电子线路辅助设计

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印制电路板结构大概如图5-1所示，图中所示的为四层板。第2页/共108页

二、元件封装元件封装就是表示元件的外观和焊盘形状尺寸的图。1．元件封装的分类元件的封装形式可以分成两大类，即针脚式元件封装和STM(表面粘贴式)元件封装。(1)针脚式元件封装

针脚式封装元件焊接时先要将元件针脚插入焊盘导通孔，然后再焊锡。由于针脚式元件封装的焊盘和过孔贯穿整个电路板，所以其焊盘的属性对话框中，PCB的层属性必须为MultiLayer(多层)。例如AXIAL0.4为电阻封装，如图5-2所示。DIP8为双列直插式集成电路封装，如图5-3所示。第3页/共108页

(2）STM(表面粘贴式)元件封装STM(表面粘贴式)元件封装有陶瓷无引线芯片载体LCCC（如图5-4所示）、塑料有引线芯片载体PLCC（如图5-5所示）、小尺寸封装SOP(如图5-6所示)和塑料四边引出扁平封装PQFP（如图5-7所示）等。第4页/共108页

2．元件封装的编号元件封装的编号一般为元件类型+焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸。可以根据元件封装编号来判别元件封装的规格。如AXIAL0.4表示此元件封装为轴状的，两焊盘间的距离为400mil(约等于10mm)；DIPl6表示双排引脚的元件封装，两排共16个引脚：RB.2／.4表示极性电容类元件封装，引脚间距离为200mil，元件直径为400mil。这里.2和.4分别表示200mil和400mil。第5页/共108页常用的元件封装如表5-1所示。

第6页/共108页3．铜膜导线(Tracks)铜膜导线也称铜膜走线，简称导线，用于连接各个焊盘，是印制电路板最重要的部分。印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。飞线也称为预拉线，它是在系统装入网络表后，根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。导线和飞线有着本质的区别，飞线只是一种在形式上表示出各个焊盘间的连接关系，没有电气的连接意义。导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。第7页/共108页4．助焊膜和阻焊膜(Mask)

各类膜(Mask)不仅是PCB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元件面(或焊接面)助焊膜(ToporBottomSolder)和元件面(或焊接面)阻焊膜(ToporBottomPasteMask)两类。助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的浅色圆。阻焊膜的情况正好相反，为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡，因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一种互补关系。

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5．层(Layer)

由于电子线路的元件密集安装、抗干扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所用的印制板不仅上下两面可供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔，例如，现在的计算机主板所用的印制板材料大多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(GroundDever和PowerDever)，并常用大面积填充的办法来布线(如Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用“过孔(Via)”来沟通。要提醒的是，一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被使用的层，以免布线出现差错。第9页/共108页

6．焊盘(Pad)

焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念，但初学者却容易忽视它的选择和修正，在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。自行编辑焊盘时还要考虑以下原则：

1）形状上长短不一致时，要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大。

2）需要在元件引脚之间走线时，选用长短不对称的焊盘往往事半功倍。

3）各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定，原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2~0.4mm。第10页/共108页

7.过孔(Via)

用于连接各层之间的通路，当铜膜导线在某层受到阻挡无法布线时，可钻上一个孔，通过该孔翻到另一层继续布线，这就是过孔。过孔有3种，即从顶层贯通到底层的通过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐藏过孔。过孔从上面看上去，有两个尺寸，即外圆直径和过孔直径，如图5-8所示。第11页/共108页

8.丝印层(SilkcreenTop/BottomOver1ay)

为方便电路的安装和维修，在印制板的上下两表面印上所需要的标志图案和文字代号等，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等，这就称为丝印层(SilkcreenTop/BottomOver1ay)。设计丝印层时，注意文字符号放置整齐美观，而且注意实际制出的PCB效果，字符不要被元件挡住，也不要侵入助焊区而被抹除。第12页/共108页9．敷铜(Polygon)对于抗干扰要求比较高的电路板，常常需要在PCB上敷铜。敷铜可以有效地实现电路板的信号屏蔽作用，提高电路板信号的抗电磁干扰的能力。第13页/共108页5.2PCB图设计流程及遵循原则

一、PCB图设计流程

PCB图的设计流程就是指印刷电路板图的设计步骤，一般它可分为图5-9所示的六个步骤。第14页/共108页二、印制电路板设计应遵循的原则1．布局首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元件进行布局。(1)在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：●尽可能缩短高频元件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。●某些元件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带强电的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。●重量超过15g的元件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

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●对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。●应留出印制板的定位孔和固定支架所占用的位置。

(2)根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局时，要符合以下原则：●按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。第16页/共108页●以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。●在高频下工作的电路，要考虑元件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元件平行排列。这样，不但美观，而且焊接容易，易于批量生产。●位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3∶2或4∶3。电路板面尺寸大于200mm×l50mm时．应考虑电路板所受的机械强度。第17页/共108页

2．布线一般布线要遵循以下原则：(1)输入和输出端的导线应尽量避免相邻平行。(2)印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.2～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用较宽的线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小于5～8mm。(3)印制板导线拐弯一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。第18页/共108页

3．焊盘大小焊盘中心孔要比元件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

第19页/共108页4.印制电路板电路的抗干扰措施(1)电源线设计尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。(2)地线设计●数字地与模拟地分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状的大面积铜箔。●接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪声性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2～3mm以上。●只由数字电路组成的印制板，其接地电路构成闭环能提高抗噪声能力。第20页/共108页5.去耦电容配置(1)电源输入端跨接10～100μF的电解电容器。如有可能，接100μF以上的更好。(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4～8个芯片布置一个1～10pF的钽电容。(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的元件，如RAM、ROM存储元件，应在芯片的电源线和地线之间接入去耦电容。(4)电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外应注意以下两点：●在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1～2kΩ，C取2.2～47μF。●CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不使用的端口要接地或接正电源。第21页/共108页6．各元件之间的接线(1)印制电路中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。

(2)同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。

(3)总地线必须严格按高频--中频--低频逐级按弱电到强电的顺序排列原则，切不可随便翻来覆去乱接。(4)在使用IC座的场合下，一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确，并注意各个IC脚位置是否正确。

(5)在对进出接线端布置时，相关联的两引线端的距离不要太大，一般为0.2～0.3in左右较合适。进出接线端尽可能集中在1～2个侧，不要过于分散。

第22页/共108页5.3PCB的文档管理和工具栏一、PCB的文档管理1．新建PCB文档建立PCB文档的方法与建立原理图文档相似，首先打开要存放PCB文档的设计文件夹，然后，可用以下两种方法建立PCB文档：（1）执行菜单命令“File\New…”；（2）将鼠标指针指向设计文件夹窗口的空白区，单击鼠标右键，弹出快捷菜单，再执行其中的“New…”命令。弹出新建文档对话框，如图5-10所示。第23页/共108页

双击该对话框中的“PCBDocument”图标即可创建一个新的PCB文档，同时也关闭了这个对话框。新建的PCB文档的文件名默认为“PCB1.PCB”，此时，用户可输入新的文件名，然后，按Enter键。第24页/共108页例：新建振荡器和积分器电路的PCB文档。由前面章节知，振荡器和积分器电路的原理图“zdq.sch”在设计数据库MyDOC.ddb目录下的“Documents”文件夹，现在我们也应将该电路的PCB文档存放在同一文件夹中。操作步骤如下：步骤1：打开MyDOC.ddb设计数据库；步骤2：单击编辑窗口中的“Documents”标签，进入“Documents”文件夹窗口；步骤3：执行菜单命令“File\New…”，屏幕弹出图5-10所示的对话框；步骤4：双击对话框中的“PCBDocument”图标，对话框关闭，同时新的PCB文档图标“PCB1.PCB”就显示在“Documents”设计文件夹窗口中；第25页/共108页

步骤5：输入文档名称“zdq.PCB”，按Enter键。此时，振荡器和积分器电路的PCB文档就建立起来了，如图5-11所示。步骤6：双击“zdq.PCB”图标，即可进入“zdq.PCB”的编辑平面，如图5-12所示。第26页/共108页

2．打开PCB文档（1）首先打开PCB文档所在的设计数据库及下层的文件夹窗口，然后，在该窗口中双击要打开的PCB文档图标；（2）在文档管理器中单击要打开的PCB文档的名称。

(3)打开其他格式的PCB图。首先，打开要存放PCB图的设计文件夹；然后，执行菜单命令“File\Import…”，屏幕上会弹出“ImportFile”对话框，如图5-13所示；在这一对话框中，选择要打开的PCB文件，再单击“打开”按钮，即可打开不同格式的PCB文件。第27页/共108页

3．保存PCB文档（1）执行菜单命令“File\Save”，或单击工具栏中的保存按钮，保存当前正编辑的PCB文档；（2）执行菜单命令“File\SaveAll”，保存所有文档。这些方法都可实现保存PCB文档。（3）Protel99SE可以还将PCB文档存为其他格式的文档。存为其他格式的PCB图可按以下步骤：首先，打开PCB文档；然后，执行菜单命令“File\Export…”，屏幕上会弹出“ExportFile”对话框，如图5-14所示。单击“保存类型”栏右边的下拉按钮，出现图5-15所示的下拉式选项，在其中选择一种要保存的格式，并指定文件名和路径，单击“保存”按钮，即可存为其他格式的文档。第28页/共108页第29页/共108页

4．关闭PCB文档关闭PCB文档的方法有：（1）执行菜单命令

“File\Close”；（2）将鼠标指针指向编辑窗口中要关闭的PCB文档标签，单击鼠标右键，弹出快捷式菜单，再执行其中的“Close”命令。关闭PCB文档时，若当前的PCB图有改动，而未被保存，则屏幕上会弹出“Confirm”对话框，如图5-16所示。该对话框提示是否将所做的改动保存：单击“Yes”按钮，保存所做的改动；单击“No”按钮，不保存所做的改动；单击“Cancel”按钮，取消关闭PCB文档操作。第30页/共108页5．使用向导创建PCB文档步骤1：打开或者创建一个用于存放PCB文档的设计数据库；步骤2：打开或者创建一个用于保放PCB文档的文件夹；步骤3：执行菜单命令“File\New…”，打开新建文档对话框，在这个对话框中选择“Wizards”选项卡，如图5-17所示。步骤4：双击对话框中的“PrintedCircuitBoardWizard”创建PCB向导图标，或者先单击该图标，然后单击“OK”按钮，进入向导的第一步。步骤5：在对话框中单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第31页/共108页

步骤6：在图5-19所示的对话框中，共有10种PCB类型可供选择。假设我们设计的是振荡器和积分器电路板卡，可以选用“CustommadeBoard”自定义板选项，然后单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第32页/共108页

步骤7：在图5-20所示的对话框中，可定义电路板的尺寸、形状，定义边界层、尺寸层、连线宽、尺寸线宽、板边缘与边界线之间距离等。下面是一些可选项，包括标题栏、字串、尺寸线、挖角、开孔等。选择完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第33页/共108页

步骤8：如图5-21所示，在这一步中要求定义所创建的PCB板的轮廓，可以在图上修改各个边的数据。输入完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第34页/共108页

步骤9：在图5-22所示的对话框中，在这一步中要求输入有关所创建的PCB图的一些说明信息，而所填写的资料将被放在电路板的第四个机械层里。输入完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第35页/共108页

步骤10：在图5-23所示的对话框中，设定电路板的工作层数以及电源/地层的数目。设定完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第36页/共108页步骤11：在图5-24所示的对话框中，选择过孔的类型，第一项“ThruholeViasonly”表示过孔穿过所有板层，第二项“BlindandBuriedViasonly”表示过孔为盲孔，不穿透电路板。选择完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第37页/共108页

步骤12：在图5-25所示的对话框中，我们可以指定该电路板上以哪种元器件为主，“Surface-mountcomponents”选项是以表面粘贴式元器件为主，而“Through-holecomponents”选项是以针脚式元器件为主。选择完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第38页/共108页

步骤13：在图5-26所示的对话框中，设定走线和过孔的相关资料，其中“MinimumTrackSize”栏设定走线的宽度、“MinimumViaWidth”栏设定过孔的直径、“MinimumViaHoleSize”栏设定过孔内孔(钻孔)直径、“MinimumClearance”栏设定走线间的安全距离。输入数据完成设置后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第39页/共108页

步骤14：在图5-27所示的对话框中，设定是否作为模板保存，若要作为模板保存，则应设置模板名称和模板描述，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。第40页/共108页

步骤15：图5-28所示的对话框是向导的最后一步。用户只需单击“Finish”按钮即可。向导结束后，新建的PCB文档将处于打开状态，如图5-29所示。第41页/共108页二、PCB的工具栏1．主工具栏通过选择执行“View\Toolbars\MainToolbar”菜单命令，如图5-30所示，可对主具栏打开与关闭操作。若主工具栏当前处于打开状态，执行上述命令则将其关闭，若再次执行此命令，则可将其打开，如此往复。第42页/共108页打开的PCB编辑器的主工具栏，如图5-31所示。第43页/共108页2．放置工具栏放置工具栏是通过执行“View\Toolbars\PlacementTools”菜单命令来进行打开或关闭的。打开的放置工具栏如图5-32所示。3．元件布局工具栏元件布局工具栏是通过执行“View\Toolbars\ComponentPlacement”菜单命令来进行打开或关闭的。打开的元件布置工具栏如图5-33所示。第44页/共108页

4．查找选取工具栏查找选取工具栏是通过执行“View\Toolbars\FindSelections”菜单命令来进行打开或关闭的。打开的查找选取工具栏如图5-34所示。第45页/共108页

工具栏的打开与关闭也可以通过选择“View、Toolbars、Customize”命令选项来进行。执行此命令，即可调出如图5-35所示的对话框。第46页/共108页

对话框中有三个标签页，第一个为“Menus”菜单标签页，可选择当前主菜单类型，编辑印制电路板图时为“PCBMenu”，建议不要更改；第二个“Toolbars”工具栏标签页，如图示左下角列表中的4工具栏名称，这里，前面带“×”号的表示现处于打开状态，将光标移至某个工具栏名称上单击鼠标左键，则可切换其打开与否；第三个为快捷键标签页，如图5-36所示。第47页/共108页

对话框中的“CurrentShortcutTable”当前快捷键列表中有两项内容：“PCBHotKeys”和“PCB_NewHotKeyTable”。选中“PCBHotKeys”，则系统为我们提供了大量的关于印制电路板设计时的热键(快捷键)，如End用于重画画面、PgUp用于放大视图窗口。如果选中“PCB_NewHotKeyTable”，而你又没有在其中添加热键，则End、PgUp、PgDn等快捷键将不能使用，就连用鼠标选取移动图件、双击修改属性等操作都无法进行。当然，您可以通过菜单(Menu)按钮中的“Add”命令添加快捷键，但要在系统提供的功能中添加。因在选中“PCBHotKeys”选项情况下，系统已提供了较强的快捷键功能，在此对快捷键的添加不作过多说明，有兴趣的读者可根据对话框中的操作提示进行添加快捷键。完成后单击“Close”按钮即可。第48页/共108页

拖动视图的操作方法是：当PCB编辑器处于空闲状态时，即不处于布线、放置实体等任何命令状态时，按住鼠标的右键不放，此时光标指针变成了一个手的形状，如图5-37所示。拖动鼠标(此时画面一起移动)到编辑区合适的位置，然后松开鼠标右键，即可改变视图中对象在编辑区中的位置。第49页/共108页三、印制电路板的3D显示Protel99SE具有印制电路板的3D显示功能，使用该功能可以显示清晰的PCB的三维立体效果，并且可以随意旋转、缩小、放大及改变背景颜色等。在三维视图中，通过设置可使某一网络高亮显示，也可使元件、丝网、铜箔、字符隐藏起来。下面以Z80微处理器印制电路板为例说明PCB的三维显示操作过程。1）打开“Z80ProcessorBoard.PCB”文档，如图5-38所示。第50页/共108页2）执行菜单命令“View\Boardin3D”,或者按下主工具栏中的按钮，就进入3D显示画面，如图5-39所示。第51页/共108页

图5-39中，右窗口是三维图形显示区。左窗口是3D浏览管理器BrowsePCB3D，其内容分为三个栏：BrowseNets(网络浏览)、Display（显示）和图形旋转控制栏。●BrowseNets栏该栏列出了当前显示图中所有的网络名称，当选择某一个网络号后，单击栏下面的“Highlight”按钮，右边三维图中的该网络会高亮显示。按下Clear按钮，取消选中网络的高亮显示。●Display栏该栏中有4个选项：Component（元件）、Silkscreen（丝网）、Copper(铜箔)和Text（字符）。这几个选项可以同时多选，也可以单选。选中的选项在图中有显示，不选中项在图中不显示。●图形旋转控制栏当光标移到该栏时，光标变为控制旋转状，上下左右移动光标时，可控制右边的三维图形跟随旋转。第52页/共108页

3）执行“View\Preferences”命令，如图5-40所示，该命令执行后，会弹出参数设置对话框，如图5-41所示。使用该对话框可对3D显示图形进行参数设置。在这个对话框中，分为三个选项栏：●Display栏与3D浏览管理器一样，也可以对元件、丝网、铜箔、字符等显示或隐含进行设置。●Highlighting栏用来设置要高亮显示网络的颜色以及3D图形的背景颜色。●PrintQuality栏用来设置打印的质量。第53页/共108页5.4参数设置

系统参数（Preferences）对话框是用于设置系统有关参数的。如板层颜色、光标的类型、显示状态、默认设置等。在设计窗口中单击鼠标右键，在调出的右键菜单中选择“Options…”下的“Preferences”命令，或者直接选择主菜单“Tools”下的“Preferences”命令，将出现如图5-42所示的系统参数对话框。第54页/共108页

图5-42所示的对话框包括6个标签页。

1.“Options”选项标签页此对话框分为6个区域，分述如下：

(1)“EditingOptions”编辑选项区域

1）OnlineDRC：选中表示在布线的整个过程中，系统将自动根据设定的设计规则进行检查。

2）SnapToCenter：选中表示在移动元件封装或者字符串时，光标会自动移动到元件封装或者字符串的平移参考点上，否则执行移动命令，光标与元件或字符串连在光标指向处。一般说来，元件封装的参考点为1号焊盘(引脚1)，而字符串的平移参考点为字符串左下角的小十字形状，旋转参考点为字符串右下角的小圈。第55页/共108页

3）ExtendSelection：选中表示在选取印制电路板图上元件的时候，不取消原来的选取。即可以逐次选择我们要选取的元件；如果不选，则只有最后一次选择的元件是处于选取的状态，以前选取的元件将撤销选取状态。此选项的系统默认值为选中。

4）RemoveDuplicates：选中表示系统将自动删除重复的元件，以保证电路图上没有元件标号完全相同的元件。此选项的系统默认值为选中。

5）ConfirmGlobalEdit：选中表示在进行整体编辑操作以前，系统将给出提示，让用户确认，以防错误编辑的发生。此选项的系统默认值为选中。

6）ProtectLockedObject：选中表示在高速自动布线时保护先前放置的固定实体不变。此项的系统默认值为不选。第56页/共108页(2)“AutopanOptions”自动移边选项区域1）Style：自动移边方式，如图5-44所示。有7种方式可供选择。第57页/共108页

“Disable”：表示光标移动到工作区的边缘时，系统不会自动向工作区以外的区域移动。“Re-Center”：表示当光标移动到工作区的边缘时，将以光标所在的位置重新定位工作区的中心位置。“FixedSizeJump”：表示在光标移动到工作区的边缘时，系统以下面设置的“StepSize(步长)”进行自动向工作区外移动。“ShiftAccelerate(Shift键加速)”：表示当光标移动到工作区的边缘时，如果“ShiftStep(代替步长)”的值比“StepSize”的值大，则以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动；如果按住Shift键，则以设置的“ShiftStep”值进行自动向工作区外移动；如果“ShiftStep”的值比“StepSize”的值小，则不论是否按住Shift键，系统都将以设置的“StepSize”值自动向工作区外移动。第58页/共108页

“ShiftDecelerate(Shift键减速)”：表示当光标移动到工作区的边缘时，如果“ShiftStep”的值比“StepSize”的值大，则以设置的“ShiftStep”自动向工作区外移动；如果按住Shift键，则以设置的“StepSize”值进行自动向工作区外移动；如果“ShiftStep”的值比“StepSize”的值小，则不论是否按住Shift键，系统都将以设置的“ShiftStep”值自动向工作区外移动。“Ballistic”：表示在光标移动到工作区的边缘时朝原方向继续移动，光标离边缘越远，即光标越往边上拉，屏幕移动速度越快。“Adaptive”：表示在光标移动到工作区的边缘时朝原方向继续移动，屏幕按固定的较快速度移动。第59页/共108页2）StepSize：设置在自动移边的时候，每次移动像素点的个数。此项系统默认值为30。

3）ShiftStep：设置在自动移边的时候，如果按住Shift键，每次移动的像素点的个数一般比上一个值要大，以实现快速移动边界。此项的系统默认值为100。

(3)“ComponentDrag”拖动图件区域设置元件移动方式，用鼠标左键单击右边的下拉式按钮，其中包括两个选项：“None(没有)”和“ConnectionTracks(连接导线)”。如果选择“ConnectionTracks”选项，则使用“Move\Drag”命令移动元件时，与元件相联系的线将跟随移动。第60页/共108页

(4)“Interactiverouting”交互式布线模式选择区域

1）Mode单击“Mode（模式）”右边的下拉式按钮，可看到如图5-45所示对话框。第61页/共108页

其中包括以下3个选项，将光标移至其上，单击鼠标左键即可选中。“IgnoreObstacle（忽略障碍）”：表示在布线遇到障碍时，系统会忽略遇到的障碍，直接布线过去。“AvoidObstacle（避免障碍）”：表示在布线遇到障碍时，系统会设法绕过遇到的障碍，布线过去。“PushObstacle（清除障碍）”：表示在系统布线遇到障碍时，系统会将障碍先清除掉，再布线过去。

2）PlowThroughPolygon选中表示在布线的整个过程中，导线穿过多边形布线。此项只有在“AvoidObstacle”项选中有效。其他两项无需此功能。

3）AutomaticallyRemove选中表示在布线的整个过程中，在绘制一条导线以后。如果系统发现还有一条回路可以取代此导线的作用，则会自动删除多余的导线。第62页/共108页

(5)“Other”其它区域如图5-30左下方所示。

1）RotationStep设置在放置元件时，每次按动空格键元件旋转的角度。设置的单位为度，系统默认值为90°。

2）Undo/Redo设置最大保留的撤销或重做操作的次数。默认值为30次。撤销和重作可以通过主工具栏上右边的两个箭头符号图标进行操作。3）CursorType设置光标的形状。用鼠标左键单击右边的下拉式按钮，其中包括三种光标形状：“Large90”、“Small90”、“Small45”。三种光标的形状分别如图5-46所示。第63页/共108页2.“Display”显示标签页“Display”显示标签页，如图5-47所示。第64页/共108页

该标签页有四个区域:(1)“Displayoptions”显示选项区域

1）ConvertSpecialString表示将特殊字符串转化成它所代表的文字。HighlightinFull用于设定选取图件的显示模式。若选中此项，则在执行如“Edit\Select\ConnectedCopper（编辑选取连接铜）”等有关选取实体命令时，则选取部分会整体点亮。否则，只会在其边缘点亮，不太明显、醒目。建议选中此项。

3)UseNetColorForHighlight表示高亮显示网络时使用网络颜色。4）RedrawLayers选中表示重画电路图时，系统将一层一层地刷新重画。当前的板层在最后才会重画，所示最清楚。5）SingleLayerMode选中此项则设定为只显示当前编辑的板层，其它板层不被显示，在切换工作板层时，也只显示新指定的那一层。若不选将显示全部板层。6）TransparentLayer选中表示所有的板层都为透明状，所有的导线、焊盘都变成了透明色。用处不大。第65页/共108页(2)“Show”显示区域此区域用来设置下列项的显示与否。1）PadNets用于表示显示焊盘的网络名称。2）PadNumbers用于表示所有编码焊盘的编号都将显示出来，否则不显示焊盘编号。元件封装库中的元件焊盘自身有编号，执行“Place\Pad”命令放置的焊盘，系统按“0，1，2，3,…”的编号排列。建议选中此项，这会给绘图带来方便。3）ViaNets用于表示显示过孔的网络名称。4）TestPoint用于设置的检测点将显示出来。5）OriginMarker用于表示显示绝对原点的标志(带叉圆圈)。6）StatusInfo用于系统会显示出当前工作的状态信息。第66页/共108页(3)“Draftthresholds”用于显示模式切换范围区域如图5-46右上方所示，共两项内容。这两项是与每种图件的“Final(精细)”、“Draft(粗略)”、“Hidden(隐藏)”3种显示方式有关。如图中所示的设置表示：

Tracks框设置的数目是指当导线宽度大于该值时，使用“Final”显示模式；否则使用“Draft”显示模式。

Strings框设置的数目为字符串在大于该值时，使用“Final”显示模式；否则使用“Draft”显示模式。第67页/共108页(4)“LayerDrawingOrder…”板层绘制顺序单击图5-47对话框中的“LayerDrawingOrder…”按钮，将出现如图5-48所示的对话框。第68页/共108页

此对话框是用来设置板层的绘制顺序的。设置方法是：

1）点中某层，按动“Promote(上移)”按钮将使此层向上移动，按动“Demote(下移)”按钮将使此层向下移动。

2）单击“Default(默认)”按钮将恢复到系统默认的方式。设置完成以后，单击“OK”按钮即可。第69页/共108页

3.“Colors”颜色标签页“Colors”颜色标签页如图5-49所示。在图5-49中，有两个重要按钮：1）DefaultColors是将所有的颜色设置恢复到系统的默认值。2）ClassicColors是将所有的颜色设置为传统的黑底的设计界面。第70页/共108页

此对话框用于设置各种板层、文字、屏幕等的颜色。设置方法如下：用鼠标单击需要修改颜色的颜色条，将出现如图5-50所示的对话框。第71页/共108页4.“Show/Hide”显示/隐藏标签页“Show/Hide”显示/隐藏标签页如图5-51所示。第72页/共108页

对每一种图件，都对应了3种显示方式，即：“Final”、“Draft”、“Hidden”。图5-51中，图件包括：Arcs(圆弧)、Coordinates(位置坐标)、Dimensions(尺寸标注)、Fills(金属填充)、Pads(焊盘)、Polygons(多边形敷铜填充)、Strings(字符串)、Tracks(铜膜导线)、Vias(过孔)、Rooms(矩形区域)。图5-51对话框的左下角有三个按钮，分别为：“AllFinal”、“AllDraft”、“AllHidden”。选中某项，则上述10种图件全部设为该项。第73页/共108页5.“Defaults”默认标签页“Defaults”默认标签页如图5-52所示。第74页/共108页

各个图件包括：Arc(圆弧)、Component(元件封装)、Coordinate(坐标)、Dimension(尺寸)、Fill(金属填充)、Pad(焊盘)、Polygon(敷铜)、String(字符串)、Track(铜膜导线)、Via(过孔)。将系统设置为默认设置的方法为：选中图件，单击“EditValues…”按钮即可进入默认值对话框。图5-53为元件封装的系统默认值编辑对话框。各项的修改会在取用元件封装时反映出来。第75页/共108页6.“SignalIntegrity”信号完整性标签页“SignalIntegrity”信号完整性标签页如图5-54所示。在这里可以对进行信号完整性分析的元件进行设置。第76页/共108页

为了保证信号完整性分析的准确性，我们必须在这个对话框中定义准确的元件类型。按动“Add…(增加)”按钮来增加一个新的元件类型，其对话框如图5-55所示。我们在“DesignatorPrefix(元件标号)”框中输入一个元件的标号名称，然后在“ComponentType(元件类型)”中选择一个类型。其中包括Resistor(电阻)、IC(集成电路)、Diode(二极管)、Connector(连接插头)等。如果不能确定元件的类型，就全部选择为集成电路。最后单击“OK”按钮即可。第77页/共108页5.5元件封装库及其管理一、元件封装库的加载在编辑印制电路板文件的状态下，将左边的设计管理器切换成为“(BrowsePCB)”标签页界面。在“Browse”浏览栏下的组合编辑框中，单击右边的下拉按钮，打开下拉列表，这里选择“Libraries(库)”，如图5-57所示。单击“Add/Remove(添加/删除)”按钮，将出现图5-58所示的关于引入库文件的对话框。第78页/共108页

若要加载元件封装库文件，只需选中图5-58器件库列表中的某个库文件，单击“Add(添加)”按钮。元件封装库文件加载完成后，单击图5-58的“OK”按钮，之后所加载的库文件就会出现在图5-58所示的“Libraries”栏列表中。第79页/共108页

二、元件封装库的卸载如果想卸载某个库文件，只需在图5-58下面文件列表中用光标单击选中该文件，而后单击“Remove(删除)”按钮即可完成库文件的卸载。最后单击“OK”按钮即可。第80页/共108页

三、浏览元件在已加载元件封装库列表中选择一个，然后单击“Browse(浏览)”按钮，便可得到如图5-59所示的浏览封装库元件对话框。也可以执行菜单命令“Design\BrowseComponents…”或先后按下热键D、B。第81页/共108页

图5-59中各项介绍如下：

1)Libraries可以选择系统已经加载的元件库。

2)Components可以选择库中的元件封装在右边预览。其下的按钮“Edit”(编辑)可对选中元件进行修改编辑，建议不要更改标准库中的元件；单击另一个按钮“Place”(放置)，可将选择的元件放置到编辑器中。

3)右边的预览区可以看到当前选择的元件封装形式，非常直观。按动“ZoomAll(观看整体)”、“ZoomIn(放大)”和“ZoomOut(缩小)”按钮可调整图形的大小。

4)元件封装和右边的预览区下面是所选择浏览元件的尺寸和其上焊盘尺寸信息。第82页/共108页5.6创建PCB元件封装

我们在设计PCB图时，总是在PCB元件库中直接调用元件封装，把它放置在编辑区中合适的位置。但有些时候，我们需要使用的某个元件封装，PCB元件库中却没有。怎么办呢？那就自己来创建一个元件封装。

Protel99SE提供了一个创建元件封装的编辑器，即PCB元件库编辑器，用它可以创建任意形状的元件封装。当然元件封装的创建也可以借助现有的元件封装，通过简单的修改来得到。下面介绍PCB元件库编辑器，以及创建元件封装的两种方法：手工创建法和向导创建法。第83页/共108页一、启动PCB元件库编辑器启动PCB元件库编辑器的具体步骤如下：1）启动Protel99SE，进入Protel99SE主窗口。2）进入Protel99SE主窗口后,执行菜单命令File\New”，就打开如图5-60的对话框。3）在对话框中的“DatabaseFileName”栏中输入设计数据库名，后缀为.ddb。按下“Browse…”按钮，可以选择设计数据库的存盘路径，单击对话框中的“OK”按钮，就建立了新的设计数据库，并进入如图5-61所示的创建设计数据库后的窗口。第84页/共108页

3）执行菜单命令“File\New”，打开新建文件对话框，如图5-62所示。将鼠标指针移到PCB元件库编辑文档图标，单击鼠标左键选中。

4）单击对话框中“OK”按钮或直接双击PCB元件库编辑文档图标，就会建立PCB元件库编辑文档，进入新建元件库文件界面，如图5-63所示。在这里可以修改元件库文件的名称，初始名称为PCBLIB1，它处于浮动状态，输入所想要的名称，如GB.Lib；按Enter键即完成修改。

5）直接双击图5-63中的PCB元件库文件图标，就进入PCB元件库编辑器主窗口。第85页/共108页

二、PCB元件库编辑器主窗口如图5-64所示，PCB元件库编辑器有两个窗口，左边的一个是设计管理器窗口，右边的是设计窗口，又称之为编辑区。第86页/共108页

⒈主菜单

PCB元件库编辑器的主菜单如图5-65所示，每个菜单下均有相应的子菜单，某些子菜单下还有多级子菜单。它与原理图编辑器和原理图元件库编辑器的主菜单有相同之处，但因它们处于不同的工作环境，完成的功能就有差别。

File用于文件的管理、文件的存储、文件的输出打印等操作；

Edit用于各项编辑功能，如删除、移动等；

View用于画面管理，如画面的放大、缩小和各种工具栏的打开与关闭等；

Place用于绘图命令，如在工作界面上放置一个圆弧、导线、焊盘等；

Tools给用户在设计的过程中提供各种方便的工具；

Reports用于产生报表；

Help用于提供各种帮助文件。第87页/共108页

⒉主工具栏主工具栏如图5-66所示,它提供了各种快捷操作按钮，这些按钮的功能基本与原理图编辑器的主工具栏中的按钮功能相同，所以不再重复。第88页/共108页

⒊放置工具栏

PCB元件库编辑器提供了一个放置工具栏，如图5-67所示，按下相应的按钮，可以在编辑区放置各种图元，如焊盘、导线、圆弧等。如果主窗口中没有显示绘图工具栏，还是因为绘图工具栏被隐藏，只要执行菜单命令“View\Toolsbars\PlacementTools”，就可以打开它；如要关闭它，再次执行菜单命令“View\Toolsbars\PlacementTools”即可。第89页/共108页

三、创建PCB元件封装⒈选项参数设置执行“Tools\LibraryOptions…”菜单命令，系统将弹出如图5-68所示的选项参数设置对话框。在对话框的Layers标签页中，可以设置元件封装的层参数，通常我们只选中PadHoles（焊盘内孔）和ViaHoles（过孔）两个复选框，其他则缺省。单击“Options”标签，进入“Options”标签页，如图5-69所示。在该对话框中可设置Snap（格点）、ElectricalGrid（电气栅格）和Measurement（计量单位）等，计量单位有英制和米制两种。第90页/共108页

2．系统参数设置

执行菜单命令“Tools\Preference…”，系统将弹出如图5-70所示的“Preference”设置对话框。它共有5个标签页，即“Options、Colors”、“Show/Hide”、“Defaults”和“SignalIntegrity”标签页，一般只设定“Options”标签页的各项参数即可。第91页/共108页

1．手工创建元件封装下面以创建DIP8为例，说明手工创建元件封装的方法。DIP为双列直插式元件封装，一般来说元件封装的参考点在1号焊盘，参考焊盘的形状为50mil×50mil正方形，其他焊盘为直径为50mil的圆形，同一侧的焊盘间距为100mil，不同侧的焊盘间距为300mil。具体操作步骤如下：

1）执行菜单命令“Place\Pad”，如图5-71所示。执行完上述命令后，鼠标指针附近出现一个大“十”字且中间有一个焊盘，如图5-72所示。第92页/共108页

放置过程中按下Tab键，弹出焊盘设置对话框，如图5-73所示。在该对话框中，可以对焊盘的有关参数进行设置：X-Size和Y-Size栏用来设置焊盘的横、纵向尺寸，填入50mil；Shape栏用来选择设置焊盘的外形（有圆形、正方形和正八边形），选择矩形Rectangle；Designator栏指示焊盘的序号，可以在栏中进行修改为1。Layer栏为设置元件封装所在的层面，针脚式元件封装层面设置必须是MulitLayer，X-Location和Y-Location栏指示焊盘所在的位置坐标，对它们重新设置可以调整焊盘的位置。按下“OK”按钮即完成这一焊盘属性的设置，移动焊盘到合适的位置后，单击鼠标左键，完成了第一个焊盘的放置。此时系统仍然处于放置焊盘的编辑状态，光标上仍带一个可移动焊盘，可以继续放置焊盘，垂直向下移动100mil，再放置第二个焊盘，如此操作，直至放置完8个焊盘。如果要结束放置焊盘的编辑状态，则单击鼠标右键或按键盘上的Esc键。放置的全部焊盘显示如图5-74所示。第93页/共108页

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若需对所有的焊盘进行属性设置，可按下“Global”按钮，就打开如图5-75所示的对话框，对所有的焊盘属性进行设置。对所有参数的设置结束后，按下“OK