EDA技术基础-第9章PCB自动布线.ppt

机械工业出版社同名教材配套电子教案 EDA技术基础 第2版 制作 福建信息职业技术学院郭勇 第9章PCB自动布线 本章要点9 1从原理图到印制板9 2元件自动布局9 3布线规则设置与自动布线9 4PCB设计技巧9 5印制板输出 本章要点 PCB自动布线的流程 网络表文件的调用与元件匹配 元件自动布局及调整 自动布线参数设置及自动布线 DRC检查与网络表比较 PCB输出 返回 PCB自动布线流程 PCB自动布线就是通过计算机自动将原理图中元件间的逻辑连接转换为PCB铜箔连接 PCB的自动化设计实际上是一种半自动化的设计过程 还需要人工的干预才能设计出合格的PCB PCB自动布线的流程如下 绘制电路原理图 生成网络表 在PCB99SE中 规划印制板 装载原理图的网络表 自动布局及手工布局调整 自动布线参数设置 自动布线 手工布线调整及标注文字调整 输出PCB图 采用打印机或绘图仪输出电路板图 9 1从原理图到印制板 以下采用图8 1所示的单管放大电路原理图为例进行说明PCB的自动设计 图中的元件封装设置为 电阻为AXIAL0 3 电容为RB 2 4 三极管为TO 92A 进行PCB自动布线前 应在原理图编辑器中产生该电路的网络表 9 1 1通过网络表文件装载元件在KeepoutLayer规划好印制板后 执行菜单Design LoadNets载入在原理图设计中生成的网络表文件 屏幕弹出一个对话框 单击 Browse 按钮选择网络表文件 net 载入网络表 如图9 1示 单击 Execute 按钮 将网络表文件中的元件调到当前印制板中 如图9 2所示 图9 2中 载入的元件都散开排列在禁止布线边框之外 在Protel99SESP6之前的版本中 元件堆积在光标处 布线前还必须进行自动布局 9 1 2装载网络表文件出错的修改 要保证装载的网络表正确 牵涉到的因素很多 最主要的是元件封装是否存在 网络表是否正确及原理图的元件与PCB中的元件封装的管脚之间是否匹配 下面以图9 3所示的二极管检波电路为例来说明在载入网络表时出错的修改方法 图示电路中 二极管的封装设置为DIODE0 4 电阻的封装设置为AXIAL0 3 电容的封装设置为RB 1 2 在SCH编辑器中 绘制好电路图 并进行ERC检验 检验正确后 执行菜单Design CreateNetlist生成网络表文件 进入PCB99SE 规划印制板后 执行菜单Design LoadNets 屏幕弹出装载网络表对话框 选中刚生成的网络表文件 出现图9 3所示的装载信息 由图中可知 装入网络表后共发现5个错误 由于在电路图中已经进行过ERC检验 因此错误不是电气连接上的问题 而是在于原理图元件与PCB封装的不匹配所引起 这种错误称为网络宏错误 分为警告和错误两类 本例中 在原理图中将电容封装改为RB 2 4 重新生成网络表 解决电容封装的错误 在PCB编辑器中将二极管焊盘编号A K改为1 2 并重新装载网络表文件 此时所有错误消失 9 1 3通过 更新PCB 方式由原理图产生PCB文件 Protel99SE中可以通过 更新PCB 方式由原理图直接产生PCB文件 本节介绍具体的操作方法 1 在原理图中放置PCB布线指示标记在原理图绘制中 通过放置PCB布线指示的方式 针对某些连线预先设置印制导线宽度 过孔直径 优先级设置等布线规则内容 这些参数设置可以包含在Protel2格式的网络表中 在PCB设计时自动生效 在SCH99SE中 执行Place Directive PCBLayout 或单击图标 系统进入放置PCB布线指示状态 光标上带着一个红色的布线指示标记 将光标移动到要放置标记的线路上 单击鼠标左键放置PCB布线指示 如图9 4所示 一般在布线中对电源线和地线都要加粗一些 所以图中针对电源线和地线增加了布线指示标记 预先进行布线规则设置 2 设置PCB布线指示属性双击PCB布线指示标记 屏幕弹出图9 5所示的布线指示属性对话框 用于设置印制导线宽度 过孔直径 优先级 布线层设置等布线规则内容 对话框主要参数如下 TrackWidth 用于设置布线的线宽 默认为10mil ViaWidth 设置过孔尺寸 默认为50mil Topology 设置PCB上当前导线的走线方式 默认为Shortest 最短连线方式 Priority 设置PCB上当前导线的布线优先权 默认为Medium 中级 Layer 设置PCB上布线的板层 默认为Undefined 未定义板层 板层可以在信号层 电源层和多层中进行选择 图中选择BottomLayer 以上参数设置好后 单击 OK 按钮确认 至此 原理图中的设置完毕 可以通过 更新PCB 方式由原理图直接产生PCB文件 3 通过 更新PCB 方式调用元件在原理图编辑器中执行菜单Design UpdatePCB 系统将产生一个新PCB文件 如果当前项目文件中已经存在PCB文件 系统弹出图9 6所示的对话框 要求选择需要更新的PCB文件 单击 Apply 按钮 系统将更新选中的文件 单击 Createanewdocument 按钮 系统将自动产生一个新PCB文件 选择Createanewdocument 新建一个PCB文件 屏幕弹更新PCB文件对话框 设置好参数后 单击 Execute 按钮实现PCB同步装入 4 显示已装入的元件导入元件后 在工作区中一般看不到导入的元件 这是因为没有对元件进行有效的显示 执行View FitDocument显示整个文档 屏幕将显示已导入的所有元件 如图9 8所示 从图中可以看出 所有元件的管脚上都有网络飞线连接 元件整齐地排列在PCB工作区中 由于此时PCB上还没有设置禁止布线区 要进行自动布线 必须手工设置禁止布线区 采用 更新PCB 方式导入元件 已将布线指示标记中的布线规则设置到当前文件中 此时执行Design Rules查看布线规则是否正确 有问题可进行修改 返回 9 2元件自动布局 从图9 2中可以看出 载入元件后 元件排列在禁止布线框外 且为同类元件一字排开 显然这种布局是不符合实际要求的 此时需要将元件分开 放置到合适的位置上 进行元件布局 PCB99SE中提供有自动布局功能 9 2 1元件自动布局前的处理1 布局栅格设置执行菜单Design Options 在弹出的对话框中选择Options选项卡 设置捕获栅格和元件栅格X Y方向的间距大小 2 字符串显示设置在PCB设计中 缩小显示电路时 字符串经常会变为一个矩形轮廓 这样不利于元件的识别 此时需要减小字符串的阀值参数 以保证字符串以文本形式显示 执行Tools Preferences 在弹出的对话框中选择Display选项卡 在Draftthresholds选项区域中 减小Strings中的字符串阀值 可以完整显示字符串内容 3 元件自动布局参数设置执行Design Rules 在弹 图9 9布局参数设置 出的对话框中选中Placement选项卡 屏幕出现图9 9所示的元件布局参数设置对话框 主要设置元件间的最小间距 元件放置的方向 分组形式进行自动布局时应忽略的网络 放置元件的层面 限定或排斥某些特定对象的矩形区域的范围等参数 由于Protel99SE的布局效果较差 一般只能将元件散开排列 大部分需要手工布局调整 故无需详细设置布线参数 一般选择默认即可 9 2 2元件自动布局 自动布局前 必须在KeepoutLayer上先规划电路板的电气边界 然后才能载入网络表文件 否则屏幕会提示出错 执行菜单Tools AutoPlacement AutoPlacer 屏幕弹出自动布局对话框 如图9 10所示 共有3个选项 图9 10自动布局对话框 ClusterPlacer 组布局方式 该方式根据连接关系将元件分组 然后按照几何关系放置元件组 该方式一般在元件较少的电路中使用 StatisticalPlacer 统计布局方式 该方式根据统计算法放置元件 以使元件之间的连线长度最短 该方式一般在元件较多的电路中使用 QuickComponentPlacer 快速布局 该选项只有在选中组布局方式时有效 通常采用统计布局方式 StatisticalPlacer 选中后 屏幕弹出图9 11所示的对话框 可以设置元件组 元件旋转 电源网络 地线网络和布局栅格等 图9 11统计布局方式下的自动布局设置 GroupComponent 选中此项 将当前网络中联系密切的元件归于一组 RotateComponent 选中此项 在元件布局时 允许旋转元件 PowerNets 指定电源网络名称 该项必须指定 若有多个电源 可用空格隔开 如 VCC 12 5 GroundNets 指定地线网络名称 该项必须指定 如GND GridSize 设置元件自动布局时的栅格间距 设置完毕 单击 OK 系统开始自动布局 完成后 弹出一个对话框 提示自动布局完成 如图9 12所示 单击 OK 屏幕弹出一个对话框 提示是否更新电路板 单击 Yes 程序更新电路板 退出布局状态 PCB如图9 13所示 此时各元件之间存在连线 称为网络飞线 体现了节点间的连接关系 但它不是实际连线 布线时要用印制导线来代替 显然图9 13中的元件布局不理想 元件标号 标称值的方向也不合理 需要手工调整 在保证电气性能的前提下 尽量减少网络飞线的交叉 以利于提高自动布线的布通率 9 2 3自动布局后的手工调整 手工布局调整主要目的是通过移动元件 旋转元件等方法合理调整元件的位置 减少网络飞线的交叉 1 修改不符合规范的PCB元件焊盘编号本例中由于三极管的封装中的焊盘编号与原理图中的定义不符 应重新定义焊盘编号 双击要修改编号的焊盘 屏幕弹出焊盘属性对话框 在Designator栏中重新设定编号 修改编号后 应重新装载网络表 以保证网络飞线的正确 图9 14所示为三极管的原理图元件管脚和PCB元件焊盘编号的对照图 2 锁定状态元件的移动移动锁定状态的元件 屏幕弹出图9 15所示的对话框 提示是否确定移动锁定元件 单击 Yes 确定移动元件 图9 15移动锁定元件对话框 3 元件标注的调整元件布局调整后 一般要相应地调整元件标注 移动和旋转元件标注的方法与调整元件的方法相同 双击元件标注 屏幕弹出一个对话框 可以编辑元件标注 主要有Text 文字内容 Height 高度 Width 宽度 Font 字体 Layer 所在工作层面 Rotation 旋转角度 Hide 隐藏 Mirror 镜像 等 元件的标注一般要保持一致的大小和方向 且元件标注不能压在元件符号和焊盘上 经过手工调整后的布局图如图9 16所示 4 3D显示布局图布局调整结束后 执行菜单View Boardin3D显示元件布局的3D视图 如图9 17所示 观察元件布局是否合理 返回 9 3布线规则设置与自动布线 在电路庞大的情况下 如果使用手工布线 不仅效率很低 难度也很大 这时可以充分利用Protel99SE强大的自动布线功能 快速有效地完成布线工作 9 3 1常用自动布线规则设置自动布线前 首先要设置布线规则 设计规则制定后 程序自动监视PCB 检查PCB中的图件是否符合设计规则 若违反了设计规则 将以高亮显示错误内容 执行Design Rules 屏幕弹出图9 18所示的对话框 此对话框共有六个选项卡 分别设定与布线 制造 高速线路 元件自动布置 信号分析及其它方面有关的设计规则 图中选中的是有关布线的设计规则 Routing 在此选项卡中 RuleClasses栏中列出了有关布线的10个设计规则 右上方区域是所选取的设计规则的说明 下方是所选取的设计规则的具体内容 1 ClearanceConstraint 间距限制规则 在图9 18中选中ClearanceConstraint 进入间距限制规则设置 该规则限制具有导电特性的图件之间的最小间距 Add 按钮 该按钮用于新建设计规则 单击后出现图9 19所示的对话框 左边一栏用于设置规则适用范围 共有两个FilterKind下拉列表框 分别用于选择需限制间距的A B两个图件 右边一栏是设置设计规则的参数 其中MinimumClearance栏中设置最小安全间 距 Connective下拉列表框中共有三个选项 DifferentNetsOnly 适用于不同网络之间 SameNet 适用于同一网络内部 和AnyNet 适用于任何网络 FilterKind下拉列表框用于选择需要约束的焊盘 连线 连线类型 网络 网络类型 元件 元件类型 各种图件 信号层及全板 设置完毕 单击 OK 完成间距设计规则的设定 设定好的内容将出现在设计规则对话框下方的具体内容一栏中 Delete 按钮 在图9 18的设计规则对话框下方设计内容中 用左键选取要删除的规则 单击 Delete 删除规则 Properties 按钮 在图9 18的设计规则对话框下方设计内容一栏中 用鼠标左键选取一项规则 再按该按钮 出现图9 17所示的对话框 在对话框中修改参数后 单击 OK 按钮 修改后的内容会出现在具体内容栏中 设定两个图件间的最小间距 即安全间距 一般依赖于布线经验 在板的密度不高的情况下 最小间距可设大一些 最小间距的设置会影响到印制导线走向 用户应根据实际情况调节 2 RoutingCorners 拐弯方式规则 此规则主要是在自动布线时 规定印制导线拐弯的方式 单击 Add 按钮 屏幕出现图9 20所示的拐弯方式设置对话框 用于设置规则适用范围和参数 FilterKind下拉列表框内容与间距限制规则的相似 但多一个Region选项 选取此项后 在FilterKind下方会出现一个选择框用于定义一个矩形区域 按下 Define 按钮 回到工作窗口 用鼠标拉出一个方框即可定义矩形区域 对话框右边一栏是设置拐弯方式 在Style下拉列表框中选择所需的拐弯方式 印制导线的拐弯方式有三种 45 拐弯 90 拐弯和圆弧拐弯 其中 对于45 拐弯和圆弧拐弯 有拐弯大小的参数 带箭头的线段长度参数在Setback栏中设置 3 RoutingLayers 布线层规则 此规则主要用于设定自动布线时所使用的工作层及布线时各层上印制导线的走向 单击 Add 按钮 屏幕出现图9 21所示的布线层规则对话框 可以设置布线层 规则适用范围和布线方式 图中左边一栏为FilterKind下拉列表框 用于选择规则适用范围 右边一栏设置自动布线时所用的信号层以及每一层上布线走向 每层都有一个下拉列表框 用于设置工作层的状态 下拉列表框中内容如下 NotUsed 不使用本层Horizontal 本层水平布线Vertical 本层垂直布线Any 本层任意方向布线1 5O Clock 1 5点钟方向布线45Up 向上45 方向布线45Down 向下45 方向布线FanOut 散开方式布线布线时应根据实际要求设置工作层 如采用单面布线 设置BottomLayer为Any 底层任意方向布线 其它层NotUsed 不使用 采用双面布线时 设置TopLayer为Horizontal 顶层水平布线 BottomLayer层为Vertical 底层垂直布线 其它层NotUsed 不使用 单击 Add 按钮 屏幕出现图9 22所示的过孔类型规则对话框 设置规则适用范围和过孔尺寸 对话框的左边一栏用于设置规则适用范围 右边用于设置过孔尺寸 其中ViaDiameter一栏中设置过孔的直径范围 ViaHoleSize一栏中设置过孔的钻孔直径范围 4 RoutingViaStyle 过孔类型规则 此规则用于设置自动布线时所采用的过孔类型 单面布线时无需设置该规则 过孔在设计双面以上的板中使用 设计单面板时无需设置过孔类型规则 图9 23所示为过孔类型规则设置的范例 从图中可以看出 不同类型的过孔 其尺寸设置不同 一般电源和接地的过孔尺寸比较大且为固定尺寸 而其它信号线的过孔尺寸则稍小 5 SMDNeck DownConstraint SMD焊盘与导线比例规则 此规则用于设置SMD焊盘在连接导线处的焊盘宽度与导线宽度的比例 可定义一个百分比 如图9 24所示 单击 Add 出现图9 25所示的对话框 用于设置SMD焊盘与导线的比例 FilterKind下拉列表框用于设置规则的适用范围 Neck Down栏用于设置SMD焊盘与导线的比例 如果导线的宽度太大 超过设置的比例值 视为冲突 不予布线 6 SMDToCornerConstraint SMD与拐角最小间距限制 此规则用于设置SMD焊盘与导线拐角的间距大小 如图9 26所示 单击 Add 按钮 出现图9 27所示的SMD焊盘与导线拐角的间距设置对话框 对话框左边的FilterKind下拉列表框用于设置规则的适用范围 右边的Distance栏用于设置SMD焊盘到导线拐角的距离 7 SMDToPlaneConstraint SMD焊盘与电源层过孔间的最小长度规则 此规则用于设置SMD焊盘与电源层中过孔间的最短布线长度 单击 Add 按钮 出现图9 28所示的设置对话框 对话框左边的FilterKind下拉列表框用于设置规则的适用范围 右边的Distance栏用于设置最短布线长度 图9 28SMD焊盘与电源层过孔最小长度设置 8 WidthConstraint 印制导线宽度限制规则 此规则用于设置自动布线时印制导线的宽度范围 可定义一个最小值和一个最大值 单击 Add 按钮 出现图9 29所示的对话框 此对话框用于设置适用范围和线宽限制 图9 29线宽限制对话框 设置规则适用范围对话框的左边一栏用于设置规则的适用范围 其中FilterKind下拉列表框 用于设置线宽设置的适用范围 设置布线线宽对话框的右边一栏用于设置规则参数 其中MinimumWidth设置印制导线的最小宽度 MaximumWidth设置印制 导线的最大宽度 PreferredWidth设置印制导线的首选布线宽度 自动布线时 布线的线宽限制在这个范围内 在实际使用中 如果要加粗地线的线宽 可以再设置一个专门针对地线网络的线宽设置 如图9 30所示 图中地线的线宽设置为20mil 规则适用范围为网络GND 一个电路中可以针对不同的网络设定不同的线宽限制规则 对于电源和地设置的线宽一般较粗 图9 30地线线宽设置举例 图9 31为Z80单片机布线线宽限制规则的范例 从图中可以看出共有5个线宽限制规则 其中VCC和GND的线宽最粗 为20mil 12和 12的线宽居中 为15mil 其它信号线的线宽最小 为10mil 图9 31线宽限制设置举例 9 3 2自动布线前预处理 1 预布线在实际工作中 自动布线之前常常需要对某些重要的网络进行预布线 然后才运行自动布线完成剩下的布线工作 预布线可以通过执行AutoRoute下的菜单命令自动实现 也可以通过选择菜单Place Line进行手工布线 AutoRoute Net 指定网络自动布线 选中该菜单 将光标移到需要布线的网络上 单击左键 该网络立即被自动布线 AutoRoute Connection 指定飞线自动布线 选中该菜单 将光标移到需要布线的某条飞线上 单击左键 则该飞线所连接焊盘就被自动布线 AutoRoute Component 指定元件自动布线 选中该菜单 将光标移到需要布线的元件上 单击左键 则与该元件的焊盘相连的所有飞线就被自动布线 AutoRoute Area 指定区域自动布线 选中该菜单 用鼠标拉出一个区域 程序自动完成指定区域内的自动布线 凡是全部或部分在指定区域内的飞线都完成自动布线 2 锁定某条预布线由于自动布线中 同一个网络上的布线往往是由几条线组成 因此锁定某条预布线时不能简单地将该线设置为锁定状态 Locked 必须采用全局修改功能将该网络的所有线锁定 双击要锁定的某条预布线 屏幕弹出Track 导线 属性对话框 单击 Global 按钮 屏幕弹出图9 32所示导线全局编辑对话框 在AttributesToMatchby栏将Net下拉列表框设置为Same 在CopyAttributes栏选中Locked复选框 在ChangeScope下拉列表框设置为AllFREEprimitives 单击 OK 按钮 屏幕弹 出属性修改确认对话框 单击 Yes 按钮确认修改 该预布线即被锁定 此后自动布线时 该线不会被重新布线 图9 32锁定预布线参数设置 若要锁定几条预布线 可以用鼠标拉框选中要锁定的线 然后双击其中的某条线 弹出导线属性对话框 选中Locked复选框和Selection复选框 单击 OK 按钮 锁定预布线 3 锁定所有预布线在布线中 如果已经针对某些网络进行了预布线 若要在自动布线时保留这些预布线 可以在自动布线器选项中设置锁定所有预布线功能 执行AutoRoute Setup 屏幕弹出图9 33所示的自动布线器设置对话框 选中LockAllPre routes复选框 实现锁定预布线功能 图9 33自动布线器设置对话框 4 制作螺丝孔在印制板制作中 经常要用到螺丝固定来印制板或散热片等 必须在PCB上设置螺丝孔或者打定位孔 它们与焊盘或过孔不同 一般不需要有导电部分 在Protel99SE中 可以利用放置过孔或焊盘的方法来制作螺丝孔 采用焊盘的方法利用焊盘制作螺丝孔的具体步骤如下 执行菜单Place Pad 进入放置焊盘状态 按 Tab 键 出现焊盘的属性对话框 在对话框的Properties栏中 选择圆形焊盘 并设置X Size Y Size和HoleSize栏中的数据均相同 目的是不要表层铜箔 在焊盘属性对话框的Advanced选项卡中 取消选取Plated复选框 目的是取消孔壁上的铜 单击 OK 按钮 退出对话框 这时放置的就是一个螺丝孔 采用过孔的方法利用放置过孔的方法来制作螺丝孔 具体步骤与利用焊盘方法相似 只要在过孔的属性对话框中 设置Diameter和HoleSize栏中的数值相同即可 9 3 3自动布线 1 自动布线器参数设置设置布线规则后 进入PCB自动布线过程 在PCB设计界面中 执行AutoRoute Setup 屏幕弹出图9 33所示的对话框 进行自动布线的策略 参数和测试点等设置 图中主要参数含义如下 RouterPasses区 用于设置自动布线的策略 Memory 选取此项 适用于存储器元件的布线 FanOutUsedSMDPins 选取此项 适用于SMD焊盘的布线 Pattern 选取此项 将智能性决定采用何种算法用于布线 以确保布线成功率 ShapeRouter PushAndShove 选取此项 采用推挤布线方式 ShapeRouter RipUp 选取此项 能撤消发生间距冲突的走线 并重新布线以消除间距冲突 提高布线成功率 在实际自动布线时 为确保布线成功率 以上策略都选取 ManufacturingPasses区 此区域用于设置与制作电路板有关的自动布线策略 CleanDuringRouting 选取此项 布线过程中将自动清除不必要的连线 CleanAfterRouting 选取此项 布线后将自动清除不必要的连线 EvenlySpaceTrack 选取此项 程序将在焊盘间均匀布线 AddTestpoints 选取此项 程序将在自动布线过程中自动添加指定形状的测试点 Pre routes区 用于处理预布线 如果选中则锁定预布线 一般自动布线之前有进行预布线的电路 必须选中该项 RoutingGrid区 此区域用于设置布线栅格大小 自动布线器能分析PCB设计 并自动按最优化的方式设置自动布线器参数 所以推荐使用自动布线器的默认参数 2 运行自动布线布线规则和自动布线器各种参数设置完毕 单击 RouteAll 按钮对整个电路板进行自动布线 在自动布线过程中 单击主菜单中的AutoRoute 在弹出的菜单中执行以下命令 可以控制自动布线进程 Pause 暂停自动布线 Restart 继续已暂停的自动布线 图9 34布线信息报告 Reset 重新设置布线器 Stop 停止布线 执行该命令后 中断自动布线 弹出布线信息框 提示目前布线状况 同时保留已经完成的布线 如图9 34所示 9 3 4手工布线调整 Protel99SE自动布线的布通率很高 但由于自动布线采用拓扑法则 有些地方不可避免会出现一些较机械的布线方式 影响了电路板的性能和美观 1 拆除不合理的连线调整布线常常需要拆除以前的布线 PCB99SE中提供有自动拆线功能 当设计者对自动布线的结果不满意时 可以用该工具拆除电路板图上的铜膜线而剩下网络飞线 这样便于用户进行调整 它是自动布线的逆过程 自动拆线的菜单命令在Tools Un Route的子菜单中 其中 All 拆除电路板图上所有的铜膜线 Net 拆除指定网络的铜膜线 Connection 拆除指定的两个焊盘之间的铜膜线 Component 拆除指定元件所有焊盘所连接的铜膜线 2 撤消前次操作PCB99SE中提供有撤消功能 撤消的次数可以设置 单击主工具栏图标 可以撤消本次操作 撤消操作的次数可以执行菜单Tools Preferences 在Options选项卡的Other区的Undo Redo栏中设置 通过撤消操作 用户可以根据布线的实际情况考虑是否保留当前内容 若要恢复前次操作 可以单击主工具栏图标 3 拉线技术在自动布线结束后 常有部分连线不够理想 若连线较长 全部删除后重新布线比较麻烦 此时可以采用Protel99SE提供的拉线功能 对线路进行局部调整 拉线功能可以通过以下三个菜单命令实现 Edit Move BreakTrack 截断连线 执行该命令可将连线截成两段 以便删除某段线或进行某段连线的拖动操作 截断线的效果如图9 3所示 图中图件的显示效果选择为草图 Draft Edit Move DragTrackEnd 拖动连线端点 执行该命令后 单击要拖动的连线 光标自动滑动至离单击处较近的导线端点上 此时可以拖动该端点 而其它端点则原地不动 拖动导线的效果如图9 36所示 Edit Move Re Route 重新走线 执行该命令可以用拖拉 橡皮筋 的方式移动连线 选好转折点后单击鼠标左键 将自动截断连线 此时移动光标即可拖拉连线 而连线的两端固定不动 重新走线的效果如图9 37所示 4 加宽电源线和接地线在PCB设计中 增加电源线和地线的宽度可以提高电路的抗干扰能力 电源线和地线的加宽原则 一般在允许的情况下 地线越宽越好 而电源线和其它的信号线 如果通过的电流较大 也需要加宽 加宽电源线和接地线可以通过修改印制导线的线宽实现 也可以通过放置填充区的方法来替代地线 图9 38所示为自动布线后的电路 其地线是采用固定线宽的印制导线来设计的 图9 39所示为采用填充区布设地线 具体操作步骤如下 将工作层切换到BottomLayer 删除PCB中的地线 执行菜单Place Fill 在原地线的位置放置填充区 双击填充区 在弹出的对话框中设置填充区网络为GND 5 添加焊盘在PCB设计中 一般要给信号的输入 输出和电源端添加焊盘 以保证电路的连接和完整性 图9 39中还需要给电源端和接地端添加焊盘 具体步骤如下 将工作层设置为BottomLayer 执行Place Pad 在合适位置放置焊盘 如图9 40所示 双击刚放置的焊盘 屏幕弹出图9 41所示的焊盘属性对话框 选择Advanced选项卡 单击Net下拉列表框的下拉按钮 从中选择所需的网络 如VCC 单击 OK 按钮 将焊盘的网络属性设置为VCC 此时该焊盘上出现网络飞线 连接到VCC网络 此时执行Place Line连接该线 为保证不出现违规现象 必须将连线的网络也设置为VCC 如果焊盘直接放置到已布设的铜膜线中 焊盘的网络将自动设置为该网络 6 文字标注的调整文字标注调整的目的是让文字排列整齐 字体一致 使加工出的PCB板美观 并且利于元件安装 文字标注的调整方法主要是将文字移动到合适的位置 并通过旋转操作 将文字排列整齐 双击文字标注 在弹出的对话框中根据要求重新设置文字大小和字体 自动布线结束后 用户可以使用设计规则检查功能对已布线的电路板进行检查 确定布线是否正确 是否符合设计规则要求 PCB99SE中 设计规则检查有报表输出 Report 和在线检测 On line 两种方式 执行菜单Tools DesignRuleCheck 屏幕弹出图9 42所示的对话框 有两个选项卡 分别用于报表输出方式 Report 和在线检测方式 Online 1 报表输出方式 Report Report选项卡如图9 42所示 可以设置检查项目 其中RoutingRules ManufacturingRules和HighSpeedRules三栏分别列出了与布线 制作及高速电路有关的规则 若需要利用某个规则作检查 则选取相应的复选框 9 3 5设计规则检查 在进行DRC检查前 必须在Design Rules中设置好要检查的设计规则 这样在DRC检查时才能被选中 2 在线检测方式 On line 执行Tools Preferences 在弹出的对话框中的Editingoptions区 选中OnlineDRC复选框 实现在线检测 图9 42中的On line选项卡用于设置在线检测的项目 设置实时检查后 在放置和移动图件时 程序自动根据规则进行检查 一旦发现违规 将高亮度显示违规内容 3 PCB中违规错误的浏览DRC检查后 系统给出检查报告 违规图件将高亮显示 此时可以方便地找到发生违规的位置及违规的具体内容 在设计管理器的Browse下拉列表框中 选择Violations 设置浏览器为违规浏览器 违规浏览器有三栏 上面一栏列出了发生违规的种类 在此栏中选取某一项 则在中间一栏列出了违规类型的具体内容 在此栏中选取了某一项具体内容 在下方的监视器中就会显示出违规的图件和具体位置 单击 Details 按钮 屏幕弹出对话框 详细说明了违规的具体内容 包括违反的规则 违规的图件名和图件位置 单击 Highlight 按钮可以高亮显示违规处 单击 Jump 按钮可以将光标跳到违规处 图9 43所示为PCB中违规错误的浏览 从图中可以看出虽然设计规则是符合要求的 而且布线合理 但仍然出现违规信息 主要原因在于Protel99SE软件的单位制是以英制为主 本例中采用的单位制为公制 虽然定义的布线线宽是1 5mm 但由于mm和inch之间无法整数转换 所以实际布出的线宽不是1 5mm 而是1 4986mm 因此出现违规信息 一般此类违规可以忽略 图9 43PCB中违规错误的浏览 9 3 6元件重新编号及原理图更新 1 元件重新编号在自动布局和手工调整中 元件标号经常会变得杂乱无章 Protel99SE提供有PCB元件重新编号功能 对元件重新编号 执行菜单Tools Re Annotate 屏幕弹出图9 44所示的对话框 选择元件重新编号的方式 单击 OK 按钮 系统自动进行重新编号 同时产生一个 WAS文件 显示编号的变化情况 左边一列为原编号 右边一列为新编号 如图9 45所示 2 原理图更新在PCB设计过程中对元件进行重新编号后 还须更新原理图的元件标注 以保证电路的一致性 更新原理图的方法有两种 具体如下 返回原理图编辑器进行更新进入SCH99SE 打开原理图文件 执行菜单Tools BackAnnotate 屏幕弹出一个对话框 选择前面生成的 WAS文件后 单击 OK 按钮 系统自动更新原理图的元件标注 并产生一个报告文件 REP 显示元件标注的调整情况 直接在PCB编辑器中更新 在当前PCB文件状态下 执行菜单Design UpdateSchematic更新原理图 屏幕弹出图9 46所示的选择原理图文件对话框 选中文件后单击 Apply 按钮 屏幕弹出图9 6所示的更新文件对话框 单击 Execute 按钮确认更新 屏幕弹出图9 47所示的元件匹配提示对话框 单击 Apply 按钮确认更新 返回 9 4PCB设计技巧 1 多窗口的使用在PCB设计时经常要同时打开多个DDB文件 如果在Explorer中反复切换界面 操作起来很麻烦 Protel99SE提供有多窗口显示功能 解决了上面的问题 执行菜单Windows Tile 所有打开的DDB文件将平铺排列 这样便于读识图 如图9 48所示 2 监视窗口的使用PCB99SE提供有一个监视器 使用监视器中的拖动框可以方便地查看局部电路 通过 Magnifier 按钮 可以放大显示工作区中选中点的内容 如图9 49所示 3 利用铺铜进行屏蔽在高频电路中 为了增强电路抗干扰能力 通常需要大面积的铺铜区与地线相连 在放大电路的PCB中 如果工作在高频状态 可以通过设置铺铜来提高印制板抗干扰能力 具体步骤如下 执行菜单Place PolygonPlane放置铺铜 屏幕弹出图9 50所示的铺铜设置对话框 在其中设置铺铜的参数 图中参数设置为 铺铜网络为GND 铺铜栅格大小为0 5mm 铺铜线宽为0 2mm 90 连接方式 圆弧形包围方式 参数设置完毕 单击 OK 按钮 工作区中出现十字光标 拖动鼠标单击右键定义铺铜区的四个顶点 完成铺铜定义 定义完铺铜范围后 单击鼠标左键 屏幕自动形成设置好的铺铜图形 如图9 51所示 所谓泪珠滴 就是在印制导线与焊盘或过孔相连时 为了增强连接的牢固性 在连接处加大印制导线宽度 采用泪珠滴后 印制导线在接近焊盘或过孔时 线宽逐渐放大 形状就象一个泪珠 添加泪珠滴时要求焊盘要比线宽大 4 泪珠滴的使用 设置泪珠滴的步骤如下 选取要设置泪珠滴的焊盘或过孔 或选择网络或铜膜导线 图9 52中选中网络GND 执行菜单Tools Teardrops 屏幕弹出泪珠滴设置对话框 如图9 53所示 图中选择添加线型泪珠滴 Track 只添加选中网络的所有焊盘和过孔 AllPads AllVias 并生成报告文件 设置完毕 单击OK按钮 系统自动在VCC网络上添加泪珠滴 如图9 54所示 5 查看PCB网络飞线情况在PCB自动布线中 经常要查看某个网络的飞线排列是否合理 而在工作区中的飞线一般比较乱 难以区