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)十四 PCB設(shè)計(jì)-自動(dòng)布局與布線-練習(xí)1-3

第頁(yè)《AltiumDesigner19原理圖與PCB設(shè)計(jì)速成實(shí)訓(xùn)教程》教案第講/共頁(yè)20年月日課題實(shí)訓(xùn)十四PCB設(shè)計(jì)——自動(dòng)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)進(jìn)行原理圖編譯檢查以及錯(cuò)誤信息的解讀與處理。(3)掌握網(wǎng)絡(luò)表的加載方法，熟悉工程變更指令對(duì)話框的含義，以及錯(cuò)誤信息的含義和修改方法。理解飛線的含義。(4)掌握自動(dòng)布局與自動(dòng)布線規(guī)則的含義與設(shè)置方法。(5)掌握自動(dòng)布局方法，學(xué)會(huì)手工調(diào)整布局。(6)掌握“Situs布線策略”對(duì)話框的含義，學(xué)會(huì)自動(dòng)布線與撤銷布線的方法。(7)掌握元件注釋的修改與正確顯示的全局編輯的方法。(8)學(xué)會(huì)添加電源/地等輸入端與輸出端信號(hào)的焊盤，并與有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的連接方法。(9)掌握在電路板上添加文字注釋的方法。(10)掌握電路板的裁剪方法與PCB的3D預(yù)覽。重點(diǎn)原理圖編譯檢查以及錯(cuò)誤信息的解讀與處理；網(wǎng)絡(luò)表的加載方法，工程變更指令對(duì)話框的含義，以及錯(cuò)誤信息的含義和修改；自動(dòng)布局與自動(dòng)布線規(guī)則的含義與設(shè)置；自動(dòng)布線與撤銷布線難點(diǎn)原理圖編譯檢查以及錯(cuò)誤信息的解讀與處理；網(wǎng)絡(luò)表的加載方法，工程變更指令對(duì)話框的含義，以及錯(cuò)誤信息的含義和修改；自動(dòng)布局與自動(dòng)布線規(guī)則的含義與設(shè)置；自動(dòng)布線與撤銷布線教具多媒體電腦復(fù)習(xí)提問(wèn)新知識(shí)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(jiàn)本次教學(xué)所涉及到的圖、表等材料在此處繪制或粘貼圖14-1計(jì)數(shù)譯碼電路圖14-21電源線寬度設(shè)置窗口圖14-28添加文字標(biāo)注的效果教案設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)十四PCB設(shè)計(jì)——自動(dòng)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)進(jìn)行原理圖編譯檢查以及錯(cuò)誤信息的解讀與處理。(3)掌握網(wǎng)絡(luò)表的加載方法，熟悉工程變更指令對(duì)話框的含義，以及錯(cuò)誤信息的含義和修改方法。理解飛線的含義。(4)掌握自動(dòng)布局與自動(dòng)布線規(guī)則的含義與設(shè)置方法。(5)掌握自動(dòng)布局方法，學(xué)會(huì)手工調(diào)整布局。(6)掌握“Situs布線策略”對(duì)話框的含義，學(xué)會(huì)自動(dòng)布線與撤銷布線的方法。(7)掌握元件注釋的修改與正確顯示的全局編輯的方法。(8)學(xué)會(huì)添加電源/地等輸入端與輸出端信號(hào)的焊盤，并與有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的連接方法。(9)掌握在電路板上添加文字注釋的方法。(10)掌握電路板的裁剪方法與PCB的3D預(yù)覽。實(shí)訓(xùn)設(shè)備AltiumDesigner19軟件、PC機(jī)。練習(xí)一計(jì)數(shù)譯碼電路的PCB設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容繪制如圖14-1所示的計(jì)數(shù)譯碼電路，圖中電路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件庫(kù)中；SN74LS160A、SN74LS247取自TIDatabooks.IntLib元件庫(kù)中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件庫(kù)中。繪制完原理圖后進(jìn)行原理圖編譯，生成網(wǎng)絡(luò)表。建立雙層電路板，在禁止布線層繪制一個(gè)長(zhǎng)2700milx寬1600mil大小的一個(gè)矩形框，在機(jī)械層繪制物理邊界2800milx寬1700mil矩形框。導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，然后進(jìn)行布局與布線。布局、布線前，使用布局、布線規(guī)則，設(shè)置電源VCC、地線GND網(wǎng)絡(luò)的線寬為30mil，整板的線寬為10mil，然后布線。進(jìn)行元件標(biāo)號(hào)及注釋字符調(diào)整，并在JP1焊盤旁添加文字標(biāo)注“VCC”、“GND”、“CLK”，在電路板適當(dāng)?shù)胤椒胖梦淖帧熬毩?xí)14-1計(jì)數(shù)譯碼電路PCB設(shè)計(jì)”。操作提示(1)創(chuàng)建工程項(xiàng)目，添加電路圖文件，畫電路原理圖。(2)進(jìn)行原理圖編譯檢查。執(zhí)行菜單命令“工程”→“CompilePCBProject…”。(3)生成網(wǎng)絡(luò)表。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“文件的網(wǎng)絡(luò)表”，選中“Protel”格式。(4)添加PCB文件。在原理圖文件所在的項(xiàng)目中添加一個(gè)PCB文件，保證兩個(gè)文件處于同一個(gè)項(xiàng)目中！保存原理圖文件和PCB文件的同名。(5)規(guī)劃印制電路板。（6）導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表文件。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“ImportChangeFrom計(jì)數(shù)譯碼電路的PCB設(shè)計(jì).PrjPcb”，打開“工程變更指令”對(duì)話框，如圖14-2所示，對(duì)話框中包括原理圖中所有元件和網(wǎng)絡(luò)的名稱、數(shù)量等內(nèi)容。圖14-2“工程變更指令”對(duì)話框(7)單擊圖14-2中的【驗(yàn)證變更】【執(zhí)行變更】命令，查看驗(yàn)證變更、執(zhí)行變更后的狀態(tài)，如圖14-3所示，如果“狀態(tài)”欄中的“檢驗(yàn)”“完成”各項(xiàng)均顯示正確符號(hào)，則表明在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表時(shí)沒(méi)有錯(cuò)誤，即可繼續(xù)下一步。否則查看錯(cuò)誤信息，返回原理圖進(jìn)行修改，直到?jīng)]有任何錯(cuò)誤為止。圖14-3“驗(yàn)證變更”、“執(zhí)行變更”結(jié)果對(duì)話框(8)單擊圖14-3對(duì)話框中的【關(guān)閉】按鈕，退出“工程變更指令”對(duì)話框。所裝入的網(wǎng)絡(luò)與元器件封裝放置在PCB文檔的邊界之外的“Room”中，并且以飛線的形式顯示著網(wǎng)絡(luò)和元器件封裝之間的連接關(guān)系。(9)移動(dòng)“Room”，元器件將隨“Room”一起移動(dòng)，放到編輯區(qū)域中心。(10)查看并修改元件注釋。在原理圖中雙擊需要修改的元件（如R1），彈出元件屬性對(duì)話框，在“Comment”后面輸入阻值大小。再次生成網(wǎng)絡(luò)表，再執(zhí)行主菜單“設(shè)計(jì)”→“ImportChangeFrom計(jì)數(shù)譯碼電路的PCB設(shè)計(jì).PrjPcb”，打開“工程變更指令”對(duì)話框，可以看到所有變更的元件。(12)單擊【驗(yàn)證變更】、【執(zhí)行變更】按鈕，如果“狀態(tài)”欄中的“檢驗(yàn)”“完成”各項(xiàng)均顯示正確符號(hào)，單擊【關(guān)閉】按鈕，則完成元件注釋的變更。(13)修改元件注釋顯示字體。如電阻元件的單位“Ω”符號(hào)顯示的是亂碼，可以采用全局編輯的方法進(jìn)行統(tǒng)一修改。在“FontType”選項(xiàng)區(qū)選中“TrueType”即可。注意：其他符號(hào)的顯示也可采用相同的方法。設(shè)置自動(dòng)布局規(guī)則。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“規(guī)則”，打開“PCB規(guī)則及約束編輯器”對(duì)話框，如圖14-14所示。單擊圖中“Placement”前面的，可以展開它的六項(xiàng)子規(guī)則，子規(guī)則前面有標(biāo)記的表示已激活；沒(méi)有標(biāo)記的表示未被激活，未激活的選項(xiàng)使用時(shí)可以通過(guò)添加新規(guī)則來(lái)完成。(15)自動(dòng)布局。執(zhí)行菜單命令“工具”→“器件擺放”，可選擇三種擺放類型之一進(jìn)行布局。選擇按“按照Room排列”布局。將Room空間移到電路板規(guī)劃區(qū)域。拖動(dòng)Room邊框調(diào)整其大小，與電路板電氣邊界重合。執(zhí)行菜單命令“工具”→“器件擺放”→“按照Room排列”，移動(dòng)光標(biāo)到Room空間區(qū)，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可進(jìn)行自動(dòng)布局。(16)手工調(diào)整元件布局與元件標(biāo)號(hào)和注釋。調(diào)整時(shí)隨時(shí)修改柵格尺寸，以使調(diào)整更加方便。(17)設(shè)置布線規(guī)則。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“規(guī)則”，在彈出“PCB規(guī)則及約束編輯器”對(duì)話框中單擊選項(xiàng)，彈出Routing（布線）規(guī)則，這里主要對(duì)布線寬度進(jìn)行設(shè)置，其他選項(xiàng)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。(18)單擊圖14-19中圖標(biāo)，彈出如圖14-20所示布線寬度規(guī)則對(duì)話框。圖14-14PCB規(guī)則及約束編輯器（布局規(guī)則）圖14-20Width（布線寬度）規(guī)則(19)設(shè)置地線網(wǎng)絡(luò)GND線寬為30mil。右鍵單擊圖標(biāo)，添加新規(guī)則，在WhereTheObjectmatches(適用范圍)選中“Net”(網(wǎng)絡(luò))，在右側(cè)下拉列表中選擇“GND”；在線寬窗口內(nèi)修改“”最小線寬、“”首選線寬、“”最大線寬均為30mil。(20)設(shè)置電源網(wǎng)絡(luò)VCC線寬：同GND線寬的設(shè)置，區(qū)別是在“Net”下拉列表中選擇VCC。設(shè)置完成，單擊圖標(biāo)，即可發(fā)現(xiàn)右側(cè)線寬狀態(tài)窗口內(nèi)多了電源線寬度信息行，如圖14-22所示。圖14-22增加了電源寬度后的線寬信息(21)單擊【確定】按鈕，完成設(shè)置。(22)執(zhí)行菜單命令“布線”→“自動(dòng)布線”，彈出布線下拉菜單。(23)選擇“全部”，打開“Situs布線策略”對(duì)話框，采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。(24)單擊【RouteAll】按鈕，對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行自動(dòng)布線。(25)布線完成后彈出布線信息對(duì)話框，顯示布線情況。(26)關(guān)閉該布線信息對(duì)話框。如果走線不合理或出現(xiàn)未連接，可進(jìn)行手工調(diào)整。(27)標(biāo)注文字。將當(dāng)前工作層切換為TopOverlayer（頂層絲印層），按要求放置文字標(biāo)注。圖14-28所示為添加文字標(biāo)注及調(diào)整后的效果。練習(xí)二電源、地線網(wǎng)絡(luò)的布線層設(shè)置實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)置地線網(wǎng)絡(luò)（GND）的布線層為底層，電源網(wǎng)絡(luò)（VCC）的布線層為頂層，然后對(duì)練習(xí)一所示的電路進(jìn)行布線。操作提示(1)取消布線。執(zhí)行菜單命令“布線”→“取消布線”。(2)設(shè)置地線網(wǎng)絡(luò)GND布線層：執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“規(guī)則”，彈出“PCB規(guī)則及約束編輯器”對(duì)話框，選中選項(xiàng)。(3)單擊，添加新規(guī)則，在右側(cè)“WhereTheObjectmatches”選中“Net”，在右側(cè)下拉列表中選擇“GND”；在下面的“允許布線”中選中。(4)設(shè)置電源網(wǎng)絡(luò)VCC布線層。同地線網(wǎng)絡(luò)GND布線層設(shè)置，區(qū)別是在“Net”下拉框選擇“VCC”，在“允許布線”中選中。(5)設(shè)置完成，單擊圖標(biāo)，即可發(fā)現(xiàn)右側(cè)布線層狀態(tài)窗口內(nèi)多了電源VCC和GND布線層信息行。如圖14-32所示。(6)單擊【確定】按鈕，完成設(shè)置。圖14-32添加了VCC、GND布線層規(guī)則(7)執(zhí)行菜單命令“布線”→“自動(dòng)布線”→“全部”，打開“Situs布線策略”對(duì)話框，采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。(8)單擊【RouteAll】按鈕，對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行自動(dòng)布線。從布線結(jié)果可以看出，電源VCC網(wǎng)絡(luò)在頂層走線，地網(wǎng)絡(luò)GND在底層走線。練習(xí)三網(wǎng)絡(luò)布線層設(shè)置實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)置布線層為底層，對(duì)練習(xí)一的電路進(jìn)行自動(dòng)布線。操作提示(1)取消布線。執(zhí)行菜單命令“布線”→“取消布線”。(2)刪除練習(xí)二設(shè)置的布線規(guī)則。執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)”→“