第4章-GD32E230核心板PCB设计

第4章GD32E230核心板PCB设计嘉立创EDA(专业版)电路设计与制作快速入门原理图导入PCB“4.1

原理图导入PCB在原理图设计界面中，执行菜单栏命令“设计”→“更新/转换原理图到PCB”。在“确认导入信息”对话框中，单击“应用修改”按钮。更新原理图到PCB在电路设计过程中，常常遇到修改原理图的情况，因此，除了需要将元件从原理图导入新建的PCB中，还要将修改的内容更新到PCB中。更新PCB的方法有以下两种。（1）在原理图设计环境中，执行菜单栏命令“设计”→“更新/转换原理图到PCB”。（2）在PCB设计环境中，执行菜单栏命令“设计”→“从原理图导入变更”。设计PCB板框“4.2

设计PCB板框在PCB设计环境中，将网格单位设置为mm。然后执行菜单栏命令“放置”→“板框”→“矩形”。在图纸上绘制一个矩形框，绘制完成后，按Esc键退出命令。单击选中板框，在“属性”标签页中设置板框的参数绘制定位孔“4.3

绘制定位孔执行菜单栏命令“放置”→“挖槽区域”→“圆形”。在PCB的左下角单击绘制一个圆，绘制完成后再次单击，按Esc键可退出命令。绘制定位孔单击选中该圆，在PCB设计环境右侧的“属性”标签页中设置圆的参数。圆心坐标为（3.5mm，3.5mm），半径为1.6mm。绘制定位孔按照同样的方法绘制其余三个圆，半径均为1.6mm，右上角圆的圆心坐标为（81.5mm，66.5mm），左上角圆的圆心坐标为（3.5mm，66.5mm），右下角圆的圆心坐标为（81.5mm，3.5mm）。绘制金属定位孔单击选中槽孔，再右键单击，在右键快捷菜单中，执行菜单栏命令“转为”→“转为焊盘”。在“属性”标签页中，设置焊盘的参数，网络为GND，焊盘的外直径为4.2mm，内直径为3.2mm设计规则“4.4

设计规则在PCB设计环境中，执行菜单栏命令“设计”→“设计规则”，打开“设计规则”对话框。设计规则——安全间距打开“设计规则”对话框的“规则管理”标签页，在“间距”→“安全间距”→“copperThickness1oz”面板中，单位选择mil。设置电气相关组件之间的安全间距为8mil，填充区域/泪滴与导线之间的安全间距保持默认11.8mil。由于Type-C接口的插件焊盘之间的间距约为8mil，所以设置插件焊盘到插件焊盘的安全间距为7mil。设计规则——非电气相关安全间距设置非电气相关安全间距如图所示设计规则——导线在“物理”→“导线”→“copperThickness1oz”面板中，单位选择mil，设置线宽最小为10mil，默认为10mil，最大为30mil。设计规则——过孔尺寸在“物理”→“过孔尺寸”→“viaSize”面板中，单位选择mil，设置过孔外直径最小和默认为24mil，最大为30mil；过孔内直径最小和默认为12mil，最大为15mil。设计规则——铺铜在“平面”→“铺铜”→“copperRegion”面板中，单位选择mil，设置“网络间距”为10mil，设置“到边框/槽孔间距”为20mil。层的设置“4.5

层工具单击按钮可以显示或隐藏对应的层；单击颜色标识区，当显示图标时，表示该层已进入编辑状态，可进行布线等操作图层管理器通过“图层管理器”，可以设置PCB的层数和其他参数。单击“图层”标签页中的

按钮，或执行菜单栏命令“工具”→“图层管理器”，打开“图层管理器”对话框。元件的布局“4.6

布局基本操作——交叉选择在原理图中选中元件，执行菜单栏命令“设计”→“交叉选择”，或者使用快捷键Shift+X，即可切换至PCB并高亮显示元件。布局基本操作——布局传递框选“独立按键电路”模块中的所有元件，在原理图中执行菜单栏命令“设计”→“布局传递”，或按快捷键Ctrl+Shift+X，即可切换至PCB，编辑器将选中的元件PCB封装按照元件在原理图中的相对位置进行摆放。布局基本操作——元件的复选与对齐（1）按Ctrl键，同时单击元件，即可实现多个元件的复选。（2）单击选中需要对齐的元件，然后单击菜单栏中的对齐按钮，在下拉菜单中选择所需的对齐操作即可实现元件对齐摆放。布局原则（1）布线最短原则。（2）将同一功能模块中的元件，根据信号的流向以“就近原则”集中布局。（3）“先大后小，先难后易”原则。即重要的单元电路、核心元件优先布局。（4）布局中应参考原理图，根据电路的主信号流向规律放置主要元件。（5）元件的排列要便于调试和维修，即小元件周围不能放置大元件，需要调试的元件周围要有足够的空间。（6）布局晶振时，应尽量靠近IC，且与晶振相连的电容要紧邻晶振。GD32E230核心板布局元件的布线“4.7

元件的布线——第1步完成USB电路、电源转换电路（5V转3.3V）和LED电路的部分布线。（1）在“图层”标签页中，选择顶层；（2）单击工具栏中的

按钮，进入“单路布线”模式。按Tab键，在弹出的“输入值”对话框中，输入线宽值，信号线宽为10mil，电源线线宽为30mil，若受元件焊盘大小限制，电源线也可以改为10mil。（3）单击工具栏中的

按钮，导线可以连通顶层和底层。元件的布线——第2步完成USB电路和通信-下载电路的部分布线。元件的布线——第3步完成OLED显示屏接口电路、蜂鸣器电路和GD32微控制器电路的部分布线。元件的布线——第4步完成GD32微控制器电路、蜂鸣器电路和通信-下载电路的部分布线。元件的布线——第5步完成GD32微控制器电路的部分布线。元件的布线——第6步完成GD32微控制器电路和LED电路的部分布线。元件的布线——第7步完成复位按键和独立按键电路的部分布线。元件的布线——第8步完成剩余飞线布线。元件的布线——DRC检查布线完成后，需检查DRC，以防有遗漏的飞线未连接，在PCB设计环境的底部，打开DRC标签页，单击“检查DRC”按钮，若显示“全部（0）”，则表示DRC检查通过。元件的布线——DRC检查若DRC检查未通过，查看“解释”项可知是哪种类型错误。单击“对象X”（X表示数字）列的内容即可定位错误处，修改后再次检查DRC，直至DRC检查通过。泪滴“4.8

泪滴执行菜单栏命令“工具”→“泪滴”。在“泪滴”对话框中，单击“新增”按钮，其他参数保持默认铺铜“4.9

顶层铺铜首先在“图层”标签页中选择“顶层”，单击工具栏中的

按钮，在下拉菜单中选择“矩形”。在PCB板框外部单击，沿着板框绘制一个比板框略大的矩形框，结束绘制时再次单击，弹出“轮廓对象”对话框，确认“网络”为GND，其他参数保持默认即可，然后单击“确认”按钮。右键单击可退出“铺铜”模式。底层铺铜在“层与元素”面板中选择“底层”，单击“PCB工具”栏中的

按钮，在弹出的“属性”对话框中选择GND网络丝印“4.10

丝印在“图层”标签页中选择“顶层丝印层”，然后单击工具栏中的

按钮，在弹出的“文本”对话框中输入文本。