電路設(shè)計(jì)與制作實(shí)用教程（Allegro版）課件 第7-10章 STM32核心板PCB設(shè)計(jì)-制作電路板

STM32核心板PCB設(shè)計(jì)第七章電路設(shè)計(jì)與制作實(shí)用教程(Allegro版)普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材·卓越工程師培養(yǎng)系列1PCB設(shè)計(jì)流程PCB設(shè)計(jì)流程1STM32核心板的PCB設(shè)計(jì)流程如圖7-1所示，包括：(1)創(chuàng)建一個(gè)STM32核心板的PCB工程；(2)設(shè)計(jì)STM32核心板的板框和定位孔；(3)將STM32核心板的原理圖導(dǎo)入PCB工程中；(4)在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，進(jìn)行PCB規(guī)則設(shè)置；(5)對PCB上的元器件進(jìn)行布局操作；(6)進(jìn)行元器件布線操作；(7)添加絲印；(8)添加淚滴；(9)添加電路板信息和信息框；(10)電路板正反面覆銅；(11)對整個(gè)PCB進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。2快捷操作的設(shè)置快捷操作的設(shè)置2在PCB設(shè)計(jì)中，Alro軟件的很多功能命令會頻繁使用，但這些功能命令大都默認(rèn)位于二級或三級菜單中，頻繁地在菜單中單擊命令，不利于提高設(shè)計(jì)效率。因此，在使用Allegro進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前，有必要掌握快捷操作的設(shè)置方法。Allegro軟件系統(tǒng)是一個(gè)相對較為開放的系統(tǒng)，它給用戶預(yù)留了較多的定制空間，因此設(shè)置快捷操作的方法有很多種。對于初學(xué)者來說，最好先掌握常用的設(shè)置方法，待熟練后再深入研究。2.1設(shè)置快捷鍵找到Allegro軟件安裝路徑(如C:lSPB_Data\pcbenv)文件夾中的env文件，用記事本打開，如圖7-2所示。主要通過用alias和funckey兩個(gè)命令來定義快捷鍵。下面以復(fù)制操作來介紹快捷鍵的設(shè)置方法。

快捷操作的設(shè)置2首先查看“復(fù)制”操作的命令語句。執(zhí)行菜單命令Edit→Copy,即可查看“復(fù)制”操作對應(yīng)的命令語句，顯示在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境的左下角，如圖7-3所示。如果要查看其他操作的命令語句，也可以采用上述操作。假設(shè)將“復(fù)制”操作的快捷鍵設(shè)為C鍵，那么定義“復(fù)制”操作的快捷方式命令語句有如下兩種：第一條語句：在設(shè)計(jì)過程中，按快捷鍵C后，還需按回車鍵，“復(fù)制”命令才會生效。第二條語句：在設(shè)計(jì)過程中，按快捷鍵C后，“復(fù)制”命令直接生效。快捷操作的設(shè)置2

alias和funckey有什么區(qū)別？用alias定義的快捷方式語句，每次按字母后還需要按回車鍵，并不能真正實(shí)現(xiàn)使用快捷鍵的便利。alias要實(shí)現(xiàn)快捷鍵的功能需要“功能鍵+字母或數(shù)字”的組合才可以，例如：a1iasF2AddConnect（布線），注意，F(xiàn)2~Fl2皆可，F(xiàn)1為保留命令help.alias~wAddConnect，注意，字母需為大寫，小寫將提示找不到命令。~表示Crl鍵與W鍵同時(shí)按下。alias并不能定義單獨(dú)字母快捷鍵，如果要定義單獨(dú)字母快捷鍵，如直接按下W鍵實(shí)現(xiàn)布線功能，則要使用funckey命令?？旖莶僮鞯脑O(shè)置22.2設(shè)置環(huán)境變量如果要順利使用快捷鍵，還需要讓Allegro軟件找到env文件。此時(shí)需要設(shè)置環(huán)境變量來定義pcbenv文件夾的路徑。在C:\SPB_Data\pcbenv目錄下找到env文件，如圖7-4所示。快捷操作的設(shè)置2在定義環(huán)境變量時(shí)指向pcbenv文件夾的路徑即可。環(huán)境變量的設(shè)置操作如下：(1)右鍵單擊“計(jì)算機(jī)”，在右鍵快捷菜單中選擇“屬性”命令。(2)打開“高級系統(tǒng)設(shè)置”，然后單擊“環(huán)境變量”按鈕。(3)在彈出的“環(huán)境變量”對話框中，將HOME的變量值改為pcbenv文件夾的路徑，即C:\，如圖7-5所示。上述步驟完成后，重啟Allegro軟件，即可順利使用env文件中定義的快捷鍵了。3創(chuàng)建PCB工程創(chuàng)建PCB工程3打開PCBEditor軟件，如圖7-6所示。初次打開，系統(tǒng)會彈出如圖7-7所示的對話框，對話框中有很多程序組件，選擇AllegroPCBDesignGXL,并且勾選Useasdefault項(xiàng)，下次打開時(shí)就不需要重新選擇程序組件了，默認(rèn)打開的都是AllegroPCBDesignGXL,然后單擊OK按鈕。創(chuàng)建PCB工程3執(zhí)行菜單命令File→New,如圖7-8所示，打開NewDrawing對話框，執(zhí)行以下操作：(1)在DrawingName欄中輸入PCB工程名。為了保持命名一致性，將工程、原理圖、PCB文件都統(tǒng)一命名為STM32CoreBoard.(2)單擊Browse按鈕，將工程文件保存在D:\STM32CoreBoard-V1.0.0-20171215目錄下。(3)在DrawingType下拉列表中選擇Board。。(4)單擊OK按鈕，即可新建一個(gè)名為STM32CoreBoard的PCB工程。4板框和定位孔設(shè)計(jì)板框和定位孔設(shè)計(jì)4繪制板框之前，需要設(shè)定工作界面參數(shù)。執(zhí)行菜單命令Setup→DesignParameters,打開DesignParametersEditor對話框，選擇Design標(biāo)簽頁，按照圖7-9所示設(shè)置參數(shù)。4.1板框的設(shè)計(jì)創(chuàng)建PCB工程3

(1)設(shè)計(jì)單位：Userunits選擇Mils。注意，在設(shè)計(jì)中不要經(jīng)常更換單位，最好從始至終保持同一種單位。(2)單位精度：Accuracy,如果單位選擇Mils,則精度為2位；如果單位選擇Millimeter時(shí)，則精度為4位。(3)設(shè)置工作區(qū)域：Extents中的參數(shù)用于定義工作區(qū)的大小，圖7-9中參數(shù)的具體含義如圖7-10所示。設(shè)置好參數(shù)之后，執(zhí)行菜單命令A(yù)dd一→Line,然后在PCB設(shè)計(jì)界面右側(cè)的Options面板中，將Class設(shè)置為BoardGeometry,Subelass設(shè)置為Outline,LineWidth設(shè)置為6mil，知圖7-11所示。創(chuàng)建PCB工程3接下來開始進(jìn)行板框繪制。STM32核心板的長為109mm(4291.339mil),寬為59mm(2322.835mil),具體步驟如下。(1)先確定板框的坐標(biāo)原點(diǎn)，在命令欄中輸入絕對坐標(biāo)：x00,按回車鍵，如圖7-12所示。建議將板框原點(diǎn)設(shè)定在板子的左下角，這樣板內(nèi)所有元素的坐標(biāo)都是正坐標(biāo)，便于計(jì)算。(2)依次在命令欄鍵入以下4個(gè)相對坐標(biāo)，每輸入完一個(gè)按回車鍵，再繼續(xù)輸入下一個(gè)坐標(biāo)：iy4291.339、ix2322.835、iy-4291.339、ix-2322.835。即可繪制出一個(gè)長為109mm(4291.339mil)、寬為59mm(2322.835mil)的矩形板框，如圖7-13所示。繪制完矩形板框后，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Doe命令，結(jié)束繪制。創(chuàng)建PCB工程3(3)繪制完板框，需要將板框的4個(gè)角進(jìn)行倒角。具體做法是：執(zhí)行菜單命令Manufac-ture→Drafting→Fillet,如圖7-14所示。在Options面板中設(shè)置倒角半徑Radius為80mil,然后依次單擊角的兩條邊，如圖7-15所示。采用同樣的操作對其余3個(gè)角進(jìn)行倒角。(4)最終繪制完成的板框如圖7-16所示。單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Doe命令，結(jié)束繪制。板框和定位孔設(shè)計(jì)4制作好的電路板板框一般需要通過定位孔固定在結(jié)構(gòu)件上。觀察STM32核心板實(shí)物可以看到，電路板的4個(gè)角各有一個(gè)定位孔，因此在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，也需要繪制4個(gè)定位孔，下面詳細(xì)介紹定位孔的繪制方法。(1)執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Circle,在Options面板中將Class設(shè)置為BoardGeometry,Sub-class設(shè)置為Outline,LineWidth設(shè)置為6mil,如圖7-17所示。4.2定位孔的設(shè)計(jì)創(chuàng)建PCB工程3

(2)定位孔的半徑為63mil,左下角定位孔圓心的坐標(biāo)為(150mil,150mil)。在命令欄中輸入絕對坐標(biāo)“x150150”，按回車鍵，然后在命令欄中輸入相對坐標(biāo)“ix63”（定位孔的半徑），按回車鍵，即可完成左下角定位孔的繪制，如圖7-18所示。(3)用同樣的方法繪制其余3個(gè)定位孔，其余3個(gè)定位孔的線寬和半徑同樣是6mil和63mil。右下角定位孔圓心的坐標(biāo)是(2172mil,150mil),左上角定位孔圓心的坐標(biāo)是(150mil,4140mil),右上角定位孔圓心的坐標(biāo)是(2172mil,4140mil).4個(gè)定位孔全部繪制完成后的效果圖7-19所示。5將原理圖導(dǎo)人PCB將原理圖導(dǎo)人PCB5首先，在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境中對原理圖進(jìn)行檢查，在確保沒有錯(cuò)誤的情況下，單擊stm32coreboard.dsn文件，如圖7-20所示。然后，執(zhí)行菜單命令Tool→CreateNet山ist，打開CreateNetlist對話框，如圖7-21所示，選擇PCBEditor標(biāo)簽頁，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)即可自動生成網(wǎng)表。5.1生成網(wǎng)表創(chuàng)建PCB工程3在彈出的ORPXLL-1對話框中，單擊“是”按鈕，如圖7-22所示，即可在原理圖所在的文件夾目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為allegro的文件夾，用來存放生成的網(wǎng)表文件，如圖7-23所示。每次重新生成網(wǎng)表，該文件夾內(nèi)的文件都會被新的網(wǎng)表文件覆蓋。創(chuàng)建PCB工程3

allegro文件夾中存放有3個(gè)網(wǎng)表文件：pstxnet.dat、pstxprt.dat、pstchip.dat,如圖7-24所示。pstxnet.dat:定義各個(gè)元器件引腳的電氣連接關(guān)系。pstxprt.dat:定義各個(gè)元器件對應(yīng)的封裝類型。pstchip.dat:定義各個(gè)封裝的相關(guān)參數(shù)。pstxprt.dat、pstchip.dat是兩個(gè)獨(dú)立的文件，它們通過pstxnet.dat進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這3個(gè)文件共同組成allegro的網(wǎng)表文件。將原理圖導(dǎo)人PCB5網(wǎng)表生成之后，需要在PCBEditor軟件中導(dǎo)人網(wǎng)表。在網(wǎng)表導(dǎo)人前，需要在PCBEditor軟件中設(shè)置庫文件路徑，以便網(wǎng)表導(dǎo)入后能成功地把元器件導(dǎo)入PCB中。需要設(shè)置以下路徑包括devpath、padpath、psmpath.devpath:定義尋找Device文件的目錄路徑，主要用于第三方網(wǎng)表文件的導(dǎo)人。padpath:定義尋找Padstack（焊盤）文件的目錄路徑。psmpath:定義尋找Symbol文件的目錄路徑。5.2導(dǎo)人網(wǎng)表創(chuàng)建PCB工程3操作步驟如下：(1)執(zhí)行菜單命令Setup-→UserPreferences,打開UserPreferencesEditor對話框。(2)在UserPreferencesEditor對話框中的Paths目錄下，單擊選中Library.(3)根據(jù)實(shí)際庫文件的位置，分別指定devpath、padpath、psmpath的路徑，如圖7-25至圖7-27所示。創(chuàng)建PCB工程3設(shè)置好庫文件路徑，就可以導(dǎo)入網(wǎng)表了。操作步驟如下：(1)執(zhí)行菜單命令ile→mport-→Logic,打開mportLogic對話框。(2)選擇Cadence標(biāo)簽頁，按照如圖7-28所示勾選相應(yīng)的選項(xiàng)。(3)在Importdirectory欄中指定網(wǎng)表文件夾allegro的路徑，然后單擊ImportCadence按鈕，軟件即可自動執(zhí)行導(dǎo)入網(wǎng)表操作。網(wǎng)表導(dǎo)入成功，會出現(xiàn)如圖7-29所示的提示框。將原理圖導(dǎo)人PCB5網(wǎng)表成功導(dǎo)入后，在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中還看不到元器件，需要手動將元器件放置到PCB中。執(zhí)行菜單命令Place-→Quickplace,打開Quickplace對話框，按照如圖7-30所示設(shè)置相應(yīng)選項(xiàng)，單擊OK按鈕，即可將所有元器件放置到PCB中，效果圖如圖7-31所示。5.3放置元器件6PCB規(guī)則設(shè)置PCB規(guī)則設(shè)置6執(zhí)行菜單命令Setup→Constraints-→ConstraintManager,如圖7-32所示。打開AllegroConstraintManager對話框，如圖7-33所示。6.1約束管理器(ConstraintManager)為了保證電路板在后續(xù)工作過程中保持良好的性能，在PCB設(shè)計(jì)中常常需要設(shè)置規(guī)則，如線間距、線寬、不同電氣點(diǎn)的最小間距等。不同的PC設(shè)計(jì)有不同的規(guī)則要求，在每一個(gè)PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目開始之前都要設(shè)置相應(yīng)的規(guī)則。下面針對STM32核心板詳細(xì)講解需要設(shè)置的規(guī)則。學(xué)習(xí)完本節(jié)后，建議讀者查閱相關(guān)文獻(xiàn)了解其他規(guī)則。PCB規(guī)則設(shè)置6在AllegroConstraintManager對話框的左側(cè)，可以看到有4類基于Net的設(shè)計(jì)約束與規(guī)則。6.2基于Net的設(shè)計(jì)約束與規(guī)則電氣約束(ElectricalConstraint)):管理電路信號特性（串?dāng)_和傳輸延遲）。物理約束(PhysicalConstraint):包括LineWidth和Vias約束等。間距約束(SpacingConstraint):由于電路板上的導(dǎo)線并非完全絕緣，會受到工作環(huán)境的影響，產(chǎn)生不利于PCB正常工作的因素，因此需要規(guī)定導(dǎo)線之間的間距。設(shè)置間距規(guī)則包括不同網(wǎng)絡(luò)的Lines、Pads、Vias、Shapes之間的間距以及區(qū)域間距規(guī)則等。相同網(wǎng)絡(luò)間距約束(SameNetSpacingConstraint):用來控制相同網(wǎng)絡(luò)之間的間距，以及相同網(wǎng)絡(luò)之間的Line、Pads、Vias、Shapes之間的間距。PCB規(guī)則設(shè)置6

PCBEditor有一套預(yù)先定義的設(shè)計(jì)規(guī)則，如LinetoPin間距規(guī)則、最小的Line寬度等，相同類型的設(shè)計(jì)規(guī)則組成了相應(yīng)的約束。讀者可通過設(shè)定約束內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值來確定具體的設(shè)計(jì)規(guī)則。Spacing約束管理屬于不同Net的對象之間的間距，如LinetoLine間距、ThrupintoThruVia間距等。Physical約束管理線路的物理結(jié)構(gòu)，如最小寬度、差分線對的線寬/間距等。SameNetSpacing約束管理具有相同Net的對象之間的間距。Electrical約束管理電路信號特性，如最大絕對路徑延遲、相對路徑延遲等。Electrical約束不做介紹。Physical、Spacing和SameNetSpacing設(shè)計(jì)規(guī)則均有兩種類別：Default規(guī)則和擴(kuò)展規(guī)則。Default規(guī)則用于定義沒有特殊布線要求的網(wǎng)絡(luò)。若某些網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)規(guī)則不同于Default規(guī)則，用戶則可使用擴(kuò)展規(guī)則。PCB規(guī)則設(shè)置6在設(shè)計(jì)的初始階段，PCBEditor分別將Spacing約束、Physical約束和SameNetSpacing約束的Default規(guī)則賦予設(shè)計(jì)中的所有網(wǎng)絡(luò)。若設(shè)計(jì)中的某些網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)規(guī)則不同于Default規(guī)則，用戶則需先創(chuàng)建包含這些網(wǎng)絡(luò)的NetClass，再建立擴(kuò)展的Physical約束、Spacing約束和SameNetSpacing約束，最后將這些擴(kuò)展的約束賦予NetClass。如圖7-34所示是某項(xiàng)目已經(jīng)設(shè)定好的規(guī)則，其中DFF1O0是擴(kuò)展規(guī)則，DEFAULT是Default規(guī)則。

STM32核心板相對來說比較簡單，不需要建立擴(kuò)展規(guī)則，Default規(guī)則即可滿足設(shè)計(jì)需求。PCB規(guī)則設(shè)置6

Spacing（安全間距）設(shè)置的是PCB電路板上元器件焊盤和焊盤之間、焊盤和導(dǎo)線之間、導(dǎo)線和導(dǎo)線之間的最小距離。下面以STM32核心板的一般安全間距設(shè)置為例，介紹Spacing（安全間距）的設(shè)置方法。在AllegroConstraintManager對話框中，單擊Spacing標(biāo)簽頁中的SpacingConstraintSet工作表。打開AllLayers目錄，將一般安全間距Line、Pins、Vias、Hole到其他對象的距離設(shè)為8mil,覆銅安全間距Shape距離其他對象的距離設(shè)為20mil.BondFinger和BBviaGap可忽略，如圖7-35至圖7-38所示。6.3Spacing（安全間距）PCB規(guī)則設(shè)置6PCB規(guī)則設(shè)置6此時(shí)，在AllegroConstraintManager.對話框中，單擊Spacing標(biāo)簽頁中的Net工作表，可以看到所有的網(wǎng)絡(luò)都被賦予了上述SpacingDefault規(guī)則，如圖7-39所示。PCB規(guī)則設(shè)置6在AllegroConstraintManager對話框中，單擊Physical標(biāo)簽頁中的SpacingConstraintSet工作表。單擊AllLayers,在右側(cè)欄中設(shè)置LineWidth對應(yīng)的Min（最小線寬）和Max(最大線寬）值。將Mim設(shè)置為10mil,Max設(shè)置為30mil,如圖7-40所示。布線時(shí)，軟件默認(rèn)是按照最小線寬來布線。6.4Physical（線寬和過孔）PCB規(guī)則設(shè)置6同樣，在圖7-40右側(cè)欄中找到Vias（過孔）設(shè)置項(xiàng)，單擊Vias對應(yīng)的文本框，如圖7-41所示。PCB規(guī)則設(shè)置6打開EditViaList對話框，在左側(cè)Selectaviafromthelibraryorthedatabase欄中找到設(shè)計(jì)所需的過孔(VIA)并雙擊，該過孔就會出現(xiàn)在右側(cè)Vialist欄中，最后單擊OK按鈕，過孔設(shè)置完成，如圖7-42所示。PCB規(guī)則設(shè)置6注意：設(shè)置過孔之前，需要先創(chuàng)建過孔。過孔創(chuàng)建完成之后要將其保存在項(xiàng)目指定的PCB庫路徑中，否則在圖7-42的左側(cè)欄中我不到所需的過孔。過孔的創(chuàng)建方法與創(chuàng)建通孔焊盤的方法一致，這里不再贅述。因?yàn)楸緯涮椎腜CB庫中已含有過孔，讀者可直接使用。在AllegroConstraintManager對話框中，單擊Physical標(biāo)簽頁中的Net工作表，單擊AllLayers,這時(shí)可以看到所有網(wǎng)絡(luò)都被賦予了上述PhysicalDefault規(guī)則，所有網(wǎng)絡(luò)的線寬規(guī)則和過孔規(guī)則如圖7-43、圖7-44所示。PCB規(guī)則設(shè)置6

STM32芯片內(nèi)部引腳非常密集，可能會與設(shè)計(jì)的規(guī)則相沖突，可以設(shè)置為將其忽略。具體方法是：首先在PCB設(shè)計(jì)界面右側(cè)的Fid面板中選擇Pins,然后框選選中STM32F103RCT6芯片的全部引腳。把指針放在其中一個(gè)引腳上，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Propertyedit命令，如圖7-45所示。打開EditProperty對話框，如圖7-46所示，首先在AvailableProperties列表中找到并單擊NoDrc，會看到NoDrc規(guī)則出現(xiàn)在右側(cè)欄中，Value選擇TRUE，設(shè)置完成后，依次單擊Apply和OK按鈕。6.5封裝庫引腳間距與單板設(shè)計(jì)規(guī)則沖突PCB規(guī)則設(shè)置6PCB規(guī)則設(shè)置6使用PCBEditor進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，需要把重要的層設(shè)置為可見，而把一些沒必要顯示的層設(shè)置為隱藏，以避免圖層太多，容易使人眼花繚亂，不利于布局和布線。此外，還可將設(shè)計(jì)中的焊盤、布線等設(shè)置為自己習(xí)慣的顏色。下面來介紹圖層及顏色設(shè)置的方法。6.7設(shè)置常用圖層及其顏色可見圖層設(shè)置界面執(zhí)行菜單命令Display-→Color/Visibility,打開ColorDialog對話框，如圖7-47所示。上方為層疊，下方為顏色盤及顯示圖形類型。PCB規(guī)則設(shè)置6PCB規(guī)則設(shè)置6

MyFavorites:用于常用圖層的快速設(shè)置，可將常用圖層添加進(jìn)來，便于快速設(shè)置。Display:設(shè)置高亮、格點(diǎn)、飛線、DRC、鉆孔、背景等顏色，以及陰影度等參數(shù)。Stack-Up:包括所有電氣層(頂層、底層、中間層)的引腳、過孔、布線、DRC等信息；還包括所有非電氣層，如阻焊層(Soldermask)、錫膏防護(hù)層(Pastemask)等的信息。Areas:設(shè)計(jì)中所有區(qū)域信息的顯示，如約束區(qū)域、允許布局/布線區(qū)域、禁止布局/布線區(qū)域、禁止打過孔區(qū)域等。BoardGeometry:與電路板相關(guān)的元素信息，常用的如電路板框、尺寸標(biāo)注信息、規(guī)劃電路板時(shí)設(shè)置的ROOM、自動布局時(shí)設(shè)置的格點(diǎn)等。PackageGeometry:與元器件封裝相關(guān)的元素信息，如封裝的絲印層、裝配層、邊界區(qū)域等。Components:與元器件相關(guān)的文字信息，如元器件編號、器件類型、容差等。Manufacturing:與生產(chǎn)制造相關(guān)的信息，如絲印層、鉆孔圖、測試點(diǎn)、PCB疊層圖等信息。PCB規(guī)則設(shè)置6以設(shè)置PackageGeometry層的頂層和底層絲印顏色為例，介紹圖層顏色的設(shè)置方法。如圖7-48所示，在層疊欄，選擇PackageGeometry,在Color欄中選擇黃色，在Subclass欄中，單擊Silkscreen_Top右邊對應(yīng)的顏色方框，即可將其設(shè)置為黃色。用同樣的方法將底層絲印設(shè)置為暗黃色。然后，在Stack-Up中將頂層電氣層設(shè)置為紅色，底層電氣層設(shè)置為藍(lán)色。注意，將Drc設(shè)置為其他顏色，以便于識別。圖層顏色設(shè)置7元器件的布局元器件的布局7將元器件移至電路板板框內(nèi)，并按照一定的規(guī)律對元器件進(jìn)行擺放，這一過程稱為布局。布局既是PCB設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，布局合理，接下來的布線就會非常容易。7.1布局設(shè)置在開始布局之前，先設(shè)置布局環(huán)境，可以提高布局效率和準(zhǔn)確性。在Allegro軟件中，有布局、布線等多種設(shè)計(jì)模式，不同模式的操作方式略有不同，但基本的操作在不同模式下都可以正常使用，本節(jié)選擇布局模式，更加適應(yīng)布局的操作環(huán)境。執(zhí)行菜單命令Setup→ApplicationMode→PlacementEdit,如圖7-49所示。元器件的布局77.2顯示設(shè)置執(zhí)行菜單命令Setup→DesignParameters,打開DesignParameterEditor對話框，在Display標(biāo)簽頁中按照如圖7-50所示的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。元器件的布局77.3格點(diǎn)設(shè)置在PCB設(shè)計(jì)過程中，設(shè)置合理的柵格對PCB設(shè)計(jì)有很大幫助。在布局階段，一般選擇25il的柵格，在抓取元器件時(shí)，可以選擇元器件的中心點(diǎn)抓取，這樣擺放的器件更加美觀。下面來介紹PCBEditor柵格的設(shè)置方法。首先打開柵格設(shè)置窗口，執(zhí)行菜單命令Setup→Grids,打開DefineGrid對話框，如圖7-51所示。元器件的布局7其中各參數(shù)含義如下：Gridson:柵格顯示的開關(guān)，勾選該選項(xiàng)，PCB中將顯示柵格；反之，隱藏柵格。No-Eth:對非走線層的柵格設(shè)置，如絲印層、阻焊層、鉆孔層。AⅡ-Etch:對走線層?xùn)鸥竦脑O(shè)置，如頂層、底層。Top:對頂層進(jìn)行設(shè)置，此后的所有層都單獨(dú)列出，STM32核心板是兩層板，所以只顯示了Top和Bottom。假如對AllEtch進(jìn)行了設(shè)置，那么AllEtch之下的所有層都被統(tǒng)一設(shè)置為相同的柵格。Spacing:間距X、Y欄分別設(shè)置X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)上各個(gè)柵格的間距。Ofst:偏移點(diǎn)，所有設(shè)置的柵格都根據(jù)該點(diǎn)向四周發(fā)散。如果該欄不填，那么偏移點(diǎn)默認(rèn)為PCB中的原點(diǎn)(0,O)。元器件的布局77.4添加元器件禁布區(qū)在設(shè)計(jì)電路的不同區(qū)域時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)、散熱或其他設(shè)計(jì)要求，對布局布線及過孔有不同的禁布或限定要求。為了在設(shè)計(jì)時(shí)清楚地知道并遵循這些禁布要求和范圍，在設(shè)計(jì)之前，需要把各種區(qū)域限制信息添加到板內(nèi)。對于STM32核心板來說，元器件到板邊的距離至少為2mm,到非金屬化定位孔的距離至少為1mm。在布局之前，讀者需要將這些禁布區(qū)域畫出來。下面介紹添加禁布區(qū)的方法。(1)添加整板元器件限定區(qū)域，即添加一個(gè)將整板元器件限定在距離板框2mm的區(qū)域內(nèi)。執(zhí)行菜單命令Edit→Z-Copy,在Options面板中將Class設(shè)置為PACKAGEKEEPIN,Subelass設(shè)置為ALL,Size選擇Contract,0fset設(shè)置為78.74mil(即2mm),如圖7-52所示。然后，直接單擊板框，即可生成一個(gè)相對于板框內(nèi)縮2mm的PackageKeepin區(qū)域，如圖7-53所示。元器件的布局7元器件的布局7

(2)在Options面板中將Cass設(shè)置為ROUTEKEEPIN,Subclass設(shè)置為ALL,Size選擇Contract,將布線限定在距離板框19.68mil(（即0.5mm)的區(qū)域內(nèi)，如圖7-54所示。然后，直接單擊板框，即可生成一個(gè)相對于板框內(nèi)縮0.5mm的RouteKeepin區(qū)域，知圖7-55所示。元器件的布局7

(3)繪制定位孔周圍1mm以內(nèi)的布線和元器件禁布區(qū)域。執(zhí)行菜單命令Edt→Z-Copy,在Options面板中將Class設(shè)置為ROUTEKEEPOUT,Subclass設(shè)置為ALL,Size選擇Expand,Offset設(shè)置為40mil(即1mm),如圖7-56所示。然后，依次單擊4個(gè)定位孔，即可生成相對于定位孔外擴(kuò)1mm的禁布區(qū)域，如圖7-57所示。元器件的布局77.5布局原則布局一般要遵守以下原則。(1)布線最短原則。例如，集成電路(IC)的去耦電容應(yīng)盡量放置在相應(yīng)的VCC和GND引腳之間，且距離IC盡可能近。(2)同一模塊集中原則，即布局時(shí)具有相同功能模塊的元器件應(yīng)擺放在一起。原理圖中具有相同功能模塊的元器件一目了然，但是當(dāng)原理圖中的元器件被更新到PCB上之后，相同功能模塊內(nèi)部的元器件就不那么明晰了。為了在PCB中快速篩選出相同功能模塊中的元器件，可以在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中執(zhí)行菜單命令Edit→Move,然后在ind面板中勾選Symbols項(xiàng)，如圖7-58所示。元器件的布局7①在OrCADCaptureCIS軟件中打開stm32coreboard.dsnm文件，然后在原理圖中單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇SelectionFilter命令，或按快捷鍵Ctrl+I,打開SelectionFilter對話框，如圖7-59所示。單擊ClearA1l按鈕，取消勾選所有項(xiàng)后，只勾選Parts項(xiàng)。②框選選中STM32核心板“獨(dú)立按鍵電路”模塊中的所有元器件，如圖7-60所示。元器件的布局7再切換到PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以看到所有元器件呈現(xiàn)被選中的狀態(tài)。在空白處單擊，選定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，然后移動這些元器件，單擊將其放在合適的位置，如圖7-61所示。單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Done命令，即可結(jié)束當(dāng)前操作。此時(shí)，元器件可能擺放得過于分散，需要手動將元器件逐個(gè)移到一個(gè)區(qū)域中，如圖7-62所示。元器件的布局7

(3)布局時(shí)，元器件不能距離板框太近，元器件靠近板框的一側(cè)到板框的距離至少為2mm,如果空間允許，建議距離為5mm.(4)布局晶振時(shí)，應(yīng)盡量靠近STM32F103RCT6芯片，且與晶振相連的電容必須緊鄰晶振，如圖7-63所示。另外，晶振不能離板框太近，否則會導(dǎo)致晶振輻射噪聲。元器件的布局77.6布局基本操作進(jìn)行元器件布局時(shí)，應(yīng)掌握以下基本操作。(1)移動元器件。執(zhí)行菜單命令Edit→Move,在Find面板中只勾選Symbols項(xiàng)。在執(zhí)行移動命令時(shí)，需要在Options面板中設(shè)置一些常用參數(shù)，如圖7-64所示。各參數(shù)說明如下。Ripupetch:刪除已連導(dǎo)線。Slideetch:移動導(dǎo)線。Stretchetch:拉伸導(dǎo)線。Type:旋轉(zhuǎn)類型，選擇Incremental.Angle:旋轉(zhuǎn)角度，選擇90，即按照90°進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。Point下拉列表中4個(gè)選項(xiàng)的含義分別是：按元器件原點(diǎn)移動，按元器件中心移動，按指針位置移動（整組元器件旋轉(zhuǎn)時(shí)必須選擇此項(xiàng)），按元器件的某個(gè)引腳移動。元器件的布局7在Options面板中設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)后，可在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中單擊或框選待移動的元器件后進(jìn)行移動操作。(2)旋轉(zhuǎn)元器件。在元器件移動過程中，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Rotate命令，即可執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作，如圖7-65所示。每次旋轉(zhuǎn)的角度以Move命令中的Options面板設(shè)置的Angle數(shù)值為準(zhǔn)。

也可以通過設(shè)置快捷鍵的方式旋轉(zhuǎn)元器件。元器件的布局7

(3)復(fù)選元器件。執(zhí)行菜單命令Edit→Move,選擇元器件之前，在空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇TempGroup命令，如圖7-66所示，然后依次單擊多個(gè)元器件，即可實(shí)現(xiàn)元器件的復(fù)選。在復(fù)選的過程中，如果誤選了某個(gè)元器件，則按C鍵，再單擊該元器件，即可取消選中。元器件全部選中之后，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Complete命令，即可進(jìn)行下一步操作。元器件的布局7

(4)對齊元器件。執(zhí)行菜單命令Setup-→ApplicationMode-→PlacementEdit,復(fù)選需要對齊的元器件，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇AlignComponents命令，如圖7-67所示。在Options面板中設(shè)置相應(yīng)的對齊方式，如圖7-68所示，即可達(dá)到想要的對齊效果。元器件的布局7

(5)切換元器件所在的層。執(zhí)行菜單命令Edit→Mirror,在Find面板中只勾選Symbols項(xiàng)，然后單擊待換層的元器件，即可將其換層。(6)顯示飛線。執(zhí)行菜單命令Display→ShowRats→Al,可以開啟PCB的所有飛線，如圖7-69所示。元器件的布局7

(7)關(guān)閉飛線。執(zhí)行菜單命令Display-→BlankRats-→All,可以隱藏PCB的所有飛線，如圖7-70所示。STM32核心板布局完成的效果圖如圖7-71所示，圖中隱藏了飛線。未隱藏飛線的效果圖如圖7-72所示。8元器件的布線元器件的布線88.1布線的基本操作(1)布線操作。執(zhí)行菜單命令Route-→Connect,或單擊工具欄中的按鈕，在Options面板中設(shè)置參數(shù)，如圖7-73所示。設(shè)置好后，即可進(jìn)行布線操作。注意，在布線時(shí)，電源線和GND需要加粗，可以在Options面板中將Linewidth（線寬）改為30mil。(2)切換當(dāng)前布線轉(zhuǎn)角。在執(zhí)行布線操作的過程中，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇Toggle命令，即可切換布線轉(zhuǎn)角。(3)打孔操作。在布線過程中，在需要打孔的地方雙擊，或單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇AddVia命令，即可實(shí)現(xiàn)打孔。元器件的布線8

(4)群組拉線。當(dāng)為多組信號布線時(shí)，可框選選中整組線，移動指針進(jìn)行多根線同時(shí)布線，可提高布線效率。單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇RouteSpacing命令，可設(shè)置群組線間距，如圖7-74所示。元器件的布線8

(5)移線操作。當(dāng)布線效果不佳或需要調(diào)整現(xiàn)有布線、過孔時(shí)，可采用移線操作。執(zhí)行菜單命令Route-→Side,在Options面板中設(shè)置參數(shù)，如圖7-75所示。在Find面板中，勾選Vias、Clinesegs或RatTs等項(xiàng)，表示只能移動這些對象，文字等其他對象無法移動，如圖7-76所示。元器件的布線8

(6)刪除操作。當(dāng)布線效果不理想，或需要調(diào)整布線狀態(tài)時(shí)，逐一修改比較費(fèi)時(shí)，可以采用刪除命令，將不需要的線刪除后，重新布線。執(zhí)行菜單命令Edit→Delete,建議根據(jù)實(shí)際需要，僅勾選ind面板中所需處理的對象，而無關(guān)對象取消勾選，以防誤刪，然后雙擊待刪除的對象即可。id面板中幾個(gè)特殊對象的說明如下。

Clines:刪除整層的某一條線。Clinesegs:刪除線的某一段，當(dāng)不勾選Clines項(xiàng)時(shí)，此項(xiàng)才有效。Nets:刪除網(wǎng)絡(luò)的所有走線、過孔，需與Options面板參數(shù)配合使用，建議謹(jǐn)慎使用。Lines與Othersegs:表示刪除Add→line命令所繪制的線，主要是絲印線，作用對象與Clines效果一樣。刪除時(shí)，可點(diǎn)選或框選，還可以用右鍵快捷菜單中的TempGroup命令復(fù)選，可靈活使用，提高效率。元器件的布線8

(7)更改線寬。當(dāng)布完線之后，需要將某些布線加粗或變細(xì)，這里以將3.3V網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體加粗為例來介紹。

執(zhí)行菜單命令Edit→Change,在Options面板中勾選Linewidth項(xiàng)，并將線寬設(shè)為30mil,如圖7-77所示。在Find面板中只勾選Nets項(xiàng)，然后在PCB設(shè)計(jì)窗口中單擊任意3.3V網(wǎng)絡(luò)的走線、焊盤或過孔，即可將3.3V網(wǎng)絡(luò)所有走線加粗至30mil。還可以在Find面板中勾選Clines、Clinesegs、Lines項(xiàng)，對某段走線或絲印線進(jìn)行加粗。(8)電路板翻轉(zhuǎn)。執(zhí)行菜單命令View→FlipDesign,即可實(shí)現(xiàn)電路板的正反面翻轉(zhuǎn)。元器件的布線8

(9)網(wǎng)絡(luò)的高亮顯示和取消高亮顯示。①網(wǎng)絡(luò)的高亮顯示：執(zhí)行菜單命令Display-→AssignColor,在Options面板中選擇一種高亮網(wǎng)絡(luò)的顏色，在Find面板中只勾選Net項(xiàng)，然后在PCB中單擊需要高亮顯示的網(wǎng)絡(luò)，可以點(diǎn)選、框選或復(fù)選。②取消網(wǎng)絡(luò)高亮顯示：執(zhí)行菜單命令Display→Dehighlight,在Find面板中只勾選Net項(xiàng)，然后在PCB設(shè)計(jì)窗口中單擊需要取消高亮顯示的網(wǎng)絡(luò)即可。(10)電路板居中顯示。執(zhí)行菜單命令View→ZoomFit,即可令PCB全部居中顯示。元器件的布線88.2布線的注意事項(xiàng)布線時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。(1)電源主干線原則上要加粗(尤其是電路板的電源輸人/輸出線)。對于STM32核心板，電源輸出線包括OLED模塊的電源線、TAG/SWD調(diào)試接口模塊電源線和外擴(kuò)引腳電源線。建議將ST32核心板的電源線的線寬設(shè)計(jì)為30il,如圖7-78所示?？梢钥吹?，圖中還有一些電源線未加粗，這是因?yàn)檫@些電源線并非電源主千線。

元器件的布線8從嚴(yán)格意義上講，布線上能夠承載的電流大小取決于線寬、線厚及容許溫升。在25℃以下，對于銅厚為35m的布線，10mil(0.25mm)線寬能夠承載0.65A的電流，40mil(1mm)線寬能夠承載2.3A的電流，80mil(2mm)線寬能夠承載4A的電流。溫度越高，承載的電流越小，因此保守考慮，在實(shí)際布線中，如果布線上需要承載0.25A的電流，則應(yīng)將線寬設(shè)置為10mil;若布線上需要承載1A的電流，則應(yīng)將線寬設(shè)置為40mil;若布線上需要承載2A的電流，則應(yīng)將線寬設(shè)置為80mil,依次類推。在PCB設(shè)計(jì)和打樣中，常用OZ（盎司）作為焊盤厚度（簡稱銅厚）的單位，1OZ銅厚定義為1平方英寸面積內(nèi)銅箔的重量為1盎司，對應(yīng)的物理厚度為35wm.PCB打樣廠使用最多的板材規(guī)格就是10Z銅厚。

(2)PCB布線不要距離定位孔和電路板板框太近，否則在進(jìn)行PCB鉆孔加工時(shí)，布線很容易被切掉一部分甚至被切斷。所以要給定位孔加一個(gè)禁布區(qū)，以防布線太近。如圖7-79所示的布線與定位孔之間的距離適中，而如圖7-80所示的布線與定位孔之間的距離太近。元器件的布線8

(3)高頻信號線，如STM32核心板上的晶振電路的布線，不要加粗，建議也按照線寬為10mil進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且盡可能布線在同一層，如圖7-81所示。元器件的布線88.3STM32分步布線布局合理，布線就會變得順暢。第一次布線，建議按照下面的步驟開展。此后可按照自己的思路嘗試布線。實(shí)踐證明，每多布一次線，布線水平就會有所提升，尤其是前幾次尤為明顯。由此可見，掌握PCB設(shè)計(jì)的決竅很簡單，就是反復(fù)多練。STM32核心板的布線可分為以下七步。元器件的布線8

第一步：從STM32F103RCT6芯片的部分引腳引出連線到排針，如圖7-82所示。

上述引出的引腳不包括以下引腳：

通信-下載模塊接口電路的2個(gè)引腳PA9(USART1_TX)、PA10(USART1RX)，JTAG/SWD調(diào)試接口電路的5個(gè)引腳PA13(JTMS)、PA14(JTCK)、PA15(JTDI)、PB3(JTD0)、PB4(JTRST),OLED顯示屏接口電路的4個(gè)引腳PB12(OLED_CS)、PB13(OLED_SCK)、PB14(OLED_RES)、PB15(OLED_DN),LED電路的2個(gè)引腳LED1(PC4)、LED2(PC5)。元器件的布線8第二步：電源線布線，主要針對電源轉(zhuǎn)換電路，以及其余模塊的電源線部分，如圖7-83所示。元器件的布線8第三步：獨(dú)立按鍵電路模塊的布線，如圖7-84所示。元器件的布線8第四步：JTAG/SWD調(diào)試接口電路和通信-下載模塊接口電路的布線，如圖7-85所示。元器件的布線8第五步：LD電路和晶振電路的布線，如圖7-86所示。元器件的布線8第六步：OLED顯示屏接口電路的布線，如圖7-87所示。元器件的布線8第七步：GND（地）網(wǎng)絡(luò)布線，如圖7-88所示，建議將GND網(wǎng)絡(luò)的線寬設(shè)置為30mil。注意，由于絕大多數(shù)雙面電路板的覆銅網(wǎng)絡(luò)都是GND網(wǎng)絡(luò)，因此有些工程師在布線時(shí)習(xí)慣不對GND網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線，而是依賴覆銅。但是本書建議對所有網(wǎng)絡(luò)（包括GND網(wǎng)絡(luò)）布線后再進(jìn)行覆銅，這樣可以避免實(shí)際操作中諸多不必要的麻煩。9絲印絲印9絲印是指印刷在電路板表面的圖案和文字，正確的絲印字符布置原則是“不出歧義，見縫插針，美觀大方”。添加絲印就是在PCB的上下表面印刷上所需要的圖案和文字等，主要是為了方便電路板的焊接、調(diào)試、安裝和維修等。9.1添加絲印本節(jié)詳細(xì)介紹如何在頂層和底層添加絲印。(1)設(shè)置字體參數(shù)：添加絲印之前，需要設(shè)置字體大小等參數(shù)，執(zhí)行菜單命令Stup→DesignParameters,打開DesignParameterEditor對話框，選擇Text標(biāo)簽頁，如圖7-89所示，單擊Setuptextsize右側(cè)的按鈕。打開TextSetup對話框，如圖7-90所示。絲印9其中的各項(xiàng)參數(shù)具體含義如下：TextBlk:字體編號；Width:字體寬度（字寬）；Height:字體高度（字高）；LineSpace:行間距；PhotoWidth:寫在底片上的字體線寬，即字粗；CharSpace:字間距。通用器件的位號字體絲印采用單位mil,字粗(Photowidth)/字高(Height)/字寬(Widh)常規(guī)尺寸可設(shè)為6/30/30。讀者可將3號字體設(shè)為該尺寸，并將該字體作為添加絲印文字的字體。絲印9(2)添加頂層絲印：執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Text,在Options面板中，將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry,Subclass設(shè)為Silkscreen_Top,Textblock設(shè)置為3號字體，知圖7-91所示。然后，在PCB上單擊輸人頂層絲印文本即可。(3)添加底層絲印：執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Text,在Options面板中，將ActiveClass設(shè)置為BoardGeometry,Subclass設(shè)置為Silkscreen._Bottom,Textblock設(shè)為3號字體，并勾選Mirror項(xiàng)，如圖7-92所示。然后，在PCB上單擊輸入底層絲印文本即可。注意，絲印的方向必須遵循“從左到右，從上到下”的原則。也就是說，如果絲印是橫排的那么首字母須位于左側(cè)：如果絲印是豎排的，那么首字母須位于上方。絲印99.2批量添加底層絲印對于直插元器件(如PH座子、XH座子、簡牛等)，在頂層絲印層和底層絲印層均需要添加引腳名絲印，并用絲印線條將相鄰引腳名絲印隔開，這樣做以便于進(jìn)行電路板調(diào)試。添加絲印線條的方法：執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Line,即可添加絲印線條，在Options面板中，將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry,Subclass設(shè)為Silkscreen_Top或Silkscreen_Bottom。由于直插元器件的頂層絲印和底層絲印通常是對稱的，因此，繪制好一個(gè)直插件的頂層引腳名絲印后，可以用復(fù)制的方式添加底層引腳名絲印。以STM32核心板上的J2為例，執(zhí)行菜單命令Edit→Copy,框選選中J2的頂層引腳名絲印后，將其放置在PCB上任意方便操作的位置，然后執(zhí)行菜單命令Edit→Mirror,再全選剛剛復(fù)制的引腳名絲印，即可將絲印鏡像翻轉(zhuǎn)，如圖7-93所示。絲印99.3STM32核心板絲印效果圖頂層添加絲印后的效果圖如圖7-94所示，底層添加絲印后的效果圖如圖7-95所示。10淚滴淚滴10在電路板設(shè)計(jì)過程中，常在導(dǎo)線和焊盤或過孔的連接處補(bǔ)淚滴，這樣做有兩個(gè)好處：(1)當(dāng)電路板受到巨大外力沖撞時(shí)，避免導(dǎo)線與焊盤分離，或?qū)Ь€與導(dǎo)線的連接斷開，(2)在PCB生產(chǎn)過程中，避免由蝕刻不均或過孔偏位導(dǎo)致的裂縫。下面介紹如何添加和刪除淚滴。10.1添加淚滴

(1)執(zhí)行菜單命令Route→Gloss→Parameters,打開GlossingController對話框，僅勾選Filletandtaperedtrace復(fù)選框，并單擊其左側(cè)的按鈕，如圖7-96所示。打開FilletandTaperedTrace對話框，按照圖7-97所示設(shè)置參數(shù)。絲印9(2)設(shè)置完成后，單擊0K按鈕。然后，在圖7-96所示的GlossingController對話框中，單擊Gloss按鈕，對PCB添加淚滴，效果如圖7-98所示。(3)若需為單個(gè)焊盤、過孔添加淚滴，則在設(shè)置好參數(shù)后，執(zhí)行菜單命令Route-→Gloss-→AddFillet,然后在Find面板中勾選需添加淚滴的對象。若對Pin添加淚滴，測在Find面板中選擇Pin,然后在PCB中單擊需要添加淚滴的Pn即可。(4)如果部分分布無法生成淚滴，需要將其轉(zhuǎn)角拉長后才能生成淚滴。10.2刪除淚滴執(zhí)行菜單命令Route-→Gloss-→DeleteFillet,單擊有淚滴的Pin或Via,即可刪除單個(gè)淚滴?？蜻x選中PCB板，可刪除全部淚滴。11添加電路板信息和信息框添加電路板信息和信息框11為了便于產(chǎn)品管理，可在電路板上添加電路板名稱、版本信息及信息框。除此之外，還要在PCB文件中添加PCB設(shè)計(jì)軟件、電路板版本、PCB設(shè)計(jì)日期、電路板長寬、電路板厚度、電路板名稱、電路板層數(shù)、板材類型、電路板顏色、銅箔厚度、設(shè)計(jì)者信息等。下面介紹如何添加上述信息。11.1添加電路板名稱絲印執(zhí)行菜單命令Setup→DesignParameter,打開DesignParameterEditor對話框，選擇Text標(biāo)簽頁，然后單擊Setuptextsize右側(cè)的按鈕，打開TextSetup對話框，將4號字體的字粗(PhotoWidth)/字高(Height)/字寬(Width)尺寸設(shè)為8/63/47，如圖7-99所示。添加電路板信息和信息框11執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Text,在Options面板中將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry,Subclass設(shè)為Silkscreen_Top，Textblock設(shè)為4號字體。然后，在按鍵下方，輸人電路板名稱STM32CoreBoard，如圖7-100所示。添加電路板信息和信息框11添加版本信息可以方便對電路板進(jìn)行版本管理。通常版本信息位于電路板底層，執(zhí)行菜單命令A(yù)dd→Text,在Options面板中將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry，Subclass設(shè)為Silk-screen_Bottom，Textblock設(shè)為3號字體，并勾選Mirror項(xiàng)，如圖7-101所示。然后，在電路板底層輸入版本信息：STM32CoreBoard-V1.0.0-20171215。11.2添加版本信息和信息框添加電路板信息和信息框11信息框主要用于對PCB進(jìn)行編號，信息框也位于電路板底層。執(zhí)行菜單命令A(yù)ddRectangle,在Options面板中將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry,Subclass設(shè)為Silkscreen_Bottom,點(diǎn)選PlaceRectangle項(xiàng)，并設(shè)置字寬為787.4mil，字高為393.7mil，如圖7-102所示。添加完版本信息和信息框后的效果圖如圖7-103所示。添加電路板信息和信息框11執(zhí)行菜單命令A(yù)dd-→Text,在Options面板中將ActiveClass設(shè)為BoardGeometry,Subclass設(shè)為Dimension，Textblock設(shè)為3號字體。

然后，在PCB中添加如圖7-104所示的信息和信息框(添加信息框執(zhí)行命令A(yù)dd→Line)，并將其放置在PCB的上方。

圖中的信息分別表示：PCB設(shè)計(jì)使用的是Aleo16.6軟件，電路板版本為V1.0.0,PCB設(shè)計(jì)日期為2017年12月15日，電路板的長寬尺寸為109×59mm，電路板厚度為1.6mm,電路板名稱為STM32CoreBoard，電路板層數(shù)為2，板材類型為FR4,電路板的顏色為藍(lán)色，銅箔厚度為1OZ，設(shè)計(jì)者為SZLY。注意，在PCB打樣時(shí)，這些信息是被忽略的。11.3添加PCB信息12覆銅覆銅12覆銅是指將電路板上沒有布線的部分用固體銅填充，又稱為灌銅。覆銅一般與電路的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)相連，多數(shù)情況是與GND網(wǎng)絡(luò)相連。對大面積的GND或電源網(wǎng)絡(luò)覆銅將起到屏蔽作用，可提高電路的抗干擾能力；此外，覆銅還可以提高電源效率，與地線相連的覆銅可以減小環(huán)路面積。12.1覆銅參數(shù)設(shè)置在覆銅之前，需要先設(shè)置覆銅參數(shù)。執(zhí)行菜單命令Shape→GlobalDynamicParameters，打開GlobalDynamicShapeParameters對話框，按照圖7-105所示設(shè)置參數(shù)。覆銅1212.2覆銅的基本操作對于STM32核心板，將覆銅網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為GND網(wǎng)絡(luò)。在覆銅之前，首先要繪制一個(gè)覆銅區(qū)。由于頂層和底層覆銅方式類似，本節(jié)重點(diǎn)介紹如何進(jìn)行頂層覆銅。(1)執(zhí)行菜單命令Shape-→Rectangular,在0ptions的面板中設(shè)置參數(shù)，如圖7-106所示。覆銅12

(2)在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，繪制一個(gè)比電路板板框略大的矩形框。具體操作是：首先單擊確定矩形框的一個(gè)頂點(diǎn)，然后移動指針至矩形框的對角頂點(diǎn)，再次單擊，即可完成覆銅區(qū)的繪制。繪制完成之后，在矩形覆銅區(qū)內(nèi)將自動生成頂層的覆銅，如圖7-107所示。覆銅12

(3)在自動生成的覆銅中，還存在很多孤立的死銅，因此還需執(zhí)行刪除死銅的操作。執(zhí)行菜單命令Shape→DeleteIslands,在Options面板中單擊Deleteallonlayer按鈕，如圖7-108所示。刪除死銅后的頂層覆銅效果如圖7-109所示。覆銅12完成頂層覆銅之后，再次執(zhí)行覆銅命令，為底層覆銅。在繪制覆銅區(qū)時(shí)，在Options面板中將Activeclass設(shè)為Etch，Subclass設(shè)為Bottom，其他操作類似，不再贅述。底層覆銅效果如圖7-110所示。13設(shè)計(jì)驗(yàn)證設(shè)計(jì)驗(yàn)證13為了保證設(shè)計(jì)文件的正確性，在輸出生產(chǎn)文件之前，必須用AIIegro軟件提供的檢查報(bào)告工具對所設(shè)計(jì)的文件進(jìn)行檢查。執(zhí)行菜單命令Display→Status,.打開Status對話框，如圖7-111所示。圖中的各項(xiàng)的含義如下。Unplacedsymbols:顯示尚未擺放的元器件的數(shù)量和所有元器件的數(shù)量。例如，0/64表示尚未擺放到工作區(qū)域中的元器件數(shù)量為0，一共有64個(gè)元器件。Unroutednets:顯示尚未布線的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量和所有網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量。Unroutedconnections:顯示尚未布線的元器件引腳的數(shù)量和所有元器件引腳的數(shù)量。Isolatedshapes:顯示焊盤中沒有連接任何網(wǎng)絡(luò)的焊盤數(shù)量（焊盤原本是有網(wǎng)絡(luò)屬性的，但受到其他線或元器件等的隔離影響后，變成孤立的焊盤，無法與其他任意網(wǎng)絡(luò)連接）。設(shè)計(jì)驗(yàn)證13Unassignedshapes:顯示沒有網(wǎng)絡(luò)屬性的焊盤數(shù)量。Outofdateshapes:顯示不在有效數(shù)據(jù)內(nèi)的焊盤數(shù)量（多數(shù)情況是指一個(gè)焊盤重疊在另一個(gè)焊盤上，形成的無效焊盤）。DRCerrors:顯示DRC錯(cuò)誤的狀態(tài)。Shortingerrors:短路的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量。WaivedDRCerrors:可忽略的DRC錯(cuò)誤數(shù)量。注意，建議所有狀態(tài)燈都為綠色，可直接單擊部分狀態(tài)燈查看報(bào)告坐標(biāo)，定位問題的準(zhǔn)確位置。可以看到，圖7-111所示的設(shè)計(jì)狀態(tài)顯示全部為0，表示電路板沒有電氣錯(cuò)誤。14常見問題及解決方法常見問題及解決方法14

問題：在導(dǎo)入網(wǎng)表時(shí)，如果沒有指定網(wǎng)表路徑或者路徑指定錯(cuò)誤，則網(wǎng)表導(dǎo)人后系統(tǒng)會提示以下錯(cuò)誤：

解決方法：查看導(dǎo)入的網(wǎng)表路徑是否正確(見圖7-112)，路徑內(nèi)是否有生成的網(wǎng)表，路徑中是否存在中文或特殊字符。14.1導(dǎo)入路徑中未找到文件常見問題及解決方法14

問題：導(dǎo)入網(wǎng)表時(shí)，出現(xiàn)以下錯(cuò)誤提示

解決方法：找到元器件的封裝文件，并將其保存在工程指定的庫路徑下。打開元器件的.dra文件(如RO603.dra)，執(zhí)行菜單命令File→CreateSymbol，打開CreateSymbol對話框，單擊“保存”按鈕，即可生成R0603.psm文件，如圖7-113所示。14.2找不到元器件封裝常見問題及解決方法14

問題：導(dǎo)入網(wǎng)表時(shí)，出現(xiàn)以下錯(cuò)誤提示：

解決方法：在庫文件中打開2Xl0P.dra文件，執(zhí)行菜單命令Fle→Export→Libraries,打開ExportLibraries對話框，如圖7-114所示，勾選Nolibrarydependencies項(xiàng)，在Exporttodi-rectory欄中將路徑設(shè)置為當(dāng)前設(shè)計(jì)的PCB封裝庫，然后單擊Export按鈕。14.3缺少封裝焊盤15本章任務(wù)本章任務(wù)15完成本章的學(xué)習(xí)后，應(yīng)能夠參照STM32核心板實(shí)物，完成整個(gè)STM32核心板的PCB設(shè)計(jì)。感謝觀看，再見！電路設(shè)計(jì)與制作實(shí)用教程(Allegro版)普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材·卓越工程師培養(yǎng)系列創(chuàng)建元器件庫第八章電路設(shè)計(jì)與制作實(shí)用教程(Allegro版)普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材·卓越工程師培養(yǎng)系列1創(chuàng)建原理圖庫創(chuàng)建原理圖庫11.1創(chuàng)建原理圖庫的流程原理圖庫由一系列元器件的圖形符號組成。盡管CadenceAllegro軟件提供了大量的元器件原理圖符號，但是，在電路板設(shè)計(jì)過程中，仍有很多元器件原理圖符號無法在庫里找到。因此，設(shè)計(jì)者有必要掌握自行設(shè)計(jì)元器件原理圖符號的技能，并能夠建立屬于自己的原理圖庫。如果需要在原理圖庫中添加不止一種元器件的原理圖封裝，可以通過重復(fù)(2)~(5)的操作來實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)建原理圖庫的流程(見圖8-1)包括：(1)新建原理圖庫；(2)新建元器件；(3)繪制元器件符號；(4)添加引腳（設(shè)置極性）；(5)添加元器件屬性信息。創(chuàng)建原理圖庫11.2新建原理圖庫如圖8-2所示，在OrCADCaptureCIS軟件中執(zhí)行菜單命令File→New→Library,即可新建一個(gè)原理圖庫?？梢钥吹剑贒esignResources目錄下新增了一個(gè)原理圖庫文件，系統(tǒng)默認(rèn)的文件名為library1.olb。為了保持名稱一致性，將原理圖庫和PCB封裝庫統(tǒng)一命名為STM32CoreBoard,不同類型的庫通過后綴來區(qū)分。這里將默認(rèn)的library1.olb重命名為STM32CoreBoard.olb。

具體操作是：在圖8-3中，右鍵單擊library1.olb文件，在右鍵快捷菜單中選擇SaveAs命令。創(chuàng)建原理圖庫1在SaveAs對話框中，選擇保存路徑D:1STM32CoreBoardLib-V1.0.0-20171215\SCHLib,將原理圖庫文件命名為STM32CoreBoard.olb,然后單擊“保存”按鈕。注意，保存庫路徑中不可使用中文。創(chuàng)建原理圖庫11.3在原理圖庫中新建元器件右鍵單擊原理圖庫文件，在右鍵快捷菜單中選擇NewPart命令，新建元器件，如圖8-5所示。在NewPartProperties對話框中，根據(jù)待創(chuàng)建的元器件填寫相關(guān)參數(shù)，如圖8-6所示。創(chuàng)建原理圖庫1各參數(shù)說明如下。Name:新建元器件的名稱。PartReferencePrefix：新建元器件編號的首字母。PCBFootprint：新建元器件的PCB封裝。Multiple-PartPackage：一個(gè)元器件包括多個(gè)部分(Part).PackageType:Homogeneous——多個(gè)Part外形相同。Heterogeneous——多個(gè)Part外形不同。PartNumbering:Alphabetic——元器件編號以英文顯示，元器件的引腳以字母顯示。Numeric——元器件編號以數(shù)字顯示，元器件的引腳以數(shù)字顯示。創(chuàng)建原理圖庫1在Name欄中輸入lk；在PartReferencePrefix欄中輸入R，因?yàn)殡娮柙谠韴D中的編號為R?，如Rl、R2；在PCBFootprint欄中輸入R0603，表示1k2電阻的PCB封裝為0603；選擇Homogeneous和Numeric，然后單擊OK按鈕。下面以新建電阻為例，講解如何手動創(chuàng)建一個(gè)元器件。首先，在NewPartProperties對話框中設(shè)置相關(guān)參數(shù)，如圖8-7所示。創(chuàng)建原理圖庫11.4制作電阻原理圖封裝在元器件原理圖符號設(shè)計(jì)界面中，左側(cè)工具欄中有多個(gè)快捷按鈕，單擊按鈕即可使用相應(yīng)的命令。右側(cè)畫布中的R?<Value>部分是繪制原理圖符號外框的區(qū)域，如圖8-8所示。

（1）繪制元器件符號創(chuàng)建原理圖庫1首先，繪制外框。執(zhí)行菜單命令Place→Rectangle，或單擊工具欄中的按鈕，如圖8-9所示，這時(shí)指針變成十字形狀。然后，在畫布虛線框中，單擊確定外框的起點(diǎn)，移動指針，再次單擊確定終點(diǎn)，繪制如圖8-10所示的矩形外框。創(chuàng)建原理圖庫1繪制好外框后，調(diào)整虛線框的大小，單擊虛線框的左上角，移動指針，使虛線框的大小適中。同時(shí)調(diào)整R?和<Vlue>的位置，單擊工具欄中的越按鈕，使其變?yōu)榧t色，表示可隨意挪動不受柵格限制，如圖8-11所示。然后，放置原理圖符號引腳。執(zhí)行菜單命令Place→Pin,或單擊工具欄中的按鈕，如圖8-12所示。創(chuàng)建原理圖庫1打開PlacePin對話框，如圖8-13所示，其中各參數(shù)的說明如下。Name:引腳名稱，輸入1.Number:引腳對應(yīng)的序號，輸入l.Shape:引腳外形形式，選擇Short.Type:引腳的電氣類型，選擇Passive.這時(shí)引腳顯示在指針旁，單擊虛線框的左邊線，即可放置1號引腳。然后，移動鼠標(biāo)，新的引腳會顯示在指針旁，Name和Number自動加1，繼續(xù)放置其他引腳。按Esc鍵可退出放置引腳命令。放置引腳后的效果圖如圖8-14所示。創(chuàng)建原理圖庫1電阻屬于無極性元器件，可以將引腳序號和引腳名稱隱藏起來，使原理圖符號更加簡潔。執(zhí)行菜單命令Options→PartProperties，如圖8-15所示。打開UserProperties對話框，將PinNamesVisible和PinNumbersVisible設(shè)置為False,如圖8-16所示，然后單擊OK按鈕，完成設(shè)置。創(chuàng)建原理圖庫1將引腳序號和引腳名稱隱藏后的效果圖如圖8-17所示。說明：為了讓初學(xué)者既無須建立自已的實(shí)體物料庫，又能夠方便使用規(guī)范的物料庫，建議直接使用立創(chuàng)商城()的物料體系，并可直接從立創(chuàng)商城上進(jìn)行物料采購。立創(chuàng)商城提供的物料體系較嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范，且采購方便