電路系統(tǒng)--計算機輔助設(shè)計layout講義.doc

附錄4：PCB設(shè)計軟件Layout使用方法簡介當我們把原理圖設(shè)計完畢，準備做實際電路的測試或者要制成最終的產(chǎn)品，就要用到PCB（印刷電路板）的設(shè)計工具。OrCAD是一套完整的電路板設(shè)計工具，他的PCB設(shè)計工具是Layout和Layout Plus（比Layout功能強，下面的講述主要以Layout Plus為主，為了方便，我們也稱之為Layout），本章的內(nèi)容將指導(dǎo)大家學(xué)習(xí)這套軟件的使用。要熟悉PCB設(shè)計軟件的使用，就必須要對印刷電路板有很比較深刻的理解。隨處可見的電路板都可以作為很好的例子，平時多觀察就會對電路板設(shè)計有很好的幫助。實際的電路板可能有單層、雙層、四層或者更多層。最常見的電路板是雙層和四層板，每一層上的“銅線”（track）和“銅膜”（copper pour）都是電氣上相連的，不同層之間通過“過孔（via）”相連。與原理圖設(shè)計比較，PCB中的銅線、銅膜和過孔都是原理圖中連線的實際表現(xiàn)。一般來說，在制作PCB之前都要先完成原理圖的設(shè)計，只有PCB和原理圖完全一一對應(yīng)，才可以保證制作出來的電路板符合設(shè)計的要求。PCB的設(shè)計流程一般分為：網(wǎng)表（Netlist）輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個步驟，下面就分別對這幾個步驟進行介紹。一、 網(wǎng)表輸入我們作為例子的電路原理圖如下所示。完成原理圖的設(shè)計是PCB制作的開端。圖D-1 示例電路原理圖PCB圖和原理圖的聯(lián)系是一個被稱作“網(wǎng)表”的文件，這個文件由Capture根據(jù)原理圖生成，然后被Layout軟件引入。網(wǎng)表文件包含了電路圖中包括的所有器件的封裝（footprint，可以理解為元器件的外形）信息和器件各個引腳的連接信息。器件的外形信息，也就是封裝，在PCB設(shè)計中是最重要的，也是最容易出問題的地方。因為同樣的器件可能會有不同的封裝類型，例如常見的74系列器件就有雙列直插（DIP）和表面貼裝（SMT）的區(qū)別。一般來說，在設(shè)計PCB之前需要把器件拿到手再決定所選用的封裝類型，否則即使你選擇的封裝沒有錯，也有可能發(fā)生買不到這種封裝的情況。為了順利的過渡到PCB的設(shè)計，在原理圖中需要為每個器件設(shè)置它的封裝類型。對于封裝相同的器件，如原理圖中的多個電阻、電容等，可以將他們?nèi)窟x擇，在它們的屬性對話框中一次修改。如圖D-2通過鼠標拖曳的操作把幾行同時選中，右擊鼠標選擇Edit命令進行修改。在畫原理圖的時候，Capture可能會為器件的封裝提供一個缺省值。但這個值不一定可以滿足我們的要求，而這項設(shè)置絕對不可以弄錯，我們必須要對每個器件的封裝進行檢查。Layout提供的封裝庫中有非常多的封裝類型，封裝的名字一般比較長，但它的意義也因此比較明顯。例如對于封裝DIP.100/40/W.600/L2.050，這個名字包含好多部分，其中DIP表示這個器件是一個雙列直插器件；.100表示每個引腳的間距是0.1英寸；40表示共有40個引腳；W.600/L2.050表示這個器件的寬度和長度分別是0.6和2.05英寸。在Layout中，英制單位是非常常用的，一個常用的單位mil，就是千分之一英寸。在我們對Layout的封裝還不是很熟悉的時候，我們可以在Layout中對所有的封裝類型進行瀏覽。首先打開Layout，點擊工具欄左數(shù)第3個按鈕（Library Manager）打開器件管理窗口，我們就可以在工作區(qū)左邊的兩個列表框進行瀏覽?？梢詤⒖己竺娴膱DD-16。圖D-2 在原理圖中設(shè)置器件封裝的方法在我們的原理圖中，全部器件的封裝類型如下表所示：表D-1 原理圖所使用的器件和封裝類型序號器件描述器件標識器件封裝130pC1RAD/CK05230pC2RAD/CK05310uFC3RAD/CK05412 mHzQ1RAD/.400X.150/LS.300/.03451kR1AX/RC05680C51U5DIP.100/40/W.600/L2.0507KM62256CU7DIP.100/28/W.600/L1.400874LS373U9DIP.100/20/W.300/L1.050封裝檢查無誤之后就可以使用Tools菜單中的Create Netlist命令生成網(wǎng)表。注意：Tools菜單只有在工程瀏覽窗口為輸入焦點的時候才可見，Create Netlist命令只有在當前設(shè)計被選擇的時候才有效，如圖D-3所示。原理圖的連接信息在網(wǎng)表中以“網(wǎng)絡(luò)”（Net）來表示，所有連接在一起的結(jié)點和導(dǎo)線組成一個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)有各自的名字。如所有的5V電源都是連接在一起的，他們共同組成了名字為VCC的網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于“網(wǎng)絡(luò)”的理解會隨著我們的學(xué)習(xí)越來越深入，在繪制PCB電路圖的時候，網(wǎng)絡(luò)便是最重要的概念。在這里有必要提示一個在畫原理圖時需要注意的問題。在圖D-1上，我們看到很多器件的VCC（電源）和GND（地）都沒有顯示出來，參考圖D-2的Power Pins Visible的選項，這些引腳都被隱藏了，但是他們?nèi)笔〗拥搅嗣譃閂CC或GND的網(wǎng)絡(luò)上。所以為了和GND的網(wǎng)絡(luò)連接，我們所有的“地”標志都起名為GND（圖中不顯示出來）。還可以注意到原理圖的中間，有一個Vss到地的連接，這是因為有些器件（CMOS）的“地”并沒有取名為GND，而是取為VSS，電源沒有取為VCC，而是VDD，這樣就需要建立GND到VSS和VDD到VCC的連接以保證他們連接到同樣的網(wǎng)絡(luò)上。圖D-3在Tools菜單中選擇Create Netlist命令執(zhí)行Create Netlist命令之后，彈出如圖D-4的對話框，為生成符合Layout格式的網(wǎng)表文件，請選擇Layout頁，并選擇User Properties are in inches（這個選項雖然只是選擇所使用的單位，但對于Layout很重要，否則到后面可能會出現(xiàn)問題）。生成Netlist文件之后，我們就可以離開Capture的環(huán)境了，接下來的工作將完全在Layout下進行。圖D-4 Create Netlist對話框在Orcad Layout的界面中，F(xiàn)ile菜單下執(zhí)行New命令來新建一個電路板的設(shè)計。執(zhí)行這個命令之后，Layout首先要打開一個Template文件，這個文件是一個對電路板的電子特性的一些定義，如電路板的層數(shù)、導(dǎo)線的寬度和所選擇的度量單位等。這些定義非常重要，我們必須在開始布線之前設(shè)定他們，下一個小節(jié)還要對這些定義做詳細的介紹。在這里我們可以選擇Layout提供的預(yù)定義文件，例如選擇安裝目錄中的Layout_PlusDataDEFAULT.tpl。上面提到的那些設(shè)定在選擇了這個文件之后還可以隨意改變，所以這里選擇一個最基本的就可以了。接下來就需要選擇網(wǎng)表文件了，這個文件是我們前面用Capture生成的，把它打開后，并為新設(shè)計命名，如果一切正常，Layout窗口將如圖D-5所示。圖中的虛線矩形框是系統(tǒng)為我們預(yù)定的一個邊界框，黃色的連接各個引腳的直線是表示引腳間連接信息的，可以稱之為“預(yù)拉線”。如果在引入網(wǎng)表的過程中發(fā)生任何錯誤，屏幕上將顯示一個對話框，提示錯誤的原因。在我們對這個軟件不是很熟悉的情況下，出現(xiàn)錯誤是非常正常的，只要學(xué)會了通過軟件提示的錯誤信息找到發(fā)生問題的地方，解決問題并不是很困難的。常見的錯誤是器件的封裝在系統(tǒng)中找不到，或者在在生成網(wǎng)表的時候度量單位選擇錯誤。圖D-5設(shè)計電路板的開始網(wǎng)表引入打開或新建了一個電路圖之后，可以看到在Windows系統(tǒng)的任務(wù)條上有兩個Layout的任務(wù)。其中Orcad Layout是我們最初打開的程序，Layout Plus是我們進行電路圖設(shè)計的程序。這里需要注意，前者是不能關(guān)閉的，他還包含了我們可能會用到的一些其他功能。同時，我們也不能同時打開多個Layout Plus窗口，否則很多功能會發(fā)生奇怪的錯誤。在開始正式畫PCB之前，我們先來熟悉一下Layout的工作環(huán)境。圖D-6是Layout的菜單和工具條，工具條上的按鈕分為多組，但類別區(qū)分不很明顯，可以通過按鈕的提示信息初步了解他們的功能，下面的章節(jié)會對他們做比較詳細的介紹。圖D-6 Layout Plus的菜單和工具條現(xiàn)在我們可以瀏覽一下我們的電路圖，可以用快捷鍵“I”（zoom In）放大電路圖，用快捷鍵“O”（zoom Out）縮小電路圖?？旖萱I的使用將大大提高我們工作的效率，在使用這個軟件的時候要不斷的掌握快捷鍵的使用方法。在不同的操作上下文中，右擊菜單中會包含一些常用的操作，他們對應(yīng)的快捷鍵也會顯示在里面。二、 布局1、 邊界的設(shè)置作為一個電路板，我們必須為其首先畫一個邊界，然后才可以在這個邊界里面布置元器件。邊界的外形除了要和將來要裝配的機箱或者接插的接口相配合外，一般是盡量做的小巧，以減少制作的成本。在Layout中，電路板的邊界屬于一種“障礙物” （Obstacle），因此在Layout的工具欄上按下Obstacle Tools的按鈕，然后在工具欄下面的下拉框中選擇“板層”為“0 Global Layer”。也就是說電路板的邊界要畫在這個板層上面?，F(xiàn)在在工作區(qū)用鼠標畫出一個封閉的多邊形作為邊界，這里我們畫成矩形，尺寸以能包含所有器件并有足夠的空間布線為宜。畫線的方式同原理圖設(shè)計比較類似，畫完的結(jié)果如圖D-7。如果電路板的外形沒有嚴格要求，可以在設(shè)計初期把邊界畫的大些，以利于布局、布線，在布線完畢之后再把邊界修改成合適的尺寸。圖D-7 設(shè)置電路板邊界圖D-8選擇當前的板層這里我們設(shè)計到了一個新的概念叫“板層”。可以通過觀察下拉框列表中的選擇來了解可選的板層。如圖D-8，可以看到分別有TOP，BOT，GND，PWR，IN1，IN2等板層，分別代表電路板的“頂層”、“底層”、“地層”、“電源層”、“內(nèi)部1”和“內(nèi)部2”。當我們選擇這些板層的時候，在操作區(qū)畫的線將屬于這些板層。Global Layer是比較特殊的板層，電路板的邊界就屬于這個板層。2、 自動布局在電路板的邊界確定之后我們就可以對電路板進行布局了。首先我們可以采用自動布局的方式。在Auto菜單的Place命令中選擇Board對整個電路板進行布局，大概幾秒鐘布局就可以完成。如果布局失敗，很可能的原因是電路板的邊界太小，不能把所有的器件都放到里面去。這時，恐怕就要調(diào)整電路板的尺寸或者選擇封裝比較小的器件了。3、 手動布局自動布局的功能非常有限，他給出的方案經(jīng)常不會符合我們的設(shè)計目標，這時候就要利用到手動布局，Auto place 的功能使得我們的手工布局可以有一個比較好的開始。在手動布局的時候，一般我們要先關(guān)閉Online DRC，就是那個寫著紅色的“DRC”的那個按鈕。點擊它使它抬起，關(guān)閉Online DRC功能，可以看到這時那個虛線矩形框消失了。這樣我們在移動器件的時候才不會引起討厭的錯誤提示信息。移動器件的基本操作是：單擊選擇器件，移動的過程中按“R”鍵進行旋轉(zhuǎn)，再次單擊將器件放下。一般不要對器件進行翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)后的器件一般是沒有辦法正常焊接的。Layout還支持一種放置器件的方法叫做Shove（推擠），就是在放置一個器件的時候，可以把其他器件推擠到一邊，以滿足電器上的需求，不會造成器件的間距過小。操作的過程是在放置器件的時候按鼠標右鍵，選擇Shove，或者直接按“J”鍵達到目的。如果當前選擇了兩個器件（按住shift進行多選，或者用拖曳的方式），在右擊菜單里面選擇Swap可以交換這兩個器件的位置，還有一種比較有用的布局方式是Matrix Place。這個功能可以讓我們把多個器件按照一個特定的矩陣進行放置。這個方法在排列一些成組的器件的時候，如電阻、發(fā)光二極管之類非常方便，可以很容易的排列整齊。在使用這個功能之前需要先定義一個矩陣，在主菜單中選擇Tools菜單中Matrix的Select命令，然后用鼠標從所要定義矩陣的一個角拖曳到其對角，即可拉出一個綠色的線框。此時上下移動鼠標可以改變矩陣的列數(shù)，左右移動鼠標可以改變矩陣的行數(shù)，設(shè)定結(jié)束后，按鼠標左鍵確定?，F(xiàn)在可以在屏幕上看到一個綠色的網(wǎng)格，這個網(wǎng)格就是我們定義的矩陣，用鼠標還可以對各個邊線進行修改。當我們選擇多個器件在右擊菜單中選擇Matrix的時候，就可以把這些器件按照剛才定義的網(wǎng)格排列整齊的放好了。圖D-9是一種布局的方式，大家不必完全按照這個結(jié)果布局，對于這個比較簡單的電路只要布局整齊，既不過稀也不過密就可以了。元器件布局的基本原則是保證接下來布線的順利進行，但在布局的同時還要注意以下幾個方面：1、首先要對所選用元件器及各種插座的規(guī)格、尺寸、面積等有完全的了解，在放置器件的時候在空間上不能相互妨礙，分布要合理均勻，力求整齊美觀。2、對于工作頻率比較高的電路，在放置元器件的時候還要考慮到電磁場兼容性、抗干擾的角度，走線短，交叉少，電源、地的路徑及去耦等。3、電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：（1）平放：當電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較好；對于1/4W以下的電阻平放時，兩個焊盤間的距離一般取4/10英寸，1/2W的電阻平放時，兩焊盤的間距一般取5/10英寸；二極管平放時，1N400X系列整流管，一般取3/10英寸；1N540X系列整流管，一般取45/10英寸。（2）豎放：當電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用豎放，豎放時兩個焊盤的間距一般取12/10英寸。圖D-9元器件的布局4、電位器：IC座的放置原則：（1）電位器：在穩(wěn)壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓，故設(shè)計電位器應(yīng)滿足順時針調(diào)節(jié)時輸出電壓升高，反時針調(diào)節(jié)器節(jié)時輸出電壓降低；在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流的大小，設(shè)計電位器時應(yīng)滿足順時針調(diào)節(jié)時，電流增大。電位器安放位置應(yīng)當滿足整機結(jié)構(gòu)安裝及面板布局的要求，因此應(yīng)盡可能放置在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。（2）IC座：設(shè)計電路板時，在使用IC座的場合下，一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座的右下角線或者左上角，而且緊靠定位槽（從焊接面看）。5、進出接線端布置（1）相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為23/10英寸左右較合適。（2）進出線端盡可能集中在1至2個側(cè)面，不要太過離散。三、 布線一般來說在布線之前都要首先對布線的基本規(guī)則進行設(shè)置，比如線寬、折角等。但為了讓大家比較快的進入正題，我們暫時忽略規(guī)則的設(shè)置，把這部分的內(nèi)容留到下一個小節(jié)，目前只采用軟件提供的缺省規(guī)則。布線的方法有自動布線和手工布線兩種，現(xiàn)在就分別對他們進行介紹。1、 自動布線布線工作對于制作電路板來說是最細致也最辛苦的工作，對于比較大型的電路板，如果完全手工布線的話會花費大量的精力，很可能由于最后幾根線布不通就要把這個電路板推翻重來。因此在電路板的電器特性要求不高的時候，我們經(jīng)常全部或者部分采用自動布線來完成布線工作。所以自動布線功能可以作為評價一個PCB軟件好壞的非常重要的指標。例子中的電路圖非常簡單，頻率也沒有很高的要求，所以我們可以完全由使用自動布線功能。在Auto菜單下的Autoroute中選擇Board，我們就可以動態(tài)的看到Layout的布線過程，對于這個電路，布線將很快完成，顯示一個“All sweeps completed (or disabled)”對話框。通過點擊工具條最右邊的DRC按鈕我們可以檢查布線結(jié)果有沒有error。為檢驗布線是否百分之百完成，我們可以在Auto菜單下選擇Create Report命令，從彈出的對話框中選中Conns Unrouted(unroute)來生成未完成部分布線的報告。最后完成的布線圖如圖D-10所示2、 手工布線一般在兩種情況下必須使用手工布線。一是對于比較關(guān)鍵的信號線最好手工畫，如時鐘線、高速數(shù)據(jù)線等。在對關(guān)鍵信號進行布線的時候，人的經(jīng)驗遠比軟件的算法優(yōu)秀，手工布線可以減少不必要的麻煩。第二種情況是對于自動布線后的結(jié)果要進行仔細的檢查，對于一些明顯的缺點要進行修正。如不必要的過孔、折角，過長的信號線等。Layout提供了多種手工布線的方式，可以根據(jù)自己的習(xí)慣和不同的應(yīng)用選擇不同的方式。對于剛才的電路，為了重新進行手動布線首先要把剛才自動布線的結(jié)果拆掉。在Auto的unroute菜單中選擇board完成這個工作。圖D-10自動布線的結(jié)果工具欄倒數(shù)第二組四個按鈕對應(yīng)了四種不同的手工布線方式。按照工具欄上從左到右的順序，第一種方式是“自動路徑手工布線”（Auto Path Route Mode）。在這種模式下，當我們用鼠標左鍵選擇一個預(yù)拉線，Layout將自動顯示一條它認為合適的走線，再次左擊鼠標就可以把這條路徑走好。更快捷的方法是雙擊預(yù)拉線的任意部分就可以把這條走線完成。這種方式和自動布線比較類似，操作者沒有太多的“自主權(quán)”。如果有其他沒有被“鎖定”（Lock）的走線阻礙了當前操作的走線，它還可以改變原來走好的線的路徑。這個特性叫做“推擠”（shove），同前面布局的推擠是類似的概念。第二種方式是“推擠式的手工布線”（Shove Track Mode）。這個模式充分體現(xiàn)了推擠功能的優(yōu)勢，我們在使用這種方式進行布線的時候可以不考慮其他走線的存在，只要確定了新的走線，原來擋路的走線將自動閃避，或者被“推”到一邊，或者完全重建。這種模式可以作為手工布線的主要模式，對于修改即將完成的電路板更是顯得得心應(yīng)手。第三種布線方式是“線段修改模式”（Edit Segment Mode）。這個模式主要用于走線的修改，操作的單位限于“線段”。例如可以用鼠標單擊選擇一個線段，然后對它進行簡單的平移。第四種布線方式是“增改布線模式”（Add/Edit Route Mode）。這個模式可以說是一種完全手工的布線模式，沒有任何的自動程序進行輔助，操作方法和推擠方式比較類似，只是沒有了推擠功能，對于被阻擋的布線將不能完成。在這種模式下選擇一條已經(jīng)布好的走線就可以對它進行修改。與線段修改模式不同，我們操作的單元是“點”，我們可以完全重新定義所選取線段的走線方式而不止是平移。在布線的過程中，我們可以按“1”“9”數(shù)字鍵選擇工具欄下拉列表中對應(yīng)的板層，按“w”鍵改變當前的線寬等，在右擊菜單中可以看到更多的常用操作。在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)力求走線合理，少拐彎，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝和檢修。設(shè)計應(yīng)按一定順序方向進行，例如可以由左往右和由上而下的順序進行。一般比較常見的布線經(jīng)驗還有以下幾點：（1）印刷電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。即，讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去，在特殊情況下，為簡化設(shè)計也允許用導(dǎo)線跨接，解決交叉電路問題。（2）同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發(fā)射極的接地點不能離得太遠，否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干擾與自激，采用這樣“一點接地法”的電路，工作較穩(wěn)定，不易自激。（3）總地線必須嚴格按高頻中頻低頻一級級地按弱電到強電的順序排列原則，切不可隨便翻來復(fù)去亂接，級與級間寧肯可接線長點，也要遵守這一規(guī)定。特別是變頻頭、再生頭、調(diào)頻頭的接地線安排要求更為嚴格，如有不當就會產(chǎn)生自激以致無法工作。調(diào)頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線，以保證有良好的屏蔽效果。（4）強電流引線（公共地線，功放電源引線等）應(yīng)盡可能寬些，以降低布線電阻及其電壓降，可減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。（5）阻抗高的走線盡量短，阻抗低的走線可長一些，因為阻抗高的走線容易發(fā)射和吸收信號，引起電路不穩(wěn)定。電源線、地線、無反饋元件的基極走線、發(fā)射極引線等均屬低阻抗走線，射極跟隨器的基極走線、收錄機兩個聲道的地線必須分開，各自成一路，一直到功效末端再合起來，如兩路地線連來連去，極易產(chǎn)生串音，使分離度下降。3、 鋪銅的方法一種比較常用的抑制噪聲、減少高頻干擾的方法就是在電路板上大面積鋪上銅，并和地線或者電源線連接在一起。極端的情況是在設(shè)計多層板的時候一般要有單獨的地層和電源層。對于兩層板，也可能需要在頂層或者地層鋪銅，以達到降低干擾的目的。執(zhí)行Option菜單下的User Preferences命令，在彈出的對話框中有一部分是Copper Pour Preferences。在這個對話框中要選擇Enable Copper Pour，下面的兩個選項Use Fast Fill Mode是Layout在繪制鋪銅時采用的一種快捷方法，這個并不重要；下面的選項Use Pours for Connectivity表示是否要用鋪銅作為電氣連接，這個選項一般要選上，這樣才可以把鋪的銅連到地線上，達到降低噪聲的目的。在Layout里，鋪銅也是一種“Obstacle” ，所以設(shè)計鋪銅的形狀和我們繪制電路板邊界的方法十分類似，先按下工具欄上“Obstacle Tools”按鈕，然后選擇要鋪銅的板層，在這層用鼠標畫出需要鋪銅的地方。用鼠標雙擊這個矩形的邊線，在打開的屬性對話框（如圖D-11）中設(shè)置Obstacle Type為Copper pour，鋪銅就算完成了。在鋪銅的屬性對話框中，比較重要的部分有：Clearance，表示鋪銅部分和其他部分的最小間隔；Z order用來設(shè)置它的優(yōu)先級，當和其他鋪銅有沖突的時候，Z order高的鋪銅將獲得沖突區(qū)域的“鋪銅權(quán)” ；Net Attachment，用來設(shè)定鋪銅區(qū)域所屬的網(wǎng)絡(luò)，比如設(shè)置它為GND就可以把它和地線連接起來。圖D-11 Obstacle屬性編輯對話框選擇和修改Obstacle都要用鼠標點擊Obstacle的邊界，當選中的時候鼠標變成一個很小的十字行。這時可以對邊界進行修改；按“R”鍵可以整個旋轉(zhuǎn)；按“Del”可以刪除Obstacle的一個邊；按住Ctrl鍵再次點擊邊界后還可以對它進行移動。圖D-12是在整個Bottom層鋪銅的結(jié)果。圖D-12鋪銅的結(jié)果四、 規(guī)則設(shè)置在設(shè)計電路板的全部過程中，除了在手動布局的時候，我們一直要把“在線設(shè)計規(guī)則檢查”（Online DRC）的功能打開，這樣才能保證在設(shè)計的過程中及時的發(fā)現(xiàn)錯誤，不至于讓隨后的工作受到影響。特別是采用自動布線的時候，布線的結(jié)果的好壞將完全取決于我們對布線規(guī)則的設(shè)置。在這個小節(jié)里，我們就要對布線的規(guī)則設(shè)置做一個簡要的介紹。1、 板層的設(shè)置。一個電路板的主要成本就是板層，板子的層數(shù)越多，板子的成本就越高。對于我們例子中的電路圖，用兩層板就完全可以滿足要求，可在缺省情況下我們的設(shè)計竟然包含了四個布線層、一個電源層和一個地層。在修改板層地定義之前，我們先用Unroute Board命令取消板子上的全部布線。然后單擊View Spreadsheet按鈕（工具欄第7個），從下拉菜單中選擇Layer命令。打開的板層表格如圖D-13所示。從這個表格的Layer Type列中我們可以看到各個板層的類型，Routing表示這個板層參與布線，Unused則正好相反。Plane類型表示這層是一個電源層或者地層，不參與布線。Doc類型的板層也不參與布線，一般包含板子的電氣說明和器件標簽。雙擊Layer Type的相應(yīng)條目可以打開板層屬性對話框（或者選擇表格項之后在右擊菜單中選擇屬性命令）。分別把PWR、GND、IN1、IN2設(shè)置成為Unused，將他們從我們的設(shè)計中刪除。圖D-13板層表格在 View Spreadsheet按鈕的Strategy子菜單中選擇Route Layer命令，屏幕彈出另一個和布線板層有關(guān)的表格。左邊一列顯示的是自動布線采用的方法和將要使用的板層。我們可以為每個板層設(shè)定不同的布線屬性。其中Direction表示布線的方向，這個數(shù)值越高，布線就越趨進于水平走向。Between屬性設(shè)置走線通過器件兩個相鄰引腳之間的權(quán)重，這個數(shù)值越高，布線就盡量避免在引腳間走線。類似的表格還有Route Pass，Route Sweep等，這里就不一一介紹了，可以參考聯(lián)機的文檔。需要注意的是其中有個Place Pass的表格是和自動布局有關(guān)。View Spreadsheet這個按鈕在Layout中可以說是最重要和使用最多的工具。報表的信息在察看和修改方面都非常方便，這也是Layout軟件的一個很大的特色，希望大家可以盡快的熟悉和掌握這個工具。2、 基本布線規(guī)則的設(shè)置通過前面的知識我們知道電源和地線的寬度要寬些才可以降低上面的損耗和引起的干擾，其他的走線也可能由于工藝的原因必須改變布線的寬度。這時候可以在View Spreadsheet按鈕的下拉菜單中選擇Net命令，彈出的表格顯示了每個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)定，包括線寬（最小線寬、最大線寬、缺省線寬）和權(quán)重（Weight）等。對于設(shè)置權(quán)重比較大的信號，自動布線的時候會優(yōu)先考慮，保證這些信號可以有較短的走線距離和較優(yōu)化的走線方式。（提示：在表格中修改的時候，可以一次選擇多個項目同時進行修改。）3、 安全間距（Clearence）按View Spreadsheet按鈕，在Strategy子菜單中選擇Route Spacing命令，屏幕彈出電路板安全間距的設(shè)定表格。這個表格定義了不同板層上走線、過孔和焊盤兩兩之間的最小間距。這個間距是保證成品率的重要指標，如果這個間距過小，制作出來的電路板就很容易產(chǎn)生斷線或短路的情況。一般來說0.01英寸的指標都是可以接受的。五、 后期工作1、檢查和復(fù)查由于設(shè)計PCB的的周期長，成本也較高，一旦制作完成修改比較困難。所以在設(shè)計完成之后的檢查和復(fù)查就顯得比較重要。最基本的檢查方式就是Layout的Online DRC，它會禁止我們在布線的時候發(fā)生錯誤。我們還可以點擊工具欄上的DRC按鈕（最后一個）來進行一次全面的檢查，檢查完畢Layout會向我們報告發(fā)現(xiàn)的錯誤總數(shù)。如果想對具體的錯誤類型進行檢查，可以用Auto菜單下的Design Rule Check命令，在隨之彈出的窗口中我們可以選擇對哪些項目進行檢查。在學(xué)習(xí)自動布線的時候我們曾經(jīng)用Auto菜單下的Create Report命令來檢查Auto Route的結(jié)果是否完備，像這樣的錯誤DRC是檢測不出來的。這時候我們就可以利用Layout的強大報表功能。在這個報表對話框中，我們可以生成20種報表，其中比較重要的有下面幾個。（1）Comp All，所有器件的報表，包含器件的名稱、序號、封裝、位置等很多信息，可以用來對器件封裝進行檢查。（2）Conn Unrouted，未完成布線的報表，可以用來檢查遺漏的網(wǎng)絡(luò)。（3）Drills，電路板上轉(zhuǎn)孔的列表，包括孔徑、坐標等，對電路板加工很有幫助，如果孔徑的尺寸不對的話，器件就無法焊接上去了。（4）Net Lengths，走線長度報表，包括過孔數(shù)量等數(shù)據(jù)，可用來對有長度要求的走線進行分析。（5）Part List，器件列表，比較適合作為采購單。（6）Pin Unused，空腳的報表，檢查一下是否是設(shè)計的疏漏。（7）Statistics，比較綜合的報表，包括很多內(nèi)容，值得一看。如果是自動布線的結(jié)果，最好還是用眼睛檢查一遍走線，電腦偶爾也會犯一些低級的錯誤。2、電路板上的文字為了在電路板制作好了之后裝配比較方便，我們經(jīng)常要在電路板上做一些標記，如器件的標號和標稱值等。這些文字和圖形將印刷到電路板的表面，被稱為“絲網(wǎng)層”或者“絲印”。常見的電路板表面上的白色標記就是絲印。在我們設(shè)計的電路板上，缺省只有器件的外形是畫在絲印層上的，顯示也是白色，在Layout里面叫做SST層。而那些器件標號、封裝等信息是在AST層，也就是裝配層，是不會印刷到電路板上的。用Layout在電路板上添加文字首先單擊工具欄上的文字工具按鈕（帶一個T字母的那個）。然后選擇當前的工作板層為SST，在工作區(qū)右擊鼠標選擇New命令，設(shè)置文字的基本屬性后點擊確定就可以把文字添加上來。我們也可以把文字放置到其他層，如TOP層，但這樣產(chǎn)生的文字將由銅線組成。由于電路板上缺省已經(jīng)有了很多文字，我們也可以雙擊它們，在打開的屬性對話框種修改他們所在的層為SST。我們還可以在View Spreadsheet按鈕的下拉菜單中選擇Text命令來察看電路板上所有文字的詳細信息。和前面介紹的所有列表功能一樣，這里我們也可以選擇多個項目同時進行修改。3、輸出電路板的打印輸出也可以作為一種檢驗電路板的方法。特別是對于有封裝疑問的器件，就可以將電路板按照1比1的比例打印輸出，然后直接用芯片和打印的結(jié)果進行比較。簡單的打印輸出可以直接在File菜單中選擇Print/Plot命令。在這個命令的對話框中比較重要的是打印比例（Scale Ratio），如果想放大檢查就可以修改這里。DXF選項可以產(chǎn)生AutoCAD格式的文件，一般選擇Print Manager就可以了。如果要分層打印電路圖，在Options菜單下選擇Post Process Settings命令，彈出一個后期處理的表格（如圖D-14）。在表格中Batch Enabled里面選擇相應(yīng)的板層，從右擊菜單中執(zhí)行Plot to Print Manager命令將這個板層打印。如果是要將設(shè)計好的電路板圖送到工廠加工，就可以把輸出的gerber文件交給他們。輸出gerber文件的方法是在Auto菜單里執(zhí)行Run Post Processor命令，Layout會自動將輸出的文件命名保存。Gerber文件除了包含一個擴展名為GTD的主文件之外還包含每個板層的輸出文件，從圖D-14中可以看出它們的擴展名分別和相應(yīng)的板層對應(yīng)，如*.TOP對應(yīng)頂層的輸出文件，*.SMT對應(yīng)頂層的阻焊層（Solder Mask of Top）。圖D-14 Post Process SettingsLayout軟件有個單獨的工具用來查看和編輯Gerber文件。在Orcad Layout窗口（注意，不是Layout Plus那個窗口，是一直“隱藏”在后面的一個窗口）中的Tools菜單下運行GerTool中的Open命令，打開我們前面保存的擴展名為GTD的文件。這個軟件的功能也非常強大，這里就不詳細介紹了。大家可以通過選擇窗口右邊的顯示頁來顯示不同的板層，顯示的結(jié)果將和制作出的板子有相同的效果。六、 器件設(shè)計雖然Layout提供了非常多的器件供用戶使用，但還是有可能在軟件中找不到我們需要的器件。這時候就要使用Layout的器件庫管理功能來制作我們自己的器件。點擊工具條上的Library Manager按鈕（第三個），就進入了器件編輯環(huán)境，如圖D-16所示。圖D-15 GerbTool工具窗口器件編輯環(huán)境和電路板制作環(huán)境很類似，工具條除了一些按鈕變灰之外沒有什么變化。在左側(cè)的兩個列表框中，上面列出了加載的所有庫的名字，下面列出這個庫里包含的所有封裝。我們可以先在這兩個列表框中瀏覽一下，看看別人的器件是怎么制作的。圖D-16器件編