第8章 印制電路板的設(shè)計(jì)

1、第第8章章 印制電路板的設(shè)計(jì)印制電路板的設(shè)計(jì)8.1 規(guī)劃電路板規(guī)劃電路板8.2 載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝8.3 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置8.4 PCB元件布局元件布局8.5 PCB布線布線8.6 PCB設(shè)計(jì)的其他操作設(shè)計(jì)的其他操作8.7 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查設(shè)計(jì)規(guī)則檢查8.8 報(bào)表生成與電路板輸出報(bào)表生成與電路板輸出8.1 規(guī)劃電路板規(guī)劃電路板 規(guī)劃電路板包括：定義電路板的機(jī)械邊框、電氣邊框等信息。 電路板的機(jī)械邊框是指電路板的物理外形和尺寸。電氣邊框是指進(jìn)行自動(dòng)布局和布線時(shí)電路板上元件及導(dǎo)線所限制的區(qū)域。電氣邊框定義在禁止布線層（Keep-Out Layer）上。 規(guī)劃電路板有

2、兩種方法：一種是手工規(guī)劃電路板邊框，包括機(jī)械邊框和電氣邊框；另一種方法是利用向?qū)?chuàng)建PCB文件。8.1.1手工規(guī)劃電路板手工規(guī)劃電路板1新建一個(gè)新建一個(gè)PCB文檔文檔 執(zhí)行菜單命令：File / New / PCB，即新建了一個(gè)的PCB文件。2設(shè)置相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn) 執(zhí)行菜單命令：Edit / Origin / Set，或者單擊繪圖工具欄的 圖標(biāo) ，執(zhí)行命令后光標(biāo)變成十字型，將十字光標(biāo)放到合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，就確定了一個(gè)相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)，此時(shí)狀態(tài)欄的顯示變成X：0mil，Y：0mil。3規(guī)劃電路板的機(jī)械邊框規(guī)劃電路板的機(jī)械邊框 電路板邊界設(shè)置有關(guān)的命令都集中在菜單項(xiàng)Design下面的

3、Board Shape子菜單中，如圖所示。 Redefine Board Shape：重新定義電路板外形。 Move Board Vertices：移動(dòng)電路板外形頂點(diǎn)。 Move Board Shape：移動(dòng)電路板外形。 Define from selected objects：從選中對(duì)象定義電路 板外形。 Auto-Position Sheet：自動(dòng)定位圖紙。 執(zhí)行菜單命令：Design / Board Shape / Redefine Board Shape，執(zhí)行命令后， PCB區(qū)域變成綠色，將十字光標(biāo)移到坐標(biāo)（0，0）處，單擊鼠標(biāo)，然后繼續(xù)移動(dòng)鼠標(biāo)至（2000，0）、（2000，1500

4、）、（0，1500）處各單擊一次鼠標(biāo)，即完成電路板機(jī)械邊框的繪制。 如果在繪制電路板邊框過程中，鼠標(biāo)難以準(zhǔn)確定位，可以通過View / Grids / Set Snap Grid命令重新設(shè)定鎖定網(wǎng)格的大?。ɡ缭O(shè)定為50mil）。4規(guī)劃電路板的電氣邊框規(guī)劃電路板的電氣邊框 將Keep-Out Layer（禁止布線層）設(shè)置為當(dāng)前工作層，然后執(zhí)行菜單命令：Place / Line或繪圖工具欄的 圖標(biāo) ，完成電氣邊框的繪制。本例繪制的電氣邊框與機(jī)械邊框大小相同。8.1.2使用向?qū)?chuàng)建使用向?qū)?chuàng)建PCB文件文件1在“File”工作面板底部的“New from template”區(qū)域選擇“PCB Boa

5、rd Wizard”命令，系統(tǒng)彈出PCB向?qū)醉摚鐖D所示。2單擊PCB向?qū)醉摰摹癗ext”按鈕，進(jìn)入PCB向?qū)У诙?，即選擇度量單對(duì)話框，如圖所示。選擇英制單位選擇英制單位3繼續(xù)單擊 “Next”按鈕，進(jìn)入到選擇電路板輪廓對(duì)話框，如圖所示。 對(duì)話框左邊區(qū)域列出了多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)板的輪廓類型及尺寸，用鼠標(biāo)選中某種模板后，在右邊區(qū)域可以對(duì)該模板進(jìn)行瀏覽。這里選擇Custom（自定義模式）。4單擊對(duì)話框的“Next”按鈕，進(jìn)入到自定義PCB信息對(duì)話框，如圖所示。按圖示進(jìn)行電路板設(shè)置。自定義PCB信息對(duì)話框的設(shè)置內(nèi)容含義如下： Outline Shape：選擇電路板的輪廓形狀，共有3種選擇： Rect

6、angular（矩形）、Circular（圓形）和Custom（自 定義形狀）。這里選擇矩形PCB板。 Board Size：設(shè)置電路板的尺寸，可以在Width（寬度） 和Height（高度）兩個(gè)欄中設(shè)置。 Dimension Layer：設(shè)置尺寸標(biāo)注所在板層。 Boundary Track Width：設(shè)置邊界線寬度。 Dimension Line Width：設(shè)置尺寸標(biāo)注線的寬度。 Keep Out Distance From Board Edge：設(shè)置電氣邊框與 機(jī)械邊框之間的距離。 Title Block & Scale：設(shè)置是否顯示標(biāo)題欄和標(biāo)尺。 Legend String：

7、設(shè)置是否顯示說明字符串 Dimension Lines：設(shè)置是否顯示尺寸標(biāo)注線。 Corner Cutoff：設(shè)置電路板是否需要四周切角。 Inner Cutoff：設(shè)置電路板是否需要內(nèi)部切塊。5單擊對(duì)話框中的“Next”，進(jìn)入到電路板切角設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 直接將鼠標(biāo)放到需要修改的數(shù)字上進(jìn)行修改，這里設(shè)置切角寬度為200mil。6單擊對(duì)話框中的“Next”按鈕，進(jìn)入到PCB板層設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。該對(duì)話框用于設(shè)置信號(hào)層和內(nèi)部電源層的層數(shù)。7單擊對(duì)話框的“Next”，進(jìn)入到選擇過孔類型對(duì)話框，如圖所示。 對(duì)話框提供了兩種過孔的類型：Thruhole Vias only（通孔）和Blind

8、 and Buried Vias only（盲孔和埋孔），這里采用通孔形式。8單擊對(duì)話框的“Next”，進(jìn)入到PCB元件設(shè)置對(duì)話框。 The board has mostly：用來選擇電路板上哪一種元件居多， 是表面貼裝元件（Surface-mount components）居多還是通 孔直插式元件（Through-hole components）居多。 Do you put components on both sides of the board？是否在 電路板的兩面都放置元件，如果在電路板兩面都放置元件， 選擇Yes；如果只在電路板的一面放置元件，選擇No。9單擊對(duì)話框的“Next”，進(jìn)

9、入到PCB電氣最小尺寸設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。設(shè)置導(dǎo)線最小寬度設(shè)置導(dǎo)線最小寬度設(shè)置過孔最小外徑設(shè)置過孔最小外徑設(shè)置過孔最小孔徑設(shè)置過孔最小孔徑設(shè)置最小安全間距設(shè)置最小安全間距10單擊對(duì)話框的“Next”，進(jìn)入到完成對(duì)話框， 單擊該對(duì)話框的“Finish”按鈕，即完成了電路板的創(chuàng)建過程，規(guī)劃好的電路板如圖所示。8.2 載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝 載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝的方法有兩種，一種是使用網(wǎng)絡(luò)表文件載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝，另一種是使用設(shè)計(jì)同步器載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝。8.2.1使用網(wǎng)絡(luò)表文件載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝使用網(wǎng)絡(luò)表文件載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝 下面以圖示電路為例，介紹PCB的設(shè)計(jì)過程。按圖完成原理圖

10、的繪制，執(zhí)行菜單命令：Design / Netlist For Document / Protel，生成網(wǎng)絡(luò)表文件。新建一個(gè)電路板文件，并將該P(yáng)CB文件保存在原理圖所 在的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中。規(guī)劃電路板的機(jī)械和電氣邊框?yàn)椋?000mil2000mil。 在PCB編輯器中執(zhí)行菜單命令：Design / Import Changes From *. PrjPCB，彈出工程改變對(duì)話框。單擊對(duì)話框的“Validate Changes”按鈕，系統(tǒng)開始檢查 加載的網(wǎng)絡(luò)和元件封裝是否正確在檢查無誤的情況下，單擊“Execute Changes”按鈕就 可以將網(wǎng)絡(luò)和元件封裝導(dǎo)入到PCB中。關(guān)閉工程改變對(duì) 話框，此時(shí)可

11、以看到載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝的電路板。載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝的電路板如圖所示。 可以看出，所有的元件都集中在一個(gè)Room區(qū)內(nèi)，移動(dòng)Room可以使Room區(qū)內(nèi)的元件一起移動(dòng)。在層次原理圖設(shè)計(jì)中，每一張圖紙中的元件對(duì)應(yīng)一個(gè)Room，并且每一個(gè)Room可以設(shè)置統(tǒng)一的規(guī)則（Rule），便于電路的模塊化設(shè)計(jì)。也可以通過Edit / Delete命令將Room刪除。8.2.2設(shè)計(jì)同步器的使用設(shè)計(jì)同步器的使用1使用設(shè)計(jì)同步器載入網(wǎng)絡(luò)和元件封裝 首先新建PCB文件，然后規(guī)劃好電路板邊框。在原理圖編輯器中，執(zhí)行菜單命令：Design / Update PCB Document *. PcbDoc，執(zhí)行命令后系統(tǒng)也會(huì)彈出

12、工程改變對(duì)話框，后面的操作與8.2.1節(jié)相同。2使用設(shè)計(jì)同步器完成原理圖與PCB之間的更新（1）將原理圖的修改更新到PCB 在原理圖編輯器中執(zhí)行菜單命令：Design / Update PCB Document *. PcbDoc，系統(tǒng)將彈出工程改變對(duì)話框，對(duì)話框中列出了修改的內(nèi)容。單擊對(duì)話框中的“Validate Changes”按鈕，系統(tǒng)檢查修改內(nèi)容是否正確，如果在“Check”欄出現(xiàn) 標(biāo)記，表示正確。再單擊“Execute Changes”按鈕就可以將原理圖編輯器中的修改更新到PCB中。（2）將PCB中的修改跟新到原理圖 在PCB編輯器中執(zhí)行菜單命令：Design / Update Sc

13、hematics in *. PrjPCB，系統(tǒng)仍會(huì)彈出工程改變對(duì)話框，按照上面的方法就可以將PCB的修改更新到原理圖中。8.3 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置 執(zhí)行菜單命令：Design / Rules，彈出設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 在設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置對(duì)話框左邊的Design Rules列表中列出了十種規(guī)則類型： 電氣規(guī)則（Electrical）、布線規(guī)則（Routing）、表面貼裝元件（SMT）規(guī)則、阻焊層（Mask）規(guī)則、電源層（Plane）規(guī)則、測(cè)試點(diǎn)（Testpoint）規(guī)則、電路板制造（Manufacturing）規(guī)則、高頻電路（High Speed）規(guī)則、布局（Placem

14、ent）規(guī)則、信號(hào)完整性（Signal Integrity）規(guī)則。 本節(jié)將對(duì)電氣規(guī)則、布線規(guī)則和布局規(guī)則進(jìn)行詳細(xì)介紹，其他規(guī)則一般可采用系統(tǒng)默認(rèn)值。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則1、元器件的布局元器件的布局 PCB尺寸要合理，根據(jù)具體情況確定特殊元器件的位置后，綜合考慮整個(gè)電路的功能單元和信號(hào)流向，對(duì)元器件合理布局。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則2、特殊元器件放置應(yīng)遵循的原則、特殊元器件放置應(yīng)遵循的原則1)盡量縮短高頻元器件之間的連線以減少它們之間的分 布參數(shù)和相互之間的電磁干擾，輸入與輸出的元器件 應(yīng)盡量遠(yuǎn)離2) 對(duì)又大又重及發(fā)熱量很高的元器件，應(yīng)用散熱支架加 以固定，熱敏元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱元件；3)對(duì)存在較高

15、電位差的元件或?qū)Ь€之間，應(yīng)加大它們的距離，以免放電引起短路。4)對(duì)于帶有強(qiáng)電的元件，應(yīng)盡量布置在手不易觸及的地方，以免危及人身安全；5)預(yù)留出電路板定位孔和固定支架所占用的位置；PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則6)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，其他元件要均勻、整齊、緊湊的排列在電路板上，盡量減少元器件按之間的引線和連接；7)通常元器件盡可能平行排列，使美觀，并焊接容易，且焊接容易，易于批量生產(chǎn)；8)電路板的最佳形狀為矩形，長(zhǎng)寬比為3:2或4:3.若尺寸大于200mm150mm，應(yīng)考慮電路板所承受的機(jī)械強(qiáng)度，位于電路板邊緣的元器件啊，距電路板邊緣一般應(yīng)大于2mm；9)對(duì)于可調(diào)電感線圈、可變電容器、電位器、

16、微調(diào)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整體結(jié)構(gòu)，使調(diào)節(jié)容易；10)按照電路中信號(hào)的流向安排各個(gè)功能單元的位置，使布局便于信號(hào)的流通，盡量使信號(hào)的流向保持一致。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則3、布線應(yīng)遵循的原則、布線應(yīng)遵循的原則1)對(duì)集成電路尤其數(shù)字電路，印刷電路板導(dǎo)線的最小寬度為0.2mm0.3mm，電源線和地線根據(jù)流過的電流選擇較寬導(dǎo)線，導(dǎo)線間的最小間距通常為5mm8mm；2) 輸入與輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡力遠(yuǎn)離，避免平行，以免發(fā)生反饋耦合，如果需要可以在它們之間添加一根地線；3)導(dǎo)線轉(zhuǎn)彎處一般選取圓弧形，并盡量避免使用大面積的銅箔，若需要最好選用柵格狀。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則4、焊盤大小應(yīng)遵循的原則、焊盤大小應(yīng)遵循

17、的原則 焊盤的中心孔要比元器件引腳直徑略大一些，通常要大于(d+1.2)mm,其中d為引腳直徑；元器件密度高的數(shù)字電路，焊盤的最小直徑可?。?(d+1)mm；PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則5、去耦電容配置的一般原則、去耦電容配置的一般原則1)電源輸入端應(yīng)跨接10uF以上的電解電容；2) 原則上每個(gè)集成電路芯片之間都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，若電路板的空間有限，則可每48個(gè)芯片布置一個(gè)1 10pF的鉭電容；3)對(duì)RAM、ROM等存儲(chǔ)元件，應(yīng)盡力在芯片的電源線和地線直接接入去耦電容；4)若電路板中有繼電器、接觸器和按鈕等元器件時(shí)，操作時(shí)會(huì)有較大的火花放電，必須采用RC電路來吸收放電電流。繼電器兩端還

18、應(yīng)接入一個(gè)二極管來放掉線圈中存儲(chǔ)的電流。一般取電阻為12k，電容2.247uF。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則6、元器件之間接線的基本原則、元器件之間接線的基本原則1）在印刷電路板中不允許出現(xiàn)交叉電路，對(duì)于可能交叉的導(dǎo)線應(yīng)采用“鉆”或“繞”兩種方式來解決，即讓某些導(dǎo)線從電阻、電容和三極管引腳等元器件的空隙處鉆過去，或從可能交叉的另一根導(dǎo)線的一端“繞”過去；2) 強(qiáng)電流引線（公共地線、電源線）應(yīng)盡量放寬，以降低分布電阻即壓降，減少因耦合產(chǎn)生的自激振蕩；3)在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計(jì)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按照自左向右、自上而下的順序進(jìn)行布線，力求直觀，便于安裝、檢修和調(diào)整；4)同一級(jí)電路應(yīng)盡

19、量采用相同的接地點(diǎn)，本級(jí)電路的電源濾波電容應(yīng)接在該級(jí)的接地點(diǎn)處。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則6、元器件之間接線的基本原則、元器件之間接線的基本原則5）同一級(jí)的晶體管的基極和發(fā)射極的接地不能相聚太遠(yuǎn)，否則由于分布參數(shù)的影響而導(dǎo)致自激和干擾；6) 總地線必須嚴(yán)格按照高頻-中頻-低頻逐級(jí)按照弱電到強(qiáng)電的順序排列；7)變頻頭、再生頭、調(diào)頻頭等調(diào)頻電路應(yīng)采用大面積包圍式地線，抑制自激振蕩的產(chǎn)生，保證良好的屏蔽效果。PCB設(shè)計(jì)的一般規(guī)則7、抗干擾設(shè)計(jì)原則、抗干擾設(shè)計(jì)原則1）電源線的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量與地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，根據(jù)印刷電路板的大小盡量加粗電源線的寬度，從而減少環(huán)路電阻，提高抗噪聲能力；2) 地線設(shè)計(jì)

20、要求數(shù)字地和模擬地分開；3)低頻電路的地應(yīng)盡力采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，高頻電路應(yīng)采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)盡量短而粗。高頻元器件周圍盡量敷設(shè)網(wǎng)格狀的大面積銅箔；4)通常地線應(yīng)盡量加粗，一般應(yīng)允許通過3倍于印刷電路板上的允許電流；5) 接地線應(yīng)構(gòu)成閉合環(huán)路，來提高抗噪聲能力。8.3.1電氣規(guī)則的設(shè)置電氣規(guī)則的設(shè)置 電氣規(guī)則用來對(duì)PCB設(shè)計(jì)的電氣特性進(jìn)行設(shè)置。單擊規(guī)則列表中“Electrical”左側(cè)的 標(biāo)記，可以展開電氣規(guī)則的詳細(xì)列表，如圖所示。電氣規(guī)則中又包括：Clearance（間距約束規(guī)則）Short-Circuit（短路規(guī)則）Un-Routed Net（未連接的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則）Un-Routed Pi

21、n（未連接的引腳規(guī)則）1間距約束規(guī)則間距約束規(guī)則 間距約束規(guī)則用來設(shè)置PCB上導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與焊盤、焊盤與焊盤等電氣對(duì)象之間的最小安全間距。 用鼠標(biāo)右鍵單擊間距約束規(guī)則，在彈出一個(gè)快捷菜單中選擇New Rule（新建規(guī)則）， 即添加一條新規(guī)則。添加新規(guī)則后在該項(xiàng)規(guī)則的左側(cè)出現(xiàn) 標(biāo)記，單擊 標(biāo)記可以展開該項(xiàng)規(guī)則，單擊新建的“Clearance”規(guī)則，可以打開間距約束規(guī)則設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。規(guī)則名稱規(guī)則名稱注釋說明注釋說明ID號(hào)號(hào)規(guī)則適用范圍規(guī)則適用范圍最小安全間距最小安全間距最小安全間距應(yīng)用范圍最小安全間距應(yīng)用范圍間距約束規(guī)則對(duì)話框的各項(xiàng)內(nèi)容含義如下： （1）Where the First

22、object matches和 Where the 象的適用 范圍。共有6個(gè)選項(xiàng)： All：規(guī)則適用范圍是整個(gè)電路板。 Net：規(guī)則適用范圍是指定網(wǎng)絡(luò)。 Net Class：規(guī)則適用范圍是指定的網(wǎng)絡(luò)類。 Layer：規(guī)則適用范圍是指定的電路板層。 Net and Layer：規(guī)則適用范圍是指定的網(wǎng)絡(luò)和板層。 Advanced：自定義規(guī)則范圍。 （2）Constraints欄：用來設(shè)置規(guī)則的限制條件。 Minimum Clearance：設(shè)置最小安全間距的具體數(shù)值。 下拉列表列出了最小安全間距的應(yīng)用范圍，有3個(gè)選項(xiàng)： Different Nets Only（不同網(wǎng)絡(luò)之間）、Same Net On

23、ly （同名網(wǎng)絡(luò)之間）和Any Net（任意網(wǎng)絡(luò)之間）。2短路規(guī)則短路規(guī)則短路規(guī)則用來設(shè)置是否允許PCB中的某兩個(gè)圖件短路。 Allow Short Circuit復(fù)選框：設(shè)置是否允許“Where the First object matches”和“Where the First object matches”中設(shè)置的對(duì)象短路。3未定義網(wǎng)絡(luò)規(guī)則未定義網(wǎng)絡(luò)規(guī)則未定義的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則用來檢查PCB中的網(wǎng)絡(luò)布線是否成功。 “Where the First object matches”區(qū)域用來設(shè)置規(guī)則應(yīng)用范圍，如果網(wǎng)絡(luò)中存在不成功的布線，則該網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)布好的導(dǎo)線將保留，不成功的布線將保持飛線。4未定義引

24、腳規(guī)則未定義引腳規(guī)則 未定義的引腳規(guī)則用來檢查PCB中的元件焊盤是否連線成功。在該對(duì)話框可以設(shè)置規(guī)則的適用范圍等內(nèi)容。8.3.2布線規(guī)則的設(shè)置布線規(guī)則的設(shè)置 布線規(guī)則用來設(shè)置PCB設(shè)計(jì)過程中與布線有關(guān)的一些規(guī)則，布線規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。布線規(guī)則包括：Width（導(dǎo)線寬度規(guī)則）Routing Topology（布線拓?fù)湟?guī)則）Routing Priority（布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則）Routing Layer（布線層規(guī)則）Routing Corners（布線拐角規(guī)則）Routing Via Style（布線過孔類型規(guī)則）Fanout Control（布線扇出控制規(guī)則）1導(dǎo)線寬度規(guī)則導(dǎo)線寬度規(guī)則 導(dǎo)線寬

25、度規(guī)則用來設(shè)置導(dǎo)線的寬度，包括最大、最小和推薦寬度，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。規(guī)則適用范圍規(guī)則適用范圍導(dǎo)線最小寬度導(dǎo)線最小寬度導(dǎo)線推薦寬度導(dǎo)線推薦寬度導(dǎo)線最大寬度導(dǎo)線最大寬度2布線拓?fù)湟?guī)則布線拓?fù)湟?guī)則列出了列出了7種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Shortest（最短拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Horizontal（水平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Vertical（垂直拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Daisy-Simple（簡(jiǎn)易拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Daisy-Mid Driven（中間驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Daisy-Balanced（平衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） Starburst（星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）3布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則 布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則設(shè)置布線的優(yōu)先次序，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框

26、如圖所示。選擇布線優(yōu)先級(jí)選擇布線優(yōu)先級(jí) 先布線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)比后布線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)高，Protel DXP提供了“0100”的優(yōu)先級(jí)別設(shè)定，0的優(yōu)先級(jí)最低，100的優(yōu)先級(jí)最高。4布線層規(guī)則布線層規(guī)則 布線層規(guī)則用來設(shè)置在自動(dòng)布線過程中哪些信號(hào)層可以使用，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。選擇布線層選擇布線層選擇布線形式選擇布線形式布線形式包括：Not Used（不布線）；Horizontal（水平布線）；Vertical（垂直布線）；Any（任意角度布線）；1 O”Clock（一點(diǎn)鐘方向布線）；2 O”Clock（兩點(diǎn)鐘方向布線）；4 O”Clock（四點(diǎn)鐘方向布線）；5 O”Clock（五點(diǎn)鐘方向布線）

27、；45 Up（向上45布線）；45 Down（向下45布線）；Fun Out（扇形布線）。5布線拐角規(guī)則布線拐角規(guī)則 布線拐角規(guī)則用來設(shè)置布線過程中導(dǎo)線的拐角形式，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。選擇拐角形式選擇拐角形式設(shè)置拐角尺寸設(shè)置拐角尺寸共有3種選擇：90拐角45拐角圓弧形拐角6布線過孔類型規(guī)則布線過孔類型規(guī)則 布線過孔類型規(guī)則用來設(shè)置PCB中過孔的尺寸，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。設(shè)置過孔外徑設(shè)置過孔外徑設(shè)置過孔孔徑設(shè)置過孔孔徑系統(tǒng)提供了3個(gè)參數(shù)的設(shè)置：最小值、最大值和典型值。7布線扇出控制規(guī)則布線扇出控制規(guī)則 布線扇出控制規(guī)則用來設(shè)置表面貼裝元件在自動(dòng)布線過程中，從焊盤引出連線通過過孔連接到

28、其他工作層時(shí)的布線控制。其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。 設(shè)置扇出類型設(shè)置扇出類型設(shè)置扇出方向設(shè)置扇出方向有5個(gè)選項(xiàng)：Auto（自動(dòng)扇出形式）Inline Rows（同軸排列形式）Staggered Rows（交錯(cuò)排列形式）BGA（球柵陣列形式）Under Pads（焊盤下方扇出形式）扇出方向有6個(gè)選項(xiàng)：Disable（不采用任何扇出方向）In Only（進(jìn)入方向）、Out Only（輸出方向）In Then Out（先進(jìn)后出）Out Then In（先出后進(jìn)）Alternating In and Out（交互式進(jìn)出）根據(jù)焊盤設(shè)定方向根據(jù)焊盤設(shè)定方向設(shè)置過孔布局模式設(shè)置過孔布局模式有6個(gè)選項(xiàng)：Awa

29、y From Center（偏離焊盤中央）North-East（焊盤東北方向）outh-East（焊盤東南方向）South-West（焊盤西南方向）North-West（焊盤西北方向）Towards Center（正對(duì)中央）有2個(gè)選項(xiàng)：Close To Pad（Follow Rules）（過孔靠近焊盤）Centered Between Pads（過孔在兩焊盤中間）8.3.3布局規(guī)則的設(shè)置布局規(guī)則的設(shè)置 布局規(guī)則用來設(shè)置PCB設(shè)計(jì)過程中與自動(dòng)布局有關(guān)的一些規(guī)則。布局規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。布局規(guī)則包括：Room Definition（Room定義規(guī)則）Component Clearance（元件

30、間距約束規(guī)則）Component Orientations（元件放置方向規(guī)則）Permitted Layers（元件允許放置層規(guī)則）Nets to Ignore（忽略的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則）Height（高度規(guī)則）1Room定義規(guī)則定義規(guī)則 Room定義規(guī)則用來設(shè)置Room在PCB中的具體尺寸以及它所處的工作層。Room定義規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。設(shè)置是否鎖定設(shè)置是否鎖定Room定義定義Room大小、形狀按鈕大小、形狀按鈕設(shè)置設(shè)置Room區(qū)坐標(biāo)區(qū)坐標(biāo)設(shè)置設(shè)置Room所在層所在層設(shè)置元件位于設(shè)置元件位于Room內(nèi)內(nèi)部還是外部部還是外部2元件間距約束規(guī)則元件間距約束規(guī)則 元件間距約束規(guī)則用來設(shè)置PCB中元件封

31、裝之間的最小安全間距，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。設(shè)置規(guī)則適用范圍設(shè)置規(guī)則適用范圍設(shè)置元件最小安全間距設(shè)置元件最小安全間距設(shè)置檢測(cè)模式設(shè)置檢測(cè)模式檢測(cè)模式是指元件布局時(shí)，檢測(cè)布局規(guī)則的手段。 有3種檢測(cè)模式：Quick Check（快速檢測(cè)）Multi Layer Check（多層檢測(cè)）Full Check（完全檢測(cè)）。3元件放置方向規(guī)則元件放置方向規(guī)則 元件放置方向規(guī)則用來設(shè)置PCB上元件允許放置的方向，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。共有5種元件的允許放置方向：0 度、90 度、180 度、270度和任意方向。4元件允許放置層規(guī)則元件允許放置層規(guī)則 元件允許放置層規(guī)則用來指定元件允許放置的工作層，

32、其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示?？梢赃x擇在Top Layer（頂層）和Bottom Layer（底層）或在兩層都放置元件。5忽略的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則忽略的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則 忽略的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則用于設(shè)置元件進(jìn)行自動(dòng)布局時(shí)，可以忽略哪些網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)則設(shè)置對(duì)話框如圖所示。在忽略的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則設(shè)置對(duì)話框中只需設(shè)置規(guī)則的適用范圍。6高度規(guī)則高度規(guī)則 高度規(guī)則主要用來設(shè)置元件的高度限制，其設(shè)置對(duì)話框如圖所示。設(shè)置“Where the First object matches”范圍內(nèi)對(duì)象的高度，包括最低高度、典型高度和最高高度。8.4 PCB元件布局元件布局8.4.1自動(dòng)布局自動(dòng)布局 自動(dòng)布局命令都集中在菜單項(xiàng)Tools下面的Auto Pla

33、cement子菜單中，如圖所示。 Auto Placer：自動(dòng)布局命令。 Stop Auto Placer：用來停止自動(dòng)布局操作。 Shove：推擠命令。 Set Shove Depth：設(shè)置推擠深度。 Place From File：通過相應(yīng)的文件進(jìn)行布局操作。 執(zhí)行菜單命令：Tools / Auto Placement / Auto Placer，可以打開自動(dòng)布局設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 自動(dòng)布局對(duì)話框提供了兩種自動(dòng)布局方式：1Cluster Placer（分組自動(dòng)布局）（分組自動(dòng)布局） 分組自動(dòng)布局方式按照元件連接關(guān)系的不同將元件分成組，然后在布局區(qū)域內(nèi)按一定的幾何位置進(jìn)行布局。它的基本布

34、局準(zhǔn)則是使布局面積最小。 Quick Component Placement復(fù)選框：選中它時(shí)可以加快系統(tǒng)的布局速度。2Statistical Placer（統(tǒng)計(jì)自動(dòng)布局）（統(tǒng)計(jì)自動(dòng)布局） 統(tǒng)計(jì)自動(dòng)布局方式根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算法來放置元件，它以元件的連線長(zhǎng)度最短為標(biāo)準(zhǔn)。它適用于元件數(shù)量比較多的電路板。選擇統(tǒng)計(jì)自動(dòng)布局方式時(shí)，對(duì)話框如圖所示。選擇統(tǒng)計(jì)自動(dòng)布局方式時(shí)的自動(dòng)布局對(duì)話框 Group Components：設(shè)置是否將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中連接密 切的元件分成一組，在布局時(shí)將該組元件作為一個(gè) 整體來看待，整體布局時(shí)組內(nèi)元件的相對(duì)布局保持 不變。 Rotate Components：設(shè)置自動(dòng)布局時(shí)是否允許元件 被

35、旋轉(zhuǎn)以找到最佳的方向。 Automatic PCB Update：設(shè)置元件布局時(shí)是否自動(dòng)更 新到PCB。 Power Nets：設(shè)置電源網(wǎng)絡(luò)的名稱。 Ground Nets：設(shè)置接地網(wǎng)絡(luò)的名稱。 Grid Size：設(shè)置元件自動(dòng)布局時(shí)的網(wǎng)格間距的大小。8.4.2手工布局手工布局手工布局包括元件的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、排列與對(duì)齊等操作。1元件的移動(dòng)元件的移動(dòng)（1）使用鼠標(biāo)拖動(dòng)元件的方法移動(dòng)元件。 （2）元件移動(dòng)的菜單命令為：Edit / Move / Move，執(zhí)行命令后，光標(biāo)變成十字型，在需要移動(dòng)的元件上單擊，元件便浮于十字光標(biāo)上，移動(dòng)鼠標(biāo)，元件會(huì)跟著十字光標(biāo)一起移動(dòng)，將元件移到合適的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵

36、將元件定位。 對(duì)于多個(gè)選中的元件，可以使用鼠標(biāo)拖動(dòng)或使用菜單命令：Edit / Move / Move Selection進(jìn)行群體移動(dòng)。2元件的旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)（1）使用快捷鍵完成元件的旋轉(zhuǎn)。在移動(dòng)元件的過程中，即元件浮于十字光標(biāo)上時(shí)，每按一次空格鍵，元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。（2）元件旋轉(zhuǎn)的菜單命令：Edit / Move / Rotate Selection。使用菜單命令前，首先選中要旋轉(zhuǎn)的元件，執(zhí)行命令后，彈出圖示旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置對(duì)話框。輸入旋轉(zhuǎn)的角度后單擊OK，光標(biāo)變成十字型，將十字光標(biāo)移到工作區(qū)內(nèi)，選擇一個(gè)參考點(diǎn)，被選元件便以該點(diǎn)為參考點(diǎn)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。同樣，對(duì)于多個(gè)被選中的元件，可以完成群體的

37、旋轉(zhuǎn)。3元件的排列與對(duì)齊元件的排列與對(duì)齊 元件排列與對(duì)齊的命令全部集中在菜單項(xiàng)Tools下面的Interactive Placement子菜單中，如圖所示。 Interactive Placement子菜單中的各項(xiàng)命令含義如下： Align：元件的對(duì)齊命令，執(zhí)行命令后彈出元件對(duì)齊設(shè)置 對(duì)話框，如圖所示。 該對(duì)話框可以對(duì)選中的一組元件在水平（Horizontal）和垂直（Vertical）兩個(gè)方向進(jìn)行對(duì)齊操作。 Position Component Text：用于對(duì)PCB中選取元件封裝 的標(biāo)注進(jìn)行定位。 Align Left：用于對(duì)選取的元件以最左端的元件為準(zhǔn)縱 向?qū)R。 Align Right

38、：用于對(duì)選取的元件以最右端的元件為準(zhǔn) 縱向?qū)R。 Align Top：用于對(duì)選取的元件以最上端的元件為準(zhǔn)橫 向?qū)R。 Align Bottom：用于對(duì)選取的元件以最下端的元件為 準(zhǔn)橫向?qū)R。 Center Horizontal：用于對(duì)選取的元件以相應(yīng)的中心位 置縱向?qū)R。 Center Vertical：用于對(duì)選取的元件以相應(yīng)的中心位置 橫向?qū)R。 Horizontal Spacing：用于對(duì)選取的元件以不同的間距進(jìn) 行縱向?qū)R。 Vertical Spacing：用于對(duì)選取的元件以不同的間距進(jìn)行 橫向?qū)R。 Arrange Within Room：用于將元件在Room內(nèi)排列。 Arrange

39、 Within Rectangle：用于對(duì)選取的元件在矩形區(qū) 域內(nèi)排列。 Arrange Outside Board：用于對(duì)選取的元件在PCB之外進(jìn) 行排列。 Move Component To Grid：用于將選取的元件在網(wǎng)格點(diǎn) 上排列。 Move Room To Grid：用于將選取的Room在網(wǎng)格點(diǎn)上排 列。4調(diào)整元件標(biāo)注調(diào)整元件標(biāo)注 調(diào)整元件標(biāo)注的原則如下：標(biāo)注要盡量靠近元件，以指示元件的位置；標(biāo)注方向要盡量統(tǒng)一，排列有序；標(biāo)注的位置不要蓋住元件封裝、焊盤和過孔。 調(diào)整元件標(biāo)注可以采用移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等方法，其操作與調(diào)整元件的操作相同。8.5 PCB布線布線8.5.1自動(dòng)布線自動(dòng)布線自動(dòng)布線

40、的操作命令集中在菜單項(xiàng)Auto Route中。全局自動(dòng)布線全局自動(dòng)布線指定網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)布線指定網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)布線指定飛線自動(dòng)布線指定飛線自動(dòng)布線指定元件自動(dòng)布線指定元件自動(dòng)布線指定區(qū)域自動(dòng)布線指定區(qū)域自動(dòng)布線指定指定Room自動(dòng)布線自動(dòng)布線設(shè)置自動(dòng)布線策略設(shè)置自動(dòng)布線策略停止自動(dòng)布線停止自動(dòng)布線重新運(yùn)行自動(dòng)布線重新運(yùn)行自動(dòng)布線暫停自動(dòng)布線暫停自動(dòng)布線恢復(fù)暫停的自動(dòng)布線恢復(fù)暫停的自動(dòng)布線 執(zhí)行菜單命令：Auto Route / All，系統(tǒng)彈出自動(dòng)布線策略對(duì)話框，如圖所示。 單擊圖中的“Routing Rules”按鈕可以打開布線規(guī)則設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 這里將接地導(dǎo)線加寬為20mil，設(shè)置如圖所示。同

41、樣方法將電源線加寬為15mil，電路板上其余線寬為10mil。8.5.2手工布線手工布線1拆除布線拆除布線操作操作 拆除布線命令集中在菜單項(xiàng)Tools下面的Un-Route子菜單中，如圖所示。拆除全部布線拆除全部布線拆除指定網(wǎng)絡(luò)布線拆除指定網(wǎng)絡(luò)布線拆除指定飛線布線拆除指定飛線布線拆除指定元件布線拆除指定元件布線拆除指定拆除指定Room區(qū)布線區(qū)布線2手工布線手工布線 執(zhí)行菜單命令：Place / Interactive Routing或單擊布線工具欄的圖標(biāo) ，光標(biāo)變成十字型，將十字光標(biāo)移到焊盤中心，單擊鼠標(biāo)左鍵確定導(dǎo)線起點(diǎn)，此時(shí)焊盤上會(huì)出現(xiàn)如圖（a）所示的八角形狀，說明光標(biāo)和焊盤的中心重合。移動(dòng)

42、導(dǎo)線到另一焊盤，如圖（b）所示。單擊鼠標(biāo)左鍵確定第一段導(dǎo)線的位置和長(zhǎng)度，再單擊鼠標(biāo)左鍵，確定第二段導(dǎo)線的位置和長(zhǎng)度。單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束這一段導(dǎo)線的繪制，再次單擊鼠標(biāo)右鍵退出放置導(dǎo)線狀態(tài)。（a） （b） 在放置導(dǎo)線狀態(tài)并確定了導(dǎo)線起點(diǎn)后，按“Tab”鍵可以打交互布線設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。交互布線設(shè)置對(duì)話框各選項(xiàng)含義如下： Track Width：設(shè)置導(dǎo)線的寬度。 Via Hole Size：設(shè)置與導(dǎo)線相連的過孔孔徑。 Via Diameter：設(shè)置與導(dǎo)線相連的過孔外徑。 Layer：設(shè)置導(dǎo)線所放置的板層。 Menu按鈕：用來設(shè)置導(dǎo)線的布線規(guī)則，單擊該按鈕， 彈出圖示菜單。共4個(gè)選項(xiàng)：Edit Wi

43、dth Rule（編輯線寬規(guī)則）Edit Via Rule（編輯過孔規(guī)則）Add Width Rule（添加線寬規(guī)則）Add Via Rule（添加過孔規(guī)則）。 對(duì)于繪制完的導(dǎo)線，用鼠標(biāo)雙擊導(dǎo)線，可以打開導(dǎo)線屬性設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。設(shè)置導(dǎo)線寬度設(shè)置導(dǎo)線寬度設(shè)置導(dǎo)線所在板層設(shè)置導(dǎo)線所在板層設(shè)置導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)名稱設(shè)置導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)名稱設(shè)置是否鎖定導(dǎo)線設(shè)置是否鎖定導(dǎo)線設(shè)置是否在禁止布線設(shè)置是否在禁止布線層放置該導(dǎo)線層放置該導(dǎo)線 8.6 PCB設(shè)計(jì)的其他操作設(shè)計(jì)的其他操作8.6.1布線工具欄介紹布線工具欄介紹布線工具欄各圖標(biāo)功能以及與菜單命令的對(duì)應(yīng)關(guān)系8.6.2多邊形覆銅多邊形覆銅 執(zhí)行菜單命令：Place /

44、 Polygon plane，或者單擊布線工具欄的圖標(biāo) ，彈出多邊形覆銅設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 多邊形覆銅設(shè)置對(duì)話框的具體設(shè)置內(nèi)容如下： Surround Pads With：設(shè)置覆銅導(dǎo)線包圍焊盤的形式， 共有兩種選擇：Arcs（圓弧形）和Octagons（正八邊形）。 Grid Size：設(shè)置覆銅網(wǎng)格的寬度。 Track Width：設(shè)置覆銅導(dǎo)線的寬度。 Hatching Style：設(shè)置覆銅導(dǎo)線的類型，共5個(gè)選項(xiàng)： None（不覆銅）、90 Degree（90導(dǎo)線覆銅）、45 Degree （45導(dǎo)線覆銅）、Horizontal（水平導(dǎo)線覆 銅）、Vertical（垂直導(dǎo)線覆銅）。 Lay

45、er：設(shè)置覆銅所在的板層。 Min Prim Length：設(shè)置多邊形內(nèi)導(dǎo)線的最小長(zhǎng)度。 Lock Primitives：設(shè)置是否將多邊形覆銅的所有導(dǎo)線鎖 定為一個(gè)整體。 Connect to Net：用來選擇與多邊形覆銅連接的網(wǎng)絡(luò)。 Pour Over Same Net：設(shè)置覆銅時(shí)是否覆蓋同一網(wǎng)絡(luò)的 導(dǎo)線和焊盤。 Remove Dead Copper：設(shè)置是否刪除不與任何網(wǎng)絡(luò)連 接的死銅。 注意覆銅區(qū)必須是封閉的多邊形，通常電路板采用的是長(zhǎng)方形，因此覆銅區(qū)最好沿長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)，即整個(gè)電路板。8.6.3包地包地 包地是為了使某些特殊的信號(hào)走線不受到干擾，用接地線將這些特殊的導(dǎo)線或網(wǎng)絡(luò)包在中間

46、，從而與區(qū)域外的導(dǎo)線和網(wǎng)絡(luò)隔離開。 包地的操作如下：（1）執(zhí)行菜單命令：Edit / Select /Net命令，鼠標(biāo)變成十字型，選取需要包地的網(wǎng)絡(luò)。（2）執(zhí)行菜單命令：Tools / Outline Selected Objects，系統(tǒng)自動(dòng)為選取的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行包地操作。8.6.4補(bǔ)淚滴補(bǔ)淚滴 補(bǔ)淚滴就是使焊盤和導(dǎo)線的連接處成淚滴形狀，目的是增加焊盤和印制導(dǎo)線連接處的寬度，以提高焊盤在電路板上的機(jī)械強(qiáng)度。 執(zhí)行菜單命令：Tools / Teardrops，系統(tǒng)彈出淚滴選項(xiàng)設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。 淚滴選項(xiàng)設(shè)置對(duì)話框各個(gè)區(qū)域的設(shè)置如下：1General區(qū)域的復(fù)選框含義如下： All Pads：設(shè)置是

47、否對(duì)所有焊盤進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。 All Vias：設(shè)置是否對(duì)所有過孔進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。 Selected Objects Only：設(shè)置是否只對(duì)選中的對(duì)象進(jìn)行 補(bǔ)淚滴操作 Force Teardrops：設(shè)置是否強(qiáng)制性地進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。 Create Report：設(shè)置是否在補(bǔ)淚滴操作后生成補(bǔ)淚滴 報(bào)告文件。2Action單選區(qū)域用于設(shè)置補(bǔ)淚滴的操作方式。 Add：表示添加淚滴的操作。 Remove：表示刪除淚滴的操作。3Teardrop Style單選區(qū)域用于設(shè)置淚滴的形狀。 Arc：用圓弧形補(bǔ)淚滴。 Track：用導(dǎo)線形補(bǔ)淚滴。設(shè)置完成后單擊“OK”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。8.7 設(shè)計(jì)規(guī)則檢

48、查設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 執(zhí)行菜單命令：Tools / Design Rule Check，系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)規(guī)則檢查對(duì)話框，如圖所示。報(bào)告選項(xiàng)的設(shè)置報(bào)告選項(xiàng)的設(shè)置 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查對(duì)話框主要包括兩部分內(nèi)容的設(shè)置：Report Options（報(bào)告選項(xiàng)的設(shè)置）和Rules To Check（規(guī)則檢查的設(shè)置）。1. 報(bào)告選項(xiàng)的設(shè)置報(bào)告選項(xiàng)的設(shè)置 Create Report File：設(shè)置DRC后，是否產(chǎn)生報(bào)告文件以 保存檢驗(yàn)結(jié)果。 Create Violations：設(shè)置是否顯示違反的規(guī)則。 Sub-Net Details：設(shè)置是否對(duì)子網(wǎng)絡(luò)一并進(jìn)行規(guī)則檢查。 Internal Plane Warnings：設(shè)置在報(bào)告中是否產(chǎn)生內(nèi)部電 源層警告的內(nèi)容。 Verify Shorting Cop