ProtelDXP教程及PCB常识.ppt

电子CAD,盛卫锋主讲,江南大学机械工程学院,推荐教材,主编：赵景波人民邮电出版社,EDA简介,EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性。,利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本书所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计。,ProtelDXP介绍,ProtelDXP是Altium公司开发的一款功能强大的EDA软件，它几乎具备了当今所有先进的电路辅助设计软件的优点。本书详细介绍了使用ProtelDXP集成开发环境进行电路原理图绘制、PCB印制电路板设计的典型方法和技巧，以及电路仿真的方法和信号完整性分析工具的应用。,EDA简介,1、ElectronicDesignAutomation(EDA)-电子设计自动化。内容丰富、软件较多。Protel是其中之一，其发展过程如下：TangoProtelforDosProtelforWindows1.0/1.5Protel3.16Protel98Protel99Protel99seProtelDXP2、EDA主要内容：SCH：原理图设计PCB：印刷电路板设计PLD：可编程逻辑器件设计SIM；电路仿真SI：信号完整性分析3、学习目的：EDA是使用性极强的一门操作技能课，掌握操作技能；掌握Protel的基本操作技巧学会设计SCH和PCB，了解SIM。,ProtelDXP的应用领域,应用领域ProtelDXP主要应用于电子电路设计与仿真、印刷电路板（PCB）设计及大规模可编程逻辑器件的设计，它是第一个将所有设计工具集成于一身，完成电路原理图到最终印刷电路板设计全过程的应用型软件。,Altium公司,在2002年，Altium公司重新设计了DesignExplorer（DXP）平台，随着ProtelDXP的上市，出现了第一个在新DXP平台上使用的产品。ProtelDXP是EDA行业内第一个可以在单个应用程序中完成所有板设计处理的工具。Altium公司总部位于澳大利亚悉尼的FrenchsForest。研发活动在悉尼和欧洲进行。公司在澳大利亚、美国、日本和欧洲设有多个销售和支持办公室，在其他许多主要市场，包括中国、印度、英国等地维持有代理销售网络。Altium公司的客户包括IBM、NASA、Motorola、Hewlett-Packard、Canon、Fujitsu、Bosch、Siemens、Delphi、NEC、Sony、BMW、Alcatel、Daimler-Benz、Philips、CSIRO、Nokia以及Telstra等公司。Altium公司的行业合作伙伴包括Mitsubishi、Infineon、Intel,STMicroElectronics、Atmel、AnalogDevices和Philips等。,电子产品开发流程中ProtelDXP的地位,高速PCB设计电子产品开发流程如下图所示：,由流程图看出生产流程主要有三个阶段：1、PCB设计前的仿真分析阶段设计人员在原理设计的过程中，对PCB设计作出总体规划和详细设计，制定相关的设计规则、规范用于指导后续整个产品的开发设计。,2、PCB设计后的仿真分析阶段在PCB的布局、布线过程中，PCB设计人员需要对产品的信号完整性、电源完整性、电磁兼容性、产品散热情况作出评估（即软件仿真测试）。若评估的结果不能满足产品的性能要求，则需要修改PCB图、甚至原理设计，这样可以降低因设计不当而导致产品失败的风险，在PCB制作前解决一切可能发生的设计问题，尽可能达到一次设计成功的目的。该流程的引入，使得产品设计一次成功成为了现实,3、测试验证阶段设计人员在测试验证阶段，一方面验证产品的功能、性能的指标是否满足产品的设计要求。另外一个方面，可以验证在PCB设计前的仿真分析阶段和PCB设计后的仿真分析阶段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是准确、可靠，为下一个产品开发奠定很好的理论和实际相结合的基础。,结论,从上面的流程我们可以很明显的看出，DXP软件在PCB设计的流程中属于最后两个环节，其基础性和重要性可见一斑。信号完整性(SI)电磁干扰(EMI)电磁兼容性(EMC),ProtelDXP界面简介,ProtelDXP界面,学习目的,掌握电子工艺基础掌握焊接技巧掌握设计SCH和PCB的设计,目录,第一篇电子工艺基础第二篇ProtelDXP电路设计与应用,第一篇电子工艺基础第1章电子元器件1.1电阻器1.2电容器1.3电感器1.4变压器1.5半导体分立元件1.6集成电路1.7表面粘贴器件1.8其他器件1.9印刷电路板基础1.10印刷电路板设计原则,一电子元器件,1.1电阻器,1.1.1电阻器的分类：碳膜电阻器、金属膜电阻器、合成膜电阻器、线绕电阻器、保险电阻器、NTC、PTC热敏电阻器等。,1.1.2电阻器的主要参数：标称电阻值和允许偏差（误差）、额定功率、温度系数、最高工作电压、稳定性、噪声电动势、高频特性等,电阻器的标称方法,1.直标法,2.文字符号法,3.色标法,注意：读色环的顺序是以靠近电阻器引线的色环是第一环，若两端色环与两端引线等距离时，可借助于电阻的标称值系列以及色环符号的规定中有效数字与偏差的特点来判断。,1.2电容器,1.2.1电容器的分类按结构可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器；按绝缘介质可分为空气介质电容器、云母电容器、瓷介电容器、涤沦电容器、聚苯烯电容器、金属化纸电容器、电解电容器、玻璃釉电容器、独石电容器等,表1-2色环电阻的颜色-数码对照表,1.2.2电容器的参数,1.标称容量和允许偏差,2.额定电压,3.绝缘电阻,1.2.3电容器的标称方法,1.直标法,2.文字符号法,直接标注主要技术指标的方法,用阿拉伯数字和字母符号有规律地组合来表示标称容量的方法,3.色标法,1.3电感器,1.3.1电感器的分类,按电感的形式可分为固定电感和可变电感线圈；按导磁性质可分为空芯线圈和磁芯线圈；按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、,1.3.2电感器的主要参数,1.电感量,2.品质因数,3.分布电容,4.额定电流,5.稳定性,1.3.3电感器的测试及代换,用万用表检测。若测得线圈的电阻值远大于标称值或趋于无穷大，说明电感器断路；若测的线圈的电阻远小于标称阻值，说明线圈内部有短路故障。,1.4变压器,变压器按使用的工作频率可以分为高频、中频、低频、脉冲变压器。,1.4.1变压器的主要特征参数,1.额定功率,2.变压比,3.效率,1.5半导体元件,1.5.1二极管,1.5.2三极管,1.5.3场效应晶体管,1.6集成电路,集成电路是利用半导体工艺或厚薄膜工艺（或者这些工艺的结合）将电路的有源元件（三极管、场效应管等）、无源元件（电阻器、电容器等）及其连线制作在半导体基片上或绝缘基片上，形成具有特定功能的电路，并封装在管壳之中。集成电路与分立元件电路相比，具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能稳定等优点，广泛应用于电子产品中。,1.6.1集成电路的分类及命名,1.6.2集成电路的封装形式及识别,1.7表面粘贴器件,SMC(SurfaceMountedComponent),表面贴装技术SMT（SurfaceMountingTechnology）指的是将元件贴装，然后焊到PCB（PrintedCircuitBoard印制电路板）上的一种新型电子装联技术。,二.印刷电路板设计的基本知识,1.印刷电路板的组成印刷电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充等组成，如图所示。,2.印刷电路板的板层结构印刷电路板常见的板层结构包括单层板（SingleLayerPCB）、双层板（DoubleLayerPCB）和多层板（MultiLayerPCB）三种，见下图。,1、单面板：是一种一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板，只可在它敷铜的一面布线和焊接元件。2、双面板：是一种包括顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)的电路板，双面都有敷铜，都可以布线，顶层一般为元件面，底层一般为焊接面。3、多层板：就是包含多个工作层面的电路板，除了有顶层和底层外还有中间层，顶层和低层与双面板一样，中间层一般是由整片铜膜构成的电源层或接地层、信号层。,PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印刷线路板，简称印制板,整个电路板将包括顶层(Top)、底层(Bottom)、内层和中间层。层与层之间是绝缘层，绝缘层用于隔离电源层和布线层，绝缘层的材料要求绝缘性能、可挠性、耐热性等良好。通常在印刷电路板上布上铜膜导线后，还要在上面印上一层防焊层(SolderMask)，防焊层留出焊点的位置，而将铜膜导线覆盖住。防焊层不粘焊锡，甚至可以排开焊锡，这样在焊接时，可以防止焊锡溢出造成短路。另外，防焊层有顶层防焊层(TopSolderMask)和底层防焊层(BottomSolderMask)之分。有时还要在印刷电路板的正面或反面印上一些必要的文字，如元件标号、公司名称等，能印这些文字的一层为丝印层(SilkscreenOverlay)，该层又分为顶层丝印层(TopOverlay)和底层丝印层(BottomOverlay)。,3.印刷电路板的工作层类型印刷电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，下面就各层的作用进行简要介绍。信号层：主要用来放置元器件或布线。,印刷电路板的工作层类型防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。,印刷电路板的工作层类型丝印层：主要用来在印刷电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等。,元器件封装的基本知识所谓元器件封装，是指元器件焊接到电路板上时，在电路板上所显示的外形和焊点位置的关系。常用的封装类型有直插式封装和表贴式封装。直插式封装：是指将元器件的引脚插过焊盘导孔，然后再进行焊接，如图所示。,元器件封装的基本知识表贴式封装：是指元器件的引脚与电路板的连接仅限于电路板表层的焊盘，如图所示。,1.9.2印刷电路板中常用术语,1、铜膜导线铜膜导线是敷铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导线，用于连接各个焊点，是印刷电路板重要的组成部分。与布线过程中出现的预拉线（又称为飞线）有本质的区别，飞线只是形式上表示出网络之间的连接，没有实际的电气连接意义。2、焊盘(Pad)焊盘的作用是焊锡连接元件引脚和导线，形状可分为三种，即圆形(Round)、方形（Rectangle）和八角形（Octagonal），主要有两个参数孔径尺寸（HoleSize）和焊盘环的尺寸,3、导孔(Via)导孔的作用是连接不同的板层间的导线，导孔有三种，即从顶层到底层的穿透式导孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层间的隐藏导孔。导孔只有圆形，尺寸有两个，即通孔直径和导孔直径，,4、安全距离（Clearance）在印刷电路板上，为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰，必须在它们之间留出一定的间隙，即安全距离，其距离的大小可以在布线规则中设置。,1.10PCB设计的基本原则,1电路板的选用常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。主要是应该保证足够的刚度和强度。常见的电路板的厚度有0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm等。2电路板尺寸一般情况下，在禁止布线层中指定的布线范围就是电路板尺寸的大小。电路板最佳形状是矩形，长宽比为3:2或4:3。,3布局（1）.特殊元件的布局（2）.按照电路功能布局（3）.元件离电路板边缘的距离（4）.元件放置的顺序4布线1)线长：铜膜线应尽可能短，在高频电路中更应该如此。当双面板布线时，两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生电容。2)线宽：铜膜线的宽度应以能满足电气特性要求而又便于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于0.2mm。只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm。一般情况下，11.5mm的线宽，允许流过2A的电流。,第二篇ProtelDXP电路设计与应用,第一章ProtelDXP概述第二章ProtelDXP原理图设计基础第三章原理图设计第四章PCB设计第五章电路仿真,第一章ProtelDXP概述,1.1认识ProtelDXP1.2ProtelDXP的工作环境1.3ProtelDXP文档,1.1认识ProtelDXP,ProtelDXP的启动：两种方法：1、任务栏上开始菜单中的PROTELDXP图标点击选取选项即可启动ProtelDXP集成设计环境，如图1-16所示。,2、点击PROTELDXP设计数据库文件,1.2ProtelDXP的工作环境：,1、设置显示器的分辨率EDA程序对屏幕分辨率的要求一向比其他类型的应用程序要高一些。例如AdvancedSchematic中，如果分辨率没有达到1024768点，则有些界面就显示不正常，此时设计者将无法正常使用。在这种情况下，当然是很不方便的，所以建议设计者尽量将屏幕的分辨率设置在1024768点以上。,2系统参数设置单击系统主菜单图标，弹出如图所示的系统下拉菜单。然后选择系统参数命令【SystemPreferences】，则弹出系统参数设置对话框，如图所示。,ProtelDXP系统菜单,1.3ProtelDXP文档,ProtelDXP是一套真正的32位集成设计系统，全面支持PCB项目设计和FPGA项目设计，并提供了与其他设计系统的接口。设计管理器允许ProtelDXP系统的各个功能模块在一起交互工作，就像操作单一的软件工具一样，界面统一。1.3.1ProtelDXP的文档组织结构ProtelDXP支持各种文件格式，包括原理图文档、PCB文档、网表文件、结构文件和材料清单报表等。为了方便管理各种文档，ProtelDXP设计管理器按层次结构及类型对各种文档进行有效的管理，文档的组织结构如图所示。,1.3.1ProtelDXP的文档组织结构ProtelDXP文档组织结构图,1.3ProtelDXP文档,1.3.2项目组文档为了对设计项目进行有效的管理，ProtelDXP提出了项目组文档（*.PrjGrp）管理方式，可以将自己的设计项目分类组织到一个项目组文档。一个项目组文档可以管理多个项目文档，既可以是PCB项目文档，也可以是FPGA项目文档。设计项目组文档实际上是一种文本文档，在该文档中建立有关设计项目的链接关系，所有组织到该项目组的各种设计项目，并没有真正包含到该项目组文档，只是通过链接关系组织起来。项目组文档是ProtelDXP文档的最高管理形式。,1.3ProtelDXP文档,1打开项目组文档要打开一个项目组文档，可以执行菜单命令【File】【Open】，在弹出的“ChooseDocumenttoOpen”对话框内，将文件类型指定为“ProjectsandDocuments（*.PrjGrp）”，在查找范围一栏指定要打开的项目组文档所在文件夹，然后在如图1-47所示的文档窗口中单击要打开的文档，最后按按钮打开。当打开一个项目组文档时，该项目组文档下的所有项目（包含自由文档）就会自动在项目管理面板中被打开。以打开“C:ProgramFilesAltiumExamplesZ80（vianetlist）Z80（vianetlist）.PrjGrp”文档为例。,1.3ProtelDXP文档,2新建项目组文档当启动ProtelDXP时，无论是否打开或新建一个其他文档，系统都会自动在项目管理面板的项目组文档栏内新建一个项目组文档，默认文档名为“ProjectGroup1.Prjgrp”。要新建自己的项目组文档，必须将默认的项目组文档另存为其他的名称，具体操作如下：执行菜单命令【File】【SaveProjectGroup】命令，在弹出的项目组文档另存为对话框的文件名输入栏内输入项目组文件名（比如MyprjGrp），然后单击按钮即可。,1.3ProtelDXP文档,1.3.3项目文档1打开现有的PCB项目文档方法一：执行菜单命令【File】【OpenProject】，方法二：直接单击项目工具栏上的图标或图标，方法三：直接单击快速操作工具“OpenaProjectordocument”，则显现对话框，其他操作同方法一。2创建一个空的PCB项目文档,1.3ProtelDXP文档,1.3.4原理图文档及原理图编辑器1打开已存在的原理图文档2新建原理图文档1）执行菜单命令【File】【New】【SchematicSheet】，一个名为“Sheet1.SchDoc”的原理图图纸即出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（链接）到项目。例如，在“MyProject.PrjPcb”项目下新建一个原理图文档，则该文档自动列在“Myproject.PrjPCB”项目的“SchematicSheets”文件夹下，如图所示。,1.3.4原理图文档及原理图编辑器2）执行菜单命令【File】【Save】，则显现文件另存为对话框，参见图1-50。将文件保存在默认文件夹，即进行系统参数设置时所指定的文件夹。在文件名栏键入“MySch.Schdoc”，单击按钮将以“MySch.Schdoc”名称保存，并退出当前对话框。保存完成后的项目管理面板如图所示。当空白原理图纸打开后，工作区会发生变化。主工具栏增加了一组新的按钮，多出了一些其他工具栏，并且菜单栏也增加了新的菜单项。现在就可以在原理图编辑器中绘制需要的原理图了。,1.3.4原理图文档及原理图编辑器当完成上述操作以后，可以执行菜单命令【File】【SaveAll】，如果原来项目组未保存，此时将显现图1-50所示的对话框，输入项目组文档名，然后单击按钮将默认项目组另存为指定的项目组（本例将项目组文档命名为“MyPrjGrp.PrjGrp”。如果前面已经另存过，此后再执行菜单命令【File】【SaveAll】时，只是将更新结果保存。,第二章ProtelDXP原理图设计基础,2.1原理图设计步骤2.2认识原理图编辑器2.3设置图纸2.4网格和光标,2.1原理图设计步骤,电路原理图设计是EDA设计的基础，原理图设计的大致流程如图所示。,2.2认识原理图编辑器,启动原理图编辑器ProtelDXP_Sch主菜单,2.2认识原理图编辑器,2.2.2标准工具栏:2.2.3常用工具栏：2.3设置图纸关于图纸的设置，可选择菜单【Design】【Options】命令，系统弹出“DocumentOptions”对话框，如图所示。,2.3.1设置图纸大小用大小合适的图纸来绘制原理图,可以使显示和打印都相当清晰,而且也比较节省存储空间。1.选择标准图纸在如图所示的“SheetOption”中，“StandardStyle”区域设置标准图纸。用户可以用鼠标单击右边的下拉菜单来改变图纸的大小，ProtelDXP提供了10多种广泛使用的英制及公制图纸尺寸供用户选择标准图纸，如图所示。l公制：A0、A1、A2、A3、A4。l英制：A、B、C、D、E。lOrCAD标准：OrCADA、OrCADB、OrCADC、OrCADD、OrCADE。,其他：Letter、Legal、Tabloid。设置图纸尺寸的基本原则是：尽量选择尺寸小的标准图纸。选择较小的图纸可以使操作更加方便，而标准图纸可以方便输出与交流。2.自定义图纸如果需要自定义图纸尺寸，必须设置图对话框中“CustomStyle”区域中的各项，如图所示。首先，必须在“CustomStyle”区域中选中“UseCustomStyle”复选框，以激活自定义图纸功能，其他各项设置的含义如下：,有两种方法调整图纸的大小：方法一：执行菜单命令【View】【FitAllObjects】（热键V，F），将图纸上所有组件以最大比例显示在窗口中，保证原理图图纸有一个合适的视图。方法二：使用键盘实现图纸的放大与缩小。当系统处于其他绘图命令时，如果设计者无法用鼠标使用方法一调整视图，此时要放大或缩小图纸，必须采用功能健来实现。1)放大：按键，可以放大绘图区域。2)缩小：按键，可以缩小绘图区域。3)居中：按键，可以从原来光标下的图纸位置移位到工作区中心位置显示。4)刷新：按键，对图纸区的图形进行刷新，恢复正确的现实状态。,2.3.2设置图纸方向和标题栏在图所示的对话框中，“Options”区域设置图纸方向和标题栏，如图所示。设置图纸方向和标题栏1.设置图纸方向图纸的方向可以通过“Orientation”栏中的下拉按钮设置：“Landscape”为横向方向，“Portrait”为纵向方向。通常情况喜下，在绘制及显示时设为横向，在打印时设置为纵向。2.设置图纸标题栏,Protel提供了两种预先定义好的标题栏，分别是“Standard”(标准形式)和“ANSI”形式。具体设置可在图2-14的“TitleBlock”栏右边的下拉列表框中选取。3.其它在图2-14所示的“Options”区域中，还有与图纸有关的其它设置。1)“ShowReferenceZones”复选框：设置边框中的参考坐标。如果选择该选项，则显示参考坐标，否则不显示，一般情况下均应选中。2)“ShowBorder”复选框：设置是否显示图纸边框，如果选中则显示，否则不显示。3)“ShowTemplateGraphics”复选框：设置是否显示模板上的图形、文字及专用字符串等。通常，为了显示自定义图纸的标题区块或公司商标之类才选该项。2.3.3设置图纸颜色2.3.4设置系统字体,2.4网格和光标设置,在设计原理图时，图纸上的网格为放置元件、连接线路等设计工作带来极大的方便。选择菜单【Design】【Options】命令，系统弹出“DocumentOptions”对话框，如图2-13所示。2.4.1设置网格的可见性1.“Snap”复选框这项设置又称为“捕获栅格”设置，可以改变光标每次移动的最小距离。选中此项表示光标移动时以“Snap”栏中的设置值为基本单位移动，系统默认值为10个像素点，也可以根据设计的需要输入数值以改变移动距离；不选此项，则光标移动时以1个像素点为基本单位移动。2“Visible”复选框选中此项表示网格可见，可以在其右边的设置框中输入数值来改变图纸网格间的距离，系统默认值为10个像素点；不选此项表示在图纸上不显示网格。,如果将“Snap”和“Visible”设置为相同的数值，那么光标每次移动一个网格；如果将“Snap”数值设置为“Visible”数值的一半，那么光标每次移动半个网格2.4.2设置电气栅格在图所示的对话框中，“ElectricalGrids”区域设置电气栅格。如果选中，系统会以“GridRange”栏中设置的值为半径，以光标所在位置为中心，向四周搜索电气节点。如果在电气栅格的范围内有电气节点，光标自动移到该节点上，并且在该节点上显示一个圆亮点；如果不选中此项复选框，即，则无自动寻找电气节点的功能。网格和电气栅格的可见性也可以通过的菜单【View】【Grids】中的命令设置，如下图所示。菜单中的每个命令具有开关特性，即执行一次命令为显示栅格，再执行一次该命令则为不显示栅格。,2.4.3设置光标形状光标形状是指在原理图编辑中，光标在放置元件、绘图或连接线路时的形状。在图2-15所示的“GraphicalEditing”标签页中，“CursorGridOptions”区域的“CursorType”栏设置光标的形状。单击该栏右边的下拉按钮，弹出如图下所示的三种光标形状选择。,第三章原理图设计,3.1ProtelDXP元件库3.2放置元件3.3连接电路3.4绘制原理图的其他工具3.5绘图工具3.6层次电路图设计3.7建立元件库与制作元件3.8检查电气连接和生成报表,3.1ProtelDXP元件库,3.1.1浏览元件库执行【Design】【BrowseLibrary】命令，弹出如图对话框。库文件管理面板,3.1ProtelDXP元件库,3.1.2加载元件库在向原理图中放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存。ProtelDXP支持数万种元件，这些元件按生产商及类别，分别保存在不同的原理图库文件内。要想取用某种元件，必须先加载该元件所在的库文件。取用元件有两种方法：一种方法是直接到存放该元件的库中取用，前提是必须知道该元件所在的库，当然对于一般的设计人员很难全部掌握；另一种办法是启用原理图编辑器所提供的强大的库搜索功能。默认文件夹为“C:ProgramFilesAltiumLibrary”。1.使用搜索方式加载库文件2.直接添加库文件,3.1ProtelDXP元件库,3.常用元件库：、“MiscellaneousDevices.IntLib”包括常用的电路分立元件，如电阻RES*、电感Induct、电容Cap*等。、“MiscellaneousConnectors.IntLib”，包括常用的连接器等，如Header*。另外，其他集成电路元件包含于以器件厂家命名的元件库中，因此要了解元件性质、厂家或用搜索的方法加载元件库。,3.2放置元件,3.2.1放置元件的方法1、通过输入元件名来选取元件：【Place】【Part】或工具栏上的按钮；2、从元件管理器的元件列表中选取：元件调整位置的技巧：元件位置固定前或用鼠标左键单击该元件的同时，按键可使元件旋转，按键可使元件Y方向翻转，按键可使元件X方向翻转。3.2.2编辑元件属性在原理图上放置元件之前，首先要编辑其属性。在元件放置状态下按Tab键，或用鼠标左键双击该元件，则打开元件属性对话框“ComponentProperties”。,3.2.3元件位置的调整对象的选取：“选取”是电路编辑过程中最基本的操作，要删除、拷贝、剪切或移动对象，必须先执行选取操作。解除对象的选取：元件的移动：1、平移：2、层移：3.2.4元件的复制:步骤：选取【Edit】【Copy】选取复制参考点粘贴。阵列式粘贴：执行菜单命令【Edit】【PasteArray】P1053.2.5元件的排列和对齐：3.2.6更新元件流水号执行菜单命令：【Tools】【Annotation】,3.3连接电路,导线是原理图中最重要的图元之一。绘制原理图工具中的导线具有电气连接的意义，他不同于绘图工具中的划线工具，后者没有电气连接的意义。1、画导线的步骤：注意：、画导线的技巧：按Shift+“空格键”可以在各种模式间循环切换。、绘制导线时不能与任何管脚或导线重合连接2、编辑导线的属性：举例绘制一张完整的原理图：,3.4绘制原理图的其他工具,1、总线：总线（Bus）是若干条性质相同的信号线的组合，它类似电气柜上的线束、计算机系统的数据总线、地址总线及控制总线。电路上依靠总线形式连接的相应点的电气关系不是由总线本身确定的，在对应电气连接点上必须放置总线引入线（BusEntry）及网络标签（NetLab），只有网络标签相同的各个点才具备电气连接关系。2、总线引入线（BusEntry）3、网络标签（NetLabel）ProtelDXP系统规定：采用相同的网络标签标识的多个电气意义上的点，被视为同一条导线上的点。因此，在绘制复杂电路时，采用网络标签可以简化设计。,4、输入/输出端口（Port）在设计电路图时，可以用三种方法来表示两点的电气连接关系：直接用导线连接两点；使用网络标签；使用输入/输出端口。5、电气节点（Junction）在系统默认的情况下，系统在T型交叉点处，自动放置节点，但是在十字型交叉点处，不会自动放置节点，必须手工放置。6、NoERC标志放置NoERC标志的主要目的是让系统在执行电气规则检查（ERC）时，忽略对某些节点的检查，防止在报告中产生警告或错误信息。举例说明工具的使用：对象全局编辑：整体编辑的概念及其操作编辑元件标识：自动添加元件流水号（编号）,3.5绘图工具,简单举例说明主要绘图工具的使用,3.6层次电路图设计,3.6.1层次电路设计的思想当一个电路比较复杂时，工程上的一般处理方式是：首先对整个电路进行功能划分；然后设计一个系统总图，总图主要由来组成，以展示各个功能单元之间的系统关系；最后分别绘制各个。3.6.2层次电路图的设计方法1、自上而下的层次电路原理图的设计方法所谓自顶向下设计，就是先设计包含子图符号的方块图，然后再由方块图各个子图符号创建与之相对应的电路原理图子图，这个过程称为CreateSheetFromSymbol。举例：,方块图,电路原理图,方块图,电路原理图,2、自下向上层次电路原理图的设计方法所谓自底向上设计，就是先设计各功能电路原理图（称为子图），然后再创建一个空的所谓系统方块图，最后再根据各个子图，在空的父图中放置与各个子图相对应的子图符号，这个过程称为CreateSymbolFromSheet。举例：,3.7建立元件库与制作元件,3.7.1元件库编辑器建立元件库与制作元件是使用元件库编辑器来进行的。启动方法：1.通过新建原理图库文件来启动库文件编辑器执行菜单命令【File】【New】【SchematicLibrary】，新建一个原理图库文件（默认文件名为SchLib1.SchLib），可同时启动库文件编辑器，如图8-1所示。2.通过打开现有的原理图库文件来启动库文件编辑器执行菜单命令【File】【Open】，在如图8-2所示的文件打开窗口内选择原理图库文件（*.SchLib或*.Lib），然后点击按钮，可打开指定库文件，同时启动库文件编辑器。3.通过打开现有的整合库文件来启动库文件编辑器执行菜单命令【File】【Open】，在如图8-2所示的文件打开窗口内选择整合库文件（如：MiscellaneousDevices.IntLib），然后点击按钮，此时将显示如图8-3所示的确认对话框，点击按钮确定。然后单击Project面板标签，在Project面板上双击对应的原理图库文件图标（如：MiscellaneousDevices.SchLib），如图8-4所示。打开该文档的同时启动库文件编辑器。,3.7.2工具栏这些命令中大部分与前面的操作一致，不再重复，重点对绘制引脚命令结合实例讲解。3.7.3元件库的管理1、元件库编辑管理器打开安装盘符:ProgramFilesAltimuExamples4PortSerialInterfaceLibraries4PortSerialInterface.SchLib元件库，系统则启动元件库编辑器，用鼠标左键单击编辑器下面的面板标签“SCHLibrary”，就可以得到如下图所示的元件库编辑管理器。、“Components”区域：该区域的功能主要是快速查找、放置元件、添加新元件、删除元件和编辑元件等、“Aliases”区域：该区域主要用来设置所选元件的别名。、“Pins”区域：主要功能是将当前工作中的元件引脚的名称及状态列于表中，显示引脚信息。,元件库编辑管理器,、“Model”区域：该区域的功能是指定元件的PCB封装、信号完整性或仿真模型、VHDL模型等。指定的元件模式可以连接和映射到原理图的元件上。2、【Toos】菜单下的元件管理命令,3.7.4创建原理图库、创建原理图库：执行菜单命令【File】【New】【SchematicLibrary】，立即启动原理图库文件编辑器，并自动创建一个名称为Schlib.Schlib的原理图库文件，在该库文件内自动创建名称为Component_1的空白元件图纸。B、创建一个新元件：执行菜单命令【Tools】【NewComponent】，在当前打开的库文件内创建一个新元件；启动元件库编辑器；1、绘制元件的外形：利用绘图工具注意：绘制元件时，一般元件均是放置在第四象限，而象限的交点（原点）为元件的基准点。2.添加引脚执行菜单命令【Place】【Pins】（快捷键为P，P），或直接点击绘图工具栏（SchLibDrawing）上的放置引脚（PlacePins）工具，光标变为十字形并粘附一个引脚，该引脚靠近光标的一端为非电气端（对应引脚名），该端应放置在元件的边框上。,3、编辑引脚的属性电气类型（ElectricalType）选项，用来设置引脚的电气属性，此属性在进行电气规则检查时将起作用（如Output类型的引脚不能直接接电源端，如果发现则提示错误）。,注意：、使用反斜杠“”可以给引脚名添加取反号，如输入“P3.2/INT0”，则引脚上将显示“P3.2/”。、在放置引脚的过程中，可以按空格键改变引脚的放置方向。、管脚的显示与隐含：通常在原理图中会把电源引脚隐含起来。所以绘制电源引脚时将其属性设置为Hidden（隐含），电气特性设置为Power。4、复合元件：如果该元件是复合元件，则可以执行菜单命令【Tools】【NewPart】命令，添加另一部分，过程同上，不过电源通常是公用的。5、设置元件属性参数：每个元件都有与其相关联的属性，如默认标识、PCB封装、仿真模块以及各种变量等。打开SchLibrary面板，从元件列表内选择要编辑的元件，。点击【Edit】按钮，显示元件属性对话框（LibraryComponentProperties）。,、在Designator输入栏内输入默认的元件标识、在Models区域为该元件添加PCB封装。、元件的描述；6、保存绘制的元件：、给元件命名：执行【Tools】【RenameComponet】；、保存：执行菜单命令【File】【Save】，保存对库文件的编辑。C、复制元件为了提高设计效率，设计者习惯将常用元件整理在自己创建的元件库中，其中复制其他库文件中的元件是最好的解决方式。步骤：、打开源元件库：、选择将复制的元件；、执行菜单命令【Tools】【CopyComponent】，显示选择目标库文件对话框（DestinationLibrary），此处应选择自己创建的库文件（必须处于打开状态）。,元件库报表元件报表元件规则检查,3.8检查电气连接和生成报表,3.8.1检查原理图的电气连接DXP设置电气连接检查规则是在项目选项设置中完成的。在原理图完成以后，必须进行的工作，如果有错误发生，则会显示在“Messages”面板上。可以执行【Project】【ProjectOptions】命令，弹出项目选项对话框。1、设置电气连接检查规则设置错误报告：“ErrorReporting选项卡；设置电气连接矩阵：单击“ConnectionMatrix”（连接矩阵）显示的标签页。,该页显示的是错误的严格性，这将在设计中运行电气连接检查，并产生错误报告，如引脚间的连接、元件和图样输入等是否存在问题。这个矩阵给出了一个在原理图中不同类型的连接点以及是否被允许的图表描述。例如，在矩阵图的右边找到“OutputPin”，从这一行找到“OpenCollectorPin”列，在它们的相交处是一个橙色的方块，表示在原理图中从一个元件的输出脚连接到一个集电极开路的管脚时将在项目被编辑是启动一个错误条件。可以用不同的错误程度来设置每一个错误类型，例如对某些非致命的错误不予报告。修改连接错误的方法是：将鼠标放在需要修改的颜色方块上，单击左键直到改变到所需要的颜色即可。,检查结果报告（编译PCB项目）：当设置完需要检查的电气连接以及检查规则后，就可以对原理图进行检查了。步骤如下：、打开需要编译的项目，然后选择【Project】【CompilePCBProject】命令。、当项目被编译时，任何已经启动的错误均将显示在“Messages”面板中。、根据检查报告修正原理图，直到没有错误。,第四章PCB设计,4.1印刷电路板的基本知识和认识PCB编辑器4.2制作印刷电路板4.3制作元件封装,4.1印刷电路板的基本知识和认识PCB编辑器,4.1.1印刷电路板的结构4.1.2元件封装4.1.3印刷电路板中常用术语4.1.4PCB设计流程4.1.5PCB设计的基本原则4.1.6认识PCB编辑器,4.1.1印刷电路板的结构,根据电路板的结构可以分为单面板(SignalLayerPCB)、双面板(DoubleLayerPCB)和多层板(MultiLayerPCB)三种。1、单面板：是一种一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板，只可在它敷铜的一面布线和焊接元件。2、双面板：是一种包括顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)的电路板，双面都有敷铜，都可以布线，顶层一般为元件面，底层一般为焊接面。3、多层板：就是包含多个工作层面的电路板，除了有顶层和底层外还有中间层，顶层和低层与双面板一样，中间层一般是由整片铜膜构成的电源层或接地层、信号层。,整个电路板将包括顶层(Top)、底层(Bottom)、内层和中间层。层与层之间是绝缘层，绝缘层用于隔离电源层和布线层，绝缘层的材料要求绝缘性能、可挠性、耐热性等良好。通常在印刷电路板上布上铜膜导线后，还要在上面印上一层防焊层(SolderMask)，防焊层留出焊点的位置，而将铜膜导线覆盖住。防焊层不粘焊锡，甚至可以排开焊锡，这样在焊接时，可以防止焊锡溢出造成短路。另外，防焊层有顶层防焊层(TopSolderMask)和底层防焊层(BottomSolderMask)之分。有时还要在印刷电路板的正面或反面印上一些必要的文字，如元件标号、公司名称等，能印这些文字的一层为丝印层(SilkscreenOverlay)，该层又分为顶层丝印层(TopOverlay)和底层丝印层(BottomOverlay)。,4.1.2元件封装,1、元件封装：是指实际的电子元器件或集成电路的外型尺寸、管脚的直径及管脚的距离等，它是使元件引脚和印刷电路板上的焊盘一致的保证。元件的封装可以分成针脚式封装和表面粘着式（SMT）封装两大类。2、元件封装的编号：原则为：元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外型尺寸。例如电阻的封装为AXIAL-0.4，表示此元件封装为轴状，两焊盘间的距离为400mil（100mil=2.54mm）；RB7.6-15表示极性电容类元件封装，引脚间距为7.6mm，元件直径为15mm；DIP-4表示双列直插式元件封装，4个焊盘引脚，两焊盘间的距离为100mil。,针脚式封装,表面粘着式,电阻封装：AXIAL-0.4,极性电容类元件封装：RB7.6-15,双列直插式元件封装：DIP-4,3、常用元件的封装：一定要记住以下这些常用元件的封装名称和含义。二极管类（DIODE-0.5DIODE-0.7）、极性电容类（RB5-10.5RB7.6-15）、非极性电容类（RAD-0.1RAD-0.4）、电阻类（AXIAL-0.3AXIAL-1.0）、可变电阻类（VR1VR5）等，这些封装在MiscellaneousDevicesPCB.PcbLib元件库中；常用的集成电路有DIP-xxx封装和SIL-xxx封装等。,4.1.3印刷电路板中常用术语,1、铜膜导线铜膜导线是敷铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导线，用于连接各个焊点，是印刷电路板重要的组成部分。与布线过程中出现的预拉线（又称为飞线）有本质的区别，飞线只是形式上表示出网络之间的连接，没有实际的电气连接意义。2、焊盘(Pad)焊盘的作用是焊锡连接元件引脚和导线，形状可分为三种，即圆形(Round)、方形（Rectangle）和八角形（Octagonal），主要有两个参数孔径尺寸（HoleSize）和焊盘环的尺寸,3、导孔(Via)导孔的作用是连接不同的板层间的导线，导孔有三种，即从顶层到底层的穿透式导孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层间的隐藏导孔。导孔只有圆形，尺寸有两个，即通孔直径和导孔直径，,4、安全距离（Clearance）在印刷电路板上，为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰，必须在它们之间留出一定的间隙，即安全距离，其距离的大小可以在布线规则中设置。,4.1.4PCB设计流程,1.设计的先期工作电路板设计的先期工作主要是利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成网络表，这个内容前面已经介绍过。2.设置PCB设计环境主要内容有：规定电路板的结构及其尺寸，板层参数，格点的大小和形状，布局参数。大多数参数可以用系统的默认值。,3.引入网络表4.修改封装与布局5.布线规则设置布线规则是设置布线时的各个规范，如安全间距、导线宽度等，这是自动布线的依据。布线规则设置也是印刷电路板设计的关键之一，需要一定的实践经验。6.布线自动布线和手动调整布线,4.1.5PCB设计的基本原则,1电路板的选用常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。主要是应该保证足够的刚度和强度。常见的电路板的厚度有0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm等。2电路板尺寸一般情况下，在禁止布线层中指定的布线范围就是电路板尺寸的大小。电路板最佳形状是矩形，长宽比为3:2或4:3。,3布局（1）.特殊元件的布局（2）.按照电路功能布局（3）.元件离电路板边缘的距离（4）.元件放置的顺序4布线1)线长：铜膜线应尽可能短，在高频电路中更应该如此。当双面板布线时，两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生电容。2)线宽：铜膜线的宽度应以能满足电气特性要求而又便于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于0.2mm。只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm。一般情况下，11.5mm的线宽，允许流过2A的电流。,3)线间距：相邻铜膜线之间的间距应该满足电气安全要求，同时为了便于生产，间距应该越宽越好。最小间距至少能够承受所加电压的峰值。在布线密度低的情况下，间距应该尽可能的大。4)屏蔽与接地：铜膜线的公共地线，应该尽可能放在电路板的边缘部分。5焊盘通常情况下以金属引脚直径加上0.2mm作为焊盘的内孔直径。而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊盘孔径加1.0mm。6接地7其它设计考虑1）.布线方向在满足电路性能、整机安装和面板布局的前提下，电路板布线方向最好与电路原理图走线方向一致。,2.元件排列元件排列要分布合理、均匀，力求整齐、美观和结构严谨。3.电阻、二极管的放置方式1)平放。当电路元件数量不多，而且电路板尺寸较大的情况下，一般是采用平放比较好，对于1/4瓦以下的电阻平放时，两个焊盘之间的距离为0.3或0.4英寸，1/2瓦电阻平放时，两个焊盘之