摇摇棒的设计与制作 毕业论文.docx

shake great design and production摇摇棒的设计与制作摘要 随着科技的不断发展，社会的不断进步，供人们娱乐休闲的工具越来越多， 摇摇棒也随之成为一个热点产品。“摇摇棒”是基于人眼视觉暂留原理而产生的, 当进行摇动时，由于人的视觉暂留会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。本文着重讨论摇摇棒的pcb设计，制作pcb板的过程是先画出原理图，再给对应的元器件做封装，最后再按照规定的板子尺寸生成相应的pcb板。对待特殊的元器件只能通过手工制作封装，封装的尺寸都是通过手工测量出来的。在制作过程中要注意布线规则、元件封装等重要环节。关键词：摇摇棒、pcb、布线规则、元件封装abstractalong with the science and technology unceasing development, the development of society, entertainment and leisure tool for people more and more, shake stick also immediately become a hot product. shake great is based on human visionremains to temporarily leave principle and of generation, when when they are shaken, the result of human visual temporarily leave in light emitting diode produces a visual graphic shake area, thus achieved in the visual plane of conveying information function. this paper emphatically discusses shake great pcb design, manufacture process of pcb board is to draw a diagram and give the corresponding components do encapsulation, and finally to according to the regulation of generating corresponding size board pcb board. treat special components only through handmade encapsulation, encapsulates the size is through the manual measuring out. in the manufacture process must pay attention to the wiring rules.keywords: shake rods, pcb, wiring rules, components, encapsulation 目录1.绪论2.摇摇棒的基本原理2.1基本原理2.2缺陷及其解决方案2.2.1缺陷2.2.2解决方案3.硬件设计与实现3.1硬件基本结构3.2 at89c51单片机结构与原理3.2.1 at89c51的各引脚功能3.3.2 at89c51的内部资源4.软件设计与实现4.1 软件设计的思想与结构4.1.1 软件设计的思想4.1.2软件设计的结构4.2 led显示控制模块原理及实现方法4.3图像点阵原理及实现方法5.pcb制作5.1印制电路板的介绍 5.2印制电路板的工作层类型 5.3元器件封装的基本知识 5.4 pcb设计流程5.4.1印制电路板的设计的一般步骤5.4.2印刷板制作工艺流程 5.5创建元件pcb封装 5.5.1启动元件封装编辑器 5.5.2手工创建元件封装 5.5.3利用 向导创建元件封装 5.5.4pcb向导新建pcb板的设计过程 5.6布线规则设置 5.7注意事项6. 实验测试及问题分析与解决6.1 实验测试6.2 制作过程中的问题及解决方法6.2.1 硬件电路调试6.2.2 软件程序调试致谢参考文献附录1附录2 1.绪论随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。而现代工具务求简捷化、便携化，因此，摇动显示装置的到来，必将会给人们带来一种新的方便的文化传递方式。让你的心声闪烁在夜空led摇摇棒横空出世！led摇摇棒又叫摇摇棒、魔棒、闪光棒、闪字棒、闪图棒、星光棒 。led摇摇棒的诞生是闪光系列产品中的一大革命，它最大的神奇之处，是在手中左右摇晃led摇摇棒，就会在棒子划过的轨迹上留下清析的文字或图案。目前市场上，这是最新，价格最低，可远距离观看的一款电子产品。设计具有市场前景，可满足各种大型演出、集会、游行等宣传需要，为人们的生活提供便利。目前led摇摇棒的优势。led摇摇棒可显示内容有：中文、英文、日文、韩文、图案等。显示内容可设计成单色显示、双基色显示，一根棒可存储、显示多幅文字或图案。目前研发生产的led摇摇棒具有的优势如下：1、在控制模块上，设计了usb接口。2、led摇摇棒，采用专利驱动技术，具有摇晃速度自适应系统。根据使用者摇动速度自动调整显示速度，不论摇晃的速度快或慢，图象始终稳定显示。3、在led摇摇棒的手握部分，设计成手柄，更人性化，而且使得摇晃过程中，显示内容的定位更准确。4、这种设计的软件可拓展性能强大，现今拓展了可通过usb接口连接线对显示内容进行编辑和更换的功能。未来，将可能实现图象与音乐自主相结合的功能等等。2.摇摇棒的基本原理2.1基本原理人的眼睛存在视觉暂留现象，正因为眼睛反应迟钝，才丰富了人的视觉感受，led摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性。运用最新专利电子技术研制而成的线阵led运动成像的高科技产品。led摇摇棒是在手摆动到不同位置的时候，让位于一条直线上的led显示二维图像的不同的列，利用人眼的视觉暂留效应，实现图形扫描显示。输出信号频率的控制通过单片机来实现，用16个发光二极管进行不同频率的亮灭刷新。当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。具体地说，已知摇摇棒从一侧摆动到另一侧所需的时间是0.8秒，把0.8秒分成64份，则每一列的图形显示时间为0.0125秒。每一列对应两个八位的字节，16位字节对应16个led发光二极管，然后在这每一份的时间里显示图形的相应一列，则可以得到完整的图形显示。2.2缺陷及其解决方案2.2.1缺陷 led摇摇棒利用的是人眼的视觉暂留特性制作而成，led发光管作为画面每一列的显示，左右摇晃起到了扫描的作用，人眼的视觉暂留现象使得看到的是一幅完整的画面。然而，它也有它的不足之处：1.在led显示模块中，如果led灯的数量过少，在显示时就会导致最终在显示文字时分辨率降低，从而显示的图像等不够细腻；2.摇摇棒在摇晃的过程中，如果显示的文字，图像等信息左右不对称，在回扫的过程中如继续显示图象信息的话就可能出现反向重影的现象，导致图象或信息显示错误。2.2.2解决方案 1.对于显示模块中，led灯的数量太少导致的问题。可以在制作的过程中，适当的增加led灯的数量。比如，通常我们是使用的是16或者32个led发光二极管。但是如果需要64或者128个led发光二极管，那就得通过单片机外接译码器来实现了。2对于重影问题，可用水银开关或者惯性开关解决的。摇摇棒在摇动时，通过水银开关自身的重力作用，只能在朝某一方向摇动时电路才会接通，同时也才会显示图形，文字等信息；在反向回扫过程中开关自动关闭，led就不显示内容，所以可以通过接一只水银开关来控制，使摇摇棒从左向右摇动时将内容清晰的显示出来。3.硬件设计与实现3.1硬件基本结构硬件电路的系统电源vcc为5v，下载程序和调试时一定要保证5v电压，实际使用时用3节干电池串联4.5v即可。stc12c5412ad单片机作为控制器，在它的p1、p2口接有16只以共阳的方式连接的高亮度led，由单片机输出低电平点亮。s2为水银开关。硬件电路包括三部分：led显示模块、单片机控制模块以及下载口模块。即：下载口模块单片机控制模块led显示模块图3.1硬件电路模块实物图如下：图3.2 实物图1.led显示部分由：16个高亮度的发光二极管，16个270欧姆的电阻以及水银开关组成。其中水银开关的作用：棒在摇动时，只能在朝某一方向摇动时显示，否则会出现镜像字或镜像画面，所以通过接一只水银开关来控制，使摇摇棒从左向右摇动时将内容显示出来。vccp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7p2.0p2.1p2.2p2.3p2.4p2.5p2.6p2.7图3.3 led显示模块2.单片机部分由：一个11.059mhz的晶振以及两个25pf的电容构成的晶振电路、一个23uf的电容，10k的电阻以及复位开关构成的复位电路、芯片at89c51三部分构成。3.2 at89c51单片机结构与原理 at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低电压，高性能cmos8位微处理器，俗称单片机。该器件采用atmel高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel的at89c51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。3.2.1 at89c51的各引脚功能vcc：供电电压。gnd：接地。p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。p3口也可作为at89c51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能p3.0 rxd（串行输入口）p3.1 txd（串行输出口）p3.2 /int0（外部中断0）p3.3 /int1（外部中断1）p3.4 t0（记时器0外部输入）p3.5 t1（记时器1外部输入）p3.6 /wr（外部数据存储器写选通）p3.7 /rd（外部数据存储器读选通）p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。3.3.2 at89c51的内部资源1.中断系统51单片机有5个中断源，外部中断int0、定时器/计数器t0、外部中断int1、定时器/计数器t1和串口urat中断，它们对应不同的矢量。中断允许寄存器ie的功能是控制各个中断请求信号能否允许，它分别控制cpu对所有中断源的总开放或禁止，以及对每个中断源的中断开放/禁止状态。其中ex0、et0、ex1、et1和es分别是上述5个中段的允许控制位，ea位是中断总允许位，每个中断只有在相应中断允许且中断也允许的情况下才能得到中断响应。中断优先级控制器ip的功能是设置每个中断的优先级。51的5个中断都可以设为高、低2个优先级，其中的px0、pt0、px1、pt1和ps位分别对应5个中断的优先级设置，置“1”时设定为高级中段，为“0”是低级中断。在有中断嵌套要求时，低优先级中断可被高优级中断所中断。当同一级的中断同时来到时，先响应中断矢量排在最前面的中断。因此通过设置寄存器ip响应位的值，可以改变5个中断源的优先顺序。中断源寄存器，包括定时器/计数器控制寄存器tcon和串行通信控制寄存器scon。寄存器tcon的功能主要是接收外部中断源（int0、int1）和定时器/计数器（t0、t1）送来的中断请求信号。其中，ie0和ie1分别是外部中断0和外部中断1的中断请求标志位。当外部有中断请求信号输入单片机的int0引脚或int1引脚时，寄存器tcon的ie0和ie1位会被置“1”。it0和it1分别是外部中断0和外部中断1的输入方式控制位。寄存器scon的主要功能是接收串行通信口送来的中段请求信号，寄存器scon的t1位和r1位于中断有关，其他位用作串行通行控制。2. 定时器/计数器51内部有两个定时器/计数器t0和t1，定时和计数是单片机中主要用的两种功能。tl0、th0和tl1、th1分别对应两个定时器/计数器的低8位和高8位，用于控制与管理定时器/计数器工作的两个寄存器tcon和tmod。设置它们的对应位，可以对t0和t1进行各种控制。寄存器tcon为控制寄存器，用于控制两个定时器/计数器的启动/停止，在溢出时设定标志位。tcon中tr0和tr1是t0和t1对应的开始运行控制位，tf0和tf1是一出标志，剩下4位是两个外部中断int0和int1对应的方式控制位it0、it1和中断请求ie0和ie1。寄存器tmod位工作方式控制寄存器，用来设置定时器/计数器的工作方式，并确定用于定时还是用于计数。定和计数功能由特殊功能寄存器tmod的控制位c/t进行选择，2个定时/计数器有4种操作模式，通过tmod的m1和m0选择，2个定时/计数器有4种操作模式，通过tmod的m0选择，2个定时/计数器的模式0，1和2都相同，模式不同。3. 寄存器寄存器是中央处理器内的组成部份。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(ir)和程序计数器(pc)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(acc)。stc12系列单片机寄存器包括内核特殊功能寄存器，系统管理特殊功能寄存器，i/o特殊功能寄存器，定时器特殊功能寄存器，串行口特殊寄存器，看门狗寄存器等。4.存储器51的存储器组织分成3种地址空间和一个程序计数pc，包括： 16位的程序计数器pc:赋予51最大64kb的寻址能力。 64kb的程序存储器空间：这代表我们所写的程序码可达65536个字节。 64kb的外部数据存储器空间：这部分空间是同时可以读和写的。 256字节的内部存储器空间，包括sfr特殊功能寄存器、堆栈区、数据区和常用寄存器区r0r7。3.3 led的显示原理led是发光二极管( light emitting diode, led)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件一般是作为指示灯、显示板，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时10万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电等优点。发光二极管的结构图3.7 发光二极管结构图当单片机的p1和p2的十六个口输出低电平时，led灯的阴极就是低电平，在水银开关的作用下，5v的电压加到led的阳极，led就有电流通过，这样就能发光。当单片机的p1和p2口有高电平输出时，led的两端就是高电平，虽然有小的电压差，但是小的电压差产生的电流是无法驱动led灯发光的。一般led的驱动电压要有1.5v以上，电流要在200ma以上，不同的led的驱动电压和电流是不同的。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在某些半导体材料的pn结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。pn结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称led。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从led阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。4.软件设计与实现4.1 软件设计的思想与结构4.1.1 软件设计的思想 摇摇棒的要实现其功能，除了硬件电路还需要软件程序的配合。软件即程序的编写，使用c语言进行编写的。c语言是一门极有生命力的程序设计语言。 c语言它用途广泛，语言简洁，几乎遍及了程序设计的各个领域，如系统程序的设计，字处理软件和电子表格软件的开发、信息管理、实时控制等方面。另外，c语言简洁，为完成某一功能所写的源程序代码往往比用其他语言写得简短，使得程序输入工作量减少。c语言能直接访问物理地址和端口，并能进行位操作，因此能实现汇编语言的大部分功能，而且，由c语言生成的可执行代码内容量少，执行效率高。 因此，完成摇摇棒的软件设计，c语言成了首选。它的方便简洁给我们带来了不少益处。4.1.2软件设计的结构 软件由函数声明部分、延时子程序部分、中断服务程序部分、显示子程序部分、主函数部分构成。初始化 按照数组内的16位字节，led是否显示结束提取下一组数组点亮led延时图4.1 软件流程图（1） 主函数部分：完成函数的初始化，运用while循环语句，对display1程序段进行若干次重复调用执行；（2） 函数声明部分：void display1(void)；（3） 延时子程序部分：void delayus(uint n)uint x;for(x=0; x=n;x+);一列显示结束后，延时500ms，再进行下一列的显示；（4） 中断服务程序部分：每个摇动来回水银开关会在摆幅两端分别产生下降沿中断，只提取其中一次（从左向右摇才显示）；（5） 显示子程序部分：void display1(void)uchar i;for(i=0;i64;i+) p1=diani*2;p2=diani*2+1; delayus(500);；led摇摇棒显示的像素为16*64，也就是在函数里面显示的图像分成64列，每一列都是由两个8位字节构成的。p1=diani*2；p2=diani*2+1指的是一列显示结束后调用数组中的下一组进行led显示；如果p1=diani；p2=i+1那么一列显示结束后，调用下一组数组的时候，会把前一列数组中的后一个字节继续调用并作为下一列的前一个字节，导致最终所需图像信息显示不出。4.2 led显示控制模块原理及实现方法led显示控制模块主要有单片机程序控制，在程序中主要是显示部分的函数，十六个灯分成十六个输出端口，有p1口和p2口的十六个口一一对应，其中p1口组成8位的字节，p2口也是8位字节。8位对应p1.0到p1.7分别是由低到高的排列，在函数里面显示的图像分成64段，那就是依次对每一列显示的16位字节编写，这每一列的16位都是由两个8位的字节构成，在初始化的时候就在数组里对这128个字节分别列出。在显示函数里分别对64列数显示，这64对数的显示是有先后顺序的，利用for函数对64对数依次显示，而每一列由两个8位字节构成显示，显示之后要对前列的显示进行500us的延时，在调用延时函数的时候要注意延时函数里面延时1us的函数使用。利用for函数延时进行设定。第一列显示完后，在对后面的63列数显示，这样结束for循环以后就结束了整幅图的显示。在摇摇棒摇动的瞬间，水银开关是起到很重要的作用。水银开关里的水银珠很活跃，导致在接通时容易产生抖动，所以将水银开关倾斜45度角放置，靠水银自身的重力作用减少抖动。在摇动的过程中，水银开关保证是开的状态，这样才能确保5v的电压加到led的阳极。当摇摇棒停止摇动的时候，水银由于重力作用，开关就处于关的状态。第二次摇的时候再次开启开关。为了让开关在摇动的时候才开，可以将水银开关的位置倾斜45度角放置，根据效果调整位置。4.3图像点阵原理及实现方法 本文阐述的摇摇棒图像点阵显示是通过字模软件（“pctolcd2002”软件）实现的。程序中“字符点阵数据表”中的数据是由“pctolcd2002”软件生成的。字模软件一款非常简洁的点阵、液晶字模工具软件。功能也很丰富，包括了横向、纵向取模方式，c51、a51取模方式，字符编码显示等功能。根据硬件电路，得知，stc12c5412ad单片机作为控制器，在它的p1、p2口接有16只以共阳的方式连接的高亮度led。因此，在字模选取的一些模式上要跟硬件电路保持一致。下面介绍使用pctolcd2002生成笑脸的点阵数据的方法：1启动pctolcd2002软件，“模式”设为“图像模式”。字宽和字高设为16*64。“选项”中的“自定义格式”选择“c51”格式，“点阵格式”选为“阳码”，“取模方法”选为“逐列”，“取模走向”选为“逆向”，正向是指高位在前，低位在后，逆向则相反。其它默认即可。这就是，从第一列开始向下每取8个点作为一个字节，一列一共16个点（代表16个发光二极管）两个字节，取模顺序是从低到高，即第一个点作为最低位。如0x01取为00000001。2.在图像模式下，画一幅笑脸的图像，生成字模。3. 将数据替换，如：for(i=0;ispecctra，启动specctra布线器的接口，设置好do文件，按continue就启动了specctra布线器自动布线，结束后如果布通率为100%，那么就可以进行手工调整布线了；如果不到100%，说明布局或手工布线有问题，需要 调整布局或手工布线，直至全部布通为止。 8.补泪滴9.文件的保存及输出5.4.2印刷板制作工艺流程制板工艺程序：修整板周边尺寸-复制-腐蚀-钻孔定位-清洗-细砂纸擦光亮-涂松香水。1.先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸擦光亮,再用复写纸将布线图复制到复铜板上。2.腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液,腐蚀速度与腐蚀液的浓度,温度及腐蚀过程中采取抖动有关,为保证制板质量及提高腐蚀速度,可采用抖动和加热的方法。3.腐蚀完成后,应用自来水冲洗干净,把印刷板抹干。4.用直径1.0mm钻头钻孔、定位。5.用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止,然后立即涂上松香溶液。5.4.3创建元件的过程1 先创建工程。2创建元件集成库。 3在库中画你所要的元件。5.5创建元件pcb封装 5.5.1启动元件封装编辑器 5.5.2手工创建元件封装 手工创建元件封装就是利用系统提供的各种工具，按照元件的实际尺寸绘制元件封装。下面通过绘制晶振的封装来说明具体操作步骤：1 在pcb中的网格尺寸图4-11 pcb中的网格尺寸2元件封装库编辑环境设置3创建元件封装4绘制元件边框top overlay层，placeline5启动放置焊盘命令place-pad6重命名和存盘5.5.3利用 向导创建元件封装 1、了解所要创建元件的所有尺寸 2、执行toolsnew componet命令 3、单击next按钮，选择元件封装的种类 4、单击next按钮，设置焊盘的长、宽尺寸 5、单击next按钮，设置焊盘的外形 6、单击next按钮，一般采用默认值 7、单击next按钮，根据元件提供的资料，设置引脚间距 8、单击next按钮 9、单击next按钮，设置引脚数 10、单击next按钮 11、单击next按钮 12、单击finsh按钮，完成元件封装5.5.4pcb向导新建pcb板的设计过程1、 单击文件工作面板中new from template单元格下的pcbboard wizard,将启动pcb板的设计向导2、单击next按钮，出现 pcb向导界面3、单击next按钮，出现pcb板度量单位设定 4、单击next按钮， 指定pcb板尺寸类型 5、单击next按钮，印刷电路板选项设定 6、单击next按钮， pcb 板信号层和电源层数目设置 7、单击next按钮， pcb导孔类型设置 8、单击next按钮，pcb板使用元件类型设定9、单击next按钮， 设置导线和导孔属性10、单击next按钮， 向导完成对话框 11、 将原理图和pcb板放在同一个工程里12 、然后执行design里的update pcb document quantu. pcbdoc5.6布线规则设置在pcb设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的， 在整个pcb中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。pcb布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前， 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行， 以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的pcb设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如，现在正常的一块6层pcb板的厚度（通孔深度）为50mil左右，所以pcb厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8mil。1. 电源、地线的处理既使在整个pcb板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线，通常信号线宽为：0.20.3mm,最经细宽度可达0.050.07mm,电源线为1.22.5 mm 对数字电路的pcb可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)。用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。2.数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多pcb不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人pcb对外界只有一个结点，所以必须在pcb内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在pcb与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在pcb上不共地的，这由系统设计来决定。3.信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。4.大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：焊接需要大功率加热器。容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。5.布线中网络系统的作用在许多cad系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。6.导线宽度设置designrules 导线的宽度有三个值可供设置，分别为最大宽度maximum、最佳宽度preferred、最小宽度minimum 。7.布线优先级别设置该规则用于设置布线的优先次序，设置的范围从0100，数值越大，优先级越高。8.布线层设置 该规则设置布线层的导线走线方法，包括顶层和底层布线层，共有32个布线层可以设置。9.拐角设置布线的拐角可以为45度拐角、90度拐角和圆形拐角三种。10.导孔设置 该规则用于设置布线中的导孔尺寸，可以设置的参数有导孔直径via diameter 和导孔的通孔直