Protel99详细介绍及PCB制版流程(ppt 66页).ppt

成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99概述 Protel是ProtelTechnology公司的产品 它是一个基于Windows平台的32位EDA ElectronicDesignAutomation 设计系统 具有丰富多样的编辑功能 强大便捷的自动化设计能力 完善有效的检测工具 灵活有序的设计管理手段 它为用户提供了极其丰富的原理图元件库 PCB元件库以及出色的在线库编辑和库管理 良好的开放性还使它可以兼容多种格式的设计文件 Protel99还支持Windows平台上的所有输出外设 提供高分辨率的光绘文件 使用户可以轻松地控制电子线路设计的全过程 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图设计系统的特点 准确的设计检验 强大的编辑功能 方便易用的连线工具 分层次组织的设计环境 强大的元件及元件库的组织功能 与印制电路板设计系统的紧密连接 高质量的输出 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB设计系统的特点 高智能的基于形状的自动布线功能 简便的封装形式的编辑及组织 轻松的交互性手动布线 丰富的设计法则 易用的编辑环境 万无一失的设计效验 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99的体系结构 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99的文件组成 一 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99的文件组成 二 保存Protel99自带的例子文件 新建的文件系统默认存在该目录下 Backup Examples Help 当前打开的设计数据库文件每到设定时间后 系统会自动地为其进行备份 自动备份的文件就放在这个目录之中 保存Protel99的帮助文件 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99的文件组成 三 存放Protel99中的服务器程序文件 Library System 该目录存放所有的自带库文件 其下还有5个子目录 分别存放PCB元件库 PLD元件库 原理图元件库 信号完整性库和仿真元件库 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99的文件类型 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 电路板设计的基本步骤 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99软件介绍 进入Protel99的界面 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99项目的的建立 一 在 File 菜单中选择 New 建立一个新的Protel项目 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99项目的的建立 二 选择项目文件所在的路径和项目的名称 注意 项目的名称要能反映出项目的内容 一般不要取一些没有意义的名字 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology Protel99项目的的建立 三 这就是建立好的项目 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的建立 一 用鼠标左键双击Documents文件夹 进入其中 该文件夹中是建立各种文件的地方 进入后的情况 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的建立 二 在空白处单击鼠标右键 出现选择后选择 New 就可以建立一个新的文件了 或者在主菜单中选择 File 再选择 New 同样可以建立一个新的文件 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的建立 三 选择后 会出现下面的对话选择框 现在需要选择建立文件的类型 PCB文件 PCB库文件 原理图文件 原理图库文件 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的建立 四 选择原理图文件 然后改好文件名 这样就完成了一个原理图文件的建立过程 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 一 进入原理图编辑界面 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 二 在项目中添加元件库文件 在界面左边中上位置 BrowseSch 标签页中选择 Browse 为 libraries 然后点击 Add Remove 按钮 进入元件库的添加界面 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 三 ChangeLibraryFileList 对话框用来选择需要添加 或者移除 的元件库文件 元件库文件在 Library 文件夹中的 Sch 文件夹中选择 常用的元件库文件为 MiscellaneousDevices ProtelDOSSchematicLibraries 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 四 选择好了需要添加的文件后 双击该文件 或者选中该文件 然后点击 Add 按钮 即可完成添加 点击 OK 按钮完成添加过程 完成添加后的器件列表 在选择添加器件时 简单查询只在添加到项目中的文件中查找 高级查询可以在整个电脑中查找 一般都选择用简单查询 因为高级查询会非常浪费时间 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 五 下面就可以在原理图中添加器件进行相应的电气连接 从而完成整个原理图的绘制工作了 原理图中的器件一般都来自于库文件中 如果在库文件中找不到需要用的元件可以自己制作一个新的器件 按照前面说的方法进行器件库的添加就可以了 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 六 添加器件 在图纸的空白位置单击鼠标右键 出现对话框后 选择 PlacePart 出现 PlacePart 对话框 然后在该对话框中依次输入器件信息 即可在原理图中添加一个器件 器件在库文件中的名字 器件在原理图中的标示 器件的型号 类别 器件的封装 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 七 放置一个1 4W 封装形式为直插的普通电阻 图纸中出现的刚才设置好的电阻 如需继续放置电阻 则会自动对放置的器件进行编号变化 这样就可以一次放置多个同样的器件 如果不需要再放置该器件 则选择 Cancel 即可 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 八 注意 在同一张原理图中 不允许出现相同的器件标示 如果出现 在PCB制作过程中会出现器件丢失的情况 如需移动器件 则直接用鼠标左键在该器件上按住不放 再移动鼠标即可改变器件的位置 删除器件时 选中该器件 直接点击 Del 键即可删除 如需更改器件的信息 则用鼠标左键双击该器件 在器件的属性设置对话框中更改即可 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 九 另外 放置器件也可以在左边的器件列表中选择器件后 直接点击 Place 进行放置 放置后再对器件属性进行修改即可 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十 放置电源和地 电源和地可以由 PowerObjects 工具栏提供 PowerObjects 工具栏在 View 菜单中的 Toolbars 选项中提供 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十一 电路的电气连接 在原理图中空白位置单击鼠标右键 选择 PlaceWire 选项 然后鼠标会变成一个十字形状 在需要进行电气连接处单击鼠标左键 这时导线的一端将和鼠标所在处连接 移动鼠标到另外一个连接点 再单击鼠标左键 即可完成一条导线的连接 注意 导线的连接尽量不要画斜线 所有的导线都要画成直角转弯 这样可以使所画的电路图美观易懂 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十二 将电路连接好后 就基本完成了电路原理图的绘制 接下来可以进行一些电气检查等工作 在这里就不再详述 原理图绘制完成后 就可以进行PCB绘制的准备工作了 首先要做的是生成网络表文件 该文件是原理图向PCB转化的桥梁 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十三 生成网络表 在 Design 菜单中选择 CreateNetlist 选项 进行网络表文件的生成 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十四 选择 CreateNetlist 选项后 会出现 NetlistCreation 对话框 按照默认的信息 直接点击 OK 就可以生成一个网络表文件了 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十五 这就是生成的网络表文件 是以 NET 为后缀名的文件 文件名默认与原理图文件的文件名相同 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology 原理图的设计 十六 到此 原理图设计的工作全部完成 接下来要做的是PCB的设计了 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 一 首先在项目的 Documents 文件夹中建立一个PCB文件 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二 双击建好的PCB文件 进入PCB设计界面 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 三 首先要做的工作是添加器件封装库 添加的方法类似于在原理图中添加元件库文件 常用的库是 Advpcb 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 四 在布线和进行PCB设计之前 先在图纸中画处禁止布线框 也就是说 在框内才可以进行布线 在框外是无法布线的 在图纸中间下方的位置选择标签页为 KeepOutLayer 然后单击鼠标右键选择 InteractiveRouting 画出一个框 框的大小应比实际板子的大小略大些 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 五 导入网络表文件 准备PCB设计 选择 Design 菜单中 LoadNets 选项 进入网络表导入过程 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 六 在文件路径里选择生成的网络表文件 当Status出现 Allmacrosvalidated 时 表示所有的器件封装均正确 可以点击 Execute 将器件导入PCB设计图纸上 但如果出现错误 那就需要改正 一般的错误都是器件封装出现的问题 比如封装在库里找不到等 在库里找不到的封装可以自己建立 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 七 器件导入完成后 将器件进行位置上的调整 调整的原则是 根据电路原理 将有电气连接的器件放置的尽量近 尽量节约电路板的面积 面积越大 布线后的电路稳定性越差 摆放元件应该注意 检查元件在二维 三维空间上是否有冲突元件布局是否疏密有序 排列整齐元件是否便于更换 插件是否方便热敏元件与发热元件是否有距离调整可调元件的放置是否调整方便信号流程是否流畅且互连最短插头 插座等机械设计是否矛盾元件焊盘是否足够大需要散热的地方是否安装了散热片 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 八 器件摆放完成后首先进行布线规则设定 在 Design 菜单中选择 Rules 进入布线规则设置 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 九 布线规则设置界面 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十 布线规则的设置中主要设置两项 一个是线与线之间的距离 另外一个是线的粗细 这两项分别在 ClearanceConstraint 和 WidthConstraint 中进行设置 系统默认的距离单位是 mil mil 0 0254mm 可以用 View 菜单中的 ToggleUnits 在 mil 和 mm 单位制中进行转换 线距的设置主要是设置线与线之间的距离 一般设置的线距是15mil 25mil之间 线宽的设置主要设置画的线的粗细 一般普通的数字信号线的宽度为15mil 25mil之间 电源线和地线应该尽量粗 一般在30mil 80mil之间 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十一 线距设置 ClearanceConstraint 输入线距大小 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十二 线宽设置 WidthConstraint 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十三 布线规则设置好后就可以开始进行PCB布线工作了 布线时首先确定布线的层面 可以选择为顶层 TopLayer 或者底层 BottomLayer 可以通过下方的标签页进行选择 电路板禁止布线区 电路板底层 电路板顶层丝印层 电路板顶层 电路板焊盘层 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十四 布线的方法与画禁止布线框的方法类似 只是需要首先选择层面就可以了 需要连线的地方有一些线表示了连接关系 当连好线后 这些连接关系会自动消失 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十五 当然Protel99中可以进行自动布线 一般很少使用 具体步骤如下 首先 在 AutoRoute 菜单中选择 All 出现 AutorouterSetup 对话框后 点击 RouteAll 即可完成自动布线 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十六 布线的原则和应该注意的问题 1 尽量走短线 特别是小信号 2 同一层走线改变方向时 应走斜线 3 电源线与地线的设计30 80mil 高频线用地线屏蔽 4 多层板走线方向相互垂直 层间耦合面积最小 禁止平行走线 5 焊盘设计的控制要合适 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十七 在很多情况下 需要对电路板进行覆铜处理 特别是高频电路的布线更应该注意这点 覆铜就是指 采用大量的铜层接地或者电源 用来屏蔽或者减小外界对电路板的影响的一种工艺技术 这在多层电路板的设计中经常采用 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十八 覆铜的步骤 在 Place 菜单中 选择 PolygonPlane 选项 进入覆铜的设置对话框 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 十九 PolygonPlane对话框用来设置覆铜的一些参数 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十 NetOptions部分用来设置覆铜的电气连接关系 一般我们都将覆铜层与地相连 选择 ConnecttoNet 选项 选择为 GND 即可 PourOverSame 指覆铜层会覆盖掉网络相同的线 一般都打钩 RemoveDeadCopper 指覆铜结束后会自动清除掉无法和网络相连的覆铜层 死铜 该项也要打钩 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十一 PlaneSettings 选项用来设置覆铜的线的粗细和间隔 以及覆铜的层面 Layer 是选择覆铜的层面 一般只需要把 GridSize 设置的比 TrackWidth 宽就可以了 这样覆铜层就是全铜层 如果 GridSize 设置的比 TrackWidth 窄 那么覆铜层就会是网格 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十二 HatchingStyle 用来设置覆铜的样式 一般选择为 90 DegreeHatch SurroundPadsWith 用来选择相同网络焊盘与覆铜层的连接方式 Octagons 指连接方式是八角形 Arcs 指连接方式是圆形 MinimumPrimitiveSize 是设置最短的铜膜网格线的长度 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十三 设置好后直接点击 OK 设置对话框关闭 鼠标变成一个十字叉 这是在让你选择覆铜的位置 只要你选择了清楚死区这个选项 你只需要在电路板禁止布线框外部画出一个框 该框包含整个需要覆铜的电路板 画好框后 单击鼠标右键 会退出命令状态 同时系统开始自动覆铜 覆铜结束后 自动回复到正常布线状态 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十四 布线完成后需要对布线进行严格检查 主要包括 1 间距是否合理 是否满足生产要求 线宽最细为12mil 线距最小为15mil 2 电源线和地线的宽度是否合适 电源与地线之间是否紧耦合 低的波阻抗 通常信号线的宽度小于电源线宽度小于地线宽度 3 对于关键的信号线是否采取了最佳措施 输入线及输出线要明显地分开 小信号线一定要和大信号线进行隔离 4 模拟电路和数字电路部分 是否有各自独立的地线 最后采用一点接地的方式进行连接 5 后加在PCB中的图形 如图标 注标 是否会造成信号短路 6 对一些不理想的线形进行修改 7 在PCB上是否加有工艺线 阻焊是否符合生产工艺的要求 阻焊尺寸是否合适 字符标志是否压在器件焊盘上 以免影响电装质量 8 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小 如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十五 高频PCB电路的设计应注意 1 高频电路往往集成度较高 布线密度大 采用多层板既是布线所必须的 也是降低干扰的有效手段 当然板子层数越多 工艺就越复杂 成本也越高 2 高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好 高频电路布线的引线最好采用全直线 需要转折 可用45 折线或圆弧转折 满足这一要求可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合 3 高频电路器件管脚间的引线越短越好 4 高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好 所谓 引线的层间交替越少越好 是指元件连接过程中所用的过孔 Via 越少越好 据测 一个过孔可带来约0 5pF的分布电容 减少过孔数能显著提高速度 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十六 5 高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的 交叉干扰 若无法避免平行分布 可在平行信号线的反面布置大面积 地 来大幅度减少干扰 同一层内的平行走线几乎无法避免 但是在相邻的两个层 走线的方向务必取为相互垂直 6 对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施 即绘制所选对象的外轮廓线 利用此功能 可以自动地对所选定的重要信号线进行所谓的 包地 处理 当然 把此功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非常有益 7 各类信号走线不能形成环路 地线也不能形成电流环路8 每个集成电路块的附近应设置一个高频去耦电容 9 模拟地线 数字地线等接往公共地线时要用高频扼流环节 在实际装配高频扼流环节时用的往往是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠 在电路原理图上对它一般不予表达 由此形成的网络表 netlist 就不包含这类元件 布线时就会因此而忽略它的存在 针对此现实 可在原理图中把它当做电感 在PCB元件库中单独为它定义一个元件封装 布线前把它手工移动到靠近公共地线汇合点的合适位置上 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInformationTechnology PCB的设计 二十七 10 模拟电路与数字电路应分开布置 独立布线后应单点连接电源和地 避免相互干扰 11 DSP 片外程序存储器和数据存储器接入电源前 应加滤波电容并使其尽量靠近芯片电源引脚 以滤除电源噪声 另外 在DSP与片外程序存储器和数据存储器等关键部分周围建议屏蔽 可减少外界干扰 12 片外程序存储器和数据存储器应尽量靠近DSP芯片放置 同时要合理布局 使数据线和地址线长短基本保持一致 尤其当系统中有多片存储器时要考虑时钟线到各存储器的时钟输入距离相等或可以加单独的可编程时钟驱动芯片 对于DSP系统而言 应选择存取速度与DSP相仿的外部存储器 不然DSP的高速处理能力将不能充分发挥 DSP指令周期为纳秒级 因而DSP硬件系统中最易出现的问题是高频干扰 因此在制作DSP硬件系统的印制电路板 PCB 时 应特别注意对地址线和数据线等重要信号线的布线要做到正确合理 布线时尽量使高频线短而粗 且远离易受干扰的信号线 如模拟信号线等 当DSP周围电路较复杂时 建议将DSP及其时钟电路 复位电路 片外程序存储器 数据存储器制作成最小系统 以减少干扰 13 一般布线完成后还可以进行仿真 成于大气信达天下 ChengduUniversityofInforma