《電子CAD》第2版 第五單元

主編：張兆河孫立津2023-6《電子CAD》第2版第五單元工程項目PCB操作基礎(chǔ)熟知印制電路板（PCB）組成元素、層管理、設(shè)計環(huán)境；學(xué)會建立元器件封裝庫及其加載、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表等操作。掌握PCB設(shè)計流程，學(xué)會設(shè)置PCB參數(shù)，掌握單層及雙層PCB的設(shè)計方法，理解PCB設(shè)計規(guī)則，重點掌握PCB的布局、布線原則與操作方法。掌握PCB的設(shè)計規(guī)則檢查方法，學(xué)會查閱錯誤信息并進(jìn)行修改。第五單元工程項目PCB操作基礎(chǔ)1．熟知印刷電路板必要組成元素、層管理及其環(huán)境選項設(shè)置。2．能熟練進(jìn)行PCB文件的庫加載或關(guān)閉操作。3．掌握繪制元器件庫操作方法及操作步驟。4．掌握銅膜導(dǎo)線、焊盤的編輯及元器件屬性修改。5．會精確放置安裝孔，并進(jìn)行屬性設(shè)置。6．掌握元器件自動布局與手工編輯調(diào)整操作。7．能按照要求利用Protel的自動布線及手動布線功能進(jìn)行布線。8．會PCB的一般設(shè)計規(guī)則檢查，并能對錯誤進(jìn)行修改。第五單元工程項目PCB操作基礎(chǔ)提高PCB及庫設(shè)計操作相關(guān)信息意識，發(fā)展模式識別思維。增強軟件中英文識別與應(yīng)用能力。提高獨立思考能力，形成嚴(yán)謹(jǐn)做事思維方式。學(xué)會PCB布局布線操作，強化應(yīng)用意識，強化電氣連接信息意識。確實掌握布局布線電路操作，培育符合社會主義核心價值觀的審美標(biāo)準(zhǔn)。愛崗敬業(yè)，強化職業(yè)道德，自信自強，守正創(chuàng)新。強化印制板CAD技術(shù)信息社會責(zé)任。貫徹黨的二十大精神，自覺踐行社會主義核心價值觀。第五單元工程項目PCB操作基礎(chǔ)項目分類項目二項目三項目四項目一習(xí)題實訓(xùn)項目五第五單元項目一PCB設(shè)計基礎(chǔ)（1）了解PCB概念，熟悉PCB組成的各種元素。（2）熟識PCB工作層和相關(guān)參數(shù)設(shè)置。什么是PCB？

日常生活及工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，各種電子產(chǎn)品、電子設(shè)備如：小到電子手表、計算器，智能手機、平板電腦、筆記本、臺式機及各種家用電器，大到超級計算機、通信電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng)等，其工作的核心之一就是“PCB”，它的全稱是印刷電路板（PrintedCircuitBoard），……項目一PCB設(shè)計基礎(chǔ)一般公司設(shè)計PCB流程（1）電路板設(shè)計的先期準(zhǔn)備工作。（2）設(shè)置PCB工作環(huán)境參數(shù)。（3）PCB布線規(guī)則設(shè)置。（4）更新網(wǎng)絡(luò)表和PCB。（5）修改元器件封裝與布局。（6）自動布線。（7）手工調(diào)整布線。（8）保存所有文件、輸出各種文檔及報表。項目一PCB設(shè)計基礎(chǔ)PCB設(shè)計的幾個關(guān)鍵點

PCB的作用不僅僅是對零散的電子元器件進(jìn)行組合，還保證著電路設(shè)計的規(guī)則性。1.整體設(shè)計相對合理2.接地點往往是最重要的3.合理布置電源濾波/退耦電容4.線條線徑有要求5.埋孔通孔大小適當(dāng)6.過孔數(shù)目焊點及線密度項目一任務(wù)一PCB元素讀中學(xué)--PCB元素主要有哪些？我們先仔細(xì)觀察如圖5-1-1所示PCB實物及其部分元素標(biāo)注說明。1．銅膜導(dǎo)線(Track)2．焊盤（Pad）3．過孔（Via）4．PCB上的輔助說明信息。項目一任務(wù)一PCB元素什么是Protel元器件封裝？

通常將PCB元器件稱為元器件的封裝形式，簡稱為封裝形式或封裝。像電阻、電容、二極管等有傳統(tǒng)的直插式封裝形式，這時元件體積較大，電路板是焊盤孔形式；而手機、平板電腦等的PCB設(shè)計都是采用體積很小的表面貼片式（SMD）電阻、電容、二極管、三極管等封裝形式。以晶體管為例，晶體管是常用的元件之一。在“MiscellaneousDevices.INTLIB”基本庫中僅有簡單的NPN2N3904與PNP2N3906類型，但實際上，在其他公司的三極管庫中還有很多三極管及對應(yīng)的封裝類型。項目一任務(wù)一PCB元素什么是Protel元器件封裝？

例如，目錄：“Library\FairchildSemiconductor\FSCDiscreteBJT.IntLib”庫，如圖5-1-3所示。

另外，在“MiscellaneousDevices.INTLIB”庫中，電阻名稱為RES1和RES2，不管它是20Ω還是470kΩ、1MΩ，對電路板而言，小功率的電阻，一般可以用AXIAL0.3元件封裝，而功率數(shù)大一些的電阻，可以用AXIAL0.4、AXIAL0.5等元件封裝。項目一任務(wù)二PCB層管理做中學(xué)--Protel板層

PCB是由多個層組成，通常PCB按層分類是指電氣層的層數(shù)。而非電氣層也是每個PCB基本都有的。了解每一層的用途和含義，有助于我們更好地設(shè)計PCB。Protel共有74個板層可供設(shè)計使用。項目一任務(wù)二PCB層管理做中學(xué)--Protel板層

PCB根據(jù)層數(shù)面可以分為單面板（SignalLayerPCB）、雙面板（DoubleLayerPCB）和多層板（MultiLayerPCB）三大種類。作為一個簡單的設(shè)計，使用單面板或雙面板就可以了。項目二多功能定時控制器PCB設(shè)計準(zhǔn)備（1）領(lǐng)悟電子CAD原理圖設(shè)計分層思維，掌握其設(shè)計環(huán)境參數(shù)設(shè)置。（2）掌握PCB元件庫自動生成向?qū)Р僮鞣椒?，并學(xué)會進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)定。（3）掌握庫元器件編輯操作及工具欄相關(guān)繪制工具按鈕操作。分層思維---拆解Timercontroller.SchDoc原理圖（一）

分層思維的核心理念是將復(fù)雜的問題拆解成小問題，把復(fù)雜的物體拆解成較輕易應(yīng)付和理解的小物件，我們通過解決小問題從而解決復(fù)雜的問題，使問題變得更加簡單?！椖慷喙δ芏〞r控制器PCB設(shè)計準(zhǔn)備

現(xiàn)將拆解第四單元的多功能定時控制器核心主板電路：Timercontroller.SchDoc原理圖，如圖5-2-1所示是主板電源部分原理圖設(shè)計，主要應(yīng)用三端穩(wěn)壓器：LM7805。又如圖5-2-2所示是AT89S52單片機芯片的程序下載端口部分原理圖設(shè)計。項目二紅外熱釋電原理圖元器件及庫編輯操作分層思維---拆解Timercontroller.SchDoc原理圖（二）

現(xiàn)繼續(xù)拆解第四單元的多功能定時控制器核心主板電路：Timercontroller.SchDoc原理圖，如上圖5-2-3所示是主板數(shù)碼管顯示部分原理圖設(shè)計，主要應(yīng)用74HC541芯片并在單片機P0口加上拉電阻的部分原理圖設(shè)計。項目二紅外熱釋電原理圖元器件及庫編輯操作拆解Timercontroller.SchDoc原理圖（三）

現(xiàn)繼續(xù)拆解第四單元的多功能定時控制器核心主板電路：Timercontroller.SchDoc原理圖，如下圖5-2-5所示是主板繼電器控制部分原理圖設(shè)計，一種是利用TLP521光耦隔離進(jìn)行的繼電器控制原理圖設(shè)計；另一種是利用PNP三極管驅(qū)動繼電器控制原理圖設(shè)計。項目二任務(wù)一PCB設(shè)計環(huán)境參數(shù)設(shè)置做中學(xué)（1）新建工程組文件，單擊“File”→“New”→“DesignWorkspace”,Projects面板會出現(xiàn)一個默認(rèn)的工作區(qū)，WorkSpace1.DsnWRK，如圖5-2-6所示。我們可以將它保存到自己指定的位置，然后重命名，例如重命名為Multi-WorkSpace.DsnWRK。項目二任務(wù)一PCB設(shè)計環(huán)境參數(shù)設(shè)置做中學(xué)（2）建立核心板PCB項目文件。將其保存為：TimeControlCoreboard.PRJPCB(多功能定時控制器核心板)項目文件，新建一個PCB文件。系統(tǒng)會自動新建一個名為“PCB1.PCBDOC”的PCB文件，然后將其保存為：TimeControlCoreboard.PCBDOC。（3）單擊“Design”→“BoardOptions”菜單命令，進(jìn)行圖紙設(shè)置。項目二任務(wù)一PCB設(shè)計環(huán)境參數(shù)設(shè)置做中學(xué)（3）-（9）單擊“Design”→“BoardOptions”菜單命令，進(jìn)行圖紙各項設(shè)置。結(jié)果如圖所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（一）

PCB元器件封裝庫的制作可以通過兩種方式進(jìn)行：一種是利用系統(tǒng)自帶的元器件向?qū)В–omponentWizard），另一種是手工設(shè)計PCB元器件封裝庫。

下面進(jìn)行創(chuàng)建AT89S52（雙列直插封裝DIP-40）單片機芯片元件封裝庫操作。（1）參考AT89S52單片機芯片封裝，如下圖所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（一）（2）新建“PcbLib1.PcbLib”庫文件。（3）單擊“Tools（工具）”→“NewComponent（新元件）”菜單命令，進(jìn)入創(chuàng)建新元器件制作向?qū)Ы缑?，如右圖所示。（4）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入建立“元器件類型”對話框。（5）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入“焊盤尺寸定義”對話框。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（一）（6）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入焊盤間距對話框。如右上圖所示。（7）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入芯片框線設(shè)置對話框。（8）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入“定義AT89S52芯片焊盤數(shù)量設(shè)置”對話框，輸入引腳數(shù)量40，設(shè)置結(jié)果如右下圖所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫（9）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入“元器件命名”對話框。（10）單擊“Next”按鈕，進(jìn)入“元器件制作完成”對話框。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫（11）當(dāng)返回元器件庫窗口時，最終將看到制作完成的AT89S52雙列直插40引腳的芯片封裝庫符號，如圖5-2-18所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（二）

下面以第三單元中紅外熱釋電報警器中的紅外熱釋電傳感器（下面簡稱傳感器）封裝為例，說明具體設(shè)計步驟。（1）紅外熱釋電傳感器元件封裝的兩兩引腳間距為約為4~6mm之間（可以用卡尺精確地測量），焊盤外徑為2mm、焊盤孔為1mm。實物圖及PCB產(chǎn)品如圖5-2-24所示。項目二

任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（二）（2）新建“紅外熱釋電傳感器”元件封裝庫文件。（3）進(jìn)入庫編輯環(huán)境，打開“BoardOptions”對話框，將“MesurementUnit”區(qū)域中“Unit”單位改為“Metric”（公制）。（4）設(shè)置完成后，單擊“OK”按鈕。（5）單擊庫編輯窗口右下角的“TopOverlay”（頂層絲印層）。（6）下面，先繪制傳感器的圓輪廓（直徑為1cm），即繪制圓形。（7）移動光標(biāo)到適當(dāng)位置，單擊，即可確定圓形的圓心，移動光標(biāo)，然后再次單擊，即可確定圓形的半徑，如圖5-2-26所示。（8）根據(jù)傳感器頂部的實際面積，修改圓形輪廓的半徑。（9）單擊“OK”按鈕，即可完成設(shè)置。繪制完成結(jié)果如圖5-2-28所示。項目二

任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫做中學(xué)（二）繪制完成結(jié)果如圖5-2-28所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫（10）接下來，繪制三個焊盤。。單擊“PCBLibPlacement”（PCB庫安置）工具欄上的（PlacePad放置焊盤）按鈕。（11）根據(jù)傳感器的引腳實際面積，修改引腳的半徑。（12）在如圖5-2-29所示的對話框中將“HoleSize”（孔半徑）項修改為1mm，將“SizeandShape”項中的“X-Size”、“Y-Size”數(shù)值修改為2mm。單擊“OK”按鈕，結(jié)果如圖5-2-30所示。項目二任務(wù)二創(chuàng)建元器件封裝庫（13）同理繪制另兩個焊盤。（14）接下來進(jìn)行引腳相互間距離為5mm的精確位置擺放。結(jié)果如圖5-2-32所示。（15）單擊“File”→“Save”菜單命令，將“紅外熱釋電傳感器.PcbLib”庫文件保存。項目三多功能定時控制器PCB布局操作（1）學(xué)會添加元器件封裝庫到工程項目文件中，掌握其操作方法。（2）掌握載入網(wǎng)絡(luò)表操作，掌握印制電路板的布局原則。（3）重點掌握規(guī)劃PCB電路板尺寸操作方法。（4）熟練掌握元器件手動、自動布局的方法及操作步驟。（5）會進(jìn)行元器件封裝變更、雙向相互更新操作。（6）掌握元器件對齊排列布局操作和集群編輯操作與設(shè)置方法。項目三多功能定時控制器PCB布局操作PCB設(shè)計中，重要的是什么？

在PCB設(shè)計中，布局是一個重要的構(gòu)建環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，因此可以這樣認(rèn)為，合理的布局是PCB設(shè)計成功的相當(dāng)關(guān)鍵一步。

布局的方式分兩種，一種是交互式布局，另一種是自動布局?！椖咳喙δ芏〞r控制器PCB布局操作布局操作

項目三多功能定時控制器PCB布局操作布局操作

項目三多功能定時控制器PCB布局操作電路布局規(guī)劃

在進(jìn)行復(fù)雜一些的電路設(shè)計時，要注意模擬電路盡量靠近電路板邊緣或一側(cè)放置，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置。如圖5-3-1所示。項目三任務(wù)一編譯原理圖和導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表做中學(xué)

在進(jìn)行PCB具體設(shè)計之前，還要特別注意以下兩個方面：第一方面，多功能定時控制器核心主板（以下簡稱為“核心主板”）電路原理圖中涉及的元器件在元器件封裝庫中都有對應(yīng)的元器件PCB封裝。第二個方面，為了保證加載的網(wǎng)絡(luò)表是正確的，在加載之前仍須對核心主板電路原理圖進(jìn)行編譯。本例添加主板原理圖及具體電路編譯如下。（1）首先打開ProtelDXP2004軟件，單擊“File”→“Open”，在其對話框中，打開目標(biāo)路徑上的“多功能定時控制器.PRGPCB”。項目三任務(wù)一編譯原理圖和導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表做中學(xué)（2）在“Projects”面板中單擊打開“Timercontroller.SCHDOC”多功能定時控制核心主板原理圖文件。（3）單擊“Project”→“CompileDocumentTimercontroller.SCHDOC”菜單項，執(zhí)行編譯操作。（4）雙擊信息框中的“Error”項，系統(tǒng)將自動打開“CompileErrors”編譯錯誤顯示窗口及對應(yīng)的原理圖（默認(rèn)帶掩膜效果），如下圖所示。項目三任務(wù)一編譯原理圖和導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表做中學(xué)（5）雙擊Rst（10K）命名電阻，在其Value參數(shù)中將其修改為RESET（自己定義即可）。單擊“OK”按鈕返回。（6）再次對原理圖執(zhí)行編譯，之前的信息框中的“Error”項消失，結(jié)果如下圖所示。（7）現(xiàn)在核查無誤后，最后保存所有文件。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（一）—規(guī)劃PCB板

電路板的電氣邊界規(guī)定了電路板上布置的電子元器件及導(dǎo)線的范圍，在電氣邊界之外不能布置任何具有電氣意義的圖件。對核心主板的PCB規(guī)劃機械外形，整體尺寸為100mm，要求電氣外圍2mm為電路板物理尺寸，并在四角放置內(nèi)徑3.2mm的安裝孔。（1）打開任務(wù)一的“多功能定時控制器.PRGPCB”工程項目文件，單擊“File”→New”→“PCB”。（2）將其保存為“Timercontroller.PCBDOC”，PCB的制板相關(guān)參數(shù)見本單元項目二任務(wù)一PCB設(shè)計環(huán)境參數(shù)設(shè)置。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（一）—規(guī)劃PCB板

（3）單擊PCB編輯窗口下方的“Keep-OutLayer”（禁止布線層）工作層選項標(biāo)簽，同理，再依據(jù)PCB制板任務(wù)要求，繪制電氣內(nèi)邊界，各個坐標(biāo)如左下角（27，27）、右下角（123，27）、右上角（123，123）此過程、左上角（27，123）處單擊完成內(nèi)正方形框。結(jié)果如下圖所示。項目三

任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（4）本任務(wù)PCB使用內(nèi)外徑相同的焊盤來替代安裝孔。（5）單擊“OK”按鈕，在電路板上的適當(dāng)位置放置4個焊盤（這里統(tǒng)一規(guī)劃在四個角，注意四個相對精確的坐標(biāo)：左下角（30，30）、右下角（120，30）、右上角（120，20）此過程、左上角（30，120）放置）。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（6）單擊“PCB”編輯環(huán)境中的“View”菜單，單擊“Boardin3D”命令項，，結(jié)果如圖5-3-11所示。此時自動生成與工程項目文件同名的“Timercontroller.PCB3D”圖項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（7）接下來，單擊“Design”菜單下的“UpdatePCBDocumentTimercontroller.PCBDOC”菜單命令（更新核心主板PCB設(shè)計）如下圖左側(cè)所示，即可彈出如下圖右側(cè)所示的“EngineeringChangeOrder”（設(shè)計工程項目變更）對話框。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（8）單擊“EngineeringChangeOrder”（設(shè)計工程項目變更）對話框“驗證變更”命令。（9）單擊“執(zhí)行變更”按鈕，即可將網(wǎng)絡(luò)表和元器件載入PCB文件中。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（10）單擊“Close”按鈕，關(guān)閉該對話框，自動返回“Timercontroller.PCBDOC”文件，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝已經(jīng)加載到該PCB編輯器中，按“Ctrl+PgDn”快捷鍵，整個元器件導(dǎo)入顯示結(jié)果如下圖所示。項目三任務(wù)二元器件布局操作（11）單擊整個元器件外圍元器件盒，選中“ROOM”效果，如下圖所示。（12）按“Del”鍵將“ROOM”刪除，只保留元器件，刪除結(jié)果如下圖所示。（13）單擊“File”→“Saveall”菜單命令，將所做的“Timercontroller.PCBDOC”等文件編輯全部保存。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置

當(dāng)我們完成做中學(xué)（一）之后，元器件已經(jīng)顯示在PCB工作窗口中了，此時可以進(jìn)行元器件布局操作了。

對多功能定時控制器核心主板進(jìn)行元器件布局操作，任務(wù)重點是完成自動布局相關(guān)參數(shù)設(shè)置、安裝孔鎖定、手工布局、交互式布局等內(nèi)容，具體操作步驟如下。（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中“Timercontroller.PCBDOC”文件。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（2）單擊“Design”→“Rules（規(guī)則）”菜單命令，打開“PCBRulesandConstraintsEditor”（元器件布局設(shè)計規(guī)則設(shè)置）對話框。（3）單擊左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Routing”前面的加號，再雙擊“RoutingLayers”，單擊“RoutingLayers”，“Constraints”選項區(qū)域，本項目核心主板設(shè)計為雙層板，默認(rèn)設(shè)置即可。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（4）接下來進(jìn)行元器件封裝在PCB上的放置方向設(shè)置，依次單擊其對話框中左側(cè)“Placement”下的“ComponentOrientations”項目欄，在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“NewRule”菜單命令，添加一個元器件方位約束的規(guī)則（默認(rèn)生成），然后再雙擊該新添加的設(shè)計規(guī)則，即可進(jìn)入如圖5-3-23所示的“元器件方位約束設(shè)置”對話框。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（5）在“元器件方位約束設(shè)置”對話框中的“AllowedOrientations”欄中選擇“AllOrientations”（任意角度），設(shè)置完成，單擊按鈕，使設(shè)置生效。（6）單擊“OK”按鈕，退出該設(shè)置對話框。其他設(shè)置均采用系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)。（7）將四個安裝孔鎖定。（8）在“Inspector”面板窗口中找到“Graphical”項，在其中選中“Locked”選項。如右圖所示。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（9）自動布局。單擊“Tools”→“Componentplacement”→“AutoPlacer…”，結(jié)果如左側(cè)圖所示。（10）單擊“ClusterPlacer”（分組布局）單選框。（11）單擊“OK”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入“自動布局”狀態(tài)。結(jié)果如右側(cè)圖所示。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（12）核心主板自動布局后，很顯然，不能完全滿足電路板設(shè)計人員要求，這時就需要采用手工布局的方式，對元器件再進(jìn)行整體布局。（13）參考本單元項目二問題導(dǎo)讀、知識拓展和知識鏈接關(guān)于核心主板各個拆解電路原理圖，布局核心主板PCB設(shè)計結(jié)果（參考效果）如右側(cè)上圖所示。（14）為了使電路板設(shè)計更加整齊美觀，在元器件布局中常常需要對元器件進(jìn)行對齊操作。下面以3個LED（DD2~DD4）為例，如右側(cè)下圖所示。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（15）通過按“Shift”鍵與鼠標(biāo)左鍵單擊（或利用單擊直接進(jìn)行框選），將DD2~DD4全部選取。（16）單擊“Utilities”（公用項目）工具欄中的“AlignmentTools”工具欄下的“元器件左對齊”工具按鈕。再單擊其“元器件豎直方面間距均等”工具按鈕。項目三任務(wù)二元器件布局操作做中學(xué)（二）—PCB布局參數(shù)設(shè)置（17）其它電子元器件，如按鍵、電阻等，對齊操作同理步驟（16），最終完成的核心主板PCB布局設(shè)計，如圖5-3-33所示。。（18）單擊“View”→“BoardIn3D”菜單命令，結(jié)果生成3D效果，如圖5-3-34所示。項目三任務(wù)三PCB元器件序號集群編輯操作做中學(xué)（一）PCB集群編輯（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中“Timercontroller.PCBDOC”文件。（2）右擊核心主板布局圖中的任意一個元器件的序號，在彈出的快捷菜單中選定“FindSimilarObjects”菜單命令，如圖5-3-36所示。（3）單擊“ObjectSpecific”（對象特性）范圍下的最后“Any”項，將“Any”改為“Same”（相同），結(jié)果如圖5-3-37所示。項目三任務(wù)三PCB元器件序號集群編輯操作做中學(xué)（一）PCB集群編輯（4）單擊該面板窗口中的“OK”按鈕，結(jié)果所有元器件的序號都被選中。（5）編輯窗口同時顯示“Inspector”面板窗口，此時修改“Graphical”（對象圖形屬性），將“TextHight”（字符高度）值改為1.2mm，將“TextWidth”（字符寬度）值改為0.18mm，結(jié)果如圖5-3-39所示。項目三任務(wù)三PCB元器件序號集群編輯操作做中學(xué)（一）PCB集群編輯（6）在該面板窗口，修改完字符高度值和字符寬度值后，按“Enter”鍵（回車鍵），結(jié)果核心主板布局圖顯示效果如圖5-3-40所示，所有元器件的序號都已經(jīng)變小。（7）單擊PCB編輯窗口右下角的Clear按鈕，取消掩膜功能。單擊“OK”按鈕，最后PCB元器件序號顯示效果如圖5-3-41所示。項目三任務(wù)三PCB元器件序號集群編輯操作做中學(xué)（二）元件封裝集群編輯

如發(fā)現(xiàn)幾個電容的封裝（焊盤距離尺寸大?。┎缓线m，即原理圖中的元器件選擇有問題，具體修改操作步驟如下。（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中“Timercontroller.PCBDOC”文件。發(fā)現(xiàn)電源部分設(shè)計的電容C1、C2、C3封裝類型大小不合適，實際使用體積較小的電容，故將其修改。（2）右擊任意一個電容元器件，在彈出的快捷菜單中選定“FindSimilarObjects”菜單命令，如圖5-3-36所示。項目三任務(wù)三PCB元器件序號集群編輯操作做中學(xué)（二）元件封裝集群編輯

（3）將彈出“FindSimilarObjects”面板窗口，單擊“ObjectSpecific”（對象特性）范圍下的“Footprint”項“CAPPR5.5x5”后“Any”項，通過下拉選項將“Any”改為“Same”（相同），操作如圖5-3-42所示，單擊“OK”按鈕，PCB上電容顯示結(jié)果如圖5-3-43所示，在“Inspector”面板窗口中修改其封裝“CAPPR32.5x6.8”并回車，電容都變小效果圖結(jié)果圖5-3-45所示。項目四多功能定時控制器PCB布線操作（1）熟悉PCB走線的規(guī)律與操作方法。（2）熟練掌握自動布線的一般常用規(guī)則設(shè)置，掌握自動布線操作步驟與方法。（3）熟知印制電路板的布線原則。PCB如何走線？

走線的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的性能，大量的電子產(chǎn)品PCB設(shè)計，其布線在高速運行的PCB（電子產(chǎn)品）上是相當(dāng)?shù)闹匾Ｔ趯嶋H布線中，……項目四多功能定時控制器PCB布線操作走線規(guī)律和布線細(xì)說（1）走線規(guī)律①走線方式

②走線形狀③電源線與地線的設(shè)計

④多層板走線方向（2）布線細(xì)說①PCB布線的分類

②PCB布線的方式項目四多功能定時控制器PCB布線操作（一）導(dǎo)線、飛線和網(wǎng)絡(luò)

導(dǎo)線也稱銅膜走線，俗稱電線，用于連接各個焊點（連接端口），是印刷電路板最重要的部分，印刷電路板設(shè)計都是圍繞如何布置導(dǎo)線來進(jìn)行的。在Protel電路設(shè)計系統(tǒng)中與導(dǎo)線有關(guān)的另外一種線，常稱為飛線，也稱預(yù)拉線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則生成的，用來指引布線的一種連線。……項目四多功能定時控制器PCB布線操作（二）布線的注意事項（1）專用地線、電源線寬度應(yīng)大于1mm。（2）其走線應(yīng)成“一”字形排列，方便分布電流平衡。（3）盡可能地縮短高頻器件之間的連線，減少它們之間的分布參數(shù)和相互信號干擾。……項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置做中學(xué)為了進(jìn)行更佳的PCB布線與電路運行，必須進(jìn)行一般性的布線設(shè)置。這里進(jìn)行設(shè)置的內(nèi)容主要包括：①元器件之間布線安全間距設(shè)置為8mil，而電源和接地網(wǎng)絡(luò)布線安全間距為12mil；②設(shè)置布線轉(zhuǎn)角為圓弧方式，布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“Shortest”方式；③設(shè)置普通導(dǎo)線的典型寬度為12mil，最小和最大寬度分別設(shè)置為9mil和15mil；④將電源和接地導(dǎo)線寬度設(shè)置為25mil；⑤設(shè)置優(yōu)先級：“Power”網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線布線優(yōu)先級為1，一般導(dǎo)線布線優(yōu)先級為2。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置做中學(xué)多功能定時控制器PCB布線設(shè)置的具體操作步驟如下。（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中“Timercontroller.PCBDOC”文件。（2）單擊“Design”→“Rules（規(guī)則）”菜單命令，打開“PCBRulesandConstraintsEditor”（元器件布局設(shè)計規(guī)則設(shè)置）對話框，如圖5-4-1所示。（3）單擊左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Electrical”（電氣規(guī)則）選項，對話框右側(cè)如圖5-4-1所示。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置做中學(xué)（4）雙擊右側(cè)列表中的“Clearance”項，在“MinimumClearance”欄中輸入“8mil”，對話框設(shè)置結(jié)果如圖5-4-2所示。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置做中學(xué)接下來，進(jìn)行紅外熱釋電報警器原理圖的修正操作。首先，打開紅外熱釋電報警器工程項目及原理圖。其次，在紅外熱釋電報警器原理圖中小心地設(shè)置兩個錯誤，一個是將Q1三極管基極接地斷開，另一個是將Q2集電極電阻R1改為R10。結(jié)果如下所示，已經(jīng)由黑圈標(biāo)記出。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置做中學(xué)（5）在“Clearance”選項上右擊鼠標(biāo)，在彈出的子菜單中選擇“NewRule”（新建規(guī)則）命令，如圖5-4-3所示，結(jié)果如圖5-4-4所示，新建的規(guī)則名稱為“Clearance_1”。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置（6）單擊左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Clearance_1”選項，在“Name”欄中輸入新建規(guī)則的名稱“Power”，在“WheretheFirstobjectmatches”欄選中“Net”選項，然后在其后的下拉列表中選擇“VCC”；在“WheretheSecondobjectmatches”欄選中“Net”選項，然后在其后的下拉列表中選擇“GND”；在“MinimumClearance”欄中輸入“12mil”，單擊“Apply”按鈕使設(shè)置生效。結(jié)果如圖5-4-5所示。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置（7）依次單擊打開左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Routing”（布線）→“RoutingCorners”→“RoutingCorners”選項，在“Style”欄選擇“Rounded”（導(dǎo)線轉(zhuǎn)角為圓弧模式），結(jié)果如圖5-4-6所示。（8）依次單擊打開左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Routing”（布線）→“RoutingTopology”→“RoutingTopology”選項，在“Topology”欄選擇“Shortest”項，即可將布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)置為最短模式，結(jié)果如圖5-4-7所示。同樣可以單擊“Apply”按鈕使設(shè)置生效。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置（9）依次單擊打開左側(cè)目錄樹結(jié)構(gòu)中“Routing”（布線）→“Width”→“Width”選項，在“PreferredWidth”（典型寬度）欄填入“12mil”（導(dǎo)線典型寬度設(shè)置為12mil），在“MinWidth”（最小的寬度）欄和“MaxWidth”（最大的寬度）欄分別填入“9mil”和“15mil”，結(jié)果如圖5-4-8所示。同樣可以單擊“Apply”按鈕，立即使設(shè)置生效。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置（10）添加新導(dǎo)線規(guī)則。在“Width”項上右擊鼠標(biāo)，在彈出的子菜單中選擇“NewRule”（新建規(guī)則）命令，電源網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線命名為“VCC”，設(shè)置電源網(wǎng)絡(luò)寬度為“25mil”；同理，添加新導(dǎo)線規(guī)則，接地網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線命名為“GND”，設(shè)置其寬度為“25mil”，操作如下圖所示。項目四任務(wù)一PCB布線設(shè)置（11）單擊“Priorities”按鈕，“EditRulePriorities”對話框中，“Rule

Type”“Priority”“Enabled”“Name”“Scope”“Attributes”等，優(yōu)先級的順序通過單擊下面的“DecreasePriority”（降序）、“IncreasePriority”（升序）改變VCC、GND、Width三種規(guī)則的前后順序，如右圖所示。項目四任務(wù)二PCB布線做中學(xué)

下面結(jié)合多功能定時控制器PCB設(shè)計，進(jìn)行自動布線，這里采用Protel默認(rèn)布線規(guī)則。（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中的“Timercontroller.PCBDOC”文件。（2）單擊“AutoRoute（自動布線）”→“All”菜單命令，彈出如右圖所示的“SitusRoutingStrategies”（自動布線策略）對話框。項目四任務(wù)二PCB布線做中學(xué)（3）在如圖5-4-11所示的對話框中，單擊

按鈕，即可進(jìn)入自動布線狀態(tài)。同時，彈出“Messages布線過程”的信息面板窗口，過一段時間（與計算機運行速度有關(guān)），最終反饋給設(shè)計者一個布線完成的綜合性的Messages信息面板窗口，如下圖所示。項目四任務(wù)二PCB布線做中學(xué)（4）自動布線結(jié)束后，多功能定時控制器PCB窗口顯示結(jié)果如下圖所示。（5）單擊“View”→“Boardin3D”菜單命令，結(jié)果生成3D效果圖5-4-13核心主板布線結(jié)果效果圖圖5-4-143D仿真視圖項目五多功能定時控制器PCB檢查（1）熟悉PCB的設(shè)計規(guī)則檢查方法。（2）學(xué)會查閱錯誤信息并能找出錯誤的原因，進(jìn)行修改。你有，我能省嗎？

一天早晨，SCH與PCB兩個兄弟碰面了。SCH說：“老弟兒，這要去哪兒？見上一面可真不容易呀！也不感謝我一聲，沒有我的把關(guān)（規(guī)則與檢查），你肯定設(shè)計制作不出來。難得出來了，聊聊吧！”?！椖课宥喙δ芏〞r控制器PCB檢查DRC（電路板設(shè)計規(guī)則校驗）

在電路板設(shè)計布線完成之后，應(yīng)當(dāng)對電路板進(jìn)行仔細(xì)的設(shè)計規(guī)則檢驗（DesignRulesCheck，簡稱DRC），系統(tǒng)根據(jù)布線規(guī)則設(shè)置來檢查整個PCB，以確保電路板上所有的網(wǎng)絡(luò)連接正確無誤，并符合電路板設(shè)計規(guī)則和產(chǎn)品設(shè)計要求，同時在所有出現(xiàn)錯誤的地方將使用DRC出錯標(biāo)志標(biāo)記出來，此外還將生成錯誤報表。

DRC校驗分兩種形式：批處理式DRC校驗（Batch）和在線式DRC校驗（Online）。項目五多功能定時控制器PCB檢查DRC校驗形式細(xì)說

在線式DRC校驗主要應(yīng)用于PCB設(shè)計過程中，如果電路板上有違反設(shè)計規(guī)則的操作，Protel系統(tǒng)將會使違反設(shè)計規(guī)則的圖件變成綠色以提醒設(shè)計者，而且若不排除次錯誤，當(dāng)前操作將不能繼續(xù)進(jìn)行。一般的PCB設(shè)計都要求對以下幾個方面進(jìn)行DRC設(shè)計校驗。 Clearance：安全間距方面限制設(shè)計規(guī)則校驗。 Width：導(dǎo)線設(shè)計寬度限制設(shè)計規(guī)則校驗。 Un-RoutedNet：未布線網(wǎng)絡(luò)限制設(shè)計規(guī)則校驗。 Short-Circuit：電路短路設(shè)計規(guī)則校驗。……項目五任務(wù)一

DRC設(shè)計校驗做中學(xué)（1）打開“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目文件，單擊打開“Projects”面板中的“Timercontroller.PCBDOC”文件。（2）單擊選擇“Tools（工具）”→“DesignRuleCheck（設(shè)計規(guī)則檢查）”菜單命令。啟動“DesignRuleChecker”對話框，如右圖所示。項目五

任務(wù)一

DRC設(shè)計校驗做中學(xué)（3）單擊(2)步打開的對話框左下角的

按鈕，系統(tǒng)將進(jìn)行DRC設(shè)計規(guī)則校驗，同時系統(tǒng)將自動切換到其規(guī)則校驗報表文件窗口，如右圖所示。項目五

任務(wù)一DRC設(shè)計校驗做中學(xué)（4）系統(tǒng)還自動激活“Messages信息反饋”面板窗口（如果沒有自動彈出，可以手工打開，操作方法同前，不再重述），結(jié)果如圖5-5-3所示。項目五任務(wù)二查看DRC報表文件做中學(xué)（1）打開上任務(wù)一生成的DRC設(shè)計規(guī)則校驗報表文件“Timercontroller.DRC”，通過瀏覽如圖5-5-2所示的DRC報表文件，主要報告內(nèi)容如下顯示：Broken-NetConstraint((All))、ClearanceConstraint(Gap=12mil)(InNet('VCC')),(InNet('GND'))；WidthConstraint(Min=25mil)(Max=25mil)(Preferred=25mil)(All)等都不存在問題，都不需要修改，尤其對于初學(xué)者，我們要耐心閱讀和查看。（2）在電路設(shè)計導(dǎo)線短路這一關(guān)鍵項中：Short-CircuitCons