第講 第章 數(shù)碼管顯示的CB設計

第9章數(shù)碼管顯示電路的PCB設計任務描述在第7章完成了數(shù)碼管顯示電路的原理圖繪制后，本章完成數(shù)碼管顯示電路的PCB板設計。在該PCB板中，調用第5章建立的封裝庫內的兩個器件：DIP20(AT89C2051單片機的封裝)、LED-10(數(shù)碼管的封裝)。通過該PCB圖驗證建立的封裝庫內的兩個器件的正確性，并進行新知識的介紹。他將涵蓋以下主題：設置PCB板設計規(guī)則介紹自動布線的多種方法數(shù)碼管顯示電路的PCB板設計教學目的及要求：1.掌握在項目中新建PCB文檔2.熟練掌握設置PCB板3.熟練掌握導入元件、元件布局4.了解PCB的設計規(guī)則5.熟練掌握檢查綠色高亮顯示6.熟練掌握自動布線、驗證PCB的設計教學重點：導入元件、元件布局教學難點：檢查綠色高亮顯示9.1創(chuàng)建PCB板9.1.1在項目中新建PCB文檔在第3章的3.2中介紹了用PCB向導產生空白PCB板子輪廓的方法。本節(jié)將介紹另一種方法產生空白的PCB板。（1）啟動AltiumDesigner，打開“數(shù)碼管顯示電路.PrjPCB”的項目文件，再打開“數(shù)碼管顯示電路.SchDoc”的原理圖。（2）產生一個新的PCB文件。方法如下：選擇主菜單中的“File”→“New”→“PCB”命令，在“數(shù)碼管顯示電路.PrjPcb”項目中新建一個名稱為“PCB1.PcbDoc”的PCB文件。（3）在新建的PCB文件上單擊鼠標右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“Save”命令，打開“Save[PCB1.PcbDoc]As”對話框。（4）在“Save[PCB1.PcbDoc]As”對話框的“文件名”編輯框中輸入“數(shù)碼管顯示電路”，單擊“保存”按鈕，將新建的PCB文檔保存為“數(shù)碼管顯示電路.PcbDoc”文件。9.1.2設置PCB板（1）在主菜單中選擇“Design”→“BoardOptions…”命令，打開如圖9-1所示的“BoardOptions”對話框。圖9-1“BoardOptions”對話框（2）在如圖9-1所示的“BoardOptions”對話框的“MeasurementUnit”區(qū)域中設置“Unit”為“Metric”；勾選“SheetPosition”區(qū)域中的“DisplaySheet”復選項，表示在PCB圖中顯示白色的圖紙；設置SnapGridX、Y：1mm，單擊“OK”按鈕。（3）在主菜單中選擇“Design”→“BoardSharp”→“RedefineBoardSharp”命令，重新定義PCB板的形狀。（4）移動光標按順序分別在工作區(qū)內坐標為（100mm，30mm）、（190mm，30mm）、（190mm，106mm）和（100mm，106mm）的點上單擊，最后單擊鼠標右鍵，繪制一個矩形區(qū)域。重新定義的PCB板區(qū)域如圖9-2所示。圖9-2重新定義的PCB板區(qū)域（5）單擊工作區(qū)下部的“Keep-OutLayer”層標簽，選擇“KeepOutLayer”層，重新定義PCB板的邊框。（6）單擊“Utilities”工具欄中的繪圖工具按鈕“”，在彈出的工具欄中選擇線段工具按鈕“”，移動光標按順序連接工作區(qū)內坐標為（103，33）、（187，33）、（187，103）和（103，103）的四個點，然后光標回到（103，33）處，光標處出現(xiàn)一個小方框，按鼠標左鍵，即繪制“KeepOut”布線的矩形區(qū)域（如圖9-3所示），按鼠標右鍵，退出布線狀態(tài)。(單位：mm)。圖9-3繪制布線區(qū)域的PCB板（7）在主菜單中選擇“Design”→“LayerStackManager”命令，打開“LayerStackManager”對話框。（8）在“LayerStackManager”對話框中勾選“TopDielectric”復選項和“BottomDielectric”復選項，設置電路板為有阻焊層的雙層板，單擊“Ok”按鈕。至此，PCB板的形狀、大小，布線區(qū)域和層數(shù)就設置完畢了。9.2PCB板布局9.2.1導入元件（1）在原理圖編輯器下，用封裝管理器檢查每個元件的封裝是否正確（3.3節(jié)中已介紹），打開封裝管理器Tools→FootprintManager。（2）在主菜單中選擇“Design”→“ImportChangesFrom數(shù)碼管顯示電路.PrjPcb”命令，打開如圖9-4所示的“EngineeringChangeOrder”對話框。圖9-4“EngineeringChangeOrder”對話框（3）單擊“ExecuteChanges”按鈕，應用所有已選擇的更新，“EngineeringChangeOrder”對話框內列表中的“Status”下的“Check”和“Done”列將顯示檢查更新和執(zhí)行更新后的結果，如果執(zhí)行過程中出現(xiàn)問題將會顯示“”符號，若執(zhí)行成功則會顯示“”符號。如有錯誤檢查錯誤，然后從（2）開始重新執(zhí)行，沒有錯誤后，應用更新后的“EngineeringChangeOrder”對話框如圖9-5所示。圖9-5應用更新后的“EngineeringChangeOrder”對話框（4）單擊“EngineeringChangeOrder”對話框中的“Close”按鈕，關閉該對話框，至此，原理圖中的元件和連接關系就導入到PCB板中了。

圖9-6PCB工作區(qū)內容導入原理圖信息的PCB板文件的工作區(qū)如圖9-6所示，此時PCB板文件的內容與原理圖文件“數(shù)碼管顯示電路.SchDoc”就完全一致了。9.歌2.蜘2元件稿布局Al漫ti每um窯D優(yōu)es窄ig郊ne隱r提供寫了自榜動布桶局功誰能。融方法匯：選跪擇主衛(wèi)菜單To混ol諷s泥→而Co訊mp噴on老en液t徒Pl隸ac摧em躍en化t毯→談Au縣to速P朝la戶ce棵r彈出Au軋to兔P導la丈ce對話將框。艦在該孝對話累框內胸可以帶選擇Cl信us疼te滑r啊Pl岡ac油er和St趙at師is舍t(yī)i無ca映l擠Pl鏡ac薪er兩種牲布局各方式恨，目露前這俊兩種蛇布局顯方式燭布局凍的效欣果不衫盡人鑒意，醒所以陰用戶夢最好報還是亡采用豪手動計布局馬。方昂法如尼下：（1）單罵擊PC貪B圖中芳的元猴件，搜將其峽一一燃拖放瘋到PC垮B板中杜的“Ke產ep縫-O謝ut高”布線舞區(qū)域殘內。桑單擊射元件U1俱,將它獵拖動擠到PC相B板中盆靠左頂邊靠僚上的擦區(qū)域窮；在砌拖動矮元件賠到PC櫻B板中完的“Ke禿ep惕-O概ut士”布線鄰區(qū)域爬時，席可以沖一次宗拖動混多個弱元件姻，如合選擇3個元脆件DS撇1-碰DS輛3（鼠給標單獎?chuàng)鬌S析1元件鍬的左覽下角草，然議后單斗擊DS賄3元件金的右熄上角私），勢按住擱鼠標麗左鍵拋將它剝拖動甩到PC森B板中驚部用隸戶需繼要的假位置代時放急開鼠緣瑞標左貓鍵；落如圖9-鄉(xiāng)豐7所示漁。在在導入泛元件基的過悄程中鄭，系辮統(tǒng)自仙動將潔元件母布置被到PC悅B板的重頂層我（To幕p拿La紋ye集r），夫如果陽需要冰將元橫件放奔置到PC微B板的面底層買（Bo語tt抖om么L李ay跨er）按私（2）步刊驟進絮行操徒作。圖9-蜓7移動汁元器夕件（2）雙謝擊元它件“U3麻”，按Ta然b鍵，寸打開秧如圖9-洲8所示際的“Co粗mp笑on綢en禍t刃U3滲”對話傾框。弄在“Co衰mp禁on飄en禾t哥U3將”對話休框中康“Co勇mp歡on委en份t豆Pr夜op傻er歇ti發(fā)es結”區(qū)域卻內的戀“La蹤蝶ye昂r”下拉廉列表橋中選鉗擇“Bo食tt頓om憐L神ay劍er及”項，徐單擊哲“OK刑”按鈕紛，關皂閉該凱對話翠框。酸此時獨，元能件“U3汽”連同查其標騰志文父字都星被調畢整到PC萬B板的良底層悄，把污“U3透”放在DS持1元件繡位置常的底替層（DS稍1的元甘件放鍋在頂舒層）利。圖9-固8按“望Co幅mp濕on歇en姓t讀U3扇”對話紫框（3）放曾置其竭它元償件布熱置到PC撒B板頂隊層，以然后碼調整洗元件討的位畜置。嫌調整伐元件眾位置洲時，心最好搞將光要標設協(xié)置成靠大光導標，追方法穴：單銳擊鼠貴標右詠鍵，曬彈出椒菜單蒙，選利擇Op咸ti系on嘩s應→眨Pr執(zhí)ef或er稻en源ce醫(yī)s，彈狀出Pr炸ef壩er騾en保ce召s對話霸框，景光標跨類型最（Cu勢rs謊or呈T添yp廳e）處釘：選辰擇La巖rg寄e饞90即可貸。（4）放慰置元盲件時采，選刪擇于普其它肺元件臂連線撥最短博，交勺叉最貌少的闊原則糕，可邪以按Sp血ac迷e鍵，或讓元爬件旋柱轉到警最佳野位置嬌，才亂放開億鼠標嶄左鍵最。（5）如醉果電典阻R2、R3、R1瞎0-概R1腹6排列謀不整黨齊，所可以警選中指這些私元件賤，在用工具劍欄上蠟按“”圖收標，焦彈出遞下拉存工具性，選鼻“”宋圖標耗，再飯選“”圖癥標后頭，即酬可把劃電阻荒布置情整齊都。(6甚)在放斯置元棒件的銷過程牲中，消可以威按G鍵，揉設置督元件攜的Sn沿ap傳G免ri任d以及Co蠶mp早on因en昨t早Gr千id，以懷方便昌元件服擺放嚼整齊擺。也思可以唯設置PC慈B板是臉采用房誠公制預（Me番tr崖ic）或廳英制(I咬mp傻er狀ia瓜l)單位磁，最仇好采都用英再制單時位。優(yōu)布置甚完成優(yōu)后的PC社B板如摔圖9-擦9所示井。圖9-園9手動蔬布局免完成禍后的PC維B板至此俯，元聾件布梳局完竭畢。（7）單塌擊工擁作區(qū)久中的呀名稱據(jù)為“帆數(shù)碼幻玉管顯熱示電逝路”扇的ro搭om框，影按鍵什盤的挎“de取l”鍵，蘭將其雅刪除陪。ro桐om框用臘于限欣制單林元電掏路的皂位置勁，即戒某一騰個單需元電呼路中限的所攀有元吃件將擴被限抖制在閱由ro乳om框所懷限定童的PC鉗B范圍夠內，下便于PC蜻B電路噸板的排布局嘴規(guī)范往，減鄰少干撞擾，富通常謎用于飛層次哲化的原模塊張設計院和多服通道熱設計嫁中。譽由于竟本項浙目未賭使用辛層次五設計擔，不候需要添使用孔到ro味om邊框跡的功分能，西為了慕方便斗元件恢布局程，可賠以先農將該ro舉om框刪妨除。9.蜂2.嚇3檢查假綠色堤高亮縱顯示運行錦設計校規(guī)則棚檢查懇：To費ol平s→墨De扁si鮮gn裂R秘ul洲e帶Ch鬧ec但k給出傻錯誤散報告太如圖9-邁10所示濱。圖9-悉10設計藝規(guī)則末檢查悲后的艙錯誤竟報告從錯貌誤報長告看致出有2個地撐方出妹錯：Si悼lk洪sc弟re懷en疏O媽ve庸r極Co土mp候on津en駕t醋Pa炊ds與Mi誰ni術mu飯m游So饒ld毫er游M硬as蹲k藝Sl拘iv組er?？梢远愑玫?章介咸紹的赤方法佩，從嘉菜單輕選擇De槳si詳gn昂→裙R勻ul償es（快班捷鍵D，R）打嚼開PC仍B爐R犧ul駐es肆a撥nd層C撞on甜st頂ra拆in蛙ts猛E傻di遍to單r對話半框。筑雙擊Ma河nu政fa喬ct網ur送in拆g類在博對話聞框的箭右邊研顯示服所有提制造侍規(guī)則盆，找鏡到Si語lk細sc巖re論en份O臣ve骨r揉Co就mp極on恒en嶺t色Pa代ds和Mi壇ni征mu怎m罷So齊ld春er與M值as抖k常Sl箏iv魚er兩行西，把En辦ab杰le胳d欄的盒復選沖框的咬“√胖”去掉掉即竄可,表示慶關閉智這2個規(guī)炸則，健不進蹈行該2項的成規(guī)則裙檢查師?，F(xiàn)在PC乏B板上勢就沒老有綠茫色的奪高亮州顯示譜了，兼如圖9-啦15所示成。圖9-泉15清除淹了綠男色高察亮的PC銷B板9.傲2.疼4更改賺元件川封裝由于蛇圖9-臨15所示PC歉B板上榜元器蹈件的詢封裝念用的文是繪辜制原鐮理圖仆時放膜元器被件的掏缺省冰值，C1辛-C綠4的元喉件封脆裝與巨實際帆元件緩有差逝異，內所以饅需要陷修改比這4個元議件的盞封裝撈。用唉第3章介鋸紹的言方法鼻將C1、C2元件壯的封扛裝修斤改為豈：RA譯D-磁0.屠1，C3元件匆的封珠裝修費改為匹：CA傳PP普R5餓-5握X5，C4元件戒的封陽裝修筑改為竭：RB霸5-司10雅.5。修奔改封蜻裝后誘的PC耽B板如燃圖9-忘16所示演。圖9-嘗16修改廊封裝銀后的PC酬B板9.閃3設計嚷規(guī)則鹿介紹Al觸ti譯um騾De醉si萌gn閥er提供糕了內攤容豐河富、化具體離的設吸計規(guī)芝則，降根據(jù)扣設計健規(guī)則鋸的適眠用范阻圍共慣分為軌如下10個類集別，煉下面捎把要濫經常簡要使砌用的不規(guī)則澡作簡祖單介友紹。“El閥ec怪tr禾ic岸al喉”—抱—電氣蛾規(guī)則魚類。“Ro師ut醫(yī)in麗g”誓——布線求規(guī)則不類?！癝M嘩T”腹——禮SM絲式T元件霞規(guī)則磁類?！癕a休sk眠”—健—阻焊乘膜規(guī)博則類司?！癙l士an夠e”夫——內部繭電源怨層規(guī)灣則類感?！癟e需st保po鑼in滲t”偶——測試夾點規(guī)餓則類眾?！癕a或nu戴fa爆ct夢ur攻in什g”趣——制造管規(guī)則酸類?！癏i冒gh撿S竊pe攝ed負”—煩—高速剝電路枕規(guī)則學類?！癙l卡ac深em腎en訂t”喊——布局截規(guī)則旋類。“Si勞gn您al嗽I霜nt詠eg回ri撒ty稀”—邪—信號陜完整姨性規(guī)賢則類憐。9.霸3.順2咳“R頑ou莖ti婚ng顫”規(guī)則乞類1．“Wi昂dt賞h”設計這規(guī)則“Wi刃dt捕h”設計濤規(guī)則賽用于恩限定敏布線心時的駐銅箔悔導線蠅的寬聾度范筆圍。朽已在塑第3章介您紹，想在此含將接豈地線外（GN煌D）的睛寬度總設為欣：30后mi犁l，電潤源線墨（VC爐C）的煮寬度譯設為輛：20譽mi戴l，其斯它線唱的寬室度：鏈最小者值（Mi鉗n監(jiān)Wi導dt老h）10且mi德l、首撈選寬禿度（Pr楚ef斤er劃re完d伶Wi貢dt邊h）15涌m播il、最使大值請（Ma餐x寶Wi昨dt殘h）20嘴mi王l。如洲圖9-澡19所示撈。注意愚：銅息箔導松線寬受度的兼設定復要依嫌據(jù)PC城B板的懼大小萌、元肆器件額的多新少、冰導線俊的疏皮密、賠印制橋板制巷造廠眠家的仰生產句工藝汪等多任種因殲素決醋定。9.披4登PC昏B板布菊線9.行4.腎1自動看布線1．網匹絡自涼動布傅線在主列菜單雪中執(zhí)格行“Au秩to冰R脖ou籮te晶”→濫“N客et習”命令艦，光棍標變佛成十撓字準森線，料選中祖需要森布線享的網傳絡即槳完成緒所選涌網絡魯?shù)牟间従€，遮繼續(xù)苗選擇鼠需要死布線語的其箭他網嗚絡，勤即完舟成相露應網指絡的宿布線幸按鼠密標右周鍵或狐“Es谷c”鍵退誤出該脫模式哭?？梢苑Q先布耐電源知線，倉然后陷布其巖它線散。先弄布電站源線貼“VC徑C”的電汗路如越圖9-閣38所示應。圖9-滾38布電畝源線存“VC高C”的PC臣B板2．單房誠根布悅線在主嗎菜單芬中執(zhí)纖行“Au國to徐R凡ou女te捎”→蔽“C麻on旺ne疑ct熟io銅n”命令征，光古標變籃成十侵字準誦線，坦選中差某根供線，棗即對膛選中先的連廊線進付行布汽線，細繼續(xù)紹選擇闖下一幫根線凝，則茫對選五中的僵線自叫動布嗽線，幸要退拜出該功模式丑，按掘鼠標傷右鍵岡或“Es今c”鍵。把他與耐“Ne藥t”的區(qū)改別是濾一個沉是單訓根線繡，一續(xù)個是路多跟渣線。3．面缺積布籃線執(zhí)行惕“Au扭to賀R禁ou剩te畏”→選“A督re蝴a”命令訊，則付對選昨中的喇面積賢進行稱自動應布線汗。4．元縮慧件布摧線執(zhí)行轟“Au昂to綁R宗ou盼te讀”→論“C抗om峰po蓬ne趁nt蝴”命令閣，光斑標變筋成十乏字準英線，趴選中鍋某個如元件股，即修對該丹元件狡管腳蜻上所吩有連植線自竹動布國線；歌繼續(xù)券選擇川下一懶個元匠件，炸即對召選中停的元塊件布不線，辭要退茄出該眾模式熄，按典鼠標糊右鍵造或“Es掀c”鍵。5．選坐中元貝件布快線先選喜中一叮個或棕多個晝元件碧，執(zhí)擊行“Au殲to煮R視ou已te恒”→虛“C膀on舅ne酒ct衣io謹ns漏O聾n湊Se加le筆ct疲ed吳C芳om傲po雄ne骨nt枯”命令隊，則刃對選閣中的膨元件慘進行擔布線墻。6．選及中元衣件之爺間布角線先選攀中一寫個或角多個缸元件續(xù)，執(zhí)嚷行“Au飄to星R么ou拍te錫”→療“C必on謝ne劣ct菠io優(yōu)ns城B附et昆we艱en澇S救el奪ec圾te即d自Co聽mp問on肢en御t”命令晨，則證在選拿中的侮元件差之間之進行遞布線秒，布珠線不炮會延猶伸到凡選中楚元件料的外垃面。7．自味動布虧線在主礙菜單探中選快擇“Au部to狠R群ou紗te紹”→哈“A倡ll牧”命令籮，打底開如菊圖9-薯39所示般的“Si攏tu啊s床Ro鄙ut吹in垃g波St圖ra懼te移gi臺es走”對話怠框。在“Si裹tu針s芝Ro橡ut斯in畫g百St嫁ra健te長gi四es爺”對話排框內李的“Av訪ai均la啟bl名e犧Ro竄ut塑in牛g韻St腫ra須te語gi保es撫”列表幕中選紀擇“De啊fa想ul截t怎2污La云ye撓r報Bo挑ar窯d”項，癥單擊上“Ro弱ut蒼e喝Al念l”按鈕沉，啟隔動Si勺tu縱s自動扶布線誰器。圖9-祝39赤“Si辯tu進sRo汪ut從in撒g涼St瓶ra椅te恰gi繪es失”對話推框自動銷布線弱結束友后，譽系統(tǒng)起彈出匆“Me鑼ss納ag炭e”工作蛇面板初，顯辱示自要動布睜線過禍程中燒的信翁息，秘如圖9-極40所示墾。圖9-想40磁“M侄es圣sa不ge上s”工作挺面板本例杏，先戶布電雁源線駁“VC碎C”，然籠后再凝自動裹布線把后的PC傭B板圖撕如圖9-傲41所示環(huán)。圖9-率41自動璃布線男生成杏的PC韻B板圖如果PC盒B顯示附如上末圖，喇有的碗導線爭顯示宣是斷修的，雪把屏市幕重沾新刷革新一施下就從好了險。方次法：Vi運ew伐→進R恥ef刷re此sh創(chuàng)(快捷晌鍵V，R或En恥d鍵)。9.酒4.界2調整盛布線如果塌用戶敘覺得但自動惰布線盼的效嶺果不盜令人鼓滿意縮慧，可餐以重烏新調財整元亮件的成布局笛。如畢：仔粉細看喜數(shù)碼陡管DS炸1的元當件封湊裝的劇底層雜（Bo型tt齡om救L超ay粱er）上砍放了滑一個萍元件U3，在DS橡1元件復內有4個過左孔，U1元件船內的起布線涂太多獄了，鈴需要宅調整合。如果喬想重辣新布揪線，依方法亦：選寒擇主渴菜單To安ol爪s愛→U災n-廈Ro鏡ut栽e墨→棟Al附l，就腿把所兵有已府布的駕線路抖全部蘭撤銷耀，變估成了勒飛線均；如聯(lián)果選首擇To鞠ol共s腫→U朵n-曾Ro新ut償e各→N澆et，就破可用胳鼠標若點擊殊需要能撤銷遼的網嚴絡，艙這樣依就可頂以撤趣銷選睜中的叢網絡備；如明果選鵝擇To忌ol爪s刊→C附on犧ne饞ct迎io膊n，就電可以盡撤銷跌選中露的連箱線；盾如果巴選擇To囑ol抱s織→U貴n-猜Ro敵ut憲e訓→C剃om壁po宵ne煌nt，用冊鼠標埋點擊赴元件乞，相菜應元持件上寄的線燒就全敏部變可為非周線?，F(xiàn)在鵝執(zhí)行To憑ol懸s陶→U捉n-在Ro訪ut慕e嚴→管Al據(jù)l命令轎，撤幸銷所挨有已萄布的肚線。印然后徐移動能元件獻，調優(yōu)整元熟件布違局后蹦的電漲路如榨圖9-碎42所示章。圖9-意42重新題調整跳布局伙后的PC廚B板圖9-畜43重新乳自動雨布線可后的PC復B板執(zhí)行嚇“Au妥to德R權ou孫te瓣”→芹“A江ll喇”命令槍，布塘線結兇果如畫圖9-還43所示詳。從操蠶作過打程可唐以看膀出，PC斃B板的奪布局觸對自怖動布擺線的固影響守很大鼓，所逢以用奏戶在受設計PC薪B板時潛一定胡要把慮元件弱的布酒局設棉置合捆理，酷這樣嚴自動報布線盜的效杠果才陽理想則。調整蠢布線溫是在鍬自動癢布線晴的基朽礎上純完成茫的，臉如C2和Y1之間迷的連氏線不凈是很竿好如遠圖9-創(chuàng)44a所示搬。用Pl催ac勉e達→I嬌nt徑er聽ac縫ti勵ve賺R毫ou墾ti柿ng命令坐重新蠶繪線焦如圖9-鵝44b所示雀。a.改動齒前的嶺布線b.手動唱改動穴后的呆布線圖9-盈44手動育布線崗前后無的布研線觀察殘自動勞布線絞的結異果可仿知，唐對于躲比較家簡單賺的電燒路，返當元派件布睬局合錘理，昏布線拆規(guī)則恭設置濱完善究時，Al薦ti免um不D凍es目ig筋ne奮r中的Si努tu哈s布線選器的勺布線信效果普相當相令人詢滿意駛。單擊繳保存覽工具額按鈕桌“”，找保存PC佩B文件妥。9.剃4.以3驗證PC滋B設計（1）在瓜主菜五單中削選擇To蔽ol惰s勢→污De勤si躲gn趟R籠ul羅e陶Ch杏ec轟k…命令麥，打供開如倦圖9-替45所示伶的“De燙si邪gn類