第3章-33_Protel_PCB_設(shè)計(jì)系統(tǒng)-4PCB設(shè)計(jì)實(shí)例

1、3.3 Protel PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)本章先介紹印制電路板的設(shè)計(jì)流程，然后以雙面印制電路板設(shè)計(jì)為例詳細(xì)講解設(shè)計(jì)過程，再介紹單面印制電路板和多層印制電路板設(shè)計(jì)方法。3.3.4 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例3.3.4 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例一、 PCB的設(shè)計(jì)流程二、 雙面PCB設(shè)計(jì)三、 單面PCB設(shè)計(jì)四、 多層PCB設(shè)計(jì)一、 PCB的設(shè)計(jì)流程 設(shè)計(jì)印制電路板可分為十幾個(gè)步驟二、1 文件鏈接與命名 所謂的鏈接是將一個(gè)空白的PCB文件加到一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目里面一般情況下總是將PCB文件與原理圖文件同放在一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中1引入設(shè)計(jì)項(xiàng)目命令【File】/【Open Project】二、1 文件鏈接與命名2建立空白PCB文件命令【Fil

2、e】/【New】/【PCB】將PCB文件拖至剛才的項(xiàng)目中二、1 文件鏈接與命名3命名PCB文件命令【File】/【Save As】將剛才的PCB文件另存4移出文件命令【Remove from Project】二、2 電路板禁止布線區(qū)的設(shè)置設(shè)置電路板禁止布線區(qū)就是確定電路板的電氣邊界。 禁止布線層（Keep-Out Layer）是PCB編輯中一個(gè)用來確定有效放置和布線區(qū)域的特殊工作層。 在手工布局和布線時(shí)，可以不畫出禁止布線區(qū)，但是自動(dòng)布局時(shí)是必須有禁止布線區(qū)的。二、2 電路板禁止布線區(qū)的設(shè)置（1）設(shè)定當(dāng)前的工作層面為“Keep-Out Layer”。（2）執(zhí)行菜單命令【Place】/【Line

3、】（3）適當(dāng)位置單擊，確定起點(diǎn)。然后拖動(dòng)至某一點(diǎn)，再單擊確定終點(diǎn)。二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入命令【Design】/【Import Changes From*.PrjPcb】二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入單擊 校驗(yàn)改變按鈕，系統(tǒng)對所有的元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行檢查二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入（3）單擊 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)信息的傳送二、3 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入（4）單擊【Close】按鈕，所有的元件和飛線已經(jīng)出現(xiàn)在PCB文件中所謂的元件盒“Room” 內(nèi)二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)包括板選項(xiàng)和工作層面采納數(shù)設(shè)置。一般有：單位制式光標(biāo)形式光柵的樣式工作面層顏色二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)

4、置1設(shè)置參數(shù)命令【Design】/【Board Option】二、4 PCB設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置2. 設(shè)置工作層面顯示/顏色命令【Design】/【Board Layers & Colors】二、5 元件的自動(dòng)布局元件的布局有自動(dòng)布局和手工布局兩種方式 用戶根據(jù)自己的習(xí)慣和設(shè)計(jì)需要可以選擇自動(dòng)布局，也可以選擇手工布局。在一般的情況下，需要兩者結(jié)合才能達(dá)到很好的效果 可以先利用Altium Designer的PCB編輯器所提供的自動(dòng)布局功能自動(dòng)布局，在自動(dòng)布局完成后，再進(jìn)行手工調(diào)整。二、5 元件的自動(dòng)布局（1）命令【Tools】/【Comment Placement】二、5 元件的自動(dòng)布局（2）執(zhí)

5、行菜單中【Auto Placer】命令二、5 元件的自動(dòng)布局（3）當(dāng)選中統(tǒng)計(jì)布局方式選項(xiàng)前的單選框二、5 元件的自動(dòng)布局（4）設(shè)置好元件自動(dòng)布局參數(shù)后，清除圖中的布局空間“Room”，單擊 按鈕，元件自動(dòng)布局完成后的效果二、6 元件封裝的調(diào)換元件封裝的選配或更換，無論是在原理圖還是在PCB的編輯過程中，均可進(jìn)行。但是，在PCB的編輯過程中選配或更換元件封裝，比較方便。（1）雙擊需要調(diào)換封裝的元件二、6 元件封裝的調(diào)換（2）單擊元件參數(shù)對話框封裝欄中元件名稱后的瀏覽按鈕二、6 元件封裝的調(diào)換（3）單擊相關(guān)元件封裝欄中封裝名稱，就可以瀏覽其相關(guān)的封裝。二、6 元件封裝的調(diào)換（4）單擊“OK”按鈕，

6、回到元件參數(shù)對話框，再單擊該框中的“OK”按鈕二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（1）命令【Design】/【Update Schematic in *.PrjPcb】，啟動(dòng)更改確認(rèn)對話框二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（2）單擊“Yes”按鈕確認(rèn)，彈出更改文件ECO對話框二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（3）單擊“Validate Changes”校驗(yàn)改變按鈕，檢查改變是否有效二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（4）單擊“Execute Changes”執(zhí)行改變按鈕，將有效的修改發(fā)送原理圖，完成后，“

7、Done”列出完成狀態(tài)顯示二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（5）單擊“Report Changes”按鈕，系統(tǒng)生成更改報(bào)告文件二、7 PCB與原理圖文件的雙向更新1由PCB更新原理圖（6）完成以上操作后，單擊“close”按鈕關(guān)閉ECO對話框2由原理圖更新PCB二、8 元件布局的交互調(diào)整所謂的交互調(diào)整就是手工調(diào)整布局與自動(dòng)排列先用手工方法大致地調(diào)整一下布局，再利用Altium Designer提供的元件自動(dòng)排列功能，按照需要對元件的布局進(jìn)行調(diào)整。二、8 元件布局的交互調(diào)整1手工調(diào)整手工調(diào)整布局的方法，同原理圖編輯時(shí)調(diào)整元件位置是相同的2自動(dòng)排列（1）選擇待排列的元件。執(zhí)

8、行菜單命令【Edit】/【Select】/【Inside Area】或單擊主工具欄中的 按鈕（2）執(zhí)行菜單命令后，光標(biāo)變成十字形狀，移動(dòng)光標(biāo)到待選區(qū)域，拖動(dòng)光標(biāo)拉開一個(gè)虛線框，使待選元件處于該虛線框中，最后單擊“OK”按鈕確定即可二、8 元件布局的交互調(diào)整（3）執(zhí)行菜單命令【Edit】/【Align】 根據(jù)元件相對位置的不同，選擇相應(yīng)的排列功能。二、8 元件布局的交互調(diào)整（4）執(zhí)行【Align】命令。按照不同的對齊方式排列選取元件二、8 元件布局的交互調(diào)整（5）執(zhí)行菜單命令【Position Component Text】，將彈出文本注釋排列設(shè)置對話框二、9 電路板的3D效果圖命令【View】

9、/【Board to 3D】二、10 設(shè)置布線規(guī)則 設(shè)計(jì)規(guī)則有10個(gè)類別，覆蓋了電氣、布線、制造、放置、信號完整性要求等，但其中大部分都可以采用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置，而用戶真正需要設(shè)置的規(guī)則并不多。各個(gè)規(guī)則的含義將在第13章節(jié)中做詳細(xì)講解，這里只對本例涉及的布線規(guī)則予以介紹。二、10 設(shè)置布線規(guī)則1設(shè)置雙面板布線方式命令【Design】/【Rules】二、10 設(shè)置布線規(guī)則（1）布線層的查看：單擊左側(cè)設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線（Routing）類，該類所包含的布線規(guī)則以樹形結(jié)構(gòu)展開，單擊布線層（Routing Layers）規(guī)則二、10 設(shè)置布線規(guī)則（2）走線方式的設(shè)置：單擊左側(cè)設(shè)

10、計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線 （Routing）類，該類所包含的布線規(guī)則以樹形結(jié)構(gòu)展開，單擊布線層（Routing Topology）規(guī)則二、10 設(shè)置布線規(guī)則2設(shè)置一般導(dǎo)線寬度所謂的一般導(dǎo)線指的是流過電流較小的信號線單擊左側(cè)設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rules）中的布線寬度（Width）類，顯示了布線寬度約束特性和范圍二、10 設(shè)置布線規(guī)則3設(shè)置電源線的寬度所謂的電源線指的是電源線（VCC）和地線（GND）（1）增加新規(guī)則：選定布線寬度（Width）右擊，選擇新規(guī)則（New Rule）命令（2）設(shè)置布線寬度：單擊新規(guī)則，在布線寬度約束特性和范圍設(shè)置對話框的頂部的名稱（Name）欄

11、里輸入網(wǎng)絡(luò)名稱Power，在底部的寬度約束特性中設(shè)定值。二、10 設(shè)置布線規(guī)則（3）設(shè)置約束范圍VCC項(xiàng)：在圖12-41中，單擊右側(cè)“Where The First Object Matches”單元的NET，在“Full Query”單元里出現(xiàn)“InNet()”。單擊“All”按鈕旁的下拉按鈕，從顯示的有效網(wǎng)絡(luò)列表中選擇VCC，“Full Query”單元里更新為“InNet（VCC）”二、10 設(shè)置布線規(guī)則（4）擴(kuò)大約束范圍GND項(xiàng)：單擊“Where The First Object Matches”單元的“Advanced（Query）”，然后單擊“Query Helper”按鈕二、10

12、 設(shè)置布線規(guī)則（5）在對話框的上部是網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系設(shè)置欄，將光標(biāo)移到InNet(VCC)的右邊，然后單擊下面的“or” 按鈕，此時(shí)Query單元的內(nèi)容為InNet(VCC)or；單擊“Categories”單元下的“PCB Functions”類的“Membership Checks”項(xiàng)，再雙擊“Name”單元中的“InNet”，此時(shí)“Query”單元的內(nèi)容為“InNet(VCC) or InNet()”，同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)列表，選擇GND網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)“Query”單元的內(nèi)容更新為“InNet (VCC) or InNet(GND)”二、10 設(shè)置布線規(guī)則二、10 設(shè)置布線規(guī)則（6）單擊語法

13、檢查“Check Syntas”按鈕，出現(xiàn)信息框，如果沒有錯(cuò)誤，單擊“OK”按鈕關(guān)閉結(jié)果信息，否則系統(tǒng)給予提示，應(yīng)予修改。（7）結(jié)束約束選項(xiàng)設(shè)置：單擊 按鈕，關(guān)閉“Query Helper”對話框，在“Full Query”單元中的范圍更新為新內(nèi)容。二、10 設(shè)置布線規(guī)則二、10 設(shè)置布線規(guī)則（8）設(shè)置優(yōu)先權(quán)：通過以上的規(guī)則設(shè)置，在對整個(gè)電路板進(jìn)行布線時(shí)就有名稱分別為Power和Width的兩個(gè)約束規(guī)則，因此，必須設(shè)置二者的優(yōu)先權(quán)，決定布線時(shí)約束規(guī)則使用的順序。二、11 自動(dòng)布線1自動(dòng)布線方式命令【Auto Route】二、11 自動(dòng)布線2自動(dòng)布線的實(shí)現(xiàn)命令【Auto Route】/【All】

14、出布線策略對話框二、11 自動(dòng)布線（2）如果所選的是默認(rèn)雙層電路板布線，單擊“Route All”按鈕，即可進(jìn)入自動(dòng)布線狀態(tài)，可以看到PCB上開始了自動(dòng)布線，同時(shí)給出信息顯示框二、11 自動(dòng)布線（3）自動(dòng)布線完成后，按End鍵重繪PCB畫面二、12 手工調(diào)整布線1拆線功能命令【Tools】/【Un-Route】二、12 手工調(diào)整布線2手工布線（1）啟動(dòng)導(dǎo)線放置命令：執(zhí)行菜單命令【Place】/【Interactive Routing】，或單擊放置工具欄的放置導(dǎo)線 按鈕。（2）布線時(shí)換層的方法：雙面板頂層和底層均為布線層，在布線時(shí)不退出導(dǎo)線放置模式仍然可以換層。（3）放置導(dǎo)線：接步驟（1）移動(dòng)光

15、標(biāo)到要畫線的位置單擊，確定導(dǎo)線的第一個(gè)點(diǎn)。二、12 手工調(diào)整布線2手工布線（4）退出放置導(dǎo)線模式：右擊或按Esc鍵取消導(dǎo)線放置模式。二、13 加補(bǔ)淚滴命令【Tools】/【Teardrops】，彈出加補(bǔ)淚滴操作對話框設(shè)置完成后，單擊“OK”按鈕，即可進(jìn)行加補(bǔ)淚滴操作。二、13 加補(bǔ)淚滴二、14 放置敷銅 放置敷銅是將電路板空白的地方用銅膜鋪滿，主要目的是提高電路板的抗干擾能力。通常將銅膜與地相接，這樣電路板中空白的地方就鋪滿了接地的銅膜，電路板的抗干擾能力就會(huì)大大提高。 關(guān)于放置敷銅的操作方法和敷銅的類型請參閱第11章中的相關(guān)內(nèi)容。二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查命令【Tools】/【Design

16、 Rule Check】二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查單擊“Electrical”選項(xiàng)，彈出在線檢查或一并檢查對話框二、15 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查設(shè)計(jì)規(guī)則檢查結(jié)束后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有關(guān)短路檢測、斷路檢測、安全間距檢測、一般線寬檢測、過孔內(nèi)徑檢測：電源線寬檢測等項(xiàng)目情況報(bào)表三、 單面PCB設(shè)計(jì) 單面電路板工作層面包括元件面、焊接面和絲印面。元件面上無銅膜線，一般為頂層；焊接面有銅膜線，一般為底層。單面板也是電子設(shè)備中常用的一種板型。 單面電路板的設(shè)計(jì)過程與雙面電路板的設(shè)計(jì)過程基本上一樣，所不同的是布線規(guī)則的設(shè)置有所區(qū)別。項(xiàng)目的建立、原理圖繪制、PCB文檔的建立及文件的導(dǎo)入和PCB元件的排布與雙面板設(shè)計(jì)操

17、作一樣，所不同的是布線規(guī)則不同。三、 單面PCB設(shè)計(jì)（1）撤銷頂層布線允許命令【Design】/【Rules】三、 單面PCB設(shè)計(jì)（2）底層布線方式的設(shè)置將底層（Bottom Layer）中的走線模式設(shè)置為最短三、 單面PCB設(shè)計(jì)（3）關(guān)閉對話框進(jìn)行單面布線后效果四、 多層PCB設(shè)計(jì) Altium Designer 系統(tǒng)除了頂層和底層還提供了30個(gè)信號布線層、16個(gè)電源地線層，所以滿足了多層電路板設(shè)計(jì)的需要。一般常用的有四層板、六層板等。 四層電路板是在雙面板的基礎(chǔ)上，增加電源層和地線層。其中電源層和地線層用一個(gè)敷銅層面連通，而不是用銅膜線。由于增加了兩個(gè)層面，所以布線更加容易。四、 多層PCB設(shè)計(jì)（1）執(zhí)行菜單命令【Design】/【Layer Stack Manager】，即可啟動(dòng)板層管理器四、 多層PCB設(shè)計(jì)（2）選取Top Layer后，連續(xù)單擊兩次“Add Plane”按鈕，增加兩個(gè)電源層InternalPlane1（No Net）和InternalPlane2（No Net），四、 多層PCB設(shè)計(jì)（3）雙擊InternalPlane1（No Net），系統(tǒng)彈出電源層屬性編輯對話框四、 多層PCB設(shè)計(jì)（4）單擊對話框“Net name”欄右邊的下拉按鈕，在彈出的有效網(wǎng)絡(luò)列表中選擇VCC，即將電源層1（InternalPlane1）定義為電源VCC。同樣的操作將電源