印制电路板(PCB)设计初步.ppt

第第 7 7 章章 印制电路板（印制电路板（PCBPCB）设计初步）设计初步 7.1 7.1 设计照明灯设计照明灯PCBPCB图图 7.2 7.2 照明灯照明灯PCBPCB图布局图布局 7.1 7.1 设计照明灯设计照明灯PCBPCB图图 uu 7.1.1 7.1.1 设置设置PCBPCB板层板层 uu 7.1.2 7.1.2 定义定义PCBPCB边界边界 uu 7.1.3 7.1.3 加载元件封装库加载元件封装库 uu 7.1.4 7.1.4 载入网络表载入网络表 7.1.1 7.1.1 设置设置PCBPCB板层板层 选择选择“ “设计设计” ”“层堆栈管理器层堆栈管理器” ”菜单，或者在工作区中单击鼠标右键，在菜单，或者在工作区中单击鼠标右键，在 弹出的快捷菜单中选择弹出的快捷菜单中选择“ “选择项选择项” ”“层堆栈管理器层堆栈管理器” ”菜单，可以打开菜单，可以打开“ “图层堆图层堆 栈管理器栈管理器” ”对话框，利用此对话框可以设置电路板的板层结构、添加与删除对话框，利用此对话框可以设置电路板的板层结构、添加与删除 工作层面，以及改变各个工作层面的顺序等。工作层面，以及改变各个工作层面的顺序等。 7.1.1 7.1.1 设置设置PCBPCB板层板层 选择选择“ “设计设计” ”“PCB“PCB板层次颜色板层次颜色” ”菜单，或者在工作区中单击鼠标右键，菜单，或者在工作区中单击鼠标右键， 在弹出的快捷菜单中选择在弹出的快捷菜单中选择“ “选择项选择项” ”“PCB“PCB板层次颜色板层次颜色” ”菜单，可以打开菜单，可以打开“ “板板 层和颜色层和颜色” ”对话框，利用此对话框可以调整工作层面的开关状态和颜色，以对话框，利用此对话框可以调整工作层面的开关状态和颜色，以 及及PCBPCB设计环境的系统颜色等。设计环境的系统颜色等。 7.1.2 7.1.2 定义定义PCBPCB边界边界 选择选择“ “设计设计” ”“PCB“PCB板形状板形状” ”菜单，将弹出一系列菜单命令，利用这些菜单，将弹出一系列菜单命令，利用这些 命令可以定义和编辑印制电路板的物理边界命令可以定义和编辑印制电路板的物理边界。 1. 1.定义物理边界定义物理边界 物理边界代表印制电路板的实际大小，决定了电路板的物理外形和尺物理边界代表印制电路板的实际大小，决定了电路板的物理外形和尺 寸。印制电路板一般为规则形状，多为矩形，也可以是圆形等其他形状。寸。印制电路板一般为规则形状，多为矩形，也可以是圆形等其他形状。 7.1.2 7.1.2 定义定义PCBPCB边界边界 首先首先，单击工作区下方的单击工作区下方的“Keep-Out Layer”“Keep-Out Layer”标签，将当前工作层面标签，将当前工作层面 切换为禁止布线层。切换为禁止布线层。 2. 2.定义电气边界定义电气边界 电气边界限定了印制电路板上可以放置元件和布线的范围，它是通电气边界限定了印制电路板上可以放置元件和布线的范围，它是通 过在禁止布线层（过在禁止布线层（Keep-Out LayerKeep-Out Layer）上利用直线工具绘制封闭图形来定）上利用直线工具绘制封闭图形来定 义的。义的。 7.1.2 7.1.2 定义定义PCBPCB边界边界 然后，选择然后，选择“ “放置放置” ”“直线直线” ”菜单，将十字光标移至合适位置并单击，菜单，将十字光标移至合适位置并单击， 确定下边线的起点，水平移动光标，在合适位置再次单击，确定下边线的确定下边线的起点，水平移动光标，在合适位置再次单击，确定下边线的 终点，接下来单击鼠标右键或者按终点，接下来单击鼠标右键或者按【EscEsc】键，即可绘制出电气边界的下键，即可绘制出电气边界的下 边线。边线。 7.1.2 7.1.2 定义定义PCBPCB边界边界 用同样的方法，以上一条边线的终点为起点，绘制出其余的三条边线用同样的方法，以上一条边线的终点为起点，绘制出其余的三条边线 ，并将最后一条边线的终点和第一条边线的起点重合在一起，使其形成封，并将最后一条边线的终点和第一条边线的起点重合在一起，使其形成封 闭图形即可。由此就完成了矩形电气边界的定义。闭图形即可。由此就完成了矩形电气边界的定义。 7.1.3 7.1.3 加载元件封装库加载元件封装库 单击工作区右侧的单击工作区右侧的“ “元件库元件库” ”面板标签，打开面板标签，打开“ “元件库元件库” ”面板，再单击面板，再单击 其中的其中的“ “元件库元件库” ”按钮，打开按钮，打开“ “可用元件库可用元件库” ”对话框，将其切换至对话框，将其切换至“ “安装安装” ”选选 项卡后，单击项卡后，单击“ “安装安装” ”按钮，弹出按钮，弹出“ “打开打开” ”对话框，找到并选中需要加载的对话框，找到并选中需要加载的 元件封装库（元件封装库（.IntLib.IntLib或或.PcbLib.PcbLib），然后单击），然后单击“ “打开打开” ”按钮，即可完成元件按钮，即可完成元件 封装库的加载。封装库的加载。 7.1.4 7.1.4 载入网络表载入网络表 所谓载入网络表，就是将原理图中的设计数据导入到所谓载入网络表，就是将原理图中的设计数据导入到PCBPCB文件中，即将文件中，即将 与原理图相对应的所有元件封装和网络连接添加到与原理图相对应的所有元件封装和网络连接添加到PCBPCB文件的工作区中，从文件的工作区中，从 而为布局和布线做准备。而为布局和布线做准备。 Protel DXP 2004 Protel DXP 2004提供了从原理图到提供了从原理图到PCBPCB图的自动转换设计功能，可以直图的自动转换设计功能，可以直 接实现网络表和元件封装的载入，而无需生成网络表文件。载入网络表的方接实现网络表和元件封装的载入，而无需生成网络表文件。载入网络表的方 法主要有以下两种：法主要有以下两种： 在原理图设计环境中，选择在原理图设计环境中，选择“ “设计设计” ”“Update PCB Document “Update PCB Document *.PcbDoc”*.PcbDoc”菜单。其中，菜单。其中，“*”“*”代表代表PCBPCB文件名。文件名。 在在PCBPCB设计环境中，选择设计环境中，选择“ “设计设计” ”“Import Changes From *.PrjPCB”“Import Changes From *.PrjPCB” 菜单。其中，菜单。其中，“*”“*”代表项目文件名。代表项目文件名。 7.2 7.2 照明灯照明灯PCBPCB图布局图布局 uu 7.2.1 7.2.1 自动布局自动布局 uu 7.2.2 7.2.2 手动布局手动布局 uu 7.2.3 7.2.3 布局密度分析布局密度分析 uu 7.2.4 7.2.4 三维三维PCBPCB板板 7.2.1 7.2.1 自动布局自动布局 自动布局是指系统根据一定的算法和规则，自动将元件分开并自动布局是指系统根据一定的算法和规则，自动将元件分开并 放置在规划好的电气边界内。在进行自动布局之前，通常应先对其放置在规划好的电气边界内。在进行自动布局之前，通常应先对其 放置规则进行一些设置。放置规则进行一些设置。 选择选择“ “设计设计” ”“规则规则” ”菜单，可以打开菜单，可以打开“ “PCBPCB规则和约束编辑器规则和约束编辑器” ”对对 话框，在左侧列表中双击展开话框，在左侧列表中双击展开“ “Placement”Placement”项，可以看到项，可以看到6 6个子选项，个子选项， 分别用于设置分别用于设置RoomRoom空间、元件的最小间距、元件的方位、允许放置空间、元件的最小间距、元件的方位、允许放置 元件的层、布局时可以忽略的网络、元件的高度范围等布局规则。元件的层、布局时可以忽略的网络、元件的高度范围等布局规则。 7.2.1 7.2.1 自动布局自动布局 7.2.1 7.2.1 自动布局自动布局 设置完自动布局的规则以后，就可以对元件进行自动布局了。选择设置完自动布局的规则以后，就可以对元件进行自动布局了。选择“ “ 工具工具” ”“放置元件放置元件” ”“自动布局自动布局” ”菜单，打开菜单，打开“ “自动布局自动布局” ”对话框，可以看到对话框，可以看到 系统提供了两种自动布局方式。系统提供了两种自动布局方式。 分组布局：系统根据电气分组布局：系统根据电气 连接关系对元件进行分组，并连接关系对元件进行分组，并 根据一定的算法将各元件组放根据一定的算法将各元件组放 置在规划好的电气边界内，此置在规划好的电气边界内，此 方式适用于元件比较少的情况方式适用于元件比较少的情况 。选中选中“ “快速元件布局快速元件布局” ”复选框复选框 ，系统将减少优化工作，以加，系统将减少优化工作，以加 快自动布局的速度。快自动布局的速度。 7.2.1 7.2.1 自动布局自动布局 统计式布局：系统基于一定的统计算法，以元件之间的连线最短为统计式布局：系统基于一定的统计算法，以元件之间的连线最短为 原则来放置元件，此方式适用于元件比较多（大于原则来放置元件，此方式适用于元件比较多（大于100100）的情况。）的情况。 7.2.2 7.2.2 手动布局手动布局 由于自动布局的结果大都不尽人意，因此用户一般还需要对元件进由于自动布局的结果大都不尽人意，因此用户一般还需要对元件进 行手动布局。手动布局是指通过手动调整元件的位置和方向，从而使元行手动布局。手动布局是指通过手动调整元件的位置和方向，从而使元 件的布局更加符合实际设计要求。件的布局更加符合实际设计要求。 手动布局实质上就是在手动布局实质上就是在PCBPCB板图区域对元件进行移动、旋转和排列板图区域对元件进行移动、旋转和排列 等操作。等操作。 单击某个元件并按住 鼠标左键进行拖动， 此时光标变为十字形 状，拖至合适位置后 松开鼠标左键，即可 完成移动 7.2.2 7.2.2 手动布局手动布局 单击元件并按住鼠标 左键不放，然后在英 文输入法状态下按一 次空格键，元件将逆 时针旋转90 7.2.2 7.2.2 手动布局手动布局 为了使元件的布局更加 整齐、美观，我们还可 以利用Protel DXP 2004 提供的一系列排列命令 调整元件的位置，这些 命令包括左对齐、右对 齐、顶部对齐、底部对 齐、水平居中对齐、垂 直居中对齐、水平等距 分布、垂直等距分布等 7.2.3 7.2.3 布局密度分析布局密度分析 选择选择“ “工具工具” ”“密度分析密度分析” ”菜单，可以看到菜单，可以看到PCBPCB板图区域附上了一层颜色板图区域附上了一层颜色 （红、黄、绿及中间色），这就是密度分布图。在密度分布图中，颜色越接（红、黄、绿及中间色），这就是密度分布图。在密度分布图中，颜色越接 近红色，表明该区域的元件和走线密度越大；颜色越接近绿色，表明该区域近红色，表明该区域的元件和走线密度越大；颜色越接近绿色，表明该区域 的元件和走线密度越小。的元件和走线密度越小