電路CAD實(shí)驗(yàn)Protel99SE印刷電路板的設(shè)計(jì).

1、 實(shí)驗(yàn)三 Protel99SE印刷電路板的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年12 月8日；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)； 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解有關(guān)印刷電路板的基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)PCB編輯器的初步認(rèn)識(shí)2 掌握PCB編輯器的基本操作3 掌握元件、焊盤、導(dǎo)線等對(duì)象的放置方法和屬性設(shè)置4 掌握雙面板進(jìn)行手工布局的整個(gè)操作過程，要特別掌握電路板布線框的繪制，元件封裝庫(kù)的加載和對(duì)布局進(jìn)行調(diào)整的操作方法5 掌握手工布局和手工布線的操作步驟6 掌握由原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表的方法，了解網(wǎng)絡(luò)表的意義和作用7 理解電路板的物理邊界和電氣邊界的區(qū)別及繪制方法，了解由向?qū)呻娐钒宓倪^程8 掌握PCB各種常用報(bào)表的功能與生成方法9 掌握PC

2、B的打印輸出的操作過程，掌握分層打印和疊層打印的操作方法 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 在實(shí)驗(yàn)1創(chuàng)建的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)下，新建一個(gè)PCB圖文件，命名為“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”（比如：leiyang_甲乙類放大器.pcb）。2 分別設(shè)置可視柵格、捕獲柵格、元件柵格和電氣柵格的數(shù)值，并在工作窗口練習(xí)體會(huì)四種柵格的區(qū)別。3 人工設(shè)計(jì)“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”印刷電路板。4 使用電路板生成向?qū)?，再?chuàng)建一個(gè)“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”印刷電路板。5 分別生成“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”的電路板信息報(bào)表、NC鉆孔報(bào)表和元件報(bào)表。6 將“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”的頂層、

3、底層和頂層絲印層分層打印出來。7 打開一個(gè)PCB文件，使用Edit | Jump命令，練習(xí)跳轉(zhuǎn)到不同的對(duì)象。8 打開一個(gè)PCB文件，在PCB管理器中按上面所講知識(shí)，分別瀏覽網(wǎng)絡(luò)和元件；練習(xí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)元件和焊盤的編輯、選取、放大和跳轉(zhuǎn)等操作。三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 在實(shí)驗(yàn)1中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的Documents下，新建一個(gè)PCB圖文件，命名為“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”。2. 按菜單操作Design | Options，分別設(shè)置可視柵格、捕獲柵格、元件柵格和電氣柵格的數(shù)值，并在工作窗口練習(xí)體會(huì)四種柵格的區(qū)別。3. 人工設(shè)計(jì)“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”印刷電路板，具體步驟如下：(1) 打開實(shí)

4、驗(yàn)1繪制的“你的姓名全拼_甲乙類放大器.sch”文件(2) 執(zhí)行操作Design | Create Netlists，生成網(wǎng)絡(luò)“你的姓名全拼_甲乙類放大器.net”文件(3) 在新建的“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”文件中，執(zhí)行操作Design | Load Netlists（加載網(wǎng)絡(luò)表），找到“你的姓名全拼_甲乙類放大器.net”文件并加載(4) 如果加載網(wǎng)絡(luò)表報(bào)錯(cuò)，分析原因，返回“你的姓名全拼_甲乙類放大器.sch”原理圖中進(jìn)行修改。(5) 重新生成網(wǎng)絡(luò)表。(6) 返回“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”文件中，再次加載網(wǎng)絡(luò)表，如果沒有錯(cuò)誤，點(diǎn)擊“Execute”按鈕，至步驟(7)

5、；如果網(wǎng)絡(luò)表仍然有錯(cuò)，重復(fù)步驟(4)、(5)，直至無錯(cuò)，至步驟(7)。(7) 將PCB文件的工作層調(diào)到“KeepOut Layer”，在元件外圍畫布線框。(8) 采用群集式方式自動(dòng)布局，執(zhí)行菜單操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的“Cluster Place”(9) 首先采用全局自動(dòng)布線完成元件的布線，執(zhí)行菜單操作：Auto Route | All | Route All；再手動(dòng)對(duì)布線進(jìn)行調(diào)整。(10) 將人工設(shè)計(jì)的“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”PCB圖粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中（需截圖）。4. 采用向?qū)гO(shè)計(jì)“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”印刷

6、電路板：新建一個(gè)邊長(zhǎng)為1500mil的正方形電路板，在電路板的四角開口，尺寸為100mil×100mil，無內(nèi)部開口，雙層板，過孔不電鍍，使用針腳式元件，元件管腳間只允許一條導(dǎo)線穿過，最小走線寬度為10mil，走線間距15mil。加載Advpcb.ddb中的PCB Footprint.Lib元件封裝庫(kù)。實(shí)施如下步驟：(1) 按照向?qū)б徊揭徊絼?chuàng)建PCB電路板。(2) 在創(chuàng)建出來的電路板上，重新加載“你的姓名全拼_甲乙類放大器.net”網(wǎng)絡(luò)表。(3) 使用統(tǒng)計(jì)式方法進(jìn)行自動(dòng)布局，執(zhí)行菜單操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的“Statistic

7、al Place”，并使用手工方法對(duì)布局進(jìn)行調(diào)整。(4) 采用全局自動(dòng)布線，執(zhí)行菜單操作：Auto Route | All | Route All。(5) 將向?qū)гO(shè)計(jì)的“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”PCB圖粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。5. 分別生成“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”的電路板信息報(bào)表、元件報(bào)表和NC鉆孔報(bào)表，并將上述報(bào)表粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。實(shí)現(xiàn)步驟如下：(1) 執(zhí)行菜單Reports | Board Information，點(diǎn)擊“Report”按鈕。(2) 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的Documents下，創(chuàng)建CAM文件，雙擊“CAMManager1.cam”，在向?qū)е羞x擇Bom文件（元件報(bào)表

8、），選擇報(bào)表格式為“Spreadsheet”，元件排列格式為“List”，其他默認(rèn)，結(jié)束向?qū)?。在生成的Bom Output 1上右鍵單擊，選擇“Generate CAM Files”，即生成元件報(bào)表文件。(3) 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的Documents下，創(chuàng)建CAM文件，雙擊“CAMManager1.cam”，在向?qū)е羞x擇NC Drill文件（NC鉆孔報(bào)表），選擇單位“Inches”，數(shù)據(jù)格式為“2:3”，其他默認(rèn)，結(jié)束向?qū)?。在生成的NC Drill Output 1上右鍵單擊，選擇“Generate CAM Files”，即生成NC鉆孔報(bào)表文件。6. 將“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”的頂層、

9、底層和頂層絲印層分層打印出來。具體步驟如下：(1) 執(zhí)行菜單操作：File | Print/Preview，生成“Preview你的姓名全拼_甲乙類放大器.ppc”文件，(2) 在“Preview你的姓名全拼_甲乙類放大器.ppc”編輯器中，執(zhí)行菜單操作：Tools | Create Final，點(diǎn)擊“Yes”按鈕，分別瀏覽“你的姓名全拼_甲乙類放大器.pcb”的頂層、底層和頂層絲印層，(3) 將上述工作層的打印版粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.1甲乙類放大器原理圖4.2生成網(wǎng)絡(luò)表4.3人工設(shè)計(jì)生成的PCB圖4.4用向?qū)傻腜CB圖4.5電路板信息報(bào)表4.6元件列表4.7 NC鉆孔報(bào)表五、

10、思考題1、繪制印刷電路板圖一般包括哪些步驟？在各步中主要完成什么工作？答：1.新建原理圖文件；2.設(shè)置圖紙和環(huán)境；3.裝載元器件庫(kù)；4.放置所需的元器件、電源符號(hào)等；5.元器件布局和連線；6.電氣規(guī)則檢測(cè)、線路、標(biāo)示調(diào)整與修改；7.產(chǎn)生相關(guān)報(bào)表；8.路存盤與輸出2、在Protel 99 SE系統(tǒng)中，提供了哪些工作層的類型？各個(gè)工作層的主要功能是什么？答：1）Signal Layer：信號(hào)層。主要用于放置元件和走線，它包括：Top Layer：頂層，一般作為元件層。設(shè)計(jì)單面板時(shí)，元件層是不能布線的。雙面板中的元件層則可以布線。Bottom Layer：焊接層，在單面板中焊接層是惟一可以布線的工作

11、層。Mid Layer：中間信號(hào)層，Protel DXP 提供了最多16層中間層。在多層板中用于切換走線。2）Internal Planes：內(nèi)部電源或接地層。主要用于放置電源和地線通常是一塊完整的錫箔。3）Mechanical Layer：機(jī)械層。一般用于放置有關(guān)制版和裝配方法的信息。4）Masks Layer：面層。主要用于對(duì)電路板表面進(jìn)行特性處理。它包括一下幾種：Top Solder：元件面阻焊層。Bottom Solder：焊接面阻焊層。Top Paste：元件面錫焊膏層。Bottom Paste：焊接面焊錫膏層。5）Silkscreen Layers：絲印層。該層用于放置元件標(biāo)號(hào)、說

12、明文字等，以方便焊接和維護(hù)電路板時(shí)查找器件。在印制電路板上放置元件時(shí)，該元件的編號(hào)和輪廓線將自動(dòng)放置在絲印層上。6）其他工作層：Keep-Out Layer：禁止布線層。Multi-Layer：多層，表示所有的信號(hào)層，在它上面放置的元件會(huì)自動(dòng)放到所有的信號(hào)層上。所以在設(shè)計(jì)工作中，可以通過該層將焊盤或穿透式過孔快速地放置到所有的信號(hào)層上。Drill Guide：鉆孔位置層，主要用于繪制鉆孔圖。Drill Drawing：鉆孔層，用于指定鉆孔位置。3、什么是印刷電路板？它在電子設(shè)備中有何作用？答：印制電路板簡(jiǎn)稱PCB，又稱印刷電路板。它是以一定尺寸的絕緣板為基材，以銅箔為導(dǎo)線，經(jīng)特定工藝加工，用一

13、層或若干層導(dǎo)電圖形及設(shè)計(jì)好的孔，來實(shí)現(xiàn)元器件間的電氣連接關(guān)系。作用：實(shí)現(xiàn)電器間電器的連接；提供必要的機(jī)械支撐，提供電路的電氣連接并用標(biāo)記符號(hào)把板上所安裝的各個(gè)元件標(biāo)注出來，以便于插件、檢查及調(diào)試。4、在印刷電路板中，焊盤與過孔的作用有何不同？答：焊盤的作用是防止焊錫，連接導(dǎo)線和元器件的引腳。而過孔是對(duì)于雙層板和多層板，個(gè)信號(hào)層間是絕緣的，需在個(gè)信號(hào)層有連接關(guān)系的導(dǎo)線的交匯處鉆一個(gè)孔，并在鉆孔后的基材壁上淀基金屬，以實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)電層之間的電器連接。5、在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)中，裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件發(fā)生網(wǎng)絡(luò)宏錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)如何解決？答：如果出現(xiàn)宏錯(cuò)誤，應(yīng)該先改正錯(cuò)誤，再執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)表和元件的封裝的載入。6、簡(jiǎn)述 Protel 99 SE提供了哪些元件布局的規(guī)則？群集式和統(tǒng)計(jì)式布局方式各適用于什么場(chǎng)合？答：1.元件間距限制規(guī)則。2.放置元件的規(guī)則。3.忽略網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。4.允許元件放置板層設(shè)置。5.第一對(duì)象范圍。7、在Protel 99 SE系統(tǒng)中，導(dǎo)線與連線有何區(qū)別？答：導(dǎo)線是導(dǎo)電的，而連線是不導(dǎo)電的。畫電路圖必須用導(dǎo)線連接線路，而不能用連線，那樣的話電路是不能相互連接的。而畫圖形、表格等必須用連線，而不能用導(dǎo)線，否則會(huì)出節(jié)點(diǎn)。8、PCB中可視柵格、捕獲