制作洗衣機控制電路PCB板

1、送給有需要的朋友，由于作者水平有限，希望大家以后能多對指教。本教材取自protel dxp 2004第七章 制作洗衣機控制電路PCB板 7.1 能力培養(yǎng).143 7.2 任務(wù)分析.143 7.3 如何手動布線.144 拆除布線144 手動布線147 檢查布線結(jié)果1477.4 添加安裝孔.149 7.5 覆銅和補淚滴.150 覆銅150 補淚滴153 放置電路板注釋154 PCB板層管理和內(nèi)電層建立.155 PCB板層管理器.155 建立內(nèi)電層156 7.7 制作洗衣機控制電路PCB板159 7.8 本章小結(jié).164 考考你自己.164第7章 制作洗衣機控制電路PCB板PCB板設(shè)計進階教學(xué)目的：

2、掌握：手動布線方法；拆除布線方法。理解：覆銅 的放置方法；添加過孔方法。了解：內(nèi)電層的建立方法；補淚滴。愿你知多點：由于自動布線往往難以滿足有特殊要求的電路（如大電流、高電壓等），因此設(shè)計者必須在自動布線的基礎(chǔ)上通過手動調(diào)整來完成。這一章，我們將通過完成“制作洗衣機控制電路PCB板”任務(wù)來學(xué)習(xí)“PCB板高級設(shè)計”的有關(guān)知識。洗衣機控制電路如第4章的圖4-1所示。7.1 能力培養(yǎng)通過完成“制作洗衣機控制電路PCB板”任務(wù)，可以培養(yǎng)發(fā)下能力：1. 能手動布線2. 能拆除布線3. 能在PCB上覆銅4. 能建立PCB內(nèi)電層5. 能補淚滴6. 能放置電路板注釋7.2 任務(wù)分析要完成此項任務(wù)，需發(fā)如下幾方

3、面知識：1. 手動布線的基本操作2. 拆除布線工具的基本使用3. 覆銅工具的使用方法4. PCB板內(nèi)電層的建立5. 補淚滴工具的基本使用6. 注釋工具的基本使用下面將從這幾個方面進行學(xué)習(xí)7.3 如何手動布線 手動布線是PCB板設(shè)計不可缺少的重要操作。復(fù)雜PCB板布線通常采用自動布線和手動布線相結(jié)合的方法完成布線工作。具體做法是：先采用自動布線，然后在自動布線的基礎(chǔ)上，需據(jù)電路的實際需要進行手動調(diào)整。 手動布線既可在自動布線之前進行，也可以在自動布線之后進行。若自動布線之后進行布線，須先拆除PCB板上的導(dǎo)線。拆除布線根據(jù)實際情況，可采取發(fā)下方法拆除全部或部分布線。1. 拆除PCB板上的所有布線

4、執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【取消布線（U）】/【全部對象（A）】，如圖7-1所示。則可拆除PCB板上的所有布線。 圖7-1拆除布線菜單 當(dāng)PCB板上有導(dǎo)線被設(shè)定為鎖定時，執(zhí)行上面菜單命令將彈出一個“確認”對話框，如圖7-2所示。單擊對話框中的YES按鈕，可拆除PCB板上所有布線；單擊NO按鈕，則只能拆除未鎖定的導(dǎo)線。 圖7-2 拆除鎖定對象布線的確認對話框 下面以拆除圖7-3中VCC網(wǎng)絡(luò)上的所有導(dǎo)線為例，介紹這一功能使用。 圖7-3 執(zhí)行命令后出現(xiàn)十字光標(biāo)（1） 執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【取消布線（U）】/【網(wǎng)絡(luò)（N）】，光標(biāo)將變成十字形，如圖7-3所示。（2） 移動十字光標(biāo)到VCC網(wǎng)絡(luò)

5、的某一段導(dǎo)線上，單擊鼠標(biāo)左鍵，則VCC網(wǎng)絡(luò)上的所有導(dǎo)線都被刪除，可繼續(xù)刪除其他網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線。 圖7-4 拆除VCC網(wǎng)絡(luò)上的導(dǎo)線（3） 單擊鼠標(biāo)右鍵或按【ESC】鍵，可退出該操作。（1） 執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【取消布線（U）】/【連接（C）】，光標(biāo)將變成十字形。（2）移動十字光標(biāo)到某根導(dǎo)線上，單擊鼠標(biāo)左鍵，則該導(dǎo)線建立的連接被刪除。此時光標(biāo)仍處于十字形，可繼續(xù)刪除其他連接導(dǎo)線。（3）單擊鼠標(biāo)右鍵或按【ESC】鍵，可退出該操作。溫馨提示：刪除網(wǎng)絡(luò)上導(dǎo)線與刪除某個連接上導(dǎo)線的區(qū)別：前者是刪除該上的所有導(dǎo)線，可同時刪除多根導(dǎo)線（網(wǎng)絡(luò)名相同）；后者只能刪除該連接上的導(dǎo)線，每執(zhí)行一次刪除一根導(dǎo)線。（

6、1）執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【取消布線（U）】/【元件（O）】，光標(biāo)將變成十字形，如圖7-5所示。 圖7-5 執(zhí)行命令后出現(xiàn)十字光標(biāo)（2） 移動十字光標(biāo)到要刪除導(dǎo)線的元件上（如圖7-5中的R4），單擊鼠標(biāo)左鍵，即可刪除與該元件連接的所有導(dǎo)線，如圖7-6所示。 圖7-6 拆除元件R4上的導(dǎo)線如果這些導(dǎo)線中有部分或全部處于鎖定狀態(tài)，執(zhí)行上面菜單命令將彈出一個確認對話框，如圖7-2所示。單擊對話框中的YES按鈕，可刪除與該元件連接 的所有導(dǎo)線，單擊NO按鈕，則只刪除未鎖定的導(dǎo)線。（4） 單擊鼠標(biāo)右鍵或按【ESC】鍵，可退出該操作。7.3.2 手動布線對于一些有特殊要求的布線，一般通過手動布線來完

7、成，下面將介紹手動布線的基本步驟。（1） 首先，將要放置導(dǎo)線的信號層切換為當(dāng)前工作層，本例將導(dǎo)線放置在底層上，因此將底層切換為當(dāng)前工作層。（2） 單擊配線工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令【放置（P）】/【交互式布線（T）】，光標(biāo)將變成十字形。（3） 移動十字光標(biāo)到手動布線的起點焊盤上，此時將出現(xiàn)一個八角形的框，單擊鼠標(biāo)左鍵，隨十字光標(biāo)的移動將出現(xiàn)一段實心導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折時，后一段將為空心導(dǎo)線，這段導(dǎo)線被稱為Look-Ahead，通過該導(dǎo)線的布線情況可預(yù)先察看下一段是否變成實心導(dǎo)線能夠繞開障礙物，如圖7-7所示。（4） 確定好走線方向后，單擊鼠標(biāo)左鍵，此時Look-Ahead導(dǎo)線變成實心導(dǎo)線，移動

8、十字光標(biāo)至終點焊盤，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可完成該段導(dǎo)線的布線，手動布線后的結(jié)果如圖7-8所示。 圖7-7單擊布線起點焊盤后的PCB板 圖7-8 繪制好的導(dǎo)線（5） 單擊右鍵兩次或按【ESC】鍵，可結(jié)束手動布線溫馨提示：手動布線時，可通過按小鍵盤（在鍵盤的右邊）上的【*】鍵放置過孔，達到切換信號層的目的。7.3.3 檢查布線結(jié)果 完成PCB工和后，可通過設(shè)計規(guī)則檢查（Design Rule Check）來檢測布線結(jié)果。設(shè)計規(guī)則檢查的步驟如下：（1） 執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【設(shè)計規(guī)則檢查（D）】，將打開“設(shè)計規(guī)則檢查器”對話框，如圖7-9所示。（2） 圖7-9設(shè)計規(guī)則檢查器（2）單擊按鈕，開始設(shè)

9、計規(guī)則檢查，檢查完畢后，將生成并打開設(shè)計規(guī)則檢查報表文件，同時激活Message窗口，如圖7-10所示，通過該文件可以查詢檢查結(jié)果，在Message窗口中列出所有錯誤項目，雙擊面板中的錯誤選項，系統(tǒng)自動將PCB板上出錯的地方以工作窗口的中央。圖7-10設(shè)計規(guī)則檢查后生成的報表文件和Message窗口溫馨提示：設(shè)計規(guī)則檢查報表文件不是設(shè)計項目中的文件，該文件將出現(xiàn)在Free Documents文件夾中，如圖7-11所示。圖7-11設(shè)計規(guī)則檢查報表文件的保存位置（3）根據(jù)檢查后產(chǎn)生的錯誤提示，糾正錯誤。7.4 添加安裝孔在實際工程中，電路板需要固定和安裝。安裝方法比較多，可以通過卡槽從兩邊固定，這

10、種方法在拆卸電路板時比較方便；也可以通過插接件固定在其他電路板上，如計算機的內(nèi)存條；不過最常用的方法是通過定位孔用螺絲固定。因此，在完成電路板布線后需要添加安裝孔。安裝孔通常采用過孔形式添加過程如下：（3） 執(zhí)行菜單命令【放置（P）】/【過孔（V）】，或單擊配線工具的按鈕，此時光標(biāo)變成十字形，如圖7-12所示。圖7-12 放置過孔（4） 按【TAB】鍵，彈出【過孔】屬性對話框，如圖7-13所示。 圖7-13 過孔屬性主要參數(shù)如下： 孔徑：過孔內(nèi)徑。由于該過孔作安裝使用，考慮安裝螺絲的尺寸，此處設(shè)置為100mil。 直徑：過孔外徑，此處設(shè)置為150mil。 位置：過孔孔心在繪圖窗口中的位置。此處

11、設(shè)置為X175mil 1825mil?！皩傩浴边x項區(qū)有以下選項：起始層：過了的起始層，由于過孔作安裝孔使用，它電路板的所有板層，因此起始層為Top Layer（頂信號層）。結(jié)束層：過孔的結(jié)束層，同理，結(jié)束應(yīng)設(shè)置為Bottom Layer（底信號層）。網(wǎng)絡(luò)：過孔所屬網(wǎng)絡(luò)。測試點：是否將該過孔設(shè)置為測試點。鎖定：是否鎖定該過孔 ，這里選中。（5） 單擊按鈕，移動至合適位置，單擊左鍵，放置第一個安裝孔，接著繼續(xù)移動鼠標(biāo)到合適位置，旋轉(zhuǎn)其他安裝孔。（6） 放置好所有安裝孔后，單擊右鍵或按【ESC】鍵，退出放置過孔狀態(tài)。放置好安裝孔后的電路板，如圖7-14所示。圖7-14 放置好安裝孔后的電路板7.5

12、覆銅和補淚滴7.5.1 覆銅 覆銅就是在電路板上放置一層銅 膜，一般將其接地，。覆銅 既可以增強電路的抗干擾能力，還可以提高電路板的強度。覆銅 的操作步驟如下。（1） 執(zhí)行菜單命令【放置（P）】/【覆銅（G）】，或單擊配線工具欄的按鈕，系統(tǒng)將彈出覆銅屬性對話框，如圖7-15所示。 圖7-15 覆銅屬性（2） 設(shè)置覆銅的屬性，該對話框的主要參數(shù)如下?！疤畛淠Ｊ健边x項區(qū) 用于選擇覆銅的填充模式，共有3種模式：實心填充 （銅區(qū)）、影線化填充（導(dǎo)線/?。┖蜔o填充（只有邊框）。實心填充模式：覆銅區(qū)為實心的銅膜，選中該單選按鈕后，覆銅屬性，如圖7-15所示。影線化填充模式：覆銅區(qū)用導(dǎo)線和弧線填充，選中該單

13、選按鈕后，覆銅屬性對話框如圖7-16所示。 圖7-16影線化填充模式下的覆銅屬性無填充：覆銅區(qū)的邊框為銅膜導(dǎo)線，而覆銅區(qū)內(nèi)部沒有填充銅膜，選中該單選 按鈕后，覆銅屬性對話框，如圖7-17所示。 圖7-17 無填充模式下的覆銅屬性“填充模式”選項區(qū)“屬性”選項區(qū)該選項區(qū)的參數(shù)如下：層：覆銅所在板層。是小圖元長度：覆銅中最小導(dǎo)線長度，該項在實心填充模式下不可用。鎖定圖元：選中時，將屬于該覆銅的所有銅膜鎖定為一個整體，不選時，則該覆銅的各個組成圖元可單獨移動或進行其他設(shè)置?！熬W(wǎng)絡(luò)選項”選先項區(qū)邊接到網(wǎng)絡(luò)：與覆銅連接的網(wǎng)絡(luò)，一般與地連接。（3） 按需要設(shè)置好各種參數(shù)后，單擊按鈕，光標(biāo)變成十字形，在電路

14、析上準(zhǔn)備覆銅區(qū)域的各個上依次單擊左鍵，即可完成覆銅，覆銅 后的PCB，如圖7-18所示。 圖7-18 覆銅 后的電路板7.5.2 補淚滴 補淚滴是指在導(dǎo)線和焊盤或過孔的連接處放置淚滴狀的過渡區(qū)域，其目的是增強連接處的強度，補淚滴的操作過程如下。 執(zhí)行菜單命令【工具（T）】/【淚滴焊盤（E）】，彈出淚滴選項對話框，如圖7-19所示。圖7-19淚滴選項該對話框主要有如下參數(shù)：“一般”選項區(qū)全部焊盤：對所有焊盤補淚滴。全部過孔：對所有 過孔補淚滴。只有選定的對象：只對被選中的焊盤和過孔補淚滴。建立報告：創(chuàng)建報告文件?！靶袨椤边x項區(qū)追加：添加淚滴。刪除：刪除淚滴?！皽I滴方式”選項區(qū)圓?。夯￠_淚滴。導(dǎo)線

15、：直線形淚滴。采用默認設(shè)置，即對全部焊盤和過孔添加圓弧形淚滴，單擊按鈕，補淚滴前后的PCB，如圖7-20和圖7-21所示。圖7-20補淚滴前圖7-21補淚滴后7.5.3 放置電路板注釋 放置電路板注釋是指在絲印層上放置單行說明性文字，該文字沒有任何電氣特性，在電路板上放置注釋的步驟如下：（1） 執(zhí)行菜單命令【放置（P）】/【字符串（S）】，或單擊配線工具欄中的按鈕，進入放置注釋的命令狀態(tài)，鼠標(biāo)變成十字光標(biāo)，如圖7-22所示。 圖7-22放置注釋（2） 按【TAB】鍵，彈出字符串屬性對話框，如圖7-23所示。 該對話框主要參數(shù)如下 ： 寬：字符串字符寬度。 高：字符串字符高度。 旋轉(zhuǎn)：字符串相對

16、于水平方向的旋轉(zhuǎn)角度。 位置：字符串在工作窗口的位置。 文本：字符串的內(nèi)容。 層：放置字符的板層。 字體：選擇字符串使用的字體。 鎖定：鎖定字符串。 鏡像：將字符串進行鏡像處理。 圖7-23設(shè)置字符串屬性（3） 單擊按鈕，移動到合適位置，單擊左鍵放置該字符串。（4） 放置好字符串后，單擊鼠標(biāo)右鍵或按【ESC】鍵退出。7.6 PCB板層管理和內(nèi)電層建立PCB板層管理就是通過PCB板層堆棧管理器，對電路板的信號層和內(nèi)電層進行設(shè)置，包括電路板的層數(shù)、各層屬性及其疊放次序等。PCB板的內(nèi)電層是用來放置電源的地線的整塊銅膜，Protel EXP 2004 SP2 提供了16個內(nèi)電層。建立PCB板內(nèi)電層可

17、以增強PCB的抗干擾性能，降低布線密度。7.6.1 PCB板層管理器 執(zhí)行菜單命令【設(shè)計（D）】/【層堆棧管理器（K）】，彈出“圖層堆棧管理器”對話框。如圖7-24所示。 該對話框的主要參數(shù)如下：（1） 頂部絕緣體：在PCB頂層使用絕緣介質(zhì)。（2） 底部絕緣體：的PCB底層使用絕緣介質(zhì)。（3） 按鈕：增加一個信號層，使用之前必須先設(shè)定一個參考層。（4） 按鈕：增加一個內(nèi)電層，使用之前必須先設(shè)定一個參考層。（5） 按鈕：將選中的層向上移動。（6） 按鈕：將選中的層向下移動。（7） 按鈕：將選中的信號層或內(nèi)電屋刪除。（8） 按鈕：設(shè)置選中板層的屬性。單擊該按鈕后彈出“編輯層”對話框，如圖7-25所

18、示。該對話框 的主要參數(shù)如下：名稱：所編輯的板層的名稱。銅厚度：該層使用銅膜的厚度。（9） 按鈕：設(shè)置電路板的鉆孔對。（10） 按鈕：設(shè)置輸出阻抗或?qū)Ь€寬度的計算公式。（11） 按鈕：以菜單形式存放上述命令。圖7-25編輯層7.6.2 建立內(nèi)電層 PCB板的內(nèi)電層和來內(nèi)部電源層和接地層，以便放置電源網(wǎng)絡(luò)和接地網(wǎng)絡(luò)。它是通過層堆棧管理器來建立的，操作步驟如下：（1） 執(zhí)行菜單命令：【設(shè)計（D）】/【層堆棧管理器（K）】，彈出“圖層堆棧管理器”對話框，選中Top Layer(頂層)，如圖 7-26 所示。 圖7-26 選中頂層（2）單擊按鈕，系統(tǒng)將在Top Layer 的下方增加一個內(nèi)電層，如圖7

19、-27所示。 圖7-27新建內(nèi)電層InternalPlanel No Net（2） 雙擊新建的InternalPlanelNo Net層，或選中該層后單擊按鈕。彈出“編輯層”對話框，單擊對話框中“網(wǎng)絡(luò)名”對話框右邊的下三角按鈕，選擇“GND”選項，表示該內(nèi)電層設(shè)置為“GND”層，如圖7-28所示。 圖7-28 編輯層窗口（4）單擊按鈕，返回“圖層堆棧管理器”對話框，如圖7-29所示。圖7-29新建好的內(nèi)電層GND（5）單擊圖7-29的按鈕，完成內(nèi)電層的建立。（6）執(zhí)行菜單命令【執(zhí)行（D）】/【PCB板層次顏色（L）】，或按【L】鍵，彈出【板層和顏色】對話框，如圖7-30所示。圖7-30板層和顏

20、色選擇窗口（7）選中“內(nèi)部電源/接地層（P）”選項區(qū)中各內(nèi)電層后面“表示”列的選框，讓內(nèi)電層可用，如圖7-30所示。下面，將通過完成“制作洗衣機控制電路PCB板”任務(wù)，學(xué)習(xí)復(fù)雜PCB板的制作方法。1. 新建PCB板 利用向?qū)Щ蚴止し椒ń⒁粔K長100MM，寬80MM的PCB板，如圖7-31所示。具體方法可參考本書第6章內(nèi)容。2. 裝入網(wǎng)絡(luò)表和PCB封裝，如圖7-32所示。圖7-32裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝庫后的PCB板3. 手動布局 手動調(diào)整元件位置，調(diào)整后的PCB板如圖7-33所示。 圖7-33 手動布局的結(jié)果4.（1）執(zhí)行菜單命令【設(shè)計（D）】/【規(guī)則（R）】，彈出“PCB規(guī)則和約束編輯器”對

21、話框，如圖7-34所示。（2）雙擊左邊“Design Rules”列表的“Routing”,展開Routing規(guī)則。（3）鼠標(biāo)右鍵單擊Routing下的Width選項，在彈出的快捷菜單中選擇“新建規(guī)則（X）”命令，如圖7-35所示。此時在右邊窗口新增加了一個默認名稱為“Width_1”的寬度規(guī)則，如圖7-36所示。 圖7-35 添加布線寬度規(guī)則 圖7-36 新建立的“Width_1”規(guī)則（4）在右邊窗口中雙擊新建的寬度規(guī)則“Width_1”對話框，右邊變成該規(guī)則的屬性窗口，如圖7-37所示。 圖7-37 Width_1規(guī)則的屬性（5） 將該規(guī)則的名稱修改為“VCC”，“第一個匹配對象的位置”選擇為“VCC”網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)線的“Min Width”、“Preperred Width”和“Max Width”分別設(shè)置為、1mm和2mm，如圖7-38所示。（6） 用相同的方法設(shè)置NetJP1_2、NetJP1_3、NetJP2_2、NetJP2_3和GND等網(wǎng)絡(luò)的寬度規(guī)則，寬度和