《電子線路CAD》課件-第7章

7.1印制電路板基本知識(shí)7.2創(chuàng)建PCB文件7.3PCB的工作層面7.4PCB工具欄7.5本章小結(jié)7.6習(xí)題7.1.1印制電路板結(jié)構(gòu)

所謂印制電路板，就是通過絕緣基板上的印制導(dǎo)線、焊盤以及金屬化過孔等來實(shí)現(xiàn)電路元件各個(gè)引腳之間的電氣連接，它也常被稱為印刷電路板或者印制板，即通常所說的PCB(PrintedCircuitBoard)。7.1印制電路板基本知識(shí)在絕緣性能很高的材料上，通過一定的電子工藝覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅膜，這樣就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必須的材料——敷銅板。然后按照電路設(shè)計(jì)的要求，在敷銅板上刻蝕出導(dǎo)電圖形并且鉆出元件引腳安裝孔、實(shí)現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個(gè)電路板所需的螺絲孔等，這樣就能夠獲得設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)所需的印制電路板。

印制電路板的種類很多，分類方法也多種多樣：根據(jù)敷銅板材料的不同可以將其分為紙質(zhì)敷銅板、玻璃布敷銅板和撓性敷銅板；根據(jù)敷銅板導(dǎo)電層數(shù)的不同又可以將其分為單面板、雙面板和多層板。

1)單面板

單面板是一種一面有敷銅、另一面沒有敷銅的較為簡單的印制電路板，因此它只能夠在敷銅的一面進(jìn)行布線。一股來說，單面板結(jié)構(gòu)簡單、不需要打過孔并且成本較低，因此批量生產(chǎn)的簡單電路設(shè)計(jì)通常會(huì)采用單面板的形式，但由于單面板走線只能在一面進(jìn)行，因此，它的設(shè)計(jì)比雙面板和多層板困難得多。

2)雙面板

雙面板是包括頂層(TopLayer)和底層(BottomLayer)兩面敷銅的電路板，頂層一般為元件面，底層一般為焊接層面。雙面板因?yàn)閮擅娑加蟹筱~，均可布線，因而得到了廣泛應(yīng)用。

3)多層板

多層板是包含多個(gè)工作層的電路板，一般指3層以上的電路板，除頂層和底層以外，還包括中間層、內(nèi)部電源層或接地層。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電路板越來越復(fù)雜，多層電路板也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。7.1.2元器件封裝

在印刷電路板設(shè)計(jì)中，放置在PCB上的實(shí)際是元件管腳的分布結(jié)構(gòu)，被稱之為元件封裝，或者說元件封裝就是元件的外形和管腳分布結(jié)構(gòu)圖。

PCB設(shè)計(jì)過程中的元件和原理圖設(shè)計(jì)過程中的元件是兩個(gè)不同的概念。原理圖中的元件只是為了說明元件的電氣性能，其外形尺寸是無關(guān)緊要的，但是PCB設(shè)計(jì)過程中的元件指的是元件封裝，它的意義就是代表實(shí)際器件外形尺寸結(jié)構(gòu)。同一個(gè)元件可能會(huì)有不同的封裝形式，不同的元件也可能封裝形式相同。元件封裝根據(jù)焊接形式不同可以分為兩類：一類是直插式元件封裝；另一類是表面粘貼式元件封裝。

1)直插式元件封裝

直插式元件封裝帶有立針式管腳，元件直接通過焊盤孔從頂層直通到底層。這類元件封裝一般比較大，所以構(gòu)成的電路板一般體積比較大，容易通過烙鐵來完成焊接，如圖7-1所示。圖7-1常見直插式封裝圖7-1中，左側(cè)最上一個(gè)為直插式電阻元件的類型封裝，其封裝名稱分別有：“AXIAL-0.3”、“AXIAL-0.4”、“AXIAL-0.5”和“AXIAL-0.6”等。其中后兩位數(shù)字代表的含義就是兩個(gè)焊盤之間的距離，也就是說以上四個(gè)電阻封裝中兩個(gè)焊盤之間的距離分別是“300mil”、“400mil”、“500mil”和“600mil”。左側(cè)中間為無極性電容的封裝類型。左側(cè)下部為極性電容的封裝類型，封裝名稱為“RBXX-XX”，前兩位代表引腳間距，后兩位代表電容直徑。右側(cè)為一個(gè)雙列直插式(DIP，DualIn-linePackage)集成電路封裝，封裝名稱為DIP-XX，其后綴代表管腳數(shù)。

2)表面粘貼式封裝

表面粘貼式元件也叫表貼元件，這類元件的焊接不需要鉆孔來實(shí)現(xiàn)。元件是通過印刷電路板的表面焊盤與元件管腳粘貼在一起的，所以就稱這類元件為表面粘貼式元件。表面粘貼式元件的特點(diǎn)是體積小，容易制成結(jié)構(gòu)比較緊湊的印制電路板。圖7-2是一些常見的表面粘貼元件的封裝。常見的表面粘貼式封裝有四邊引出扁平封裝(QuadPacks，QUAD)、小尺寸封裝(SmallOutlinePackage，SOP)、陶瓷無引線芯片載體(LeadlessCeramicChipCarrier，LCCC)、塑料有引線芯片載體(PlasticLeadedChipCarrier，PLCC)等。圖7-2常見表面粘貼式封裝7.1.3導(dǎo)線、焊盤和過孔

導(dǎo)線也稱銅膜導(dǎo)線，用于連接各個(gè)焊盤，是印制電路板最重要的部分。印制電路板設(shè)計(jì)都是圍繞如何布置導(dǎo)線來進(jìn)行的。

焊盤(Pad)的作用是放置焊錫、連接導(dǎo)線和元件引腳。焊盤是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸也是最重要的概念。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)和受熱、受力等因素。Protel在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓形、方形、八角形和定位用焊盤等。各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細(xì)分別編輯確定，原則是孔的尺寸比引腳直徑大0.2～0.4mm。圖7-3過孔的圖形過孔(Via)是為了連通各層之間的線路，在各層需要連通的導(dǎo)線的交匯處鉆上一個(gè)公共孔，這就是過孔。過孔有三種，即從頂層貫通到底層的穿透式過孔、從頂層通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層的盲過孔以及內(nèi)層間的隱藏過孔。過孔從上面看上去，有兩個(gè)尺寸，即通孔直徑和過孔直徑，如圖7-3所示。通孔和過孔之間的孔壁，由與導(dǎo)線相同的材料構(gòu)成，用于連接不同層的導(dǎo)線。7.1.4絲印層和敷銅

為了方便電路的安裝和維修，在電路板的表面印上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號(hào)，例如電路名稱、廠家標(biāo)志以及生產(chǎn)日期等，這就是絲印層。在設(shè)計(jì)絲印層時(shí)，要注意合理地選擇標(biāo)注的位置和大小，要考慮到將來元件的安放可能擋住標(biāo)注，也不能侵入助焊區(qū)。

對(duì)于抗干擾要求較高的電路板，常常需要在PCB上敷銅。敷銅可以有效地實(shí)現(xiàn)電路板的信號(hào)屏蔽，提高電路板信號(hào)的抗干擾能力。7.2.1手動(dòng)規(guī)劃電路板

一般在設(shè)計(jì)PCB時(shí)都要考慮板子的外形尺寸，因而首先需要確定電路板的物理尺寸和電氣邊界。板子的電氣邊界和物理尺寸一般由KeepOutLayer中放置的軌跡線或圓弧所確定，這也就確定了板的電氣輪廓，是元件布置和路徑安排的外層限制，也是電路板的物理邊界。7.2創(chuàng)建PCB文件利用菜單命令創(chuàng)建PCB文件以及規(guī)劃電路板的一般步驟如下：

(1)執(zhí)行菜單命令“File\New\PCB”，啟動(dòng)PCB設(shè)計(jì)管理器，系統(tǒng)將自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)名為PCB1.PcbDoc的文件。

(2)單擊編輯區(qū)下方的標(biāo)簽KeepOutLayer，選擇當(dāng)前的工作層為KeepOutLayer。該層為禁止布線層，用于設(shè)置電路板的邊界，以將元件限制在這個(gè)范圍之內(nèi)，如圖7-4所示。圖7-4設(shè)置當(dāng)前的工作層為KeepOutLayer

(3)執(zhí)行菜單命令“Place\Keepout\Track”，或單擊PlacementTools工具欄中的按鈕。執(zhí)行該命令后，光標(biāo)會(huì)變成十字，將光標(biāo)移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，單擊鼠?biāo)左鍵，即可確定第一條板邊的起點(diǎn)。然后拖動(dòng)鼠標(biāo)，根據(jù)實(shí)際電路的大小，將光標(biāo)移動(dòng)到合適位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可確定第一條板邊的終點(diǎn)。用同樣的方法繪制其它三條板邊，使之首尾相連，這樣就完成了一個(gè)PCB文件大小和邊界的定義。有關(guān)印刷電路板其它參數(shù)的將在后續(xù)章節(jié)介紹。繪制完的電路板邊框如圖7-5所示。

在該命令狀態(tài)下，按Tab鍵，可進(jìn)入LineConstraints屬性對(duì)話框，如圖7-6所示，此時(shí)可以設(shè)置板邊的線寬和層面。

圖7-5繪制完成的電路板邊框圖7-6LineConstraints屬性對(duì)話框如果用戶已經(jīng)繪制了封閉的PCB限制區(qū)域，則使用鼠標(biāo)雙擊區(qū)域的板邊，系統(tǒng)將會(huì)彈出如圖7-7所示的Track屬性對(duì)話框，在該對(duì)話框中可以進(jìn)行精確的定位，并且可以設(shè)置工作層和線寬。圖7-7Track屬性對(duì)話框7.2.2利用向?qū)蒔CB

使用PCB向?qū)韯?chuàng)建PCB的操作如下：

(1)在打開的Protel工程下，打開Files面板，在Files面板中選擇Newfromtemplate欄中的PCBBoardWizard選項(xiàng)，系統(tǒng)將打開如圖7-8所示的PCB創(chuàng)建向?qū)Ы缑妗D7-8PCB創(chuàng)建向?qū)?/p>

(2)單擊“Next”按鈕，系統(tǒng)將進(jìn)入PCB度量單位選擇對(duì)話框，如圖7-9所示，在這里可以選擇度量單位英制(Imperial)或米制(Metric)。圖7-9度量單位選擇對(duì)話框

(3)選擇好度量單位后，單擊“Next”按鈕，向?qū)棾鯬CB尺寸形狀設(shè)置窗口，如圖7-10所示。該對(duì)話框左側(cè)的列表框中列出了系統(tǒng)已經(jīng)定義好的PCB樣式列表，右邊為PCB的形狀尺寸圖。此外，用戶還可以選擇PCB樣式列表中的Custom選項(xiàng)，由用戶來自由定義板卡的形狀、尺寸和圖形標(biāo)志等參數(shù)。這里選擇Custom選項(xiàng)。圖7-10PCB尺寸設(shè)置對(duì)話框

(4)選擇Custom選項(xiàng)后，單擊“Next”按鈕，進(jìn)入用戶自定義PCB參數(shù)設(shè)置窗口，如圖7-11所示。在該窗口中可以設(shè)定PCB的各種參數(shù)。

Rectangular：設(shè)定PCB為矩形；

Circular：設(shè)定PCB為圓形(若選擇該項(xiàng)，則還需要設(shè)定板子的半徑Radius參數(shù))；

Custom：用戶自定義PCB形狀；

Width：設(shè)置PCB寬度；

Height：設(shè)置PCB高度；圖7-11用戶自定義PCB參數(shù)設(shè)置

DimensionLayer：設(shè)置PCB尺寸所在層，一般是選擇機(jī)械層(MechanicalLayer)；

BoundaryTrackWidth：設(shè)置導(dǎo)線寬度；

DimensionLineWidth：設(shè)置尺寸線寬；

KeepOutDistanceFromBoardEdge：設(shè)置PCB的電氣層距離板邊界的距離；

TitleBlockandScale：選擇此項(xiàng)，則可以在PCB上生成標(biāo)題塊和比例。

除了這些常用的選項(xiàng)之外，還可以選擇在PCB板角上開口(CornerCutoff)或是內(nèi)部開口(InnerCutoff)，是否生成尺寸線(DimensionLine)，是否生成圖例和字符(LegendString)。

(5)設(shè)置好PCB形狀大小參數(shù)后，單擊“Next”按鈕，系統(tǒng)彈出PCB層數(shù)設(shè)置窗口，如圖7-12所示。這里選擇的信號(hào)層(SignalLayer)和電源層(PowerPlanes)皆為兩層。圖7-12PCB層數(shù)設(shè)置

(6)單擊“Next”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖7-13所示的過孔選擇窗口，可以根據(jù)電路的實(shí)際需要選擇通孔(ThruholeViasonly)、盲孔或埋孔(BlindandBuriedViasonly)，這里選擇通孔。圖7-13過孔選擇窗口

(7)單擊“Next”按鈕后，進(jìn)入布線參數(shù)選擇窗口，如圖7-14所示。用戶可以選擇電路板中采用表貼元件(Surface-mountcomponents)或通孔式元件(Thru-holecomponent)。如果選擇了通孔式元件為主，則還要選擇相鄰焊盤(pads)間的導(dǎo)線數(shù)，可以選擇一條(OneTrack)、兩條(TwoTrack)或三條(ThreeTrack)。如果選擇了標(biāo)貼元件為主，則還要選擇在PCB單面放置元件還是雙面放置元件。這里選擇的是以通孔式元件為主。圖7-14布線參數(shù)選擇窗口

(8)設(shè)置好布線參數(shù)后單擊“Next”按鈕，進(jìn)入導(dǎo)線和過孔尺寸設(shè)置窗口，如圖7-15所示。在這里可以設(shè)置最小導(dǎo)線尺寸，最小過孔尺寸和最小導(dǎo)線間距。

設(shè)置好導(dǎo)線和過孔尺寸參數(shù)后單擊“Next”按鈕，然后單擊“Finish”按鈕，完成PCB的創(chuàng)建，最后生成的PCB如圖7-16所示。

創(chuàng)建好PCB之后，就可以將其保存，還可以執(zhí)行“Project\AddtoProject”菜單命令，將該文件直接添加到其它某個(gè)項(xiàng)目中。圖7-15導(dǎo)線和過孔尺寸設(shè)置窗口圖7-16最后生成的PCB

ProtelDXP提供了多個(gè)不同的工作層，包括32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)內(nèi)層電源/接地層和16個(gè)機(jī)械層，用戶可以在不同的層面上進(jìn)行不同的操作。執(zhí)行“Design\LayerStackManager”命令，系統(tǒng)彈出如圖7-17所示的層管理器對(duì)話框。在這里，設(shè)計(jì)人員可以方便地對(duì)工作層面進(jìn)行添加、刪除以及更改工作層面順序等管理操作。7.3PCB的工作層面圖7-17PCB層管理器對(duì)話框7.3.1工作層面類型說明

ProtelDXP中提供的層主要有信號(hào)層、內(nèi)部平面層和機(jī)械層等，在PCB工作區(qū)的底部，有一系列層標(biāo)簽，設(shè)計(jì)人員所做的大多數(shù)編輯工作都將在某一個(gè)特殊層上。執(zhí)行PCB設(shè)計(jì)管理器的“Design\BoardLayers&Colors”命令，或者在PCB工作區(qū)上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“Options\BoardLayers”選項(xiàng)，系統(tǒng)將彈出如圖7-18所示的Layers&Colors對(duì)話框，其中顯示用到的信號(hào)層、平面層、機(jī)械層以及各層的顏色和圖紙的顏色，在其中可以對(duì)相關(guān)的層參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。圖7-18PCB層參數(shù)窗口

1)信號(hào)層(SignalLayers)

信號(hào)層主要用于放置與信號(hào)有關(guān)的電氣元素，如TopLayer為頂層，通常用作放置元件面；BottomLayer為底層，通常用作焊錫面；MidLayer層為中間工作層，用于布置信號(hào)線。

如果當(dāng)前板是多層板，則所有信號(hào)層(SignalLayers)可以全部顯示出來。圖7-18中的電路板包括四個(gè)信號(hào)層(TopLayer、BottomLayer、MidLayer1、MidLayer2)，用戶可以選擇其中的層面來進(jìn)行編輯。

ProtelDXP包括32個(gè)信號(hào)層，如果在圖7-18中選中Onlyshowlayersinlayerstack復(fù)選框，則只顯示層管理器中創(chuàng)建的信號(hào)層，否則系統(tǒng)將顯示所有32個(gè)信號(hào)層。

2)內(nèi)部平面層(InternalPlanes)

內(nèi)部平面層主要用于布置電源線及接地線，因而有時(shí)也叫電源/接地層。

在繪制多層電路板時(shí)，可以執(zhí)行“Design\LayerStackManager”命令設(shè)置內(nèi)部平面層。圖7-18所示的電路板包括兩個(gè)內(nèi)部平面層，InternalPlane1和InternalPlane2。

如果在圖7-18中選中Onlyshowlayersinlayerstack復(fù)選框，則只顯示層管理器中創(chuàng)建的平面層，否則系統(tǒng)將顯示所有16個(gè)內(nèi)部平面層。

3)機(jī)械層(MechanicalLayers)

機(jī)械層用來定義電路板輪廓、放置厚度，或其它設(shè)計(jì)需要的機(jī)械說明。這些層在打印和產(chǎn)生底片文件時(shí)都是可選擇的。在BoardLayers&Colors對(duì)話框可以添加、移除和命名機(jī)械層。制作PCB時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的信號(hào)層為兩層，默認(rèn)的機(jī)械層只有一層，用戶可以在BoardLayers&Colors話框中為PCB設(shè)置更多的機(jī)械層，在ProtelDXP中最多可以設(shè)置16個(gè)機(jī)

械層。

如果選中Onlyshowenabledmechanicallayers復(fù)選框，則只顯示激活的機(jī)械層，否則顯示所有機(jī)械層。

4)防護(hù)層(MaskLayers)

ProtelDXP設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供了四個(gè)防護(hù)層：頂層助焊層(TopSolder)、底層助焊層(BottomSolder)、頂層阻焊層(TopPaste)、底層阻焊層(BottomPaste)。在PCB設(shè)計(jì)的過程中，防護(hù)層的功能是用來防止PCB中不應(yīng)該鍍錫的地方鍍錫。

5)絲印層(SilkscreenLayers)

ProtelDXP設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供了兩個(gè)絲印層，它包括頂層絲印層(Topoverlay)和底層絲印層(Bottomoverlay)。在PCB設(shè)計(jì)的過程中，絲印層的主要作用是用來繪制元件封裝的外部輪廓、標(biāo)志圖案和文字代號(hào)等。

6)其它工作層(OtherLayers)

ProtelDXP除了提供以上的工作層以外，還提供以下的其它工作層，其它工作層共有4個(gè)復(fù)選框，各復(fù)選框的意義如下：

Keep-OutLayer：設(shè)置禁止布線層，用于設(shè)定電氣邊界，此邊界外不會(huì)布線；

MultiLayer：設(shè)置是否顯示復(fù)合層，如果不選擇此項(xiàng)，過孔就無法顯示出來；

DrillGuide：選擇繪制鉆孔導(dǎo)引層；

Drilldrawing：選擇繪制鉆孔圖層。

7)系統(tǒng)顏色(SystemColors)

用戶還可以在SystemColors操作框設(shè)置PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)顏色，各選項(xiàng)如下：

ConnectionsandFromTos：設(shè)置是否顯示飛線；

DRCErrorMarkers：設(shè)置是否顯示自動(dòng)布線檢查錯(cuò)誤標(biāo)記；

PadHoles：設(shè)置是否顯示焊盤通孔；

ViaHoles：設(shè)置是否顯示過孔的通孔；

VisibleGrid1：設(shè)置是否顯示第一組柵格；

VisibleGrid2：設(shè)置是否顯示第二組柵格。

在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，幾乎不可能打開所有的工作層，這就需要用戶設(shè)置工作層，只將自己需要的工作層打開。7.3.2設(shè)置工作層面

通過上面的介紹可以看出，ProtelDXP設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供了非常豐富的工作層面。但對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，一個(gè)PCB設(shè)計(jì)并不會(huì)用到所有的工作層面，因此在設(shè)計(jì)中就存在一個(gè)工作層面的管理問題。

1)?PCB層管理器

在PCB編輯環(huán)境下執(zhí)行菜單命令“Design\LayerStackManager”打開如圖7-17所示的PCB工作層管理器，在其中設(shè)計(jì)人員可以對(duì)工作層面進(jìn)行添加、刪除等操作。

例如，圖7-19中的電路板中設(shè)置了四個(gè)信號(hào)層(TopLayer、BottomLayer、MidLayer1、MidLayer2)和兩個(gè)內(nèi)層(InternalPlane1、IntermalPlane2)。設(shè)計(jì)人員還可以方便地對(duì)電路板的層進(jìn)行修改和管理，例如單擊AddLayer按鈕可以添加信號(hào)層，單擊AddPlane可以添加內(nèi)層電源/接地層，還可以設(shè)置中心層的厚度以及重新排列中間層的次序。圖7-19PCB層管理器對(duì)話框

2)?PCB選項(xiàng)設(shè)置

在執(zhí)行菜單命令“Design\BoardOptions”時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)如圖7-20所示的BoardOptions對(duì)話框，其中包括移動(dòng)?xùn)鸥?SnapGrid)設(shè)置、電氣柵格(ElectricalGrid)設(shè)置、可視柵格(VisibleGrid)設(shè)置、計(jì)量單位設(shè)置和圖紙大小等。圖7-20BoardOptions對(duì)話框

BoardOptions對(duì)話框中的具體參數(shù)如下：

(1)度量單位(MeasurementUnits)：用于設(shè)置系統(tǒng)度量單位，系統(tǒng)提供了兩種度量單位，Imperial(英制)和Metric(公制)，默認(rèn)為英制。

(2)移動(dòng)?xùn)鸥?SnapGrid)：移動(dòng)?xùn)鸥裰饕糜诳刂乒ぷ骺臻g的對(duì)象移動(dòng)?xùn)鸥竦拈g距，是不可見的。光標(biāo)移動(dòng)的間距由在SnapGrid的編輯框輸入的尺寸確定，用戶可以分別設(shè)置X、Y向的柵格間距。

(3)可視柵格(VisibleGrid)：可視柵格用于設(shè)置可視柵格的類型和柵距。可視柵格可以用作放置和移動(dòng)對(duì)象的可視參考?？梢晼鸥竦娘@示受當(dāng)前圖紙的縮放限制，如果不能看見一個(gè)活動(dòng)的可視柵格，可能是因?yàn)榭s放太大或太小的緣故。系統(tǒng)提供了兩種柵格類型(Makers選項(xiàng))，即線狀(lines)和點(diǎn)狀(Dots)。

(4)器件柵格(ComponentGrid)：器件柵格用來設(shè)置元件移動(dòng)的間距，分為X向柵格間距和Y向柵格間距。

(5)電氣柵格(ElectricalGrid)：電氣柵格的含義與原理圖中的電氣柵格的相同。選中ElectricalGrid復(fù)選框表示具有自動(dòng)捕捉焊盤的功能，范圍選項(xiàng)(Range)用于設(shè)置捕捉半徑。在布置導(dǎo)線時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以當(dāng)前光標(biāo)為中心，以Range設(shè)置值為半徑捕捉焊盤。

(6)圖紙位置(SheetPosition)：圖紙位置選項(xiàng)用于設(shè)置圖紙的大小和位置。X和Y選項(xiàng)用來設(shè)置圖紙的左下角的位置，Width選項(xiàng)設(shè)置圖紙的寬度，Height選項(xiàng)設(shè)置圖紙的高度。如果選中DisplaySheet復(fù)選框，則顯示圖紙，否則只顯示PCB部分。7.3.3設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)

設(shè)置PCB電路環(huán)境參數(shù)是電路板設(shè)計(jì)中的重要一步，這些參數(shù)包括光標(biāo)顯示、板層顏色等。

執(zhí)行菜單命令“Tools\Preferences”，系統(tǒng)彈出如圖7-21所示的參數(shù)設(shè)置窗口。Preferences窗口包括四個(gè)選項(xiàng)卡，即Options選項(xiàng)卡、Display選項(xiàng)卡、Show\Hide選項(xiàng)卡和Defaults選項(xiàng)卡。圖7-21PCB參數(shù)設(shè)置窗口

1．Options選項(xiàng)卡

1)?Editingoptions

該組選項(xiàng)設(shè)置意義如下：

(1)?OnlineDRC：用于設(shè)置在線規(guī)則檢查。選中該項(xiàng)后，在布線過程中系統(tǒng)將自動(dòng)根據(jù)設(shè)置的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行檢查。

(2)?SnapToCenter：設(shè)置移動(dòng)元件封裝或字符串時(shí)，光標(biāo)是否自動(dòng)移動(dòng)元件封裝或字符串參考點(diǎn)，系統(tǒng)默認(rèn)為選中。

(3)?ClickClearsSelection：設(shè)置選擇電路板組件時(shí)，是否取消原來選擇的組件。選中后系統(tǒng)不取消原來選擇的組件，并連同新選擇的組件一起處于選擇狀態(tài)，默認(rèn)為選中。

(4)?DoubleClickRunsInspector：選中該項(xiàng)后，在原件上雙擊鼠標(biāo)將彈出檢查器(Inspector)窗口，顯示元件的名稱、封裝、位置等信息。

(5)?RemoveDuplicates：設(shè)置系統(tǒng)是否自動(dòng)刪除重復(fù)的組件，默認(rèn)為選中。

(6)?ConfirmGlobalEdit：設(shè)置在整體修改時(shí)是否顯示整體修改結(jié)果提示對(duì)話框，默認(rèn)為選中。

(7)?ProtectLockedObjects：選中后保護(hù)鎖定的對(duì)象。

2)?AutopanOptions

該選項(xiàng)設(shè)置自動(dòng)移動(dòng)功能，其中的Style下拉列表框中包括如下模式選項(xiàng)。

(1)?Disable：取消移動(dòng)功能。

(2)?Re-Center：光標(biāo)移到編輯區(qū)邊緣時(shí)，將光標(biāo)所在位置坐標(biāo)作為新的編輯區(qū)中心。

(3)?FixedSizeJump：當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到編輯區(qū)邊緣時(shí)，將以Step的設(shè)置值為移動(dòng)量向未顯示區(qū)域移動(dòng)。按下Shift鍵后，系統(tǒng)將以ShiftStep選項(xiàng)的設(shè)置值為移動(dòng)量向未顯示區(qū)移動(dòng)。

(4)?ShiftAccelerate：光標(biāo)移到編輯區(qū)邊緣時(shí)，如果ShiftStep選項(xiàng)的設(shè)置值大于Step選項(xiàng)的設(shè)置值，將以Step選項(xiàng)的設(shè)置值為移動(dòng)量向未顯示區(qū)域移動(dòng)，按Shift鍵后將以ShiftStep選項(xiàng)的設(shè)置值為移動(dòng)量向未顯示區(qū)域移動(dòng)；否則忽略是否按Shift鍵，以ShiftStep選項(xiàng)的設(shè)置值為移動(dòng)量向未顯示區(qū)域移動(dòng)。

(5)?ShiftDecelerate：當(dāng)光標(biāo)移到編輯區(qū)邊緣時(shí)，如果ShiftStep項(xiàng)的設(shè)定值比StepSize項(xiàng)的設(shè)定值大的話，系統(tǒng)將以ShiftStep項(xiàng)的設(shè)定值為移動(dòng)量向未顯示的部分移動(dòng)。當(dāng)按下Shift鍵后，系統(tǒng)將以StepSize項(xiàng)的設(shè)定值為移動(dòng)量向未顯示的部分移動(dòng)。如果ShiftStep項(xiàng)的設(shè)定值比StepSize項(xiàng)的設(shè)定值小的話，不管按不按Shift鍵，系統(tǒng)都將以ShiftStep項(xiàng)的設(shè)定值為移動(dòng)量向未顯示的部分移動(dòng)。注意：當(dāng)選中ShiftDecelerate模式時(shí)，對(duì)話框中才會(huì)顯示StepSize和ShiftStep操作項(xiàng)

(6)?Ballistic：當(dāng)光標(biāo)移到編輯區(qū)邊緣時(shí)，越往編輯區(qū)邊緣移動(dòng)，移動(dòng)速度越快。系統(tǒng)默認(rèn)移動(dòng)模式為FixedSizeJump模式。

(7)?Speed編輯框設(shè)置移動(dòng)的速度。Pixels/Sec單選框?yàn)橐苿?dòng)速度單位，即每秒多少像素；Mils/Sec為每秒多少毫英寸。

3)?InteractiveRouting

該選項(xiàng)用來設(shè)置交互布線模式，用戶可以選擇三種方式：IgnoreObstacle(忽略障礙)、AvoidObstacle(避開障礙)和PushObstacle(移開障礙)。

(1)?PlowThroughPolygons：如果選中該復(fù)選框，則布線時(shí)使用多邊形來檢測布線障礙。

(2)?AutomaticallyRemoveLoops：用于設(shè)置自動(dòng)回路刪除。選中此項(xiàng)，在繪制一條導(dǎo)線后，如果發(fā)現(xiàn)存在另一條回路，則系統(tǒng)將自動(dòng)刪除原來的回路。

(3)?SmartTrackEnds：選中該復(fù)選框后，可以快速跟蹤導(dǎo)線的端部。

4)?PolygonRepou

該區(qū)域用于設(shè)置交互布線中的避免障礙和推擠布線方式。每次當(dāng)一個(gè)多邊形被移動(dòng)時(shí)，它可以自動(dòng)或者根據(jù)設(shè)置調(diào)整以避免障礙。

如果選擇Always，則可以在已敷銅的PCB中修改走線，敷銅會(huì)自動(dòng)重敷；如果選擇Never則不采用任何推擠布線方式；如果選擇Threshold，則設(shè)置一個(gè)避免障礙的門檻值，此時(shí)僅僅當(dāng)超過了該值后，多邊形才被推擠。

5)?Other(其它選項(xiàng)設(shè)置)

(1)?Undo/Redo：用于設(shè)置撤消操作/重復(fù)操作的步數(shù)。

(2)?RotationStep：用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度。在放置組件時(shí)，按一次空格鍵，組件會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這個(gè)旋轉(zhuǎn)角度就是在此設(shè)置的。系統(tǒng)默認(rèn)值為90°，即按一次空格鍵，組件會(huì)旋轉(zhuǎn)90°。

(3)?CursorType：用于設(shè)置光標(biāo)類型。系統(tǒng)提供了三種光標(biāo)類型，即Small90(小的90°光標(biāo))、Large90(大的90°光標(biāo))、Small45(小的45°光標(biāo))。

(4)?CompDrag：設(shè)置元件移動(dòng)模式。其中有兩個(gè)選項(xiàng)ComponentTracks和None。如選擇ComponentTracks項(xiàng)，則在使用命令“Edit\Move\Drag”移動(dòng)組件時(shí)，與組件連接的銅膜導(dǎo)線會(huì)隨著組件一起伸縮，不會(huì)和組件斷開；如選擇None項(xiàng)，則在使用命令“Edit\Move\Drag”移動(dòng)組件時(shí)，與組件連接的銅膜導(dǎo)線會(huì)和組件斷開。

2．Display選項(xiàng)卡

Display選項(xiàng)卡是用來設(shè)置屏幕的顯示模式的，如圖7-22所示。其中的選項(xiàng)包括：

1)?DisplayOptions選項(xiàng)組

(1)?ConvertSpecialStrings：設(shè)置是否將特殊字符串轉(zhuǎn)換為其代表的文字。圖7-22Display選項(xiàng)卡

(2)?HighlightinFull：高亮顯示所選網(wǎng)絡(luò)。

(3)?UseNetColorForHighlight：設(shè)置選中網(wǎng)絡(luò)是否使用網(wǎng)絡(luò)的顏色，還是全部采用黃色。

(4)?RedrawLayer：設(shè)置當(dāng)重畫電路板時(shí)，系統(tǒng)將逐層重畫。

(5)?SingleLayer：設(shè)置只顯示當(dāng)前編輯的板層，不顯示其它板層。

(6)?TransparentLayer：選擇后，所有導(dǎo)線和焊點(diǎn)均變?yōu)橥该魃?/p>

2)?Show選項(xiàng)組

(1)?PanNets：設(shè)置是否顯示焊點(diǎn)的網(wǎng)格名。

(2)?PadNumber：設(shè)置是否顯示焊點(diǎn)的序號(hào)。

(3)?ViaNets：設(shè)置是否顯示該過孔所屬網(wǎng)格。

(4)?TestPoints：選中后，顯示測試點(diǎn)。

(5)?OriginMarker：設(shè)置是否顯示指示絕對(duì)坐標(biāo)的黑色帶叉圓圈。

(6)?StatusInfo：設(shè)置是否顯示當(dāng)前編輯區(qū)狀態(tài)信息。3)?Draftthresholds選項(xiàng)組

(1)?Tracks：設(shè)置的值為導(dǎo)線顯示極限，大于該值的導(dǎo)線以實(shí)際輪廓顯示；否則以簡單直線顯示。

(2)?Strings(pixels)：設(shè)置值為字符顯示極限，像素大于該值的字符以文本顯示；否則以框顯示。

4)?LayerDrawingOrder

該按鈕用于設(shè)置PCB各層畫面重畫時(shí)的順序。單擊該按鈕，彈出LayerDrawingOrder對(duì)話框，在其中可以調(diào)整各層重畫時(shí)順序。

3．Show/Hide選項(xiàng)卡

Show/Hide選項(xiàng)卡如圖7-23所示，該選項(xiàng)卡用于設(shè)置各種圖形的顯示模式。

選項(xiàng)卡中每一項(xiàng)都有三種可選擇的顯示模式：Final(最終)、Draft(草稿)和Hidden(隱藏)模式，用戶可以分別設(shè)置PCB幾何圖形對(duì)象如Pads(焊盤)、Tracks(導(dǎo)線)和Vias(過孔)的顯示模式。圖7-23Show/Hide選項(xiàng)卡

4．Defaults選項(xiàng)卡

Defaults選項(xiàng)卡如圖7-24所示，該選項(xiàng)卡用于設(shè)置各個(gè)組件的默認(rèn)設(shè)置。選擇Primitive列表框中的某一個(gè)組件后單擊“Values”按鈕，進(jìn)入該組件的系統(tǒng)默認(rèn)值對(duì)話框。圖7-24Defaults選項(xiàng)卡要想修改某一對(duì)象(例如焊盤)的系統(tǒng)默認(rèn)值，可以在Defaults選項(xiàng)卡左側(cè)的PrimitiveType欄中選擇該項(xiàng)(Pad)，然后單擊下面的EditValues按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入該焊盤屬性編輯對(duì)話框，如圖7-25所示。在其中可以對(duì)它的參數(shù)進(jìn)行修改，這些修改將在其后的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來。圖7-25焊盤屬性編輯對(duì)話框在ProtelDXP中，PCB編輯器為設(shè)計(jì)人員提供了功能十分強(qiáng)大的各種放置工具，利用它們可以很方便地建立PCB上各個(gè)對(duì)象之間的連接關(guān)系，例如放置導(dǎo)線、焊盤和過孔等。

放置工具欄在PCB編輯器中有兩種顯示形式：一種是以浮動(dòng)工具欄的形式出現(xiàn)，如圖7-26所示；一種是以鎖定工具欄的形式出現(xiàn)，如圖7-27所示。在PCB編輯環(huán)境下，執(zhí)行“View\Toolbars\Placement”命令即可實(shí)現(xiàn)工具欄的打開和關(guān)閉。7.4PCB工具欄圖7-26浮動(dòng)的放置工具欄圖7-27鎖定的放置工具欄7.4.1繪制導(dǎo)線

執(zhí)行菜單命令“Place\Keepout\Track”或單擊繪圖工具欄中的圖標(biāo)，即可啟動(dòng)繪制導(dǎo)線命令。執(zhí)行繪制導(dǎo)線命令后，光標(biāo)變成十字形狀，將光標(biāo)移動(dòng)到所需位置處，單擊鼠標(biāo)，確定導(dǎo)線的起點(diǎn)，然后將光標(biāo)移動(dòng)到導(dǎo)線的終點(diǎn)，再單擊鼠標(biāo)，即可繪制出一條導(dǎo)線。這里以繪制R5和R6之間的導(dǎo)線為例，在R5的焊盤中心單擊鼠標(biāo)，此時(shí)焊盤上將出現(xiàn)一個(gè)八角形的邊框，表示光標(biāo)與焊盤重合。此時(shí)與該網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的其它組件隱藏，只顯示與R5和R6具有同一網(wǎng)絡(luò)的焊盤和布線。將光標(biāo)向R6移動(dòng)，在移動(dòng)光標(biāo)的過程中導(dǎo)線產(chǎn)生一個(gè)45°的轉(zhuǎn)角(不同的導(dǎo)線模式產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)角)。將光標(biāo)移動(dòng)到R6的焊盤處，光標(biāo)處出現(xiàn)八角形邊框，此時(shí)單擊鼠標(biāo)左鍵，確定導(dǎo)線終點(diǎn)，如圖7-28所示。雙擊鼠標(biāo)右鍵可以完成導(dǎo)線的繪制。圖7-28繪制導(dǎo)線在放置導(dǎo)線以后，還可以對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行編輯處理，并設(shè)置導(dǎo)線屬性。使用鼠標(biāo)雙擊導(dǎo)線，系統(tǒng)將彈出如圖7-29所示的“導(dǎo)線設(shè)置對(duì)話框”，在該對(duì)話框中可以設(shè)置導(dǎo)線的相關(guān)參數(shù)。其中各參數(shù)的意義如下：

Width：設(shè)定導(dǎo)線寬度；

Layer：設(shè)定導(dǎo)線所在的層；

Net：設(shè)定導(dǎo)線所在的網(wǎng)絡(luò)；

?Startx：設(shè)定導(dǎo)線起點(diǎn)的X軸坐標(biāo)；

StartY：設(shè)定導(dǎo)線起點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)；

EndX：設(shè)定導(dǎo)線終點(diǎn)的X軸坐標(biāo)；

EndY：設(shè)定導(dǎo)線終點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)；

Locked：設(shè)定導(dǎo)線位置是否鎖定。圖7-29設(shè)置導(dǎo)線屬性7.4.2放置焊盤和過孔

1．放置焊盤

用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的放置焊盤命令按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\Pad”，即可啟動(dòng)放置焊盤操作。執(zhí)行該命令后，光標(biāo)變成了十字形狀，將光標(biāo)移到所需的位置，單擊鼠標(biāo)，即可將一個(gè)焊盤放置在該處。雙擊鼠標(biāo)右鍵，光標(biāo)變成箭頭后，退出該命令狀態(tài)。

在放置焊盤狀態(tài)下按Tab鍵或在已放置的焊盤上雙擊鼠標(biāo)，都可以打開“焊盤屬性對(duì)話框”，如圖7-30所示。在對(duì)話框中可以對(duì)焊盤參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，常用的焊盤參數(shù)如下：

HoleSize：設(shè)置焊盤尺寸；

Rotation：設(shè)置焊盤的旋轉(zhuǎn)角度；

Location：設(shè)置焊盤的中心坐標(biāo)；

SizeandShape：設(shè)置焊盤的形狀和焊盤的外形尺寸；

Designator：設(shè)定焊盤序號(hào)；

Layer：設(shè)定焊盤所在層，通常多層電路板焊盤層為Multi-Layer；

Net：設(shè)定焊盤所在網(wǎng)絡(luò)；

Electricaltype：指定焊盤在網(wǎng)絡(luò)中的電氣屬性，它包括Load(中間點(diǎn))、Source(起點(diǎn))和Terminator(終點(diǎn))；

Testpoint：有兩個(gè)選項(xiàng)，Top和Bottom，如果選擇了這兩個(gè)復(fù)選框，則可以分別設(shè)置該焊盤的頂層或底層為測試點(diǎn)，設(shè)置測試點(diǎn)屬性后，在焊盤上會(huì)顯示Top&BottomTestpoint文本，并且Locked屬性同時(shí)也被自動(dòng)選中，使該焊盤被鎖定；

Locked：該屬性被選中時(shí)，則該焊盤被鎖定；

Plated：設(shè)定是否將焊盤的通孔孔壁加以電鍍；

PasteMaskExpansion(阻焊膜)和SolderMaskExpansions(助焊膜)分別用來設(shè)置阻焊膜和助焊膜的屬性；

Expansionvaluefromrules：如果選中該復(fù)選框，則采用設(shè)計(jì)規(guī)則中定義的阻/助焊膜尺寸；

Specifyexpansionvalue：如果選中該復(fù)選框，則可以在其后的編輯框中設(shè)定阻/助焊膜尺寸。圖7-30焊盤屬性對(duì)話框

2．放置過孔

鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\Via”，即可啟動(dòng)放置過孔操作。執(zhí)行命令后，光標(biāo)變成了十字形狀，將光標(biāo)移到所需的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可將一個(gè)過孔放置在該處。將光標(biāo)移到新的位置，按照上述步驟，即可放置其它過孔。雙擊鼠標(biāo)右鍵，光標(biāo)變成箭頭后即可退出該命令狀態(tài)。

在放置過孔時(shí)按Tab鍵或者用鼠標(biāo)雙擊已放置的過孔，系統(tǒng)將會(huì)彈出如圖7-31所示的過孔屬性對(duì)話框，在這里可以對(duì)過孔的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。對(duì)話框中的各項(xiàng)設(shè)置意義如下：

Diameter：設(shè)定過孔直徑；

HoleSize：設(shè)定過孔的通孔直徑；

StartLayer：設(shè)定過孔穿過的開始層，設(shè)計(jì)者可以分別選擇頂層(Top)和底層(Bottom)；

EndLayer：設(shè)定過孔穿過的結(jié)束層，設(shè)計(jì)者同樣可以分別選擇頂層(Top)和底層(Bottom)；

Net：過孔是否與PCB的網(wǎng)絡(luò)相連；

Testpoint：與焊盤的屬性對(duì)話框相應(yīng)的選項(xiàng)意義一致。圖7-31過孔屬性設(shè)置對(duì)話框7.4.3放置字符串

在繪制印制電路板時(shí)，常常需要在PCB上放置字符串，用來對(duì)板子進(jìn)行說明。放置字符串的具體步驟如下：

用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\String”，都可以啟動(dòng)放置字符串操作。執(zhí)行命令后，光標(biāo)變成了十字形狀，在此命令狀態(tài)下，單擊Tab鍵，彈出如圖7-32所示的“字符串屬性”對(duì)話框，在這里可以設(shè)置字符串的內(nèi)容、所在層和大小等參數(shù)。設(shè)置完成后，退出對(duì)話框，單擊鼠標(biāo)左鍵，把字符串放到相應(yīng)的位置。圖7-32字符串屬性設(shè)置對(duì)話框放置完字符串后，如果還想對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，則可雙擊該字符串，系統(tǒng)也會(huì)彈出如圖7-32所示的“字符串屬性”對(duì)話框，從中可以對(duì)各種參數(shù)重新進(jìn)行修改。一個(gè)放置完成的字符串“InstrumentAmplifier”如圖7-33所示。

圖7-33字符串放置示例7.4.4放置尺寸標(biāo)注和位置坐標(biāo)

在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，有時(shí)需要標(biāo)注某些尺寸的大小，以方便印制電路板的制造。放置尺寸標(biāo)注的具體步驟如下：

(1)用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\Dimension”命令，都可以啟動(dòng)標(biāo)注尺寸操作。

(2)移動(dòng)光標(biāo)到尺寸的起點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可確定標(biāo)注尺寸的起始位置。

(3)移動(dòng)光標(biāo)，中間顯示的尺寸隨著光標(biāo)的移動(dòng)而不斷地發(fā)生變化，到合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵加以確認(rèn)，即可完成尺寸標(biāo)注，如圖7-34所示。

在放置尺寸標(biāo)注命令狀態(tài)下，單擊Tab鍵，進(jìn)入如圖7-35所示的“尺寸標(biāo)注屬性”對(duì)話框，做進(jìn)一步修改。雙擊已經(jīng)放置的尺寸標(biāo)注也會(huì)彈出同樣的窗口。圖7-34尺寸標(biāo)注放置示例圖7-35尺寸標(biāo)注屬性窗口在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，除了標(biāo)注尺寸外，有時(shí)還需要在板子上標(biāo)注坐標(biāo)，其具體步驟如下：

(1)用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\Coordinate”。

(2)執(zhí)行命令后，光標(biāo)變成了十字形狀，在此命令狀態(tài)下，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可把當(dāng)前坐標(biāo)放到相應(yīng)的位置。

(3)在放置坐標(biāo)狀態(tài)下，單擊Tab鍵，會(huì)彈出如圖7-36所示的“坐標(biāo)屬性”對(duì)話框，在其中可以對(duì)坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)放置了坐標(biāo)后，如果還需要對(duì)其進(jìn)行編輯，則可雙擊該坐標(biāo)，也會(huì)彈出同樣“坐標(biāo)屬性”對(duì)話框。圖7-36坐標(biāo)屬性窗口7.4.5繪制圓弧和圓

繪制圓弧可以采取三種方法：中心法、邊緣法和角度旋轉(zhuǎn)法。這里采用邊緣法繪制圓弧，其它兩種方法的操作過程與此類似。

邊緣法是通過圓弧上的兩點(diǎn)即起點(diǎn)與終點(diǎn)來確定圓弧的大小，其繪制過程如下：

(1)首先使用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Place\Arc(Edge)”都可以啟動(dòng)繪