電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例教程（微課版）-基于嘉立創(chuàng)EDA（專業(yè)版） 課件 第8、9章 數(shù)字鐘電路的PCB、交互式布線PCB設(shè)計(jì)后期處理

第8章數(shù)字鐘電路的PCB設(shè)計(jì)任務(wù)描述

第7章完成了數(shù)字鐘電路的原理圖繪制，本章將完成數(shù)字鐘電路的PCB板設(shè)計(jì)。PCB設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)規(guī)則的實(shí)時(shí)檢測(cè)下完成的，所以本章首先介紹設(shè)計(jì)規(guī)則，開啟實(shí)時(shí)DRC檢測(cè)，然后介紹自動(dòng)布局、手動(dòng)布局；自動(dòng)布線、手動(dòng)布線等知識(shí)。本章包含以下內(nèi)容：設(shè)置PCB板設(shè)計(jì)規(guī)則介紹原理圖與PCB圖的交叉選擇自動(dòng)、手動(dòng)布局自動(dòng)、手動(dòng)布線8.1創(chuàng)建PCB板

嘉立創(chuàng)EDA專業(yè)版創(chuàng)建PCB界面有兩種方式快速的創(chuàng)建PCB頁(yè)面。在創(chuàng)建工程后將會(huì)默認(rèn)的創(chuàng)建好一個(gè)原理圖、圖頁(yè)、板子文件和PCB。頂部工具欄-點(diǎn)擊-文件-新建-PCB

由于在創(chuàng)建工程時(shí)，已自動(dòng)創(chuàng)建PCB文件，所以打開PCB即可。把原理圖的信息導(dǎo)入到PCB時(shí)，應(yīng)先檢查原理圖內(nèi)每個(gè)元件的封裝正確否。8.1.1檢查元件的封裝打開數(shù)字鐘電路原理圖，執(zhí)行“工具”→“封裝管理器”命令，彈出封裝管理器彈窗，如圖8-1所示，檢查每個(gè)元件的封裝正確否，如果正確執(zhí)行下面的操作。圖8-1封裝管理器8.1.2原理圖的信息導(dǎo)入PCB中打開數(shù)字鐘電路原理圖，執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“更新/轉(zhuǎn)換原理圖到PCB”命令，如果原理圖存在錯(cuò)誤，會(huì)直接彈窗提醒，如標(biāo)注重復(fù)，封裝缺失等。若無(wú)問題將彈出確認(rèn)導(dǎo)入信息彈窗，如圖8-2所示，確認(rèn)第1列元件的信息正確有圖標(biāo)。如果需要同時(shí)更新PCB里面的導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)，則勾選“同時(shí)更新導(dǎo)線的網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)。圖8-2確認(rèn)導(dǎo)入信息8.1.2原理圖的信息導(dǎo)入PCB中

編輯器會(huì)根據(jù)焊盤的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)更新關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)。若確認(rèn)無(wú)問題點(diǎn)擊“應(yīng)用修改”即可更新PCB，原理圖的信息導(dǎo)入PCB內(nèi)，如圖8-3所示。從圖8-3看出，所有元件的封裝是按原理圖的位置布局的（自動(dòng)應(yīng)用了布局傳遞功能）。圖8-3原理圖信息導(dǎo)入PCB8.1.3繪制板框

在開始PCB設(shè)計(jì)前，可以先給板子創(chuàng)建板框。可以通過直接繪制和導(dǎo)入DXF兩種方式創(chuàng)建板框，這里介紹直接繪制，導(dǎo)入DXF方式請(qǐng)看幫助。（1）直接繪制繪制板框可以先大致繪制，然后在PCB設(shè)計(jì)完成后，在精確調(diào)整板框。點(diǎn)擊頂部工具欄板框圖標(biāo)，進(jìn)入繪制模式，提供矩形、圓形、多邊形三種方式的繪制；也可以執(zhí)行頂部菜單命令，如下面的步驟所示。（1）直接繪制

1）頂部菜單執(zhí)行“放置”→“板框”→“矩形”命令，鼠標(biāo)上懸浮著一個(gè)矩形輪廓，鼠標(biāo)左擊坐標(biāo)原點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)到另一個(gè)點(diǎn)，如圖8-4所示，圖8-4繪制板框（1）直接繪制

點(diǎn)擊左鍵，繪制的邊框被選中，可以點(diǎn)擊右邊的屬性面板修改邊框的尺寸，如圖8-5所示。圖8-5屬性面板修改邊框的尺寸（1）直接繪制

2）添加板框的圓角，在右邊屬性面板，如圖8-5所示，設(shè)置圓角半徑為2mm，繪制好的板框如圖8-6所示。圖8-6初步繪制的板框（1）直接繪制

USB1連接器（Micro-B母座）放置在板子的左邊邊沿，PCB板需要挖槽，所以可以在圖8-6的基礎(chǔ)上挖槽。注意：一個(gè)板框內(nèi)只能放置一個(gè)板框，多余的板框會(huì)轉(zhuǎn)為挖槽區(qū)域。板框、鋪銅區(qū)域、填充區(qū)域、挖槽區(qū)域、禁止區(qū)域的繪制方式完全相同。（1）直接繪制

3）執(zhí)行“放置”→“挖槽”→“矩形”命令，鼠標(biāo)上懸浮著一個(gè)矩形輪廓，鼠標(biāo)左擊挖槽的坐下角，然后左擊挖槽的右上角，右擊退出放置模式；選中挖槽區(qū)域，在右邊屬性面板調(diào)整挖槽區(qū)域的尺寸，如圖8-7所示。圖8-7PCB板上挖槽（1）直接繪制

4）由于挖槽區(qū)域上下右邊沒有線條，所以用戶可以用折線繪制線條，選中繪制的折線，在屬性面板類型處把“線條”改為“板框”，如圖8-8所示。執(zhí)行該操作后彈出警告信息，如圖8-9所示，點(diǎn)擊“是”，即完成邊框的繪制。圖8-8“線條”類型改為“板框”圖8-9提示自動(dòng)閉合該圖形8.2設(shè)計(jì)規(guī)則

設(shè)計(jì)規(guī)則是用于設(shè)置PCB基本設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)規(guī)則中輸入一個(gè)安全設(shè)計(jì)規(guī)則，可以保證PCB的設(shè)計(jì)不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。在頂部菜單執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“設(shè)計(jì)規(guī)則”命令，彈出設(shè)計(jì)規(guī)則彈窗，如圖8-15所示。圖8-15設(shè)置規(guī)則8.2.1規(guī)則管理

在“規(guī)則管理”標(biāo)簽下，可以在每一種類型的規(guī)則下新增、修改、刪除規(guī)則，對(duì)沒有特殊設(shè)置規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)，會(huì)使用默認(rèn)的規(guī)則。目前有四大類規(guī)則，每個(gè)具體規(guī)則下創(chuàng)建有一個(gè)或多個(gè)規(guī)則，如圖8-15所示。圖8-15設(shè)置規(guī)則8.2.2規(guī)則編輯

需要新增規(guī)則，點(diǎn)擊該規(guī)則右邊圖標(biāo)，即可新增一個(gè)規(guī)則。如添加電源導(dǎo)線（+5V、VCC）15mil的規(guī)則，點(diǎn)擊導(dǎo)線規(guī)則右邊圖標(biāo)，新增一個(gè)名為trackWidth1的線寬規(guī)則，把名改為“電源”，線寬的默認(rèn)寬度改為15mil,如圖8-16所示。圖8-16添加+5V線寬規(guī)則8.2.2規(guī)則編輯

注意：新增設(shè)計(jì)規(guī)則后需要重新對(duì)規(guī)則命名，注意同一個(gè)類型下規(guī)則名稱不能重復(fù)。（1）默認(rèn)規(guī)則左側(cè)欄的默認(rèn)規(guī)則類型下僅有一個(gè)，該規(guī)則會(huì)置頂。如果想要將某個(gè)規(guī)則設(shè)為默認(rèn)規(guī)則，在該規(guī)則視圖下點(diǎn)擊“設(shè)為默認(rèn)”按鈕即可，如圖8-18所示。（2）刪除規(guī)則非默認(rèn)規(guī)則支持刪除，在要?jiǎng)h除的規(guī)則視圖下點(diǎn)擊刪除按鈕，即可刪除該規(guī)則，如圖8-18所示。圖8-18規(guī)則管理8.2.3間距規(guī)則

安全間距規(guī)則，通過安全間距表格，可以設(shè)置兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)圖元之間的間距要求。如行“導(dǎo)線”與列“導(dǎo)線”相交處的值是6mil，表示導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的間距是6mil；如行“過孔”與列“導(dǎo)線”相交處的值是6mil，表示過孔與導(dǎo)線之間的間距是6mil，如圖8-18所示。雙擊任意一個(gè)表格可修改規(guī)則的數(shù)值，如圖8-18所示。點(diǎn)擊表格頂部的名稱可批量修改數(shù)值，如圖8-19所示。圖8-19點(diǎn)擊表格頂部的名稱可批量修改數(shù)值8.2.4實(shí)時(shí)DRC

開啟實(shí)時(shí)DRC選項(xiàng)時(shí)，會(huì)彈窗提示是否執(zhí)行一次DRC檢查，現(xiàn)在選擇“否”即可。在違反了規(guī)則繪制PCB時(shí)，實(shí)時(shí)DRC會(huì)在PCB中會(huì)提示錯(cuò)誤X標(biāo)記，如圖8-21所示。圖8-21錯(cuò)誤X標(biāo)記8.3布局在對(duì)PCB元件布局時(shí)經(jīng)常會(huì)有以下幾個(gè)方面的考慮。PCB板形與整機(jī)是否匹配？元件之間的間距是否合理？有無(wú)水平上或高度上的沖突？PCB是否需要拼板？是否預(yù)留工藝邊？是否預(yù)留安裝孔？如何排列定位孔？如何進(jìn)行電源模塊的放置與散熱？需要經(jīng)常更換的元件放置位置是否方便替換？可調(diào)元件是否方便調(diào)節(jié)？熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否考慮距離？8.3.1自動(dòng)布局

嘉立創(chuàng)EDA支持簡(jiǎn)單的自動(dòng)布局功能，目前僅是體驗(yàn)階段（預(yù)覽版），會(huì)不斷迭代更新。在頂部菜單執(zhí)行命令“布局”→“自動(dòng)布局”命令，自動(dòng)布局開始，庫(kù)面板底部顯示自動(dòng)布局的布通率，布局結(jié)果如圖8-22所示。圖8-22自動(dòng)布局的結(jié)果8.3.1自動(dòng)布局

自動(dòng)布局會(huì)根據(jù)內(nèi)置的規(guī)則進(jìn)行布局，如果有繪制板框，自動(dòng)布局會(huì)根據(jù)板框自動(dòng)擺放元件，如果沒有繪制板框，自動(dòng)布局將自動(dòng)生成一個(gè)最優(yōu)的矩形邊框，并自動(dòng)布局。從布局結(jié)果看出，該布局還不符合設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行手動(dòng)布局，在頂部工具欄上點(diǎn)擊撤銷按鈕，撤銷自動(dòng)布局。8.2.3介紹手動(dòng)布局。8.3.2原理圖與PCB圖的交叉選擇

嘉立創(chuàng)擁有強(qiáng)大的交叉選擇功能。為了方便元件的尋找，需要把原理圖與PCB圖對(duì)應(yīng)起來(lái)，使兩者之間能相互映設(shè)，簡(jiǎn)稱交叉。利用交叉式布局可以比較快速地定位元件，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高工作效率。（1）如果當(dāng)前PCB板是打開的，用戶需要在另一個(gè)窗口打開原理圖，在需要打開的原理圖上按鼠標(biāo)右鍵，彈出下拉菜單選擇“在新窗口打開”，如圖8-23所示。圖8-23在新窗口打開原理圖8.3.2原理圖與PCB圖的交叉選擇

（2）當(dāng)選中一個(gè)元件或元件焊盤，可以使用交叉選中功能，進(jìn)行定位原理圖、PCB的元件位置。如在原理圖中選中“DC5V輸入”模塊，按快捷鍵Shift+X(或元件右鍵菜單進(jìn)行交叉選中)，彈出提示對(duì)話框，如圖8-24所示，點(diǎn)擊“是”，交叉選擇結(jié)果如圖8-25所示，原理圖選中的元件在PCB中高亮顯示。圖8-25原理圖中選中的元件在PCB中顯示圖8-24

是否傳遞到另一個(gè)窗口8.3.2原理圖與PCB圖的交叉選擇

（3）如果直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊PCB元件，原理圖窗口的元件也會(huì)進(jìn)行定位，但不會(huì)移動(dòng)畫布，使用快捷鍵進(jìn)行交叉選中可以自動(dòng)移動(dòng)畫布，使元件在畫布中央。這樣，原理圖選中元件在PCB中高亮顯示；反之，在PCB中選中元件在原理圖中也高亮顯示。原理圖中選中的網(wǎng)絡(luò)，在PCB中也高亮顯示；原理圖中選中的管腳，在PCB中也高亮顯示?？蓪?shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交叉探測(cè)，即原理圖選中的元件，PCB中可以直接移動(dòng)布局。8.3.3手動(dòng)布局布局常見的基本原則先放置與結(jié)構(gòu)相關(guān)的固定位置的元件，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)置板框尺寸，按結(jié)構(gòu)要求放置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并將這些器件鎖定。明確結(jié)構(gòu)要求，注意針對(duì)某些器件或區(qū)域的禁止布線區(qū)域、禁止布局區(qū)域及限制高度的區(qū)域。元件放要便于調(diào)試和維修，小元件周圍不能放置大元件，需調(diào)試的元件周圍要有足夠的空間，需拔插的接口、排針等元件應(yīng)靠板邊擺放。結(jié)構(gòu)確定后，根據(jù)周邊接口的元件及其出線方向，判斷主控芯片的位置及方向，先大后小、先難后易原則。重要的單元電路、核心元件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局，元件較多、較大的電路優(yōu)先布局。盡量保證各個(gè)模塊電路的連線盡可能短，關(guān)鍵信號(hào)線最短。高壓大電流與低壓小電流的信號(hào)完全分開；模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開；高頻信號(hào)與低頻信號(hào)分開。同類型插裝元件或有極性的元件，在X或Y方向上應(yīng)盡量朝一個(gè)方向放置，便于生產(chǎn)。相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用“對(duì)稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局，即電路中元件的放置保持一致。電源部分盡量靠近負(fù)載擺放，注意輸入／輸出電路。8.3.3手動(dòng)布局

根據(jù)以上原則，用戶先把4個(gè)螺釘放置在PCB板的四個(gè)角上，然后把USB1連接器（Micro-B母座）放置在挖槽上，如圖8-26所示，并在右側(cè)屬性面板將位置鎖定。圖8-26先固定螺釘與連接器8.3.3手動(dòng)布局（1）元件的對(duì)齊嘉立創(chuàng)EDA提供了非常方便的對(duì)齊功能，可以對(duì)選中元件實(shí)行左對(duì)齊、右對(duì)齊、頂對(duì)齊、底對(duì)齊、左右居中、上下居中、對(duì)齊網(wǎng)絡(luò)等功能操作。對(duì)齊功能是在原理圖、復(fù)用圖塊、符號(hào)、封裝、PCB都會(huì)擁有，且操作方式一致。對(duì)齊操作方法：選擇需要對(duì)齊的器件-頂部菜單-布局-對(duì)齊，如圖8-27所示，或頂部工具欄對(duì)齊圖標(biāo)，或鼠標(biāo)右鍵彈出下拉菜單選相應(yīng)功能。圖8-27對(duì)齊功能8.3.3手動(dòng)布局立創(chuàng)EDA專業(yè)版支持分布排距對(duì)齊。嘉立創(chuàng)EDA提供了非常方便的分布排距對(duì)齊功能，可以對(duì)選中元件實(shí)行水平等距分布、垂直等距分布、左邊沿等距分布、上邊沿等距分布、水平指定中心間距分布等功能操作。操作方法：頂部菜單-布局-分布或在頂部工具欄分布圖標(biāo)，如圖8-28所示，或鼠標(biāo)右鍵彈出下拉菜單選相應(yīng)功能。圖8-28分布功能8.3.3手動(dòng)布局在器件對(duì)齊與等距分布時(shí)，除了框選器件，還可以按Ctrl+鼠標(biāo)點(diǎn)擊分散的器件，如圖8-29所示。按頂部工具欄上的底對(duì)齊圖標(biāo)，選中器件底部對(duì)齊；按頂部工具欄上的水平等距分布圖標(biāo)，選中器件水平等距分布。圖8-29選擇分散的元件底對(duì)齊并水平等距分布8.3.3手動(dòng)布局（2）修改封裝在布局時(shí)可能發(fā)現(xiàn)元件的封裝不合適，需要修改，返回原理圖，按快捷鍵Alt+F，彈出封裝管理器對(duì)話框，如圖8-30所示。選擇需要修改封裝的元件，如Q1，在搜索欄輸入正確的封裝編號(hào)，點(diǎn)擊搜索按鈕，搜索結(jié)果如圖8-30所示，點(diǎn)擊需要的封裝，在封裝欄顯示剛點(diǎn)擊的封裝，點(diǎn)擊“更新”按鈕即可。圖8-30修改封裝8.3.3手動(dòng)布局

將原理圖修改封裝的信息更新到PCB，執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“更新/轉(zhuǎn)換原理圖到PCB”命令，彈出確認(rèn)導(dǎo)入信息彈窗，如圖8-31所示，點(diǎn)擊“應(yīng)用修改”按鈕即可。圖8-31確認(rèn)導(dǎo)入信息8.3.3手動(dòng)布局

在手動(dòng)布局時(shí)，注意晶振電路靠近芯片的晶振管腳擺放，保持走線越短越好；放置元件時(shí)，遵循該元件對(duì)于其他元件連線距離最短，交叉線最少的原則進(jìn)行，可以按Space鍵，讓元件旋轉(zhuǎn)到最佳位置，再放開鼠標(biāo)左鍵。修改封裝后，手動(dòng)步局的PCB板如圖8-32所示。圖8-32初步步局的PCB板8.4布線

8.4.1飛線

飛線是基于相同網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生。當(dāng)兩個(gè)封裝的焊盤網(wǎng)絡(luò)相同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)飛線，表示這兩個(gè)焊盤可以通過導(dǎo)線連接。嘉立創(chuàng)EDA專業(yè)版支持器件飛線的隱藏和顯示。隱藏頂部菜單-視圖-飛線-隱藏全部顯示頂部菜單-視圖-飛線-顯示，即可把隱藏的飛線顯示出來(lái)。單器件飛線隱藏選中器件-頂部菜單-視圖-飛線-隱藏器件飛線，點(diǎn)擊后，所選器件的飛線會(huì)單獨(dú)隱藏，如圖8-33所示。圖8-33隱藏器件飛線8.4.2自動(dòng)布線

（1）內(nèi)部自動(dòng)布線立創(chuàng)EDA支持自動(dòng)布線，目前的自動(dòng)布線效果一般，需要手動(dòng)再次調(diào)整，后續(xù)嘉立創(chuàng)將繼續(xù)優(yōu)化自動(dòng)布線功能。在頂部菜單欄執(zhí)行“布線”→“自動(dòng)布線”命令，彈出自動(dòng)布線對(duì)話框，如圖8-34所示。

圖8-34自動(dòng)布線設(shè)計(jì)8.4.2自動(dòng)布線

點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕后開始自動(dòng)布線，布線過程中可以實(shí)時(shí)預(yù)覽。如果布線角度是45度，布線時(shí)是以90度拐角進(jìn)行布線，在最后面結(jié)束時(shí)才會(huì)優(yōu)化為45度布線，布線結(jié)果如圖8-35所示。在布線過程中停止布線，會(huì)保留已經(jīng)完成的90度布線和過孔，不需要的話可以手動(dòng)清除。

圖8-35忽略GND自動(dòng)布線結(jié)果8.4.2自動(dòng)布線

從以上布線的結(jié)果看，有7根飛線，顯然布局不合理。執(zhí)行“布線”→“清除布線”→“全部”命令，清除所有的布線，重新調(diào)整布局，再進(jìn)行自動(dòng)布線。PCB的布局與自動(dòng)布線可以配合使用，布局對(duì)布線的影響很大。如果用戶覺得自動(dòng)布線的效果不令人滿意，可以重新調(diào)整元件布局，直到布線結(jié)果滿意為止，如圖8-46所示。圖8-46初步布線結(jié)果（GND未布線）8.4.3自動(dòng)調(diào)整位號(hào)位置

從圖8-35看出位號(hào)的位置比較亂，需要調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)，位號(hào)大都放到相應(yīng)元件旁邊，其調(diào)整應(yīng)遵循以下原則：（1）位號(hào)顯示清晰。（2）位號(hào)不能被遮擋。若用戶需要把元件位號(hào)印制在PCB板上，為了讓位號(hào)清晰些，調(diào)整時(shí)避免放置到過孔或者元件范圍內(nèi)。（3）位號(hào)的方向和元器件方向盡量統(tǒng)一。8.4.3自動(dòng)調(diào)整位號(hào)位置

在頂部菜單執(zhí)行“布局”→“屬性位置”命令，彈出屬性位置對(duì)話框，如圖8-36所示，位號(hào)的范圍可以是全部元件，也可以是僅選中的部分元件；位號(hào)的位置可以是元件的上邊、下邊、左邊、右邊等，如圖8-36所示。用戶根據(jù)需要進(jìn)行選擇，按“確認(rèn)”按鈕即可。調(diào)整好位號(hào)的PCB板如圖8-46所示。圖8-36調(diào)整位號(hào)位置8.4.4手動(dòng)布線

手動(dòng)布線可以在自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，也可以撤銷布線重新手動(dòng)布線。（1）清除布線可以清除PCB板上的連接布線、網(wǎng)絡(luò)布線和全部布線，如圖8-37所示。圖8-37布線的方式8.4.4手動(dòng)布線

（2）布線角度在布線時(shí)候切換走線的角度，支持45°、90°、圓弧45°、圓弧90°、圓弧自由角度、線條自由角度。操作方法：1）頂部菜單-布線-布線拐角，如圖8-38所示。圖8-38布線拐角8.4.4手動(dòng)布線

（3）布線寬度在PCB布線時(shí)切換已設(shè)置好的導(dǎo)線寬度。布線寬度設(shè)置方法：頂部菜單-布線寬度，如圖8-39所示，快捷鍵Shift+W，布線時(shí)使用快捷鍵Shift+W切換常用導(dǎo)線寬度。圖8-39切換布線寬度8.4.4手動(dòng)布線

（4）移除回路如果你需要在布線過程中，自動(dòng)移除導(dǎo)線環(huán)路進(jìn)行修正布線，你需要開啟移除回路功能。開啟移除回路功能方法：1）頂部菜單欄-布線-移除回路2）畫布右側(cè)屬性面板當(dāng)移除回路打開時(shí)，繪制的導(dǎo)線檢測(cè)到有回路時(shí)，會(huì)自動(dòng)把上一個(gè)回路消除，減少手動(dòng)刪除的操作，如圖8-40所示。移除回路會(huì)自動(dòng)刪除過孔。

圖8-40移除回路8.4.4手動(dòng)布線

（5）切換當(dāng)前圖層的亮度切換當(dāng)前圖層的亮度，將其他圖層的元素變暗，單獨(dú)顯示當(dāng)前圖層的元素，可以在該圖層仔細(xì)檢查布線是否合理。頂部菜單-視圖-切換亮度，快捷鍵SHIFT+S。頂部工具欄-切換亮度圖標(biāo)，切換為“非激活層隱藏”的效果如圖8-45所示圖8-45顯示當(dāng)前的激活層（自動(dòng)布線的結(jié)果）8.4.4手動(dòng)布線切換層的快捷鍵如下：T：切換至頂層B：切換至底層布線過程中，使用快捷鍵V換層可以自動(dòng)添加過孔。SHIFT+S：高亮當(dāng)前層的所有元素，隱藏其他層的元素。注意：隱藏PCB層只是視覺上的隱藏，在照片預(yù)覽，3D預(yù)覽和導(dǎo)出Gerber時(shí)仍會(huì)導(dǎo)出對(duì)應(yīng)層。在掌握了以上的布線技巧后，在自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上手動(dòng)布線的結(jié)果如圖8-46所示。圖8-46初步布線結(jié)果（GND未布線）8.5修改工程名字把在第7章7.3.1新建數(shù)字鐘電路工程的名字“數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)”改為“基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)”，執(zhí)行下面的操作。（1）修改工程名選中“數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)”工程，按鼠標(biāo)右鍵，彈出下拉菜單選“工程管理”→“版本管理”彈出所有工程對(duì)話框，點(diǎn)擊“數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)”工程，彈出數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)編輯對(duì)話框，如圖8-47所示，將工程名字改為“基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)”，按“保存”按鈕即可。圖8-47修改工程名字8.5修改工程名字（2）修改板子名修改“數(shù)字鐘設(shè)計(jì)”名為“基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)”，選中“數(shù)字鐘設(shè)計(jì)”，按鼠標(biāo)右鍵，彈出下拉菜單，選“重命名”，輸入新的名字即可。（3）修改原理圖名修改“SCH-數(shù)字鐘電路”名為“基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)-SCH”，選中“SCH-數(shù)字鐘電路”，按鼠標(biāo)右鍵，彈出下拉菜單，選“重命名”，輸入新的名字即可。（2）修改PCB名用以上方法將修改“PCB-數(shù)字鐘電路”名為“基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)-PCB”。到此，基于51單片機(jī)的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)-PCB基本完成，下一章將介紹PCB板的優(yōu)化處理。本章小結(jié)

本章介紹了在工程中進(jìn)行PCB板設(shè)計(jì)，利用折線繪制復(fù)雜的PCB板的邊框，設(shè)計(jì)規(guī)則簡(jiǎn)介，元件的自動(dòng)布局與手動(dòng)布局，自動(dòng)、手動(dòng)布線，調(diào)整布局與布線等功能。PCB布局合理是PCB設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵所在，注意一定要把PCB的布局設(shè)計(jì)合理。習(xí)題P1922-4再見！第9章交互式布線PCB設(shè)計(jì)后期處理任務(wù)描述

在完成元器件布局后，PCB設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)就是布線。本章在第9章設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘電路的PCB板基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，完成以下知識(shí)點(diǎn)的介紹：交互式布線PCB設(shè)計(jì)后期處理PCB板的三維視圖9.1交互式布線

交互式布線并不是簡(jiǎn)單地放置線路使得焊盤連接起來(lái)。嘉立創(chuàng)EDA（專業(yè)版）支持全功能的交互式布線，交互式布線工具可以通過以下2種方式調(diào)出：?jiǎn)螕繇敳坎藛巍安季€”→“單根布線”命令，頂部工具欄單根布線

圖標(biāo)。交互式布線工具能直觀地幫助用戶在遵循布線規(guī)則的前提下取得更好的布線效果，包括跟蹤光標(biāo)確定布線路徑、單擊實(shí)現(xiàn)布線、推開布線障礙或繞行、自動(dòng)跟蹤現(xiàn)有連接等。（1）布線模式布線時(shí)切換布線模式有4種，推擠障礙、環(huán)繞障礙、阻擋、忽略障礙。操作入口：通過右鍵菜單、頂部菜單布線-布線模式或快捷鍵Shift+R，如圖9-1所示。圖9-1布線的模式（1）布線模式1）推擠障礙該模式下軟件將根據(jù)光標(biāo)的走向推擠其他線條的位置，使得這些障礙與新放置的線路不發(fā)生沖突，如圖9-2所示。圖9-2推擠障礙（1）布線模式2）環(huán)繞障礙該模式下軟件試圖跟蹤光標(biāo)尋找路徑繞過存在的障礙，它根據(jù)存在的障礙來(lái)尋找一條繞過障礙的布線的方法。圖9-3環(huán)繞障礙（1）布線模式3）阻擋開啟后，在布線模式下導(dǎo)線遇到線條將會(huì)阻擋住，如圖9-4所示，一般選擇該模式。圖9-4阻擋（1）布線模式4）忽略開啟后，忽略走線規(guī)則。軟件將直接根據(jù)光標(biāo)走向布線，用戶可以自由布線，如圖9-5所示。一般不選取該模式。圖9-5忽略走線規(guī)則（2）單層顯示PCB板在PCB編輯界面下，按快捷鍵SHIFT+S單層顯示PCB板，如圖9-6所示，仔細(xì)調(diào)整布線，按快捷鍵B可以切換到底層，按快捷鍵T可以切換到頂層。圖9-6單層顯示PCB板的頂層（2）單層顯示PCB板重新布線后的PCB板，如圖9-7所示。圖9-7重新布局、布線后的PCB板9.2DRC檢查DRC檢查的目的是為了在所有的PCB畫好后總體檢查。設(shè)計(jì)完一個(gè)PCB后，需要將PCB進(jìn)行規(guī)則檢查DRC,DRC檢查是依據(jù)自行設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行的，例如自己設(shè)置的最小間距是6mil，那么實(shí)際PCB中，出現(xiàn)小于6mil的間距就會(huì)報(bào)錯(cuò)。并不是DRC有錯(cuò)誤的板子就不能使用，有些規(guī)則是可以忽略的，例如絲印的錯(cuò)誤不會(huì)影響電氣屬性。9.2DRC檢查（1）在頂部菜單執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“檢查DRC”命令，開始進(jìn)行DRC檢查，底部面板顯示檢查結(jié)果，如圖9-8所示。圖9-8檢查結(jié)果9.2DRC檢查

從圖9-8的檢測(cè)結(jié)果看出第1個(gè)錯(cuò)誤，連接性錯(cuò)誤是GND沒有連接，這個(gè)錯(cuò)誤我們?cè)阡併~的時(shí)候連接，所以不管它；第2個(gè)錯(cuò)誤，差分對(duì)錯(cuò)誤，如圖9-9所示，差分對(duì)的長(zhǎng)度該這么長(zhǎng)，所以我們修改設(shè)計(jì)規(guī)則。圖9-9差分對(duì)錯(cuò)誤9.2DRC檢查

（2）修改設(shè)計(jì)規(guī)則，執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“設(shè)計(jì)規(guī)則”命令，彈出設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)話框，如圖9-10所示，選中差分對(duì)規(guī)則，將差分對(duì)長(zhǎng)度誤差的最大值改為150mil，按“確認(rèn)”按鈕。圖9-10修改規(guī)則9.2DRC檢查

（3）在圖9-9所示的DRC信息面板按“清除錯(cuò)誤”按鈕，把檢查后的DRC信息清除復(fù)位。執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“檢查DRC”命令，檢查結(jié)果如圖9-11所示，看出差分對(duì)錯(cuò)誤沒有了。圖9-11差分對(duì)長(zhǎng)度誤差錯(cuò)誤清除9.3PCB設(shè)計(jì)后期處理

9.3.1淚滴的添加與刪除

在導(dǎo)線與焊盤或過孔的連接處有一段過渡，過渡的地方成淚滴狀，所以稱為淚滴。如圖9-12所示。淚滴的作用：避免電路板受到巨大外力的沖撞時(shí)，導(dǎo)線與焊盤或者導(dǎo)線與導(dǎo)孔的接觸點(diǎn)斷開，也可使PCB電路板顯得更加美觀，焊接上，可以保護(hù)焊盤，避免多次焊接使焊盤脫落，生產(chǎn)時(shí)可以避免蝕刻不均，過孔偏位出現(xiàn)的裂縫等，信號(hào)傳輸時(shí)平滑阻抗，減少阻抗的急劇跳變，避免高頻信號(hào)傳輸時(shí)由于線寬突然變小而造成反射，可使走線與元件焊盤之間的連接趨于平穩(wěn)過渡化。圖9-12添加淚滴前后對(duì)比9.3.1淚滴的添加與刪除

添加淚滴的步驟如下：（1）打開需要添加淚滴的PCB板，執(zhí)行“工具”→“滴淚”命令，或選中導(dǎo)線-鼠標(biāo)右鍵-淚滴，彈出如圖9-13所示“淚滴”設(shè)置對(duì)話框。在圖9-13上，按“確認(rèn)”按鈕，PCB板上所有焊盤、過孔添加淚滴，如圖9-20所示。圖9-13添加淚滴9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域鋪銅也稱敷銅，就是將PCB上閑置的空間作為基準(zhǔn)面，然后用固定銅填充，這些銅區(qū)又稱為灌銅。鋪銅的意義如下。增加截流面積，提高載流能力。減少接地阻抗，提高抗干擾能力。降低壓降，提高電源效率。與地線相連，減少環(huán)路面積。多層板對(duì)稱鋪銅可以起到平衡作用。9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域

1．多邊形鋪銅繪制多邊形鋪銅區(qū)域的方法如下。（1）在右邊圖層面板選擇需要繪制多邊形鋪銅的PCB板層（頂層或底層），這里選擇頂層。（2）單擊頂部工具欄中的多邊形鋪銅工具按鈕（點(diǎn)擊鋪銅按鈕右邊的可以選擇鋪銅是矩形或圓形），或者在頂部菜單中執(zhí)行“放置”→“鋪銅區(qū)域”→“多邊形”命令，或按快捷鍵E，鼠標(biāo)上懸浮著鋪銅輪廓，單擊左鍵確定鋪銅起點(diǎn)，持續(xù)在多邊形的每個(gè)折點(diǎn)單擊，確定多邊形的邊界，最后單擊的終點(diǎn)一定要與起點(diǎn)重合，自動(dòng)彈出輪廓對(duì)象對(duì)話框，如圖9-14所示。9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域

鋪銅屬性類型：EDA默認(rèn)為鋪銅區(qū)域類型。名稱：可以為鋪銅設(shè)置不同的名稱，這里選擇缺省值。圖層：可以修改鋪銅區(qū)的層：頂層、底層。網(wǎng)絡(luò)：設(shè)置銅箔所連接的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)和畫布上的元素網(wǎng)絡(luò)相同時(shí)，鋪銅才可以和元素連接，并會(huì)顯示出來(lái)，否則鋪銅會(huì)被認(rèn)為是孤島被移除。鎖定：僅鎖定鋪銅的位置。鎖定后將無(wú)法通過畫布修改鋪銅大小和位置；圖9-14

鋪銅區(qū)域的屬性9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域

鋪銅屬性全填充：表示鋪銅區(qū)域是實(shí)心的。網(wǎng)格45：該區(qū)域的填充為45度網(wǎng)格填充。網(wǎng)格90：該區(qū)域的鋪銅填充為90度的網(wǎng)絡(luò)類型。以上各填充風(fēng)格的多邊形鋪銅區(qū)域如圖9-15所示。圖9-1590度45度填充風(fēng)格的鋪銅區(qū)域

90度

45度9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域

鋪銅屬性制造優(yōu)化：僅在填充樣式為全填充時(shí)出現(xiàn)，網(wǎng)格鋪銅默認(rèn)啟用制造優(yōu)化。默認(rèn)為是，將移除鋪銅的尖角和小于8mil的細(xì)銅線，利于生產(chǎn)制造；設(shè)置為否則顯示尖角和細(xì)銅線；如圖9-17所示。圖9-17鋪銅默認(rèn)啟用制造優(yōu)化9.3.2繪制多邊形鋪銅區(qū)域

在圖9-14鋪銅區(qū)域的屬性設(shè)置完后，按“確定”按鈕，鋪銅完成后的效果如圖9-18所示所示。如果制版的工藝不高，鋪銅鋪成實(shí)心的，時(shí)間久了，PCB板的鋪銅區(qū)域容易起泡，如果鋪銅敷成網(wǎng)狀的就不存在這個(gè)問題。圖9-18多邊行鋪銅的PCB板9.3.3異形鋪銅的創(chuàng)建

異形鋪銅的創(chuàng)建，可以直接在板子邊框外部繪制，不需要沿著板子邊框，嘉立創(chuàng)EDA會(huì)自動(dòng)裁剪多余的銅箔。圖9-19

鋪銅對(duì)象屬性圖9-20頂層異形鋪銅的創(chuàng)建9.3.3異形鋪銅的創(chuàng)建

繪制鋪銅，頂層和底層需要分別繪制。一塊板子可以繪制多個(gè)鋪銅區(qū)，并分別設(shè)置。激活底層，用相同的方法為底層鋪銅，鋪銅效果如圖9-21所示，點(diǎn)擊右鍵退出鋪銅。圖9-21底層異形鋪銅的創(chuàng)建9.3.4放置Logo

嘉立創(chuàng)EDA在PCB編輯器中增加了放置圖片功能，用戶可在PCB上放置SVGZ、SVG、PNG、PIP、JPG、PJPEG、JPEG、JFIF格式的圖片。（1）激活要放置Logo的頂層絲印層。執(zhí)行頂部菜單中的“放置”→“圖片”命令，或者頂部菜單中的“文件”→“導(dǎo)入”→“圖片”命令，彈出打開圖片文件對(duì)話框，如圖9-22所示。圖9-22插入需要的圖片9.3.4放置Logo

點(diǎn)擊需要導(dǎo)入的圖片，按“打開”按鈕，彈出插入圖片對(duì)話框，如圖9-23所示。容差：數(shù)值越大，圖像損失也就也大簡(jiǎn)化：數(shù)值越大，圖像邊沿會(huì)更圓潤(rùn)平滑：數(shù)值越大，導(dǎo)入的圖片更加平滑，需要開啟質(zhì)量?jī)?yōu)先比較明顯反相：選擇后，原本高亮區(qū)域會(huì)被挖圖圖片尺寸：設(shè)置你要插入的大小，修改單數(shù)值會(huì)等比例縮放單位：系統(tǒng)只支持兩種單位，mm和mil圖9-23插入的圖片9.3.4放置Logo

（2）用戶選擇缺省值，按“確認(rèn)”按鈕，鼠標(biāo)上懸浮插入的圖片輪廓，如圖9-24所示，在適當(dāng)位置單擊左鍵，放置插入的圖片，單擊右鍵退出放置圖片狀態(tài)，剛放置的圖片屬于選中狀態(tài)，點(diǎn)擊右邊的屬性面板，調(diào)整圖片的尺寸，如圖9-25所示，插入好的Logo效果圖，如圖9-30所示。圖9-24鼠標(biāo)上懸浮插入的圖片輪廓圖9-25調(diào)整插入圖片的尺寸及位置9.3.5放置文本

文本放置在PCB里面作為說(shuō)明或者標(biāo)識(shí)的使用。（1）在頂部菜單執(zhí)行“放置”→“文本”命令，彈出文本對(duì)話框，如圖9-26所示。（2）在文本框內(nèi)輸入需要放置的文本內(nèi)容，設(shè)置字體、字高，點(diǎn)擊“確定”即可生成預(yù)覽，在PCB中的適當(dāng)位置再次點(diǎn)擊可放置在PCB中，單擊右鍵退出放置文本狀態(tài)，剛放置的文本屬于選中狀態(tài)，點(diǎn)擊右邊的屬性面板，調(diào)整文本的尺寸。圖9-26設(shè)置文本的內(nèi)容字體9.3.6設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)

在PCB編輯器中，系統(tǒng)提供了一套坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)稱為絕對(duì)原點(diǎn)，位于圖紙的最左下角。但在編輯PCB板時(shí)，往往根據(jù)需要在方便的地方設(shè)計(jì)PCB板，所以PCB板的左下角往往不是絕對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)。9.3.6設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)

嘉立創(chuàng)EDA（專業(yè)版）提供了設(shè)置原點(diǎn)的工具，用戶可以利用它設(shè)定自己的坐標(biāo)系，方法如下：在頂部菜單中執(zhí)行“放置”→“畫布原點(diǎn)”→“從光標(biāo)”命令，快捷鍵Home，此時(shí)鼠標(biāo)上懸浮著原點(diǎn)輪廓，在圖紙中移動(dòng)十字光標(biāo)到適當(dāng)?shù)奈恢茫瑔螕羰髽?biāo)左鍵，即可將該點(diǎn)設(shè)置為用戶坐標(biāo)系的原點(diǎn)，如圖9-27所示。圖9-27設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)9.3.7放置尺寸標(biāo)注

在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，為了使用戶或生產(chǎn)者更方便地知曉PCB尺寸及相關(guān)信息，常常需要提供尺寸的標(biāo)注?？梢詼y(cè)量長(zhǎng)度、圓的半徑、以及角度。與測(cè)量距離的功能有所不同的是，尺寸放置是標(biāo)注PCB板的長(zhǎng)寬。9.3.7放置尺寸標(biāo)注

（1）直線尺寸標(biāo)注單擊頂部工具欄中的放置尺寸工具圖標(biāo)，或者頂部菜單選擇“放置”→“尺寸”→“長(zhǎng)度”命令，進(jìn)入放置尺寸狀態(tài)，鼠標(biāo)左擊測(cè)量的起點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)到測(cè)量長(zhǎng)度的終點(diǎn)，單擊左鍵，再點(diǎn)擊左鍵，尺寸測(cè)量放置完畢，如圖9-28所示。圖9-28測(cè)量尺寸9.3.7放置尺寸標(biāo)注

（2）半徑測(cè)量在頂部菜單執(zhí)行“放置”→“尺寸”→“半徑”，左擊圓心，再左擊圓的半徑，再左擊放置測(cè)量尺寸的位置，圓的半徑測(cè)量完畢，如圖9-29所示。設(shè)計(jì)完成的PCB板如圖9-30所示。圖9-29測(cè)量圓的半徑圖9-30設(shè)計(jì)完成的PCB圖9-31DRC檢查結(jié)果（無(wú)錯(cuò)誤）

在頂部菜單執(zhí)行“設(shè)計(jì)”→“檢查DRC”命令，再次進(jìn)行DRC檢查，底部面板顯示檢查結(jié)果，如圖9-31所示，從提示信息看出PCB板設(shè)計(jì)合理，沒有錯(cuò)誤。9.3.8對(duì)象快速定位

左側(cè)“工程設(shè)計(jì)”面板的網(wǎng)絡(luò)、元件、對(duì)象標(biāo)簽，在上面可以選擇對(duì)象類型如網(wǎng)絡(luò)、元件等，點(diǎn)擊下面的元件或網(wǎng)絡(luò)，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，即完成快速查找對(duì)象，（1）網(wǎng)絡(luò)在PCB界面的左側(cè)面板則顯示的是當(dāng)前PCB界面的網(wǎng)絡(luò)、焊盤下的網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)類和飛線，也可進(jìn)行修改。9.3.8對(duì)象快速定位

網(wǎng)絡(luò)定位：?jiǎn)螕艟W(wǎng)絡(luò)，即可在PCB界面高亮出來(lái)，并平移畫布到中央。雙擊網(wǎng)絡(luò)可在PCB中縮放畫布后并且高亮。單擊網(wǎng)絡(luò)名前的顏色小方塊會(huì)打開顏色設(shè)置面板，設(shè)置自己需要的網(wǎng)絡(luò)顯示顏色，如圖9-32所示。圖9-32高亮+5V網(wǎng)絡(luò)9.3.8對(duì)象快速定位

（2）元件左側(cè)面板“元件”界面是顯示放置在當(dāng)前PCB界面的器件數(shù)量、焊盤、位號(hào)、封裝等信息。單擊可高亮選擇的元素，雙擊可追隨到PCB界面并且高亮放大。圖9-33高亮U1（單片機(jī)）9.4PCB板的3D顯示為了查看PCB板焊接元器件后的效果，提前預(yù)知PCB板與機(jī)箱的結(jié)合，也就是ECAD與MCAD的結(jié)合，可以把設(shè)計(jì)好的板子生成3D預(yù)覽（全在線模式）。9.4.1修改封裝

在進(jìn)行3D顯示時(shí)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)SW1的封裝需要修改（由頂撥動(dòng)修改為側(cè)面撥動(dòng)開關(guān)），在“工程設(shè)計(jì)”面板的元件標(biāo)簽