图2.13实验4 (④)实验5试绘制实验4下面电路图，并生成网站表。 基本资耕：将U1、2、3、4、5、C1、C2、C3、C4、C4、C6和R1改为贴片封装。 取用元件名称 图上的元件名称 元件序号 元件封装名称 8051AH 8051AH M0-01240 27256 27256 123 ILEAD28 5N74LS37 SN74L5373 ILEAD2C SN74LS04 SN741S04 U5 ILEAD14 CAP 22P CI C2 0805 CRYSTAL 12N 01 XTALI CAP 0.01u C3 C4 C5 C6 080 ELECTRO 0.47u C7 C8 C9 C10 RADO.2 ELECTRO1 10u C11 B.2/.4 RES2 0805 SIP8 CON2 CON2 JP2 SIP2
路图，并生成网络表 ) 实验 5 试绘制实验 4 下面电路图，并生成网络表。 基本资料：将 U1、U2、U3、U4、U5、C1、C2、C3、C4、C4、C6 和 R1 改为贴片封装。 取用元件名称 件名称 元件序号 元件封装名称 实验五：试绘制实验四电 图 2.13 实验 4 (4 图上的元 8051AH 8051AH U1 MO-01240 27256 27256 U2 U3 ILEAD28 SN74LS373 SN74LS373 U4 ILEAD20 SN74LS04 SN74LS04 U5 ILEAD14 CAP 22P C1 C2 0805 CRYSTAL 12M Q1 XTAL1 CAP 0.01u C3 C4 C5 C6 0805 ELECTRO1 0.47u C7 C8 C9 C10 RADO.2 ELECTRO1 10u C11 RB.2/.4 RES2 10k R1 0805 CON8 CON8 JP1 SIP8 CON2 CON2 JP2 SIP2 15
3印制电路板(PCB)设计 3.1印制电路板(PCB)设计的一般步骤 规划电路板：在绘制印制电路板之前，要对电路板有一个初步的规划，如电路板采用多大的物理尺 十，采用几层电路板，是单面板还是双面板，各元件安装位置等。 (2)设置参数：参数的设置是电路板设计的非常重要的步骤。设置参数主要是设置元件的布置参数、板 层参数和布线参数等等。 ③)装入网络表及元件封装：只有将络表、元件封装装入之后，才可能完成PCB自动布线。 (④元器件的布局：元件的布局可以让Protel99SE自动完成，也可以手工布局。元件的布局合理，才能 进行下一步的布线工作。 (⑤)向动布棍：只要将有关参数设置得当，元件布局合理，自动布钱的成功率几平是100%。 (⑥)手工调整：自动布线结束后，往往存在令人不满意的地方，需要手工调整。 (门)文件保存及输出：完成电路板的布线后，保存完成的电路线路图文件。然后利用各种图形输出设备， 如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。 3,2常用术语 ()电路板：把电路做成钢膜走线，放在绝缘的板子上。单面板(Single Layer)、双面板(Two Layer): 和多层板 (2坪查(Pad：元件通过坪盘坪接在电路板上。 )铜走线(Track)：两个坪盘(Pad)间的导线，铜膜走线每转一个角度称为一段（Segment) (④过孔(V):如膜走线无法连接两个坪盘时，就得通过过孔连接到另一个布钱板层来走钱。 (⑤)阻坪展(Solder Mask):电路版上不沾焊锡的绿漆。双面板有Top Solder Mask和Bottom Solder Mask。 (⑥)安全距离(Clerance):导线与导线(Track to Track)、导线与焊盘(Track to Pad)、焊盘与焊盘(Pad to Pad)及坪盘与过孔(Pad to Via)之间的最小距离。 ()丝印引层(Silkscreem Overlay)):顶层的文字或图案（非布线层）。Top Overlay和Bottom Overlay 33印制电路板设计过程 Please select from the pre-defined standard board profiles (山采用板框导航实现规划电路板 Units 苯制R寸单位 公功制尺寸单位 ①画边柜：在图1,10所示的选项卡选 CMetric 一自定义电路 “Wizards”,在选取“Printed Circuit Board Custom Made Board Wizard"后，点击OK”,显示一个“Welcome Eurocard VME bus forma to Board Wizard”的对话框，点击“Next 后显示图3.1所示的对话框。 ■IBM AT bus format ②电路板形状及尺寸单位的设重。在图 霉IBMXT bus format 3.1所示的对话框中选择Custon Made IBM PC-104 bus forma Board,同时选择尺寸单位(Units)。英制 图3.】电路板形状选择对话框 尺寸单位为：mil,公英制尺寸单位为：mm, 1000mi1im英寸)25.4mm。点击“Nex”后显示图3.2所示的对话框。 6
3 印制电路板（PCB）设计 1 印制电路板（PCB）设计的一般步骤 )规划电路板：在绘制印制电路板之前，要对电路板有一个初步的规划，如电路板采用多大的物理尺 寸，采用几层电路板，是单面板还 要的步骤。设置参数主要是设置元件的布置参数、板 能完成 PCB 自动布线。 路板的布线后，保存完成的电路线路图文件。然后利用各种图形输出设备， ) ：元件通过焊盘焊接在电路板上。 ia)：如铜膜走线无法连接两个焊盘时，就得通过过孔连接到另一个布线板层来走线。 。双面板有Top Solder Mask和Bottom Solder Mask。 d Circuit Board elcome its）。英制 示图 3.2 所示的对话框。 3. (1 是双面板，各元件安装位置等。 (2)设置参数：参数的设置是电路板设计的非常重 层参数和布线参数等等。 (3)装入网络表及元件封装：只有将网络表、元件封装装入之后，才可 (4)元器件的布局：元件的布局可以让 Protel99SE 自动完成，也可以手工布局。元件的布局合理，才能 进行下一步的布线工作。 (5)自动布线：只要将有关参数设置得当，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是 100％。 (6)手工调整：自动布线结束后，往往存在令人不满意的地方，需要手工调整。 (7)文件保存及输出：完成电 如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。 3.2 常用术语 (1) 电路板：把电路做成铜膜走线，放在绝缘的板子上。单面板（Single Layer）、双面板（Two Layer）： 和多层板 (2) 焊盘 (Pad (3) 铜膜走线（Track) ：两个焊盘 (Pad) 间的导线，铜膜走线每转一个角度称为一段（ Segment)。. (4) 过孔(V (5) 阻焊层（Solder Mask) ：电路版上不沾焊锡的绿漆 (6) 安全距离（Clerance）：导线与导线（Track to Track) 、导线与焊盘 (Track to Pad) 、焊盘与焊盘 (Pad to Pad) 及焊盘与过孔 (Pad to Via) 之间的最小距离。 (7) 丝印引层 (Silkscreem Overlay)： 顶层的文字或图案(非布线层)。Top Overlay和Bottom Overlay。 3.3 印制电路板设计过程 (1) 采用板框导航实现规划电路板 图 3.1 电路板形状选择对话框 英制尺寸单位 公功制尺寸单位 自定义电路板 ①画边框：在图 1.10 所示的选项卡选 “Wizards”，在选取“Printe Wizard”后，点击“OK”，显示一个“W to Board Wizard”的对话框，点击“Next” 后显示图 3.1 所示的对话框。 ②电路板形状及尺寸单位的设置。在图 3.1 所示的对话框中选择 Custon Made Board，同时选择尺寸单位（Un 尺寸单位为：mil，公英制尺寸单位为：mm， 1000mil=1in(英寸)=25.4mm。点击“Next”后显 16
③电路板尺寸的设置 Custom Board Details 电路板的宣度， →wdh127mm C Circul Height 101.6mm 国角 电路板的高房 CCusto 城图角 Boundary Layer Keep Out Layer Dimension Layer Mechanical Layer·y 边框钱宽度一 ◆Track Width 0.254mm 尺寸标注线宽度→Dimension Line Width 0.254mm 显示尺寸桥注 Keep Out Distance From Boar1.27mm 显示标题 Title Block and S Legend Strir Comner Cuto 板切除4个商 显示图纸说明， +Dimension L~Inner Cutoff-+板之间挖孔 图3,2自定义电路板尺寸影状设置对话枢 ③信号层、过孔形式、及元器件放重层及导幾的选择。最后出现图3.3所示的电路板设计编辑界面】 r车●rT8☑UQO小O口山☑器 Explerer Browse PCB PCB1-1.PCB PCB1-2.PCB PCB1-3.PCB PCB1-4.PCB PCB1-5.PCB PCB1-6.PCI ldle state-ready for comman 底尽 图3.3电路板设计编辑界面 其中的一些术语： ◆Two Layer-Pleted Through Hole:双层板，过孔电镀 ◆Two Layer-Non Pleted:双层板，过孔不电镀： ◆Two Layer-Non Pleted:双层板，过孔不电镀： ◆Through Vias Only:采用直通到底的穿透式过孔：
③电路板尺寸的设置。 板 ③ 信 、及元器件放置层及导线的选择。最后出现图 3.3 所示的电路板设计编辑界面。 中的 Two Layer-Pleted Through Hole leted ：双层板，过孔不电镀； 号层、过孔形式 4 个角的形状 直角 圆角 电路板的宽度 电路板的高度 边框线宽度 尺寸标注线宽度 示图纸说明 椭圆角 显示标题框 显 显示尺寸标注 之间挖孔 板切除4个角 板 图 3.2 自定义电路板尺寸形状设置对话框 图 3.3 电路板设计编辑界面 顶层 底层 丝印层 禁止布线层 其 一些术语： ◆ ：双层板，过孔电镀； ◆Two Layer-Non P ◆Two Layer-Non Pleted ：双层板，过孔不电镀； ◆Through Vias Only：采用直通到底的穿透式过孔； 17
◆Blind and Buried Vias Only:采用隐藏式浅半隐藏式过孔： ◆Surface-mount comonents:板上以表面安装元件为主： ◆Through-hole comonents:板上以插针式元件为主： ◆Minimum Track Size:最小钱宽： ◆Minimum Vias Width/Minimum Vias HoleSize:过孔尺寸： ◆Minimum Clearnce:最小安全距离： (2)电路板设置参数 ①电路板工作层面“Layers”显示设置：Prote99SE的PCB工作窗口提供了多达32层的绘图平面，可 以完成16层印制电路板自动布线，用手工布钱时甚至可达到20层以上，可以在任何层而上绘图。 P0te99SE把32层的绘图平面加上8个其它描助层，分成几个不同类型的专用工作层西。 工作层面设置可通过菜单Design/Options弹出对话框的Layers”选项卡完成，如图3.4所示。在工 作层面对话框中可以根据需要打开或关闭层面，层面名称前若有“”，就表示该层面是打开的，无“ 表示该层面是关闭的（关闭的层面并非不存在，只是不显示而已）加 ☒ Layers Options Signal laycrs Internal plancs Top Solder Bottom Solder Bottom Ove Multi laye Paste System 厂DRC Errors Pad Holes Visible Gri00mil可 Connectio Via Holes All On All Off Used On OK Cancel Help 图3.4电路板设计参数设置界西 ◆Signal Layers(信号层)：Prote99SE提供了l6个信号层。Top(T顶层)、Bottom(底层)和Midl~Midl4(l4 个中间层)。信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层。在设计双面板时，一般只使用TO（顶 层)和Bottom(底层)两层，当印制电路板层数超过4层时，就需要使用Mid(中间布线层)。 ◆Internal Planes(内部电源/接地层)：Protel99SE提供了Plane1-Plane4(4个内部电源/接地层)。内部电 源/接地层主要用于4层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层，双面板不需要使用。 ◆Mechanical lavers(机根层)：有Mechl~Mech4共4个机械层。机械层一般用来绘制印制电路板的边 框（边界），通常只需使用一个机械层。 ◆Drill Layers(钻孔位置层)：共有Drill Drawing和Drill Guide”2层。用于绘制钻孔孔径和孔的定位 18
◆Blind and Buried Vias Only：采用隐藏式或半隐藏式过孔； ； ◆ ias HoleSize：过孔尺寸； ； tel99SE 的 PCB 工作窗口提供了多达 32 层的绘图平面，可 板自动布线，用手工布线时甚至可达到 20 层以上，可以在任何层面上绘图。 的，无“√” 表示 Signal Mid14(14 中间层)。信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层。在设计双面板时，一般只使用Top(顶 ◆Surface-mount comonents：板上以表面安装元件为主 ◆Through-hole comonents：板上以插针式元件为主； ◆Minimum Track Size：最小线宽； Minimum Vias Width/ Minimum V ◆Minimum Clearnce：最小安全距离 (2) 电路板设置参数 ① 电路板工作层面“Layers”显示设置：Pro 以完成 16 层印制电路 Protel99SE 把 32 层的绘图平面加上 8 个其它辅助层，分成几个不同类型的专用工作层面。 工作层面设置可通过菜单Design／Options弹出对话框的“Layers”选项卡完成，如图3.4所示。在工 作层面对话框中可以根据需要打开或关闭层面，层面名称前若有“√”，就表示该层面是打开 该层面是关闭的(关闭的层面并非不存在，只是不显示而已)。 图 3．4 电路板设计参数设置界面 ◆ Layers(信号层)：Protel99SE 提供了16个信号层。Top(顶层)、Bottom(底层)和Mid1～ 个 层)和Bottom(底层)两层，当印制电路板层数超过4 层时，就需要使用Mid(中间布线层)。 ◆ Internal Planes(内部电源/接地层)：Protel99SE 提供了Plane1-Plane4(4个内部电源/接地层)。内部电 源/接地层主要用于4 层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层，双面板不需要使用。 ◆ Mechanical Layers(机械层)：有Mech1～Mech4共4个机械层。机械层一般用来绘制印制电路板的边 框(边界)，通常只需使用一个机械层。 ◆ Drill Layers(钻孔位置层)：共有“Drill Drawing”和“Drill Guide” 2层。用于绘制钻孔孔径和孔的定位。 18
◆Solder Mask(阻坪层)：有Top(顶)和Bottom(底)。在为印制电路板上的坪盘和过孔周围的保护区域， ◆Paste Mask(锡青防护层)：共有Top(顶层)和Bottom(底层)2层。锅膏防护层主要用于有表面贴元器件 的印制电路板，这时表帖元器件的安装工艺所需要的，无表帖元器件时不需要使用该层。 ◆Silkscreen(丝印层)：共有Top(顶层)和Bottom(底层)2层。丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明， 如元器件的外形轮廓、标号和参敦等。 ◆Oher(其它层)：共有8层：KeepOut(禁止布线层Multi Layer(设置多层面)Conneet(连接层、DRd Eror(错误层、2个Visible Grid(可视网格层Pad Holes(坪盘孔层)和Via Holes(过孔孔层)。其中有些 层是系统自己使用的，如Visible Grid(可视网格层)就是为了设计者在绘图时便于定位。而Kc心pOu(禁 止布线层)是在自动布线时使用，手工布线不需要使用。 对于手工绘制双面印制电路板未说，使用最多的是Top Layers(顶层钢箱布线)、Bottom Layers(底 层铜箔布线)和Top Silkscreer(顶层丝引层)。每一个图层都可以选择一个自己习惯的色，一顶层用 红色、底层用蓝色、文字及符号用绿色或白色、焊盘和过乳用黄色 ②格，点计量单位设置：主要用来设置电路板层而显示移动格点“Snap”、可视格，点“Visible Grid"、电气蟠 格“Electrical Grids'”以及计量单位Measurement'"等的设定，见图3.4的Options'”选项中有关内容。 ③电路板工作层面颜色选项：对电路板各工作层面的颜色进行设定，设置时可单击策单栏中菜单T00s /Preferences,并在弹出对话框中选择Colors”选项卡。知图3.5所示。 Freferancu zx Option Display Colors Show/Hide Defaults Signal Integrity Signal layc:a信号质 Internal planes中间 Mechanical layer ane) Mass程焊层 Other om Solder Bottom Paste Drill drawing 8 Pad Holes Via Holes Visible Grid 2 OK Cancel Help 困3.了电路板工作层面颜色选项 ④电路板姐成元素显示模式：设定印制电路板图中元素（如孤钱、填充区城、坪点过孔等）的真实显示 “Final"、草图显示Draf”与隐藏显示"Hidden"模式，见图3.5中Show/Hide”选项卡。 (④教入元器件封教库：执行菜单栏中的Design/ADD/Remove Iibrary装入所使用的元器件的封装库。 采用的PCB封装库为Design Explorer99SE/Library/Pcb/Generic Footprints/Advpcb.Lib。 (④入网络表：执行莱单栏Design/Load Nets,在弹出的网络载入对话框的Neflist File中用输入网络
◆ Solder Mask(阻焊层)：有Top(顶)和Bottom(底)。在为印制电路板上的焊盘和过孔周围的保护区域。 层)、Pad Holes(焊盘孔层)和Via Holes(过孔孔层)。其中有些 可以选择一个自己习惯的颜色，一般顶层用 红色 ptions”选项中有关内容。 电路板组 元素(如弧线、填充区域、焊点过孔等)的真实显示 Final”、草图显示“Draft”与隐藏显示“Hidden”模式，见图 3.5 中“Show／Hide”选项卡。 ◆ Paste Mask(锡膏防护层)：共有Top(顶层)和Bottom(底层) 2层。锡膏防护层主要用于有表面贴元器件 的印制电路板，这时表帖元器件的安装工艺所需要的，无表帖元器件时不需要使用该层。 ◆ Silkscreen(丝印层)：共有Top(顶层)和Bottom(底层) 2层。丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明， 如元器件的外形轮廓、标号和参数等。 ◆Other(其它层)：共有8 层：Keep Out(禁止布线层)、Multi Layer(设置多层面)、Connect(连接层)、DRC Error(错误层)、2 个Visible Grid(可视网格 层是系统自己使用的，如Visible Grid(可视网格层)就是为了设计者在绘图时便于定位。而Keep Out(禁 止布线层)是在自动布线时使用，手工布线不需要使用。 对于手工绘制双面印制电路板来说，使用最多的是Top Layers(顶层铜箔布线)、Bottom Layers（底 层铜箔布线）和Top Silkscreen(顶层丝引层)。每一个图层都 、底层用蓝色、文字及符号用绿色或白色、焊盘和过孔用黄色。 ②格点计量单位设置：主要用来设置电路板层面显示移动格点“Snap”、可视格点“Visible Grid”、电气栅 格“Electrical Grids”以及计量单位Measurement”等的设定，见图3.4的“O ③电路板工作层面颜色选项：对电路板各工作层面的颜色进行设定，设置时可单击菜单栏中菜单 Tools ／Preferences，并在弹出对话框中选择“Colors”选项卡。如图 3.5 所示。 图 3．5 电路板工作层面颜色选项 信号层 中间层 机械层 阻焊层 丝印层 背景 ④ 成元素显示模式：设定印制电路板图中 “ (4)装入元器件封装库：执行菜单栏中的 Design／ADD/Remove library 装入所使用的元器件的封装库。 采用的 PCB 封装库为 Design Explorer 99 SE/ Library /Pcb/ Generic Footprints /Advpcb.Lib。 (4)装入网络表：执行菜单栏 Design／Load Nets，在弹出的网络载入对话框的 Neflist File 中用输入网络 19