PCB繪圖實習(xí)報告

1、目錄一 Altium Desingner系統(tǒng)簡介2二Altium Desingner原理圖繪制過程2（一）創(chuàng)建項目和原理圖文件3（二）元件庫操作放置元件3（三）新元件原理圖符號繪制及添加封裝3(四) 導(dǎo)線放置與其屬性設(shè)置4（五）原理圖的編輯與調(diào)整5（六）原理圖的檢查和編譯6（七）原理圖報表的生成7（八）原理圖層次設(shè)計8三 PCB設(shè)計過程10（一）PCB文件的添加10（二）數(shù)據(jù)的導(dǎo)入10（三）調(diào)整布局11（四）自動布線11（五）禁止布線區(qū)設(shè)定和標注以及敷銅11四 實習(xí)心得12五 實習(xí)練習(xí)圖13（一）練習(xí)一74LS138譯碼電路及PCB圖13（二）555定時器電路及PCB圖14（三）串口電路及PC

2、B圖15（四）電子琴電路及PCB圖16（五）考試題17一 Altium Desingner系統(tǒng)簡介Altium Desingner系統(tǒng)是Altium公司與2006年年初推出的一種電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation,EDA）設(shè)計軟件。該軟件幾乎將電子電路所有的設(shè)計工具集成在單一應(yīng)用程序中。它通過把電路圖設(shè)計、PCB繪圖編輯、電路仿真、FPGA應(yīng)用程序的設(shè)計和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，為用戶提供了全線的解決方案，使用戶可以輕松地進行各種復(fù)雜的電子電路設(shè)計工作。我們實習(xí)的版本是 Altium Designer Summer 08，（簡稱：AD7，啟動界面如圖1）

3、于2008年推出，將ECAD和MCAD兩種文件格式結(jié)合在一起，Altium在其最新版的一體化設(shè)計解決方案中為電子工程師帶來了全面驗證機械設(shè)計(如外殼與 圖1電子組件)與電氣特性關(guān)系的能力，還加入了對OrCAD和PowerPCB的支持能力。 Altium公司作為EDA領(lǐng)域里的一個領(lǐng)先公司，在原來Protel 99SE的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進的軟件設(shè)計方法，率先推出了一款基于Windows2000和Windows XP操作系統(tǒng)的EDA設(shè)計軟件Protel DXP。Protel DXP在前版本的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。新的可定制設(shè)計環(huán)境功能包括雙顯示器支持，可固定、浮動以及彈出面板，強大的過濾和對象定

4、位功能及增強的用戶界面等。Protel DXP是第一個將所有設(shè)計工具集于一身的板級設(shè)計系統(tǒng)，電子設(shè)計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計方式實現(xiàn)。Protel DXP運行在優(yōu)化的設(shè)計瀏覽器平臺上，并且具備當今所有先進的設(shè)計特點，能夠處理各種復(fù)雜的PCB設(shè)計過程。通過設(shè)計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)融合，Protel DXP提供了全面的設(shè)計解決方案。Protel DXP2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的電路設(shè)計軟件，該軟件能實現(xiàn)從概念設(shè)計，頂層設(shè)計直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗證和設(shè)計數(shù)據(jù)的管理。當前比

5、較流行的Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。二Altium Desingner原理圖繪制過程我將以一個“接觸式防盜報警電路圖”為例介紹原理圖的一般繪制方法和步驟。（一）創(chuàng)建項目和原理圖文件啟動Altium Designer系統(tǒng)，執(zhí)行菜單【File】 【New】【 Project】【PCB Project】,彈出項目面板，項目面板中顯示的系統(tǒng)以默認的名稱創(chuàng)建的新項目文件，執(zhí)行菜單命令【File】【Save Project as】 或者右鍵點擊此工程選擇【Save Project as 】來改變項目的保存路徑和項目名稱。如“接觸式防盜報警電路”，單擊“保存”按鈕，項目即

6、以名稱“接觸式防盜報警電路.PrjPcb”保存在指定路徑，項目面板中的項目名稱也相應(yīng)的變?yōu)椤敖佑|式防盜報警電路.PrjPcb”，此時創(chuàng)建的項目中沒有文件，執(zhí)行菜單命令【File】 【New】【Schematic】這樣，在當前的工程當中添加了一個新的原理圖文件Sheet. schDoc, 原理圖文件上右鍵點擊，在引處的菜單中選擇【Save as】 來改變原理圖名稱和保存路徑。創(chuàng)建好的項目和原理圖文件名稱如圖2 圖2（二）元件庫操作放置元件 在原理圖紙上放置元件前，必須先打開其所在元件庫，在原理圖的下方狀態(tài)欄左鍵點擊【System】【Libraries】,打開庫文件，在庫文件的面板里左鍵點擊【Li

7、braries】 可以對當前使用的庫文件進行添加，移出和排序。若要添加元件執(zhí)行菜單命令【Design】【Add/Remove Library.】，原理圖設(shè)計需要從元器件庫中拖出需要的元器件，用線連起來來完成。在元器件庫選中需要的元器件，按【Place】 或拖出我們需要的元器件，也可點擊【search】進行搜索，庫界面如圖3（三）新元件原理圖符號繪制及添加封裝 圖3 通常所需的元器件都可在的元件庫中直接找到。當所需要的芯片無法直接在元件庫中查找到時，則需要設(shè)計元件，此處以繪制GU555定時器為例。 首先在項目名稱上右鍵點擊，在引處的菜單中選 擇 【Add new to Project】【Sche

8、matic Library】,并按上面所講的方法來改變新文件的名稱和保存路徑。點擊菜單欄中【Place】選擇符合芯片的形狀圖標，頁面出現(xiàn)十字標符，鼠標移動至頁面中心，使十字中心與頁面網(wǎng)格的版塊分界點重合。適當調(diào)整設(shè)計的原件大小，并在【Place】中選擇【Pin】來為芯片添加管腳（管腳的【Display Name】需要和元件的管腳標號一致）。完成原理圖的 圖4 繪制后，點擊【Tools】【New Part】即可按同樣的方法繪制出其余部分。 再通過【SCH Library】界面中雙擊【component】改變所設(shè)計的元件的【Default】和【Physical component】，添加名稱確認沒

9、有其他錯誤后，保存元件設(shè)計圖。新設(shè)計的元件可以在原理圖的【Libraries】中按元件的保存名。單擊【tools】【component properties】在出現(xiàn)的屬性框的右下角單擊【Add】按鈕，在彈出的對話框中選擇【footprint】點OK按鈕，彈出PCB封裝瀏覽框，單擊【browse】按鈕，選中DIP8，再單擊OK按鈕，即給QU555元件添上了封裝，保存生成元件庫。繪制成果如圖5 圖5(四) 導(dǎo)線放置與其屬性設(shè)置 導(dǎo)線是指具有電器特性，用來連接元件電氣點的連線，導(dǎo)線上的任意店都具有電氣點的屬性。執(zhí)行菜單命令【place】【wire】或點擊布線工具欄中放置 圖6導(dǎo)線按鈕。雙擊已放置好的

10、導(dǎo)線，彈出導(dǎo)線屬性設(shè)置對話框可對導(dǎo)線進行設(shè)置如圖6。總線放置的方法有兩種，一是執(zhí)行菜單命令【place】/【bus】；二是單擊布線爛中的總線按鈕，在放置總線時，按【tab】鍵或雙擊已放好的總線，彈出屬性設(shè)置對話框進行設(shè)置。執(zhí)行菜單命令【place】/【bus entry】；出現(xiàn)十字光標并帶著總線入口線，按【tab】鍵或雙擊已放置好的總線入口，彈出總線入口，可對總線入口屬性設(shè)置。放好總線入口還需放置網(wǎng)絡(luò)標號，其是一種特殊的電氣連接標識符，具有相同的網(wǎng)絡(luò)標號點在電氣關(guān)系上是連接在一起的，不管他們之間是否有導(dǎo)線連接。執(zhí)行菜單命令【place】【net label】或單擊布線工 圖7具欄中的布線按鈕放

11、置網(wǎng)絡(luò)標號，放置過程中按【tab】鍵可設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標號，設(shè)計好的總線和網(wǎng)絡(luò)標號如圖7所示 （五）原理圖的編輯與調(diào)整原理圖圖件放置好后 ，還需對元件進行編號，執(zhí)行菜單命令【tools】【annotete schematics】，彈出自動標識元件對話框，如圖8所示， 圖8勾選“接觸式防盜報警電路.PrjDoc”，單擊更新列表按鈕【update changes list】，彈出信息框然后點擊OK按鈕確認后，即已自動編號，單擊接受按鈕【accept changes（create eco）】，彈出項目修改命令對話框，顯示出修改前后元件標識的變化情況，依次單擊左下角的3個命令按鈕分別用來校驗標號是否修改正確，

12、執(zhí)行編號修改并使修改生效，生成自動標識元件報告。在項目修改對話框中，單擊校驗修改【validate changes】按鈕，驗證修改是否正確，“check”欄顯示正確，表示正確。單擊【execute changes】按鈕，“check”和“done”欄同時都顯示正確，說明修改成功。（六）原理圖的檢查和編譯電路原理圖繪制完成后，要進行檢查。電氣規(guī)則檢查是進行電路原理圖設(shè)計過程中非常重要的步驟之一；檢查不該出現(xiàn)的短路，開路，多個輸出端子短路和未連接的輸入端子等，電氣規(guī)則檢查中還對原理圖中沒有直接信號源的地方進行警告，最好的辦法是在該端放置“no erc”。對原理圖進行編譯，執(zhí)行菜 圖9單命令【pro

13、ject】【compile document 接觸式防盜報警電路.SchDoc】，即對原理圖進行編譯，如圖9 編譯后系統(tǒng)會通過信息（messages）面板給出一些錯誤或警告；如圖10沒有錯誤或放置“no erc”標識，信息（message）面板是空的。編譯后若有錯誤，項目下拉菜單中編譯指令欄上就會出現(xiàn)錯誤信息指針，單擊錯誤信息指針，彈出編 圖10譯錯誤（compile errors）面板，在面板上有信息列表，雙擊列表中的錯誤選項，系統(tǒng)會自動定位錯誤元件，也可使用信息(message)面板，如果沒有信息面板彈出，單擊面板標簽【sistem】，選中【message】，打開信息面板。如圖8。然后對原

14、理圖進行編輯和修改，編輯改正所有的錯誤，直到編譯后沒有錯誤為止，修改正確后的完整電路圖如圖11 圖11 （七）原理圖報表的生成原理圖編輯器可以生成許多報表，主要有網(wǎng)絡(luò)表和材料清單等，可用于存檔，對照，校對及設(shè)計PCB時使用。1. 網(wǎng)絡(luò)表的生成打開項目“接觸式防盜報警電路.PrjPcb”，打開“接觸式防盜報警電路.PrjDoc”。執(zhí)行菜單命令【deign】【netlist for project】【protel】，系統(tǒng)生成protel網(wǎng)絡(luò)表，在項目（project）面板中雙擊該網(wǎng)絡(luò)表文件，即可看到網(wǎng)絡(luò)表文件內(nèi)容，如12 圖122材料清單材料清單主要報告項目中使用元器件的型號，數(shù)量等信息，也可以用

15、作采購。打 開項目“接觸式防盜報警電路.PrjPcb”，打開“接觸式防盜報警電路.PrjDoc”。執(zhí)行菜單命令【reports】【bill of materials】，彈出報表管理器對話框，此對話框用來配置輸出報表的格式，如果需要生成的報表加入到設(shè)計項目中，勾選【add to project】。材料清單如圖13 圖13 （八）原理圖層次設(shè)計以上是簡單原理圖設(shè)計的一般步驟，然而對于一個非常龐大的原理圖及附屬文檔，稱之為項目，不可能將它一次完成，也不可能將這個原理圖畫在一張紙上，Altium Designer提供了分層次并行設(shè)計的方法，使得設(shè)計進程大大加快。 原理圖層次設(shè)計分為兩種，自上而下和自下

16、而上。由于兩種方法操作都差不多只是執(zhí)行步驟不同，所以在此指介紹自上而下的繪制方法，就是先建立母圖然后再產(chǎn)生子圖。1建立母圖執(zhí)行菜單命令【file】【new】【project】【PCB project】，建立項目并保存為“接觸式防盜報警電路.PrjPcb”。點擊【file】【new】【schematic】，為項目新添加一張原理圖紙并保存為“母圖.SchDoc” 。如圖 14 圖142建立子圖執(zhí)行菜單命令【place】【sheet symbol】出現(xiàn)十字光標并帶有方框圖形，單擊確定方框符號的左上角，移動光標確定方塊的大小，單擊確定方框圖形的右下角，一個子圖圖框就放置好了。同樣的方法在放置一個，本例

17、只需兩個就行。單擊【place】【add sheet entry】，出現(xiàn)十字光標，系統(tǒng)處于放置入口狀態(tài)，將光標移到“電源電路”方塊中，單擊放 圖15置。子圖入口放好后，進行編輯可以雙擊圖紙入口進入屬性對話框進行設(shè)計。編輯好的子圖入口 如圖15 3繪制子系統(tǒng)原理圖單擊【design】【creat sheet from symbol】出現(xiàn)十字光標，單擊對應(yīng)的子圖符號進入原理圖編輯界面此處以“報警電路”為例，繪制好的子圖電路圖如圖16 圖164確定層次關(guān)系對所建立的層次項目進行編譯，就可以確立母,子圖的關(guān)系，單擊菜單【project】【compile PCB project 接觸式防盜報警電路.Pr

18、jPcb】命令系統(tǒng)產(chǎn)生層次設(shè)計母，子圖關(guān)系如圖17 圖17三 PCB設(shè)計過程（一）PCB文件的添加單擊【file】【new】【PCB】即可添加一個PCB 文件然后改為“接觸式防盜報警電路.PrjDoc”保存在項目中。（二）數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 在原理圖編輯器中，選擇菜單命令【design】/【import changes from接觸式防盜報警電 圖18路.PrjPcb】，在彈出的對話框中單擊【validate changes】校驗改變按鈕，系統(tǒng)對所有元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息進行檢查，注意（status）一欄中check的變化，如果沒錯則所有的改變有效，若有錯雙擊錯誤信息可自動回到原理圖中的位置上，就可以修改

19、錯誤。直到?jīng)]有錯誤信息，單擊【execute changes】執(zhí)行改變按鈕，系統(tǒng)開始執(zhí)行將所有的元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息傳送。完成后如圖18 單擊【close】按鈕，關(guān)閉對話框。所有的元件和飛線已經(jīng)出現(xiàn)在PCB文件所謂的元件盒“room”內(nèi)。如圖19 圖19 （三）調(diào)整布局單擊要移動的元件，可自由拖動按照最簡原則布置。手工調(diào)整后可進行自動排列，選擇待排列的元件，單擊【edit】【select】【inside area】光標變成十字形狀，移動光標到待選區(qū)域的適當位置，拖動拉出一個虛線框，包圍要調(diào)整的元件，單擊OK按鈕確定即可。執(zhí)行【align】命令，按照不同的對其方式排列選取元件。（四）自動布線 圖20 調(diào)整元件后，設(shè)定布線參數(shù)就可以開始自動布線了，執(zhí)行菜單命令【auto route】，彈出自動布線菜單，選擇【all】，將彈出布線策略對話框，單擊【edit layer direction】，然后選擇布線層在此選擇布線底層， 圖21如圖 20所示單擊OK按鈕然后選擇【route all】按鈕，即可進入自動布線狀態(tài)，可以看到PCB上開始了自動布線，自動布線完成后，按【end】鍵重繪PCB畫面，如圖21（五）禁止布線區(qū)設(shè)定和標注以及敷銅在PCB編輯器下，設(shè)定當前的工作層面為“keep-out lay