件封装库。
载入元件的封装库与载入元件库的方法完全相同。
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8.1 PCB设计的前期工作设计的前期工作载入网络连接与元件封装
（1）电路原理图文件执行菜单命令［Design］/［Updata 电路原理图文件执行菜单命令［Design］菜单命令 filename.PCBDOC］载入或由PCB PCB文件执行菜单命令 PCB filename.PCBDOC］载入或由PCB文件执行菜单命令 Design］ filename.PRJPCB］［Design］/［Import Changes From filename.PRJPCB］载入。系统弹出Engineering Order对话框（2）系统弹出Engineering Change Order对话框。
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按钮，（3）单击Validate Changes按钮，系统逐项检查单击Validate Changes按钮提交的修改有无违反规则的情况，并在Status栏提交的修改有无违反规则的情况，并在Status栏 Status 的Check列中显示是否正确. Check列中显示是否正确. 列中显示是否正确按钮, （4）单击Execute Changes按钮,将网络表和元件单击Execute Changes按钮载入PCB编辑器中。载入PCB编辑器中。 PCB编辑器中（5）单击Close按钮，关闭Engineering Change 单击Close按钮，关闭Engineering Close按钮 Order对话框，即可看见载入的元件和网络预拉 Order对话框，对话框线
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
手工规划电路板的层结构、物理边界、电气边界比较繁琐，而且很多电路板具有共同的特征，因此Protel DXP提供了大量的PCB模板和一个向导协助用户创建标准的电路板。
8.2.1 利用模板创建电路板
单击Files面板下部New from Templat标题栏中的PCB Templat标题栏中的标题栏中的PCB 单击Files面板下部New Files面板下部 Templates选项 Templates选项，系统弹出如图所示模板选择对话框
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
选择合适的PCB模板文件，即可生成PCB文件及其边框板选择合适的PCB模板文件，即可生成PCB文件及其边框板，如图为 PCB模板文件 PCB文件及其边框 XT short bus电路板电路板
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
调整电路板的层结构 XT short bus为多层板，将其改造成双层板为多层板，为多层板（1）删除多余层上的全部元件。将该层设置为当前层，执行菜单命）删除多余层上的全部元件。将该层设置为当前层， Edit］ Select］ Layer］，选中该层全部对象，］，选中该层全部对象令［Ed

it］/［Select］/［All on Layer］，选中该层全部对象，然后删除。然后删除。 Design］ Manager］（2）删除多余层。执行 [Design］/［Layer Stack Manager］菜单）删除多余层。 Design 命令，打开Layer Manager对话框删除多余的层。对话框，命令，打开Layer Stack Manager对话框，删除多余的层。
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板 8.2.2 利用向导创建电路板
Templat标题栏中的标题栏中的PCB （1）单击Files面板下部New from Templat标题栏中的PCB Board 单击Files面板下部New Files面板下部 Wizard选项启动PCB向导。 PCB向导 Wizard选项，启动PCB向导。
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
PCB板尺寸单位（2）单击Next按钮继续，设置PCB板尺寸单位单击Next按钮继续设置PCB Next
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
PCB标准模板（3）单击Next按钮继续，选择一种PCB标准模板，本例选择XT 单击Next按钮继续选择一种PCB标准模板，本例选择XT Next bus。 Short bus。
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
（4）单击Next按钮继续，设置板层单击Next按钮继续 Next
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
（5）单击Next按钮继续，设置过孔样式单击Next按钮继续 Next
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
（6）单击Next按钮继续，选择直插元件或者表贴，确定元件放单击Next按钮继续，选择直插元件或者表贴， Next按钮继续置在单面或双面
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
（7）单击Next按钮继续，设置导线和过孔的尺寸，以及最小线间单击Next按钮继续设置导线和过孔的尺寸， Next 距等参数
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
PCB向导生成设置（8）单击Next按钮继续，完成PCB向导生成设置单击Next按钮继续完成PCB Next
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8.2 利用PCB模板和向导创建标准电路板
Finish按钮（9）单击Finish按钮，系统生成如图所示印制电路板边框）单击Finish按钮，
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作业及练习
1．填空题（1）创建PCB文件有）创建文件有
答案：答案：3
种方式。种方式。
（2）放置焊盘可执行Place/ ）放置焊盘可执行
答案：答案：Pad
命令。命令。
（3）在PCB编辑器中，在）编辑器中，编辑器中可视栅格间距。可视栅格间距。
答案：答案：Design/Options
对话框内，设置对话框内，
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作业及练习
2．判断题电气边界用于限制元件布置及铜膜走线在此范围内。（1）电气边界用于限制元件布置及铜膜

走线在此范围内。
答案：答案：√
（）
系统功能强大，（2）Protel DXP系统功能强大，提供了丰富的集成元件库。在向）系统功能强大提供了丰富的集成元件库。 PCB载入网络表的过程中，可以自动加载所需的各种元件库。（）载入网络表的过程中，载入网络表的过程中可以自动加载所需的各种元件库。（
答案：答案：×
（3）为了设计印制电路板，在画电路原理图时每个元器件必须有封为了设计印制电路板，装，而且元器件封装的焊盘与电路原理图元器件管脚之间必须有对应关系。应关系。（）
答案：答案：√
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作业及练习
4．上机操作题文件，（1）试采用不同方法创建一个）试采用不同方法创建一个PCB文件，文件名为文件文件名为MyPCB.PcbDoc。。（2）在MyPCB.PcbDoc中，练习电路板参数设置。）中练习电路板参数设置。（ 3）在 MyPCB.PcbDoc中，练习元件封装库的浏览、查询。并放置两）中练习元件封装库的浏览、查询。级放大电路所需的各种元件。级放大电路所需的各种元件。（ 4 ）在 MyPCB.PcbDoc 中，增加一项接地网络（ GND ）宽度规则（Width），要求宽度范围为）要求宽度范围为20mil-120mil，推荐宽度为，推荐宽度为60mil。。
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上机实验
（1）在MyPCB.PcbDoc中，练习电路板参数设置。）中练习电路板参数设置。（2）设置电路板的工作层。）设置电路板的工作层。（3）教材）教材P140，设计电路板的外形。，设计电路板的外形。（4）有兴趣的同学完成下面耳机电路的设计。）有兴趣的同学完成下面耳机电路的设计。
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耳机电路图(三极管运算放大器耳机电路图三极管+运算放大器三极管运算放大器opa2134)
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第8章 电路板设计入门

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