電子產(chǎn)品印刷電路板設(shè)計與制作學習單元2課件

1、2.1學習內(nèi)容與學習目標本學習單元通過完成繪制恒流源電路圖，單片機最小系統(tǒng)原理圖以及繪制電子臺歷三個學習型工作任務，掌握原理圖設(shè)計的基本技能。如圖2-1所示。2.1學習內(nèi)容與學習目標2.2基本知識 1.2.1原理圖的基本組成原理圖主要有基本原理圖和層次原理圖兩大類。基本原理圖主要是由元器件、導線、節(jié)點、電源線、地線、總線、總線入口、網(wǎng)絡(luò)標號、端口等組成。對于比較簡單的原理圖，都能運用上述對象比較容易地完成繪制任務。對于復雜的電路原理圖，使用一張圖紙無法完成，就需要建立層次原理圖來完成設(shè)計。層次原理圖主要包括兩個部分：主電路圖和子電路圖。主電路圖與子電路圖的關(guān)系是上一級電路和下一級電路的關(guān)系，在

2、下一級電路中仍可包含再下一級電路。2.2.2原理圖設(shè)計步驟電路原理圖設(shè)計是整個PCB 設(shè)計的基礎(chǔ)，直接決定和影響了電路板的功能能否實現(xiàn)。電路原理圖設(shè)計步驟如下：（1）啟動軟件（2）圖紙參數(shù)設(shè)置（3）加載元件庫（4）放置元件及調(diào)整位置（5）原理圖布線、調(diào)整（6）報表輸出2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境如圖2-1 右上角所示，通過選擇Document Options 對話框的Sheet Options 選項卡進行圖紙尺寸設(shè)置。在該選項卡中Standard Style 編輯框即為標準圖紙選擇框。用鼠標單擊編輯框內(nèi)的下拉菜單，可彈出Protel 99SE 提供的標準圖紙樣式選擇對話

3、框，如圖2-2 所示。Protel 99SE 為用戶提供了A4、A3、A2、A1、A0 等多達18 種標準圖號的圖紙，用戶可根據(jù)需要進行選用。當標準樣式的圖紙滿足不了用戶的需求時用戶可以通過選中Custom Style 編輯框?qū)D紙大小進行自定義，通常情況下標準圖紙都可以滿足需求。在表2-2 中給出了標準圖紙的公英制尺寸對照關(guān)系。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.圖紙方向的設(shè)置在Document Options 選項下也可以對圖紙的方向進行設(shè)置，如圖2-3 所示為Options 對話框。Orientation 下拉列表框中Landscap 選項為水平頁面，Portrait

4、 選項為垂直頁面。圖紙默認為水平頁面。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境4.光標設(shè)置Protel 99SE 可設(shè)置連線及放置元器件時的光標形式，其設(shè)置方法為：（1）執(zhí)行菜單命令Tools|Preference 或直接單擊鼠標右鍵，系統(tǒng)彈出Preference 對話框；（2）在Preference 對話框中選擇Graphical Editing 選項卡；（3）單擊Cursor/Grid Options 下拉列表框的下拉箭頭，從中選擇光標形式風格（樣式）。如圖2-4 所示。Large Cursor 90：大十字光標Small Cursor 90：小十字光標Small Cursor

5、 45：小45十字光標可以根據(jù)自己的喜好來選擇不同類型的光標形狀。建議優(yōu)先選擇大十字光標，大十字光標的好處是：在放置元器件時可用于觀察及標齊新放置元件與周邊器件的相對位置。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境5.其它設(shè)置內(nèi)容（1）圖紙顏色及邊框設(shè)置（如圖2-3 所示）Border：圖紙邊框顏色；Sheet：圖紙底色設(shè)置；Show Reference Zone：顯示圖紙參考邊框。默認為選中，即顯示圖紙參考邊框；Show Border：顯示圖紙邊框。默認為選中，即顯示邊框。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境（2）標題欄設(shè)置在Document Options 對話框的Title Block 復選框前是否打勾表示是否顯

6、示標題欄和選擇標題欄的模式，標題欄的模式共有兩種。Standard：標準模式；ANSI：美國國家標準協(xié)會模式。（3）文件信息選項卡（Organization 選項卡）文件信息可與標題欄配合使用以形成完整的原理圖文檔信息，用戶通過打開“Document Options”對話框，在“Organization”標簽下可完善相關(guān)原理圖的信息，如圖2-5 所示。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境（4）標題欄內(nèi)容設(shè)置Protel 99SE 系統(tǒng)提供了特殊字符串用來描述原理圖的文件信息，系統(tǒng)提供的特殊字符串的類型在 Text 的屬性窗口中可通過 Text 的下拉列表框進行選擇，如圖2-6

7、所示。各特殊字符串的含義如表2-3 所示。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境在如圖2-5 文件選項卡下填入信息后，必須再進一步設(shè)置才能將選項卡中的信息顯示在圖紙的標題欄中，具體的方法是：通過執(zhí)行菜單命令Tools|Preferences進入Preferences 對話框，在圖紙編輯對話框Graphical Editing 選項卡下選中Convert Special String，然后放置如表2-3 中的特殊字符串，就可以顯示諸如標題等信息了。整個操作界面如圖2-7 所示。2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.2.3原理圖的繪制環(huán)境2.3任務1繪制恒流源電路圖

8、 2.3.1任務描述按照下列設(shè)計要求，繪制圖 2-11 所示的恒流源電路原理圖。2.3.1任務描述2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程電源端口工具欄(Power Objects)電源端口工具欄Power Objects 如圖2-15 所示，用戶通過執(zhí)行命令View|Tools|Power Objects可以打開該工具欄。2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程（3）加載原理圖元件庫繪制原理圖文件主要的工作就是在圖紙上放置與實際元件對應的元器件符號，簡稱為元器件。Protel

9、 99SE 將所有的元器件放置在不同的元件庫中，系統(tǒng)自帶的元件庫的存放路徑是Program FilesDesign Explorer 99SELibrarySch。初學者常用的元件庫是Miscellaneous Devices.lib（綜合元件庫）及Protel DOS Schmatic Libraries.ddb，其中綜合元件庫在系統(tǒng)新建設(shè)計庫文件時會默認打開。要在繪制原理圖時放置元件，那么該元件所在的庫文件必須被加載到原理圖編輯器中，加載庫文件的方法如下。2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程3.放置元器件（1）元器件的四種屬性圖2-11 所示電路中共有五種種類

10、，九種規(guī)格的元器件。Protel 99SE 規(guī)定每個元件有四種屬性，如圖2-20 所示。2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程（3）調(diào)整元器件放置好的元件的電路圖如圖2-26 所示。在繪制元器件之間的電氣連接線之前，需要對元器件放置的位置進行調(diào)整以便使原理圖更美觀或符合相關(guān)標準。2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程2.3.2任務實施過程5.放置電源端當所有導線連接完畢后，電路圖上要放置電源端口。放置電源端方法主要有以下幾種：執(zhí)行菜單命令Place|Power Port（快

11、捷鍵為P+O）；點擊電源工具欄上對應的符號；點擊Wiring Tools 面板上的“Place Power Port”按鈕，系統(tǒng)均可進入電源端口放置狀態(tài)，十字光標中心的電源符號處于浮置狀態(tài)，如圖2-31 所示。2.3.2任務實施過程將浮置的電源端口移動到目標位置時，點擊鼠標左鍵即可放置電源端口。放置完的電源端口的網(wǎng)絡(luò)標號及其風格未必符合需要，可以通過雙擊電源端口，進入電源端口屬性修改頁，對電源端口的屬性進行修改，如圖2-32 所示。2.3.3拓展提高電路原理圖繪制的國家標準電路圖具有以下特點：（1）電路圖的作用：闡述電的工作原理，描述產(chǎn)品的構(gòu)成和功能，提供裝接和使用信息的重要工具和手段。（2）

12、元件和連接線是電路圖的主要表達內(nèi)容。（3）圖形符號、文字符號（或項目代號）是電路圖的主要組成部分。（4）對信號流（信號的流向和傳遞）、邏輯流（相互間的邏輯關(guān)系）、功能流（相互間的功能關(guān)系）的不同描述構(gòu)成了電路圖的多樣性。常用的電氣制圖及電氣圖形符號現(xiàn)行國家標準主要包括：電氣制圖5 項、電氣簡圖用圖形符號13 項、電氣設(shè)備用圖形符號2 項、主要的相關(guān)國家標準11 項。2.3.3拓展提高電路原理圖繪制的國家標準（1）電氣制圖國家標準GBT 6988（2）電氣簡圖用圖形符號國家標準GBT 4728（3）電氣設(shè)備用圖形符號國家標準GBT 5465（4）與電氣制圖有關(guān)的相關(guān)國家標準2.4繪制單片機最小系

13、統(tǒng)電路原理圖 2.4.1任務描述按照下列設(shè)計要求，繪制圖2-33 所示的單片機最小系統(tǒng)電路原理圖。2.4.2任務實施過程1原理圖繪制的環(huán)境設(shè)置2放置元器件3繪制電氣連接導線4繪制總線及放置網(wǎng)絡(luò)標號5修改元件屬性6自動標注元件標號2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范實際工作中，不同的企業(yè)對于原理圖繪制會給出不同的規(guī)范或要求。表 2-11 給出了一張某企業(yè)電氣原理圖繪制評審表，從中可以看出在原理圖繪制的過程中企業(yè)的關(guān)注點及相應的規(guī)范要求。2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)

14、范2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范2.4.3拓展提高電路原理圖繪制企業(yè)規(guī)范2.5任務3原理圖元器件庫的創(chuàng)建 2.5.1任務描述2.5.2任務知識準備2.5.2任務知識準備2.原理圖元件圖形符號基本知識電路圖又稱為電路原理圖，它是一種反映了電路中各元件之間的電氣連接的圖紙。電路圖由代表實際器件的元件圖形符號、文字符號、電氣連接線等要素構(gòu)成。其中元件圖形符號是構(gòu)成電路原理圖的主體，不同的元器件對應不同的元件圖形符號，有時相同的器件在不同的國家也有著不同的表示方法。在原理圖中用元件圖形符號表示實際電路中的元器件，它的形狀與實際的元件不一定相似，但是它一般能表示出元器件的特點，而且引腳的數(shù)目均

15、與實際元件保持一致，需要特別注意的是有些數(shù)字器件的電源或地引腳均采用隱形方式不加以顯示，為保障電氣的正確連接電路中相關(guān)的電源與地網(wǎng)絡(luò)名稱應與隱形的引腳保持一致。更好的做法是對該元件進行編輯使所有引腳都能顯示出來，這一規(guī)定在有些企業(yè)是被強制執(zhí)行的。2.5.2任務知識準備2.5.2任務知識準備4.設(shè)計元件圖形符號的基本步驟2.5.2任務知識準備2.5.2任務知識準備2.5.3任務實施1.新建元件庫元件（1）新建元件庫文件文件夾（2）新建元件庫文件2.5.3任務實施（3）新建原理圖元件符號2.5.3任務實施（4）繪制元器件的外形2.5.3任務實施（5）放置引腳2.5.3任務實施2.5.3任務實施2.

16、5.3任務實施2.編輯現(xiàn)有元件庫元件符號2.5.3任務實施3.調(diào)用新建的元件庫文件2.5.3任務實施2.5.3任務實施2.5.3任務實施4.快速修改元件的方法2.5.3任務實施2.5.3任務實施2.5.3任務實施5.單元元件的繪制一個元件體內(nèi)含有兩個或兩個以上相同功能的電路模塊共享一個封裝的元件即為多功能單元元器件，如在集成電路中具有相同功能的多個獨立功能模塊需要放置在原理圖的不同位置，在這種情況下使用多功能單元元器件會使電路具有更好的可讀性。下面以雙運放TL072 為例介紹多功能元件的繪制方法，雙運放TL072 的頂視圖如圖2-65 所示。2.5.3任務實施2.5.3任務實施2.5.3任務實施2.5.4拓展提高電氣圖形符號國家標準GB/T 47282.5.4拓展提高電氣圖形符號國家標準GB/T 47282.5.4拓展提高電氣圖形符號國家標準GB/T 47282.5.4拓展提高電氣圖形符號國家標準GB/T 47282.6任務4繪制電子臺歷電路原理圖 2.6.1任務描述本任務是按照下列設(shè)計要求，繪制圖2-69、圖2-70 所示的電子臺歷電路原理圖。（1）原理圖圖紙大小尺寸為：A4（297mm210mm）；（2）掌握層次電路圖的畫法；（3）掌握自建原理圖庫文件的方法；2.6.2任務實施過程1.原理圖繪制的環(huán)境設(shè)置新建原理圖main.sch，并選擇合適的圖紙類型為A4；設(shè)