Altium Designer 19 原理圖與PCB設(shè)計(jì)速成實(shí)訓(xùn)教程 教案 實(shí)訓(xùn)十三 PCB設(shè)計(jì)-手工布局與布線

第頁《AltiumDesigner19原理圖與PCB設(shè)計(jì)速成實(shí)訓(xùn)教程》教案第講/共頁20年月日課題實(shí)訓(xùn)十三PCB設(shè)計(jì)---手工布局與布線目的與要求(1)掌握PCB板層的設(shè)置方法與電路板尺寸大小的確定方法。(2)學(xué)會PCB元件封裝庫的加載、卸載方法。(3)掌握元件的放置方法與手工布局要點(diǎn)。(4)掌握手工布線的方法。重點(diǎn)PCB板層的設(shè)置方法與電路板尺寸大小的確定；PCB元件封裝庫的加載與卸載；元件的放置方法與手工布局要點(diǎn)；手工布線。難點(diǎn)PCB元件封裝庫的加載與卸載；元件的放置方法與手工布局要點(diǎn)；手工布線。教具多媒體電腦復(fù)習(xí)提問新知識點(diǎn)考查布置作業(yè)課后回憶備注教員教研室主任批閱系部審查意見本次教學(xué)所涉及到的圖、表等材料在此處繪制或粘貼（a）電氣原理圖（b）參考布局圖圖13-1電風(fēng)扇無極調(diào)速電路的電氣原理圖與參考布局圖（a）電氣原理圖（b）參考布局圖圖13-4門鈴電路的電氣原理圖與參考布局圖（a）電氣原理圖（b）參考布局圖圖13-7單管放大器電路的電氣原理圖與參考布局圖（a）電氣原理圖（b）參考布局圖圖13-11振蕩電路的電氣原理圖與參考布局圖教案設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)十三PCB設(shè)計(jì)---手工布局與布線實(shí)訓(xùn)目的(1)掌握PCB板層的設(shè)置方法與電路板尺寸大小的確定方法。(2)學(xué)會PCB元件封裝庫的加載、卸載方法。(3)掌握元件的放置方法與手工布局要點(diǎn)。(4)掌握手工布線的方法。實(shí)訓(xùn)設(shè)備AltiumDesigner19軟件、PC機(jī)。練習(xí)一電風(fēng)扇無極調(diào)速電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容根據(jù)圖13-1(a)所示的電風(fēng)扇無極調(diào)速電路電氣原理圖，手工繪制一塊單層電路板圖。圖中元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫。電路板長1600mil，寬1300mil。參照圖13-1(b)進(jìn)行手工布局，其中交流輸入要對外引線，需在電路板上放置焊盤。布局后在底層進(jìn)行手工布線，布線寬度為10mil，且對全部焊盤進(jìn)行補(bǔ)淚滴。布線結(jié)束后，進(jìn)行元件標(biāo)號及注釋字符調(diào)整，并為電源輸入的焊盤添加標(biāo)識文字。操作提示(1)創(chuàng)建工程項(xiàng)目文件，添加PCB文件，并將文件名稱保存為“練習(xí)一電風(fēng)扇無極調(diào)速電路的PCB設(shè)計(jì).PcbDoc”。(2)在PCB文檔編輯器中，單擊選中層標(biāo)簽中的“Mechanical1”，使它成為當(dāng)前工作層。(3)放置坐標(biāo)原點(diǎn)。執(zhí)行菜單命令“編輯”→“原點(diǎn)”→“設(shè)置”，放置原點(diǎn)圖標(biāo)。(4)設(shè)置柵格尺寸。在英文輸入狀態(tài)下，單擊鍵盤上的G鍵，設(shè)置柵格為100mil。(5)繪制板層大小。板長1600mil，板寬1300mil，線條寬度設(shè)置為10mil。(6)繪制布線范圍：單擊編輯區(qū)域下方的標(biāo)簽，設(shè)置為當(dāng)前工作層。設(shè)置柵格尺寸為50mil，執(zhí)行菜單命名“放置”→“KeepOut（K）”→“線徑”，在距物理邊界50mil（X、Y坐標(biāo)分別為50mil）的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，確定電氣邊界的起點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)繪制一個(gè)長1500mil，寬1200mil閉合區(qū)域，線條寬度設(shè)置為10mil。(7)選中MiscellaneousDevices.IntLib為當(dāng)前元件庫，按圖13-1a所示查找放置元件并設(shè)置元件注釋。注意圖中的雙向觸發(fā)二極管VD在庫中的元件名稱為“Diac-NPN”。(8)調(diào)整元件的布局。(9)在底層連線。單擊窗口工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“放置”→“走線”；或在PCB編輯窗口單擊右鍵，選擇“放置”→“走線”。參考實(shí)訓(xùn)十二的練習(xí)五。注意：雙向二極管VD的1號焊盤不用連接，2、3號焊盤分別與電容的一個(gè)焊盤和VTH的3號焊盤相連。(10)放置電源焊盤并連線。設(shè)置焊盤標(biāo)號分別為V1、V2。參考實(shí)訓(xùn)十二的練習(xí)三。(11)放置文字標(biāo)注(V1、V2、～220V)。參考實(shí)訓(xùn)十二的練習(xí)七。(12)焊盤補(bǔ)淚滴。執(zhí)行菜單命令“工具”→“淚滴”，彈出淚滴屬性設(shè)置對話框。在“工作模式”選項(xiàng)區(qū)域：單擊“添加”單選按鈕，將進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作；單擊“刪除”單選按鈕，將進(jìn)行刪除淚滴操作。在“淚滴形式”選項(xiàng)，選擇“Curved或Line”（圓弧或線狀）。（13）裁剪板子。執(zhí)行菜單命令“編輯”→“選擇”→“全部”，選取整個(gè)電路板，再執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“板子形狀”→“按照選擇對象定義”命令，板子剪裁效果為板周圍黑底色變?yōu)榛疑虚g顯示剪裁好的PCB板。(14)PCB板的3D預(yù)覽。執(zhí)行菜單命令“視圖”，可以選擇板子的三種模式。選擇“切換到3維模式”或直接按數(shù)字鍵3，即切換到3D顯示模式。注意：在3D顯示過程中，按住“Shift”鍵，在3D圖形上出現(xiàn)一個(gè)圓球形的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，按住鼠標(biāo)右鍵，鼠標(biāo)變成小手，拖動(dòng)就可以旋轉(zhuǎn)各種角度來觀察3D效果圖。練習(xí)二門鈴電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容根據(jù)圖13-4(a)所示門鈴電路電氣原理圖，手工繪制一塊單層電路板圖。圖中電路元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。電路板長1500mil，寬1190mil。參照圖13-4(b)進(jìn)行手工布局，布局后在頂層進(jìn)行手工布線，布線寬度為10mil，且對全部焊盤進(jìn)行補(bǔ)淚滴。布線結(jié)束后，進(jìn)行元件標(biāo)號及注釋字符調(diào)整。操作提示所有操作參考練習(xí)一操作提示，PCB板尺寸按題目要求設(shè)置，將PCB文件名稱保存為“練習(xí)二門鈴電路的PCB設(shè)計(jì).PcbDoc”。在頂層進(jìn)行手工布線。練習(xí)三單管放大器電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容根據(jù)圖13-7(a)所示電氣原理圖，手工繪制一塊單層電路板圖。圖中電路元件JP取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封裝庫中，其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。電路板長2000mil，寬1900mil。參照圖13-7(b)進(jìn)行手工布局。調(diào)整布局后在底層進(jìn)行手工布線，其中+12V網(wǎng)絡(luò)和GND網(wǎng)絡(luò)布線寬度為30mil，其它布線寬度為15mil。且對全部焊盤進(jìn)行補(bǔ)淚滴。布線結(jié)束后，調(diào)整元件標(biāo)注字符的位置，使其整齊美觀，并在元件JP的1、2、3、4焊盤旁分別添加+12V、Vi、Vo和GND四個(gè)字符串。操作提示(1)布線寬度設(shè)置。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“規(guī)則”，在如圖13-8所示的“PCB規(guī)則及約束編輯器”對話框中設(shè)置。圖13-8“PCB規(guī)則及約束編輯器”對話框(2)單擊，在下面選擇，在右側(cè)對話框的“約束”選項(xiàng)中將“最大寬度”設(shè)置為50mil。(3)布線：用鼠標(biāo)單擊布線窗口工具欄中的按鈕，或者執(zhí)行菜單命令“放置”→“走線”。在連線過程中，單擊【Tab】鍵，彈出布線屬性對話框，設(shè)置布線寬度。(4)在連線過程中可以用Shift+空格鍵來切換導(dǎo)線的走線模式，或使用空格鍵來切換導(dǎo)線的方向。(5)其他操作同練習(xí)一、練習(xí)二操作提示。練習(xí)四振蕩電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)圖13-11（a）所示振蕩電路的電路PCB板，圖中電路元件JP取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封裝庫中，555取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封裝庫中，其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用單層電路板，電路板尺寸為2000mil×1500mil。(2)電源、地線銅膜線的寬度為50mil。(3)一般布線的寬度為25mil。(4)布線時(shí)考慮只能底層走線。操作提示(1)加載元件封裝庫，放置元件。(2)更改最大線寬值：同練習(xí)3的（1）(3)更改首選線寬值為25mil，參考練習(xí)三的（3）(4)其他操作同練習(xí)一、練習(xí)二操作提示。練習(xí)五正負(fù)電源電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容正負(fù)電源電路如圖13-12所示，設(shè)計(jì)該電路的電路板。圖中電路元件J1、J2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封裝庫中；1N4736取自Sim.IntLib元件封裝庫中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用單層電路板，電路板尺寸為3000mil×2000mil。(2)電源、地線的銅膜線寬度為40mil。(3)一般布線的寬度為20mil。(4)布線時(shí)只能單層走線。圖13-12正負(fù)電源電路操作提示(1)加載元件庫。(2)規(guī)劃電路板：參照實(shí)例十一練習(xí)五。(3)執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“規(guī)則”，在彈出的“PCB規(guī)則及約束編輯器”對話框如圖13-8所示(4)選擇，在右側(cè)對話框的“約束”選項(xiàng)中將“最大寬度”設(shè)置為50mil。(5)布線：在底層布線。參考練習(xí)三的（3），將首選線寬修改為20mil。(6)其他操作同練習(xí)一、練習(xí)二操作提示。練習(xí)六車內(nèi)燈延時(shí)電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容車內(nèi)燈延時(shí)電路如圖13-13所示，設(shè)計(jì)該電路的電路板。圖中電路元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用雙層電路板，電路板尺寸為2200mil×2000mil。(2)電源、地線的銅膜線寬度為25mil。(3)一般布線的寬度為20mil。(4)手工放置元件封裝，并布局美觀。(5)手工連接銅膜線。電源、地線外接端口用焊盤表示。(6)布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。圖13-13車內(nèi)燈延時(shí)電路操作提示(1)～(5)同練習(xí)五操作提示(1)～(5)。(6)在連線過程中，可以用Shift+空格鍵來切換導(dǎo)線的走線模式，或使用空格鍵來切換導(dǎo)線的方向。頂層走水平線，底層走垂直線，利用小鍵盤上的“”或“+”鍵切換上下層走線。(7)放置電源+12V及GND焊盤。單擊窗口工具欄中的按鈕；或執(zhí)行菜單命令“放置”→“焊盤”；或在PCB編輯窗口單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中，選擇“放置”→“焊盤”。(8)設(shè)置焊盤的屬性。在放置焊盤過程中按下Tab鍵，或用鼠標(biāo)左鍵雙擊放置好的焊盤，均可彈出焊盤屬性對話框。修改焊盤標(biāo)號分別為“+12V”、“GND”。(9)將“+12”V、“GND”兩個(gè)焊盤與電路元件連接起來，并修改電源、地線的銅膜線寬度為25mil。(10)其他操作同練習(xí)一、練習(xí)二操作提示。練習(xí)七振蕩分頻電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容振蕩分頻電路如圖13-16所示，設(shè)計(jì)該電路的電路板。圖中電路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封裝庫中；4011、4040取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封裝庫中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用雙層電路板，電路板尺寸為2200mil×1700mil。(2)電源、地線的銅膜線寬度為25mil。(3)一般布線的寬度為20mil。(4)手工放置元件封裝，并布局合理。(5)手工連接銅膜線。(6)布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。圖13-16振蕩分頻電路操作提示同練習(xí)六操作提示。練習(xí)八計(jì)數(shù)譯碼電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容計(jì)數(shù)譯碼電路如圖13-17所示，設(shè)計(jì)該電路的電路板。圖中電路元件圖中電路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封裝庫中，74LS74取自Sim.IntLib元件封裝庫中，74LS138取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封裝庫中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用雙層電路板，電路板尺寸為2600mil×2100mil。(2)電源、地線的銅膜線寬度為25mil。(3)一般布線的寬度為10mil。(4)手工放置元件封裝，并布局美觀。(5)手工連接銅膜線。(6)布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。圖13-17計(jì)數(shù)譯碼器電路操作提示（1）操作同練習(xí)六操作提示。練習(xí)九8051內(nèi)部定時(shí)器電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容8051內(nèi)部定時(shí)器電路如圖13-18所示，設(shè)計(jì)該電路的電路板。圖中電路元件8051取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封裝庫中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封裝庫中。設(shè)計(jì)要求：(1)使用雙層電路板，電路板尺寸為2500mil×3700mil。(2)電源、地線的銅膜線寬度為25mil。(3)一般布線的寬度為10mil。(4)手工放置元件封裝，將X1、C1、C2與U1就近放置，并布局美觀。(5)手工連接銅膜線。電源、地線外接端口用焊盤表示。(6)布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。圖13-188051內(nèi)部定時(shí)器電路操作提示(1)先放置U1（8051）元件。(2)將X1、C1、C2與U1就近放置。(3)其他元件封裝放置及連線同練習(xí)六操作提示。練習(xí)十簡易秒表計(jì)時(shí)電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容簡易秒表計(jì)時(shí)電路如圖1