第10章 单片机数据采集系统PCB板制作ppt课件

1、 任 富 民 编 著中等职业学校教学用书电子技术专业电子教案. 第10章单片机数据采集系统PCB板制造.本章学习目的本章以制造单片机多路数据采集系统PCB板为例，引见双面板的制造技巧和编辑修正方法，以到达以下学习目的：了解手工绘制电路板边框的方法。掌握自制元件库的添加和自制封装元件的调用方法。了解补泪滴的目的；掌握补泪滴操作方法。掌握PCB板DRC操作方法和违规错误的排除方法。 .本章内容引见 本章将综合前面各章所学知识和技艺，以实例方式讲解PCB双面板制造的完好过程，包括从原理图制造出发，不断到PCB板最终制造完成。要求在原理图中调用本人制造的原理图元件，在PCB板中运用本人制造的元件引脚封

2、装，是对前面各章节知识和技艺的一次综合和演练。 .10.1 确定和添加元件封装 元件类型 元件封装 封装库 元件类型元件封装封装库电阻R AXIAL-0.3 Miscellaneous Devices.IntLibU1、U3DIP-20Dual-In-Line Package.PcbLib Dual-In-Line无极性电容CRAD-0.1U2DIP-40无极性电容C(较大)RAD-0.3U4、U5DIP-14电位器VR1VR5U6、U7DIP-28/E14.9电解电容CRB5-10.5数码管DLEDZZDIP10自制稳压管U8SFM-T3/X1.6V三极管QZZBCY1晶体振荡器YBCY-W

3、2/D3.1按键开关S1AJ1连接座JP1HDR1X10H拨动开关S2SPDT-3.10.2 新建PCB文件并绘制电路板边框 1. 新建PCB文件 2. 设置显示层面3. 选择机械层 .绘制电路板边框 选择放置工具中的直线工具 ，在机械层先画一条程度导线，然后利用放置工具中的设置参考点工具 ，将十字光标对准导线的左端点，点击鼠标，设置导线的起点为坐标零点，如下图。 .设置边框参数 然后双击该导线，弹出导线属性对话框，根据电路板的宽度80mm，在导线的属性对话框中设置该导线的起点坐标为0，0，终点坐标0，80，那么导线起点为坐标原点，长度变为80mm，这有利于其他导线的定位和坐标确定。 .继续按

4、坐标绘制其他三条导线 .5. 标注电路板边框尺寸 选择放置工具中的尺寸标注工具 ，在电路板边框的外围放置尺寸标注，放置时一定要对齐电路板边框端点，如下图。 . 6. 重新定义电路板外形 沿着电路板边框重新绘制电路板 .重新生成的电路板 .6. 绘制布线区 选择【Keep Out Layer】制止布线层 绘制好的电路板布线区域 .10.3援用自制PCB元件引脚封装 10.3.1单个元件援用自制PCB元件引脚封装 1. 翻开原理图元件属性设置对话框。单击【Add】添加按钮 .选择添加新模型类型 弹出如下图选择新模型类型对话框，在模型类型【Model Type】下拉列表框中选择【Footprint】

5、，添加引脚封装模型，点击【OK】按钮。 .3. 阅读封装库 .封装库阅读 . 选择数码管封装库和需求的引脚封装.4. 选定新封装 .数码管曾经修正为自制的引脚封装“ZZDIP10 .10.3.2 利用全局修正功能修正多个元件引脚封装 假设要同时修正很多元件的引脚封装，再采取以上方法逐个进展修正，势必速度很慢，效率不高。此时我们可以利用Protel DXP提供的全局修正功能，一次性修正同一类元件的引脚封装。Protel DXP提供的全局修正功能可以先选取具有某些特征的同一类元件，然后对选取的元件进展某些参数的修正。此处我们利用全局修正功能同时修正三极管的引脚封装，方法如下。 .1. 选中某个元件

6、1.翻开原理图文件，单击其中的一个三极管如Q1，使其处于点击选中形状，如下图。.执行 【Find Similar Objects】菜单命令 单击鼠标右键，将弹出浮动菜单，如下图，执行 【Find Similar Objects】菜单命令 .弹出查找类似对象设置对话框 在图中设置欲查找对象的特征，如此处想查找一切的PNP三极管，所以我们将库参考称号Library Reference项设置为【Same】一样的，表示将查找一切的PNP三极管 .技巧： 在图中，单击鼠标右键时请对准三极管选中区域内的空白处，不要对准三极管的某部位如管脚，否那么能够查找对象类型变为管脚Pin，无法完成三极管的查找修正功能

7、。 .3. 进展全局查找 点击【OK】按钮，进展全局查找后，一切PNP型三极管处于选中形状，被突出显示，而其它元件被蒙板覆盖，如下图，以便于后面的修正操作。 . 4. 单击Inspect标签 5.修正三极管封装 在当前封装【Current Footprint】栏中输入自制的三极管封装“ZZBCY1，然后按回车键进展修正操作。 .封装曾经全部修正 封锁Inspect对话框，双击图中任一三极管如Q2，弹出如图属性对话框，可以看到封装曾经全部修正为自制的引脚封装“ZZBCY1。 .6. 取消其它元件的蒙板覆盖形状。 单击【Clear】去除按钮，取消其它元件的蒙板覆盖形状。 留意：利用全局修正功能修正

8、元件的引脚封装后，必需将元件引脚封装所在的库文件添加到当前库中，否那么在后面更新PCB板时无法调入该元件的引脚封装。 .10.4 产生网络表、载入PCB引脚封装 10.4.1 产生网络表虽然在Protel DXP中，不一定要经过载入网络表才干调入PCB元件引脚封装，但可以经过网络表查看各原理图元件的编号、封装、元件之间的网络衔接能否正确。执行【Design】/【Netlist】/【Protel】菜单命令，将建立“多路单片机数据采集系统.NET网络表文件。留意：网络表产生后，必需本人翻开网络表文件，仔细检查各元件的编号，封装、元件之间的网络衔接能否正确，假设有错，必需回到原理图中进展修正后，将原

9、网络表文件封锁并移出工程文件，再次产生后检查，直到没有错误。 .10.4.2 载入元件引脚封装与网络 1. 翻开曾经绘制好电路板边框的PCB文件，执行菜单命令【Design】/【Improt Changes From】，弹出如下图的导入原理图变化对话框。 .导入原理图变化对话框 .执行更新载入各封装元件和网络衔接 .载入电路板的PCB引脚封装 .10.5 元件规划 元件载入PCB板后，就可以根据元件的规划规律仔细调整元件的位置了，普通采取先自动规划再手工调整的方法，但由于本工程元件较多，自动规划的效果不理想，所以直接采取手工规划的方法分部分进展，先对显示部分display块进展规划。PCB板元

10、件位置的调整方法和原理图中元件位置的调整方法根本一样。 .10.5.1 显示部分元件规划 整体挪动display块.删除display块符号 .2. 中心元件的规划 对数码管进展初步规划 .元件对齐和均匀分布操作方法 1 初步伐整元件的位置和陈列顺序。 .弹出对齐元件对话框 全部选中要调整的元件，执行菜单命令【Tools】/【Interactive Placement】 (交互式规划)/ 【Align】 (陈列)，将弹出如下图的对齐元件对话框，分别在程度和垂直方向设置操作命令。 .数码管陈列效果 .3. 锁定元件 .解除锁定形状 留意：元件位置锁定后，在任务区中对该元件的操作就不起作用了。假设

11、用户要再次挪动该元件的位置，只需先执行【Edit】/【Change】菜单命令,将十字光标对准该元件，单击鼠标左键才干再次翻开属性对话框，将锁定形状解除后，才干重新调整该元件的位置。.显示部分规划效果 .元件编号调整后的效果 .小技巧：自动调整元件文字位置。 元件编号和参数可以手工逐个调整，为了加快调整的速度，可以利用编辑器的自动调整元件文字位置功能进展快速调整，下面以调整图中数码管的编号为例讲解详细方法。 .选择编号要放置于元件的位置先选中要调整编号的元件，如图中的数码管，执行【Tools】/【Interactive Placement】/ 【Position Component Text】菜

12、单命令，弹出如下图的调整元件文字位置对话框，选择编号要放置于元件的位置 .调整好的数码管编号 .10.5.2 其它方块电路元件规划 .10.6 自动布线 10.6.1 设置布线参数 执行【Design】/【Rules】菜单命令，设置各项参数。其中最关键的参数有【Routing Layers】布线层面和【Width Constraint】导线宽度，其它参数采用默许值即可。 .设置双面板的布线层 .导线规那么设置 .10.6.2 自动布线执行菜单命令【Auto Route】/【All】菜单命令，将弹出如下图的自动布线战略选择对话框，选用默许选项，点击【Route All】 布一切导线按钮，PCB板

13、编辑器开场自动布线。 .自动布线结果 .10.7 手工修正双面板导线 由于自动布线时，系统片面地追求布通率，不能够思索实践电路板电气特性方面的要求，因此对于一个电路较为复杂、元件较多的电路板而言，自动布线后的结果总会存在一定的缺乏和缺陷，所以必需仔细的检查和修正，从而使制造的电路板既美观、又能满足电气特性的要求，同时便于安装和调试。如下图，电路板中虽然导线均已衔接，但部分导线弯曲过多，绕行过远，同时地线和电源线普通要求接近电路板边缘，修正如下。 .10.7.1 调整显示方式，分析自动布线结果 在默许情况下，PCB编辑器采用复合显示方式显示一切用到的层面，但在分析自动布线结果时，用户希望将精神集

14、中在布线层面上，而对于元件规划、编号、参数、元件外形等信息暂时不用思索，可以隐藏起来，以便于更好的分析走线情况。 .修正为单层显示方式 假设希望单层显示各层的信息，如顶层的布线效果，可以执行【Tools】/【Preference】菜单命令，弹出如下图的修正编辑器参数对话框，选择显示【Display】标签，选中【Single Layer Mode】复选框，将PCB编辑器显示方式修正为单层方式。 .分析顶层导线 绕行过远弯曲不美观绕行过远.分析底层导线 绕行过远绕行过远绕行过远尖角弯曲.10.7.2调整显示层面，规划修正方案 虽然单层显示方式下，可以单独对各布线层进展分析，找出要修正的导线，但对于

15、双面板而言，导线修正时要同时兼顾顶层和底层的导线，才干确定修正方案，所以我们采取调整显示层面的方法，同时显示顶层和底层的走线，而将顶层丝印层隐藏起来。1. 将显示方式恢复为多层复合显示方式，即取消【Single Layer Mode】复选框的选中形状。 .隐藏顶层丝印层 . 隐藏顶层丝印层后的显示效果 .10.7.3 修正导线 分析需修正的导线 在导线修正正程中，某些导线假设仅在同一层面上走线，能够由于同层面其它导线的阻挠而不便或无法布通导线，如图中的导线1。因此在必要的地方还需添加过孔，改动导线的层面避开同层导线，以便于弯曲导线的修正。 要修正的弯曲导线1同一层阻挠其走线的导线2 .1撤销原

16、导线1 在该处放置过孔，但位置太窄 将导线3外移，并修正弯曲处 1撤销原导线1。执行【Tools】/【Un-Route】/【Connection】命令，出现十字光标，将其对准导线1，点击鼠标左键即可撤销该导线，如下图 (2)规划导线修正方案.重新绘制导线3 修正好的导线3.放置过孔 新放置的过孔.设置过孔的网络属性 .绘制底层导线 新绘制的底层导线.绘制顶层导线 新绘制的顶层导线.2. 走线过程中改动导线层面 导线1和导线2位于同一层面 同层导线2 导线1. 导线1在走线过程中遇到同顶层导线2，为了继续走线，必需改动层面，可以在绘制过程中需求改动导线层面的位置，按Tap键，弹出如下图的【Int

17、eractive Routing】交互式走线对话框。 .光标中心出现过孔 .导线1改动层面，穿过导线2 .修正好的导线 .10.8 补泪滴 在电路板中，为了提高布通率，许多导线的宽度较小，而焊盘的面积却较大，假设以等宽度导线进入焊盘或过孔，势必呵斥电路板在元件焊接、装配、维修过程中，应力集中于焊盘和导线的衔接处，极易构成裂纹和焊盘翘起，影响电路板的焊接质量，构成虚焊。该景象在单面板中尤为突出，为了在加工和焊接时分散应力，我们可以在窄导线进入焊盘和过孔时，逐渐加大导线宽度，构成泪滴状，从而有效的分散应力，防止焊盘零落虚焊。制造泪滴状导线的操作就称为补泪滴。详细方法如下： .1. 选择对象 选择要

18、补泪滴的导线或网络，可以根据导线的粗细，选择需求补泪滴的导线。执行【Edit】/【Select】选择菜单下的各子菜单命令，进展各种不同的选择操作，假设是对一切焊盘和过孔都进展补泪滴操作，那么可以不用选择对象。 .2.补泪滴 执行菜单命令【Tools】/【Teardrops】，弹出如下图的补泪滴选择对话框，左边选择操作的对象，右边选择操作动作和泪滴类型。 . 补泪滴效果 .10.9 包地和覆铜 10.9.1 包地 在讲解包地概念前，先了解外围线的含义，所谓“外围线就是指用来包围某些小信号导线的外围导线。默许的外围线没有网络称号，因此它不属于电路板中的任何网络，也起不到什么屏蔽作用，但假设将其与地

19、线网络衔接起来，然后衔接到地线上，那么将大大加强电路板中被包围导线的抗干扰才干，由于外围导线衔接到地线网络，因此称为“包地。“包地普通用于需求提高抗干扰才干的小信号导线中，如放大器电路中的输入导线，或有干扰源的电路中，如本例的振荡电路。下面引见包地的添加方法。 .选择晶体振荡部分导线 选择该导线网络.2. 添加外围线 执行菜单命令【Tools】/【Outline Objects】，为选中的导线添加外围线，由于此时外围线并未衔接到地，所以还不叫包地,如下图，同样地操作方法，将另一条导线也添加外围线。 添加的外围线.3.修正外围线网络属性选中一切外围线利用全局查找功能选中全部外围线将一切外围线的网

20、络属性修正为GND.4. 衔接地线 新衔接的地线 .10.9.2 添加电源、接地端、安装孔并覆铜 安装孔接地端GND覆铜VCC覆铜.10.10 DRC检查和违规错误排除 10.10.1运转DRC检查 进展完布线、覆铜等操作完成后，接下来最好做一次DRC检查。DRC为Design Rules Check的简称，即设计规那么检查，DRC用于检查电路板中的对象如导线、焊盘、过孔等能否违反了前面经过【Design】/【Rules】菜单设置的各种规那么要求，如平安间距，导线宽度等。 .设计规那么检查设置对话框 .10.10.2 修正违规错误 当有违规景象发生时，必需仔细分析报告文件中的错误信息，同时还可利用导航栏【Navigator】找到违规对象并进展修正，下面引见详细方法。 .1. 翻开导航栏【Navigator】，查找违规对象 .2. 修正违规对象当找到违规对象后，就可根据提示的违规类型，灵敏运用前