項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)

項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)2023/12/27項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)流水燈常用于電子玩具和場所裝飾中，可以美化環(huán)境，渲染氣氛。本項(xiàng)目中的流水燈電路采用雙面圓形PCB，通過16個(gè)環(huán)形排列的發(fā)光二極管進(jìn)行流水顯示，發(fā)光二極管的顯示由微處理器89C51編程控制。

一、流水燈產(chǎn)品介紹及設(shè)計(jì)說明2項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)1、PCB自動布線的流程3項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備⑴建立項(xiàng)目文件“流水燈.PRJPCB”，根據(jù)圖6-1繪制流水燈原理圖，對電路進(jìn)行編譯，修改原理圖中的錯(cuò)誤。圖6-1流水燈原理圖4項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備⑵參考圖6-2，設(shè)計(jì)MC7805的臥式封裝TO-220H，相鄰焊盤間距。⑶參考圖6-3設(shè)計(jì)復(fù)位按鈕的封裝SW，外型尺寸為6mm×6mm。⑷根據(jù)表6-1重新設(shè)置好各元件的封裝。5項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)表6-1各元件的封裝：

元件類別元件標(biāo)號封裝電解電容C1、C4、C5CAPPR2-5X6.8電阻排RP1、RP2DIP-16發(fā)光二級管DS1~DS16LED-1晶體X1BCY-W2/D3.1復(fù)位按鈕SW-PBSW（自制）接插件JP1HDR1X2H三端穩(wěn)壓器MC7805ACTTO-220H(自制)其他元件默認(rèn)封裝6項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)7項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)二、元件預(yù)布局與裝載網(wǎng)絡(luò)表1.規(guī)劃PCB采用公制規(guī)劃尺寸，PCB的機(jī)械輪廓半徑51mm，電氣輪廓50mm。2.放置螺絲孔根據(jù)圖6-4所示的位置，執(zhí)行菜單“放置”→“焊盤”，在圖示位置放置3個(gè)3mm焊盤，焊盤編號均設(shè)置為0。8項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)9項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)重復(fù)16次，標(biāo)號依次加1

元件旋轉(zhuǎn)角度22.5

元件圓形排列

10項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)11項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)12項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)13項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)三、元件自動布局及手工調(diào)整1.元件自動布局在進(jìn)行自動布局前，必須在禁布層（KeepoutLayer）上規(guī)劃PCB的電氣邊界，然后才能載入網(wǎng)絡(luò)表文件，預(yù)布局的元件必須設(shè)定為鎖定狀態(tài)。執(zhí)行菜單“工具”→“放置元件”→“自動布局”，屏幕彈出“自動布局”對話框，如圖6-12、6-13所示。在元件較少的電路中使用

在元件較多的電路中使用

需設(shè)置參數(shù)

14項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)自動布局的效果都不是很理想，存在較多不合理的地方，因此在自動布局后還要進(jìn)行手工布局調(diào)整。本電路采用分組布局，選中【快速元件布局】復(fù)選框，布局效果如圖6-14所示，各元件之間存在網(wǎng)絡(luò)飛線，體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系，但它不是實(shí)際連線，布線時(shí)要用印制導(dǎo)線來代替。2.手工布局調(diào)整手工布局調(diào)整主要是通過移動元件、旋轉(zhuǎn)元件等方法合理地調(diào)整元件的位置，減少網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉。對于處于鎖定狀態(tài)的元件必須先在“元件屬性”中去除鎖定狀態(tài)才能移動。布局調(diào)整結(jié)束后，執(zhí)行菜單“查看”→“顯示三維PCB板”，顯示元件布局的3D視圖，觀察元件布局是否合理。手工布局調(diào)整后的流水燈電路如圖6-15所示。

15項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)自動布局的效果都不是很理想，存在較多不合理的地方，因此在自動布局后還要進(jìn)行手工布局調(diào)整。本電路采用分組布局，選中【快速元件布局】復(fù)選框，布局效果如圖6-14所示，各元件之間存在網(wǎng)絡(luò)飛線，體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系，但它不是實(shí)際連線，布線時(shí)要用印制導(dǎo)線來代替。2.手工布局調(diào)整手工布局調(diào)整主要是通過移動元件、旋轉(zhuǎn)元件等方法合理地調(diào)整元件的位置，減少網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉。對于處于鎖定狀態(tài)的元件必須先在“元件屬性”中去除鎖定狀態(tài)才能移動。布局調(diào)整結(jié)束后，執(zhí)行菜單“查看”→“顯示三維PCB板”，顯示元件布局的3D視圖，觀察元件布局是否合理。手工布局調(diào)整后的流水燈電路如圖6-15所示。

自動布局效果不好16項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)四、PCB預(yù)布線17項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)頂層露銅底層覆銅18項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)4.鎖定預(yù)布線有些電路在自動布線前已經(jīng)針對某些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了預(yù)布線，如果要在自動布線時(shí)保留這些預(yù)布線，可以在自動布線器選項(xiàng)中設(shè)置鎖定所有預(yù)布線。執(zhí)行菜單“自動布線”→“設(shè)定”，屏幕彈出“Situs布線策略”對話框，選中對話框下方的【鎖定全部預(yù)布線】復(fù)選框，鎖定全部預(yù)布線，單擊“OK”按鈕退出設(shè)置狀態(tài)。19項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)五、自動布線規(guī)則設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則列表欄設(shè)計(jì)詳細(xì)內(nèi)容欄20項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)1.電氣設(shè)計(jì)規(guī)則（Electrical）電氣設(shè)計(jì)規(guī)則是PCB布線過程中所遵循的電氣方面的規(guī)則，主要用于DRC電氣校驗(yàn)。共包含了4個(gè)子規(guī)則。⑴Clearance（安全間距規(guī)則設(shè)置）安全間距規(guī)則用于設(shè)置PCB上不同網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線、焊盤、過孔及覆銅等導(dǎo)電圖形之間的最小間距。通常情況下安全間距越大越好，但是太大的安全間距會造成電路布局不夠緊湊，增加PCB的尺寸，提高制板成本。安全間距通常設(shè)置為10mil～20mil（0.254mm～0.508mm）。用鼠標(biāo)左鍵單擊圖6-19中的【Clearance】規(guī)則，系統(tǒng)默認(rèn)一個(gè)名稱為“Clearance”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱，顯示該規(guī)則的屬性設(shè)置信息，可以進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置最小間距設(shè)置適用范圍21項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)⑵Short-Circuit（短路約束規(guī)則設(shè)置）短路約束規(guī)則用于設(shè)置PCB上的導(dǎo)線等對象是否允許短路。單擊圖6-19中的【Short-Circuit】規(guī)則，系統(tǒng)默認(rèn)一個(gè)名稱為“ShortCircuit”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱，顯示該規(guī)則的屬性設(shè)置信息，如圖6-21所示。系統(tǒng)默認(rèn)的短路約束規(guī)則是不允許短路。但在一些特殊的電路中，如帶有模擬地和數(shù)字地的模數(shù)混合電路，在設(shè)計(jì)時(shí)，這兩個(gè)地是屬于不同網(wǎng)絡(luò)的，但在電路設(shè)計(jì)完成之前，設(shè)計(jì)者必須將這兩個(gè)地在某一點(diǎn)連接起來，這就需要允許短路存在。為此可以針對兩個(gè)地線網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)設(shè)置一個(gè)允許短路的規(guī)則，在兩個(gè)【匹配對象的位置】區(qū)中分別選中數(shù)字地和模擬地，然后選中【允許短回路】復(fù)選框即可。不選中表示不允許短路22項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)2.布線設(shè)計(jì)規(guī)則（Routing）在PCB規(guī)則和約束編輯器的規(guī)則列表欄單擊【Routing】項(xiàng)，系統(tǒng)展開所有的布線設(shè)計(jì)規(guī)則列表，共包含了7個(gè)子規(guī)則，主要的子規(guī)則說明如下。⑴Width（導(dǎo)線寬度限制規(guī)則）導(dǎo)線寬度限制規(guī)則用于設(shè)置自動布線時(shí)印制導(dǎo)線的寬度范圍，可以定義最小寬度（MinWidth）、最大寬度（MaxWidth）和優(yōu)選尺寸（PreferredWidth），單擊每個(gè)寬度欄并鍵入數(shù)值即可對其進(jìn)行設(shè)置，如圖6-22所示。在實(shí)際使用中，通常會針對不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不同的線寬限制規(guī)則，特別是地線網(wǎng)絡(luò)的線寬，此時(shí)可以建立新的線寬限制規(guī)則。23項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)設(shè)置適用范圍設(shè)置線寬大小限制24項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)25項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)

1.ClearanceConstraint（間距限制規(guī)則）圖7-27中選中ClearanceConstraint，進(jìn)入間距限制規(guī)則設(shè)置。該規(guī)則用來限制具有導(dǎo)電特性的圖件之間的最小間距，在對話框的右下角有三個(gè)按鈕。⑴Add按鈕。用于新建間距限制規(guī)則，單擊后出現(xiàn)圖7-28所示的對話框。左邊一欄用于設(shè)置規(guī)則適用的范圍，右邊一欄是設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的參數(shù)，Connective下拉列表框設(shè)置適用網(wǎng)絡(luò)。設(shè)置完畢，單擊OK按鈕，完成間距設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)定，設(shè)定好的內(nèi)容將出現(xiàn)在設(shè)計(jì)規(guī)則對話框下方的具體內(nèi)容一欄中。⑵Delete按鈕。用于刪除選取的規(guī)則。⑶Properties按鈕。用于修改設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)，修改后的內(nèi)容會出現(xiàn)在具體內(nèi)容欄中。26項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)適用范圍GND線寬大小0.75mm27項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)28項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)29項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)雙面布線若單面布線,則只選中BottomLayer30項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)31項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)32項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)本例中布線設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置主要內(nèi)容如下。安全間距規(guī)則設(shè)置：0.254mm，適用于全部對象；短路約束規(guī)則：不允許短路；導(dǎo)線寬度限制規(guī)則：GND的線寬為0.75mm，VCC的線寬為0.65mm，其它信號線的線寬為0.5mm，優(yōu)先級依次降低；布線層規(guī)則：雙面布線；布線轉(zhuǎn)角規(guī)則：45°拐彎；其它規(guī)則選擇默認(rèn)。33項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)在PCB設(shè)計(jì)界面中，執(zhí)行菜單“自動布線”→“全部對象”，屏幕彈出“Situs布線策略”對話框，如圖6-33所示。

六、自動布線及手工調(diào)整34項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)35項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)36項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求設(shè)置布線層的走線方式，如采用單面布線，設(shè)置BottomLayer為Any（底層任意方向布線）、其它層NotUsed（不使用）；采用雙面布線時(shí)，設(shè)置TopLayer為Vertical（垂直布線），BottomLayer層為Horizontal（水平布線），其它層NotUsed（不使用）。一般在兩層以上的PCB布線中，布線層的走線方式可以選擇Automatic，系統(tǒng)會自動設(shè)置相鄰層采用正交方式走線。37項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)38項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)39項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)5.手工布線調(diào)整調(diào)整布線常常需要拆除以前的布線，PCB編輯器中提供有自動拆線功能和撤消功能，當(dāng)設(shè)計(jì)者對自動布線的結(jié)果不滿意時(shí)，可以使用該工具拆除電路板圖上的銅膜線而只剩下網(wǎng)絡(luò)飛線。⑴撤消操作⑵自動拆線自動拆線的菜單命令在“工具”→“取消布線”的子菜單中,可以針對全部對象、網(wǎng)絡(luò)、連接、元件、Room空間拆除與元件連接的銅膜線。手工布線調(diào)整后的流水燈PCB如圖6-41所示。40項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)41項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)七、淚滴使用所謂淚珠滴，就是在印制導(dǎo)線與焊盤或過孔相連時(shí)，為了增強(qiáng)連接的牢固性，在連接處逐漸加大印制導(dǎo)線寬度。采用淚珠滴后，印制導(dǎo)線在接近焊盤或過孔時(shí)，線寬逐漸放大，形狀就象一個(gè)淚珠，如圖6-42所示。添加淚珠滴時(shí)要求焊盤要比線寬大，一般在印制導(dǎo)線比較細(xì)時(shí)可以添加淚珠滴。淚珠滴42項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)43項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置完畢，單擊“確認(rèn)”按鈕，系統(tǒng)自動添加淚珠滴。圖6-44所示為添加淚珠滴的流水燈PCB，圖中針對所有焊盤添加導(dǎo)線型淚珠滴。44項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)八、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）設(shè)置DRC報(bào)告的內(nèi)容DRC檢查的規(guī)則45項(xiàng)目62PCB自動布線與流水燈PCB設(shè)計(jì)各項(xiàng)規(guī)則設(shè)置完畢，單擊“運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查”按