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protel dxp布线规则

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    protel dxp布线规则

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    对于 PCB 的设计, Protel DXP 提供了详尽的 10 种不同的设计规则,这些设计规则则包括导线放 置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等规则。根据这些规则, Protel DXP 进行自动布局和自动布线。很大程度上,布线是否成功和布线的质量的高低取决于设计规则的合 理性,也依赖于用户的设计经验。 对于具体的电路可以采用不同的设计规则,如果是设计双面板,很多规则可以采用系统默认值,系 统 默认值就是对双面板进行布线的设置。 本章将对 Protel DXP 的布线规则进行讲解。 进入设计规则设置对话框的方法是在 PCB 电路板编辑环境下,从 Protel DXP 的主菜单中执行菜单 命令 Desing/Rules „„,系统将弹出如图 6 — 1 所示的 PCB Rules and Constraints Editor(P CB 设计规则和约束 ) 对话框。 图 6-1 PCB 设计规则和约束对话框 该对话框左侧显示的是设计规则的类型,共分 10 类。左边列出的是 Desing Rules( 设计规则 ) , 其中包括 Electrical (电气类型)、 Routing (布线类型)、 SMT (表面粘着元件类型)规则等 等,右边则显示对应设计规则的设置属性。 该对话框左下角有按钮 Priorities ,单击该按钮,可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大 小。 对这些设计规则的基本操作有:新建规则、删除规则、导出和导入规则等。可以在左边任一类规则上 右击鼠标,将会弹出如图 6 — 2 所示的菜单。 在该设计规则菜单中, New Rule 是新建规则; Delete Rule 是删除规则; Export Rules 是将规 则导出,将以 .rul 为后缀名导出到文件中; Import Rules 是从文件中导入规则; Report „„选 项,将当前规则以报告文件的方式给出。 图 6 — 2 设计规则菜单 下面,将分别介绍各类设计规则的设置和使用方法。 Electrical (电气设计)规则是设置电路板在布线时必须遵守,包括安全距离、短路允许等 4 个小 方面设置。 1 . Clearance (安全距离)选项区域设置 安全距离设置的是 PCB 电路板在布置铜膜导线时,元件焊盘和焊盘之间、焊盘和导线之间、导线和 导线之间的最小的距离。 下面以新建一个安全规则为例,简单介绍安全距离的设置方法。 ( 1 )在 Clearance 上右击鼠标,从弹出的快捷菜单中选择 New Rule „„选项,如图 6 — 3 所示。 图 6 — 3 新建规则 系统将自动当前设计规则为准,生成名为 Clearance_1 的新设计规则,其设置对话框如图 6 — 4 所示。 图 6 — 4 新建 Clearance_1 设计规则 ( 2 )在 Where the First object matches 选项区域中选定一种电气类型。在这里选定 Net 单选 项,同时在下拉菜单中选择在设定的任一网络名。在右边 Full Query 中出现 InNet ( )字样,其 中括号里也会出现对应的网络名。 ( 3 )同样的在 where the Second object matches 选项区域中也选定 Net 单选项,从下拉菜单 中选择另外一个网络名。 ( 4 )在 Constraints 选项区域中的 Minimum Clearance 文本框里输入 8mil 。这里 Mil 为英制 单位, 1mil=10 -3 inch, linch= 2.54cm 。文中其他位置的 mil 也代表同样的长度单位。 ( 5 )单击 Close 按钮,将退出设置,系统自动保存更改。 设计完成效果如图 6 — 5 所示。 图 6 — 5 设置最小距离 2 . Short Circuit (短路)选项区域设置 短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路。设置方法同上,系统默认不允许短路,即取消 Allow Short Circuit 复选项的选定,如图 6 — 6 所示。 图 6 — 6 短路是否允许设置 3 . Un-Routed Net (未布线网络)选项区域设置 可以指定网络、检查网络布线是否成功,如果不成功,将保持用飞线连接。 4 . Un-connected Pin (未连接管脚)选项区域设置 对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线了。 Routing (布线设计)规则主要有如下几种。 1 . Width (导线宽度)选项区域设置 导线的宽度有三个值可以供设置,分别为 Max width (最大宽度)、 Preferred Width (最佳宽度)、 Min width (最小宽度)三个值,如图 6 — 7 所示。系统对导线宽度的默认值为 10mil ,单击每 个项直接输入数值进行更改。这里采用系统默认值 10mil 设置导线宽度。 图 6 — 7 设置导线宽度 2. Routing Topology (布线拓扑)选项区域设置 拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束。 Protel DXP 中常用的布线约束为统计最短逻辑规则, 用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则。 Protel DXP 提供了以下几种布线拓扑规则。 ◆ Shortest ( 最短 ) 规则设置 最短规则设置如图 6 — 8 所示,从 Topology 下拉菜单中选择 Shortest 选项,该选项的定义是在 布线时连接所有节点的连线最短规则。 图 6 — 8 最短拓扑逻辑 ◆ Horizontal (水平)规则设置 水平规则设置如图 6 — 9 所示,从 Topoogy 下拉菜单中选择 Horizontal 选基。它采用连接节点 的水平连线最短规则。 图 6 — 9 水平拓扑规则 ◆ Vertical (垂直)规则设置 垂直规则设置如图 6 — 10 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Vertical 选项。它采和是连接所 有节点,在垂直方向连线最短规则。 图 6 — 10 垂直拓扑规则 ◆ Daisy Simple (简单雏菊)规则设置 简单雏菊规则设置如图 6 — 11 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy simple 选项。它采用 的是使用链式连通法则,从一点到另一点连通所有的节点,并使连线最短。 图 6 — 11 简单雏菊规则 ◆ Daisy-MidDriven (雏菊中点)规则设置 雏菊中点规则设置如图 6 — 12 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy_MidDiven 选项。该规 则选择一个 Source (源点),以它为中心向左右连通所有的节点,并使连线最短。 图 6 — 12 雏菊中点规则 ◆ Daisy Balanced (雏菊平衡)规则设置 雏菊平衡规则设置如图 6 — 13 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy Balanced 选项。它也 选择一个源点,将所有的中间节点数目平均分成组,所有的组都连接在源点上,并使连线最短。 图 6 — 13 雏菊平衡规则 ◆ Star Burst (星形)规则设置 星形规则设置如图 6 — 14 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Star Burst 选项。该规则也是采 用选择一个源点,以星形方式去连接别的节点,并使连线最短。 图 6 — 14 Star Burst (星形)规则 3. Routing Rriority (布线优先级别)选项区域设置 该规则用于设置布线的优先次序,设置的范围从 0~100 ,数值越大,优先级越高,如图 6 — 15 所示。 图 6 — 15 布线优先级设置 4. Routing Layers (布线图)选殴区域设置 该规则设置布线板导的导线走线方法。包括顶层和底层布线层,共有 32 个布线层可以设置,如图 6 — 16 所示。 图 6 — 16 布线层设置 由于设计的是双层板,故 Mid-Layer 1 到 Mid-Layer30 都不存在的,该选项为灰色不能使用,只能 使用 Top Layer 和 Bottom Layer 两层。每层对应的右边为该层的布线走法。 Prote DXP 提供了 11 种布线走法,如图 6 — 17 所示。 图 6 — 17 11 种布线法 各种布线方法为: Not Used 该层不进行布线; Horizontal 该层按水平方向布线 ;Vertical 该层 为垂直方向布线; Any 该层可以任意方向布线; Clock 该层为按一点钟方向布线; Cloc k 该层为按两点钟方向布线; Clock 该层为按四点钟方向布线; Clock 该层为按五点钟 方向布线; 45Up 该层为向上 45 °方向布线、 45Down 该层为向下 45 °方法布线; Fan Out 该 层以扇形方式布线。 对于系统默认的双面板情况,一面布线采用 Horizontal 方式另一面采用 Vertical 方式。 5 . Routing Corners (拐角)选项区域设置 布线的拐角可以有 45 °拐角、 90 °拐角和圆形拐角三种,如图 6 — 18 所示。 图 6 — 18 拐角设置 从 Style 上拉菜单栏中可以选择拐角的类型。如图 6 — 16 中 Setback 文本框用于设定拐角的长 度。 To 文本框用于设置拐角的大小。对于 90 °拐角如图 6 — 19 所示,圆形拐角设置如图 6 — 20 所示。 图 6 — 19 90 °拐角设置 图 6 — 20 圆形拐角设置 6 . Routing Via Style (导孔)选项区域设置 该规则设置用于设置布线中导孔的尺寸,其界面如图 6 — 21 所示。 图 6 — 21 导孔设置 可以调协的参数有导孔的直径 via Diameter 和导孔中的通孔直径 Via Hole Size ,包括 Maximum (最大值)、 Minimum (最小值)和 Preferred (最佳值)。设置时需注意导孔直径和通孔直径的 差值不宜过小,否则将不宜于制板加工。合适的差值在 10mil 以上。 Mask (阻焊层设计)规则用于设置焊盘到阻焊层的距离,有如下几种规则。 1 . Solder Mask Expansion (阻焊层延伸量)选项区域设置 该规则用于设计从焊盘到阻碍焊层之间的延伸距离。在电路板的制作时,阻焊层要预留一部分空间给 焊盘。这个延伸量就是防止阻焊层和焊盘相重叠,如图 6 — 22 所示系统默认值为 4mil,Expansio n 设置预为设置延伸量的大小。 图 6 — 22 阻焊层延伸量设置 2 . Paste Mask Expansion (表面粘着元件延伸量)选项区域设置 该规则设置表面粘着元件的焊盘和焊锡层孔之间的距离,如图 6 — 23 所示,图中的 Expansion 设置项为设置延伸量的大小。 图 6 — 23 表面粘着元件延伸量设置 Plane (内层设计)规则用于多层板设计中,有如下几种设置规则。 1 . Power Plane Connect Style (电源层连接方式)选项区域设置 电源层连接方式规则用于设置导孔到电源层的连接,其设置界面如图 6 — 24 所示。 图 6 — 24 电源层连接方式设置 图中共有 5 项设置项,分别是: ● Conner Style 下拉列表:用于设置电源层和导孔的连接风格。下拉列表中有 3 个选项可以选择: Relief Connect (发散状连接)、 Direct connect (直接连接)和 No Connect (不连接)。工 程制板中多采用发散状连接风格。 ● Condctor Width 文本框:用于设置导通的导线宽度。 ● Conductors 复选项:用于选择连通的导线的数目,可以有 2 条或者 4 条导线供选择。 ● Air-Gap 文本框:用于设置空隙的间隔的宽度。 ● Expansion 文本框:用于设置从导孔到空隙的间隔之间的距离。 2. Power Plane Clearance (电源层安全距离)选项区域设置 该规则用于设置电源层与穿过它的导孔之间的安全距离,即防止导线短路的最小距离,设置界面如图 6 — 25 所示,系统默认值 20mil 。 图 6 — 25 电源层安全距离设置 3 . Polygon Connect style (敷铜连接方式)选项区域设置 该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方式,设置界面如图 6 — 26 所示。 图 6 — 26 敷铜连接方式设置 该设置对话框中 Connect Style 、 Conductors 和 Conductor width 的设置与 Power Plane Conn ect Style 选项设置意义相同,在此不同志赘述。 最后可以设定敷铜与焊盘之间的连接角度,有 90angle(90 ° ) 和 45Angle ( 45 °)角两种方式 可选。 Testpiont (测试点设计)规则用于设计测试点的形状、用法等,有如下几项设置。 1 . Testpoint Style (测试点风格)选项区域设置 该规则中可以指定测试点的大小和格点大小等,设置界面如图 6 — 27 所示。 该设置对话框有如下选项: 图 6 — 27 测试点风格设置 ● Size 文本框为测试点的大小, Hole Size 文本框为测试点的导孔的大小,可以指定 Min (最小 值)、 Max (最大值)和 Preferred (最优值)。 ● Grid Size 文本框:用于设置测试点的网格大小。系统默认为 1mil 大小。 ● Allow testpoint under component 复选项:用于选择是否允许将测试点放置在元件下面。复选 项 Top 、 Bottom 等选择可以将测试点放置在哪些层面上。 右边多项复选项设置所允许的测试点的放置层和放置次序。系统默认为所有规则都选中。 2 . Testpoint Usage (测试点用法)选项区域设置 测试点用法设置的界面如图 6 — 28 所示。 图 6 — 28 测试点用法设置 该设置对话框有如下选项: ● Allow multiple testpoints on same net 复选项:用于设置是否可以在同一网络上允许多个测 试点存在。 ● Testpoint 选项区域中的单选项选择对测试点的处理,可以是 Required ( 必须处理 ) 、 Inva lid (无效的测试点)和 Don't care (可忽略的测试点)。 Manufacturing (电路板制板)规则用于对电路板制板的设置,有如下几类设置: 1. Minimum annular Ring (最小焊盘环宽)选项区域设置 电路板制作时的最小焊盘宽度,即焊盘外直径和导孔直径之间的有效期值,系统默认值为 10 mil 。 2 . Acute Angle (导线夹角设置)选项区域设置 对于两条铜膜导线的交角,不小于 90 °。 3 . Hole size (导孔直径设置)选项区域设置 该规则用于设置导孔的内直径大小。可以指定导孔的内直径的最大值和最小值。 Measurement Method 下拉列表中有两种选项: Absolute 以绝对尺寸来设计, Percent 以相对的比 例来设计。采用绝对尺寸的导孔直径设置对话框如图 6 — 29 所示(以 mil 为单位)。 图 6 — 29 导孔直径设置对话框 4 . Layers Pais (使用板层对)选项区域设置 在设计多层板时,如果使用了盲导孔,就要在这里对板层对进行设置。对话框中的复选取项用于选择 是否允许使用板层对( layers pairs )设置。 小结 本章中,对 Protel DXP 提供的 10 种布线规则进行了介绍,在设计规则中介绍了每条规则的功能和 设置方法。 这些规则的设置属于电路设计中的较高级的技巧,它设计到很多算法的知识。掌握这些规则的设置, 就能设计出高质量的 PCB 电路。 习题 1 .布线规则设置可以分成哪几种? 2 .熟悉各种布线规则设置。 Protel DXP7——PCB 的高级编辑技巧(1 对于不同要求的 PCB 电路设计, Protel DXP 提供了一些高级的编辑技巧用于满足设计的需要,主 要包括放置文字、放置焊盘、放置过孔和放置填充等组件放置,以及包地、补泪滴、敷铜等 PCB 编 辑技巧。 这些编辑技巧对于实际电中板设计性能的提高是很重要的,本章将对这些编辑技巧进行详细说明。 放置坐标指示可以显示出 PCB 板上任何一点的坐标位置。 启用放置坐标的方法如下:从主菜单中执行命令 Place/Coordinate ,也可以用元件放置工具栏中的 ( Place Coordinate )图标按钮。 进入放置坐标的状态后,鼠标将变成十字光标状,将鼠标移动到合管的位置,单击鼠标确定放置,如 图 7-1 所示。 图 7-1 坐标指示放置 坐标指示属性设置可以通过以下方法之一: ● 在用鼠标放置坐标时按 Tab 键,将弹出 Coordinate (坐标指示属性)设置对话框,如图 7-2 所示。 图 7-2 坐标指示属性设置 ● 对已经在 PCB 板上放置好的坐标指示,直接双击该坐标指示也将弹出 Coordinate 属性设置对话 框。 坐标指示属性设置对话框中有如下几项: ● Line Width: 用于设置坐标线的线宽。 ● Text Width :用于设置坐标的文字宽度。 ● Text Height :用于设置坐标标注所占高度。 ● Size :用于设置坐标的十字宽度。 ● Location X 和 Y :用于设置坐标的位置 x 和 y 。 ● Layer 下拉列表:用于设置坐标所在的布线层。 ● Font 下拉列表:用于设置坐标文字所使用的字体。 ● Unit Style 下拉列表:用于设置坐标指示的放置方式。有 3 种放置方式,分别为 None (无单 位)、 Normal (常用方式)和 Brackets (使用括号方式)。 ● Locked 复选项:用于设置是否将坐标指示文字在 PCB 上锁定。 在电路板设计中,有时对元件或者电路板的物理距离要进行标注,以便以后的检查使用。 1 .放置距离标注的方法 先将 PCB 电路板切换到 Keep-out Layer 层,然后从主菜单执行命令 Place/Dimension/Dimension ,也可以用元件放置工具栏中的 Place Standard Dimension 按钮。 进入放置距离标注的状态后,鼠标变成如图 7-3 所示的十字光标状。将鼠标移动到合适的位置,单 击鼠标确定放置距离标注的起点位置。移动鼠标到合适位置再单击,确定放置距离标注的终点位置, 完成距离标注的放置,如图 7-4 所示。系统自动显示当前两点间的距离。 图 7-3 放置距离标注起点 图 7-4 放置距离标注终点 2 .属性设置 属性设置的方法如下: ● 在用鼠标放置距离标注时按 Tab 键,将弹出 Dimension (距离标注属性)设置对话框,如图 7 -5 所示。 ● 对已经在 PCB 板上放置好的距离标注,直接双击也可以弹出距离标注属性设置对话框。 图 7-5 距离标注设置对话框 距离属性设置对话框中有如下几项: ● Start X 和 Y :用于设置距离标注的起始坐标 x 和 y 。 ● Line Width :用于设置距离标注的线宽。 ● Text Width :用于设置距离标注的文字宽度。 ● Height :用于设置距离标注所占高度。 ● End X 和 Y :用于设置距离标注的终止坐标 x 和 y 。 ● Text Height :用于设置距离标注文字的高度。 ● Layer 下拉列表:用于设置距离标注所在的布线层。 ● Font 下拉列表:用于设置距离标注文字所使用的字体。 ● Locked 复选项:用于设置该距离注释是否要在 PCB 板上固定位置。 ● Unit Style 下拉列表:用于设置距离单位的放置。有 3 种放置方式,分别为 None (无单位)、 Normal (常用方式)和 Brackets (使用括号方式)。效果分别如图 7-6 、图 7-7 和图 7-8 所 示。 图 7-6 none 风格 图 7-7 Nomal 风格 图 7-8 Brackets 风格 通常的 PCB 电路板设计中,为了提高电路板的抗干扰能力,将电路板上没有布线的空白区间铺满铜 膜。一般将所铺的铜膜接地,以便于电路板能更好地抵抗外部信号的干扰。 1 .敷铜的方法 从主菜单执行命令 Place/Polygon Plane „,也可以用元件放置工具栏中的 Place Polygon Plane 按钮 。 进入敷铜的状态后,系统将会弹出 Polygon Plane (敷铜属性)设置对话框,如图 7-9 所示。 图 7-9 敷铜属性设置对话框 在敷铜属性设置对话框中,有如下几项设置: ● Surround Pads With 复选项:用于设置敷铜环绕焊盘的方式。有两种方式可供选择: Arcs (圆 周环绕)方式和 Octagons (八角形环绕)方式。两种环绕方式分别如图 7-10 和图 7-11 所示。 图 7-10 圆周环绕方式 图 7-11 八角形环绕方式 ● Grid Size :用于设置敷铜使用的网格的宽度。 ● Track Width :用于设置敷铜使用的导线的宽度。 ● Hatching Style 复选项:用于设置敷铜时所用导线的走线方式。可以选择 None (不敷铜)、 90 ° 敷铜、 45 ° 敷铜、水平敷铜和垂直敷铜几种。几种敷铜导线走线方式分别如图 7-12 、 7 -13 、 7-14 、 7-15 、 7-16 所示。当导线宽度大于网格宽度时,效果如图 7-17 图 7-12 None 敷铜 图 7-13 90 ° 敷铜 图 7-14 45 ° 敷铜 图 7-15 水平敷铜 图 7-16 垂直敷铜 图 7-17 实心敷铜 ● Layer 下拉列表:用于设置敷铜所在的布线层。 ● Min Prim Length 文本框:用于设置最小敷铜线的距离。 ● Lock Primitives 复选项:是否将敷铜线锁定,系统默认为锁定。 ● Connect to Net 下拉列表:用于设置敷铜所连接到的网络,一般设计总将敷铜连接到信号地上。 ● Pour Over Same Net 复选项:用于设置当敷铜所连接的网络和相同网络的导线相遇时,是否敷铜 导线覆盖铜膜导线。 Remove Dead Coper 复选项:用于设置是否在无法连接到指定网络的区域进行敷铜。 2 .放置敷铜 设置好敷铜的属性后,鼠标变成十字光标表状,将鼠标移动到合适的位置,单击鼠标确定放置敷铜的 起始位置。再移动鼠标到合适位置单击,确定所选敷铜范围的各个端点。 必须保证的是,敷铜的区域必须为封闭的多边形状,比如电路板设计采用的是长方形电路板,是敷铜 区域最好沿长方形的四个顶角选择敷铜区域,即选中整个电路板。 敷铜区域选择好后,右击鼠标退出放置敷铜状态,系统自动运行敷铜并显示敷铜结果。 在电路板设计中,为了让焊盘更坚固,防止机械制板时焊盘与导线之间断开,常在焊盘和导线之间用 铜膜布置一个过渡区,形状像泪滴,故常称做补泪滴( Teardrops )。 泪滴的放置可以执行主菜单命令 Tools/Teardrops„ ,将弹出如图 7-18 所示的 Teardrop ptions (泪滴)设置对话框。 图 7-18 泪滴设置对话框 接下来,对泪滴设置对话框中的各个选项区域的作用进行相应的介绍。 ① General 选项区域设置 General 选项区域各项的设置如下: ● All Pads 复选项:用于设置是否对所有的焊盘都进行补泪滴操作。 ● All Vias 复选项:用于设置是否对所有 过孔 都进行补泪滴操作。 ● Selected Objects Only 复选项:用于设置是否只对所选中的元件进行补泪滴。 ● Force Teardrops 复选项:用于设置是否强制性的补泪滴。 ● Create Report 复选项:用于设置补泪滴操作结束后是否生成补泪滴的报告文件。 ② Action 选项区域设置 Action 选项区域各基的设置如下: ● Add 单选项:表示是泪滴的添加操作。 ● Remove 单选项:表示是泪滴的删除操作。 ③ teardrop Style 选项区域设置 Teardrop Style 选项区域各项的设置介绍如下: ● Arc 单选项:表示选择圆弧形补泪滴。 ● Track 单选项:表示选择用导线形做补泪滴。 所有泪滴属性设置完成后,单击 OK 按钮即可进行补泪滴操作。使用圆弧形补泪滴的方法操作结束后 如下图 7-19 所示。 图 7-19 补泪滴效果示意图 电路板设计中抗干扰的措施还可以采取包地的办法,即用接地的导线将某一网络包住,采用接地屏蔽 的办法来抵抗外界干扰。 网络包地的使用步骤如下: ( 1 )选择需要包地的网络或者导线。从主菜单中执行命令 Edit/Select/Net ,光标将变成十字形 状,移动光标一要进行包地的网络处单击,选中该网络。如果是元件没有定义网络,可以执行主菜单 命令 Select/Connected Copper 选中要包地的导线。 ( 2 )放置包地导线。从主菜单中执行命令 Tools/Outline Selected Objects 。系统自动对已经 选中的网络或导线进行包地操作。包地操作前和操作后如图 7-20 和图 7-21 所示。 图 7-20 包地操作前效果图 图 7-21 包地操作后效果图 ( 3 )对包地导线的删除。如果不再需要包地的导线,可以在主菜单中执行命令 Edit/Select/Con nected Copper 。此时光标将变成十字形状,移动光标选中要删除的包地导线,按 Delect 键即可删 除不需要的包地导线。 有时在布好的印刷板上需要放置相应元件的文字( String )标注,或者电路注释及公司的产品标志 等文字。 必须注意的是所有的文字都放置在 Silkscreen (丝印层)上。 放置文字的方法包括:执行主菜单命令 Place/String ,或单击元件放置工具栏中的 ( Place S tring )按钮。 选中放置后,鼠标变成十字光标状,将鼠标移动到合适的位置,单击鼠标就可以放置文字。系统默认 的文字是 String ,可以用以下的办法对其编辑。 可用以下两种方法对 String 进行编辑。 ● 在用鼠标放置文字时按 Tab 键,将弹出 String (文字属性)设置对话框,如图 7-22 所示。 图 7-22 文字属性设置对话框 • 对已经在 PCB 板上放置好的文字,直接双击文字,也可以弹出 String 设置对话框。 其中可以设置的项是文字的 Height (高度)、 Width (宽度)、 Rotation (放置的角度)和入 置的 x 和 y 的坐标位置 Location X/Y 。 在属性“ Properties ”选项区域中,有如下几项: ● Text 下拉列表:用于设置要放置的文字的内容,可根据不同设计需要而进行更改。 ● Layer 下拉列表:用于设置要放置的文字所在的层面。 ● Font 下拉列表:用于设置放置的文字的字体。 ● Locked 复选项:用于设定放置后是否将文字固定不动。 ● Mirror 复选项:用于设置文字是否镜像放置。 当导线从一个布线层穿透到另一个布线层时,就需要放置 过孔 ( Via ); 过孔 用于是同板层之 间导线的连接。 ① 放置 过孔 的方法 可以执行主菜单命令 Place/Via ,也可以单击元件放置工具栏中的 Place Via 按钮。 进入放置 过孔 状态后,鼠标变成十字光标状,将鼠标移动到合适的位置,单击鼠标,就完成了 过 孔 的放置。 ② 过孔 的属性设置 过孔 的属性设置有以下两种方法: ● 在用鼠标放置 过孔 时按 Tab 键,将弹出 Via ( 过孔 属性)设置对话框,如图 7-23 所示。 图 7-23 过孔 属性设置对话框 ● 对已经在 PCB 板上放置好的 过孔 ,直接双击,也可以弹出 过孔 属性设置对话框。 过孔 属性 设置对话框中可以设置的项目有: ● Hole Size :用于设置 过孔 内直径的大小 ● Diameter :用于设置 过孔 的外直径大小。 ● Location :用于设置 过孔 的圆心的坐标 x 和 y 位置。 ● Start Layer :用于选择 过孔 的起始布线层。 ● End Layer 下拉列表:用于选择 过孔 的终止布线层。 ● Net 下拉列表:用于设置 过孔 相连接的网络。 ● Testpoint 复选项:用于设置 过孔 是否作为测试点,注意可以做测试点的只有位于顶层的和底 层的 过孔 。 ● Locked 复选项:用于设定放置 过孔 后是否将 过孔 固定不动。 ● Solder Mask Expansions :设置阻焊层。 1 .放置焊盘的方法 可以执行主菜单中命令 Place/Pad ,也可以用元件放置工具栏中的 Place Pad 按钮。 进入放置焊盘( Pad )状态后,鼠标将变成十字形状,将鼠标移动到合适的位置上单击就完成了焊 盘的放置。 2 .焊盘的属性设置 焊盘的属性设置有以下两种方法: ● 在用鼠标放置焊盘时,鼠标将变成十字形状,按 Tab 键,将弹出 Pad (焊盘属性)设置对话框, 如图 7-24 所示。 图 7-24 焊盘属性设置对话框 ● 对已经在 PCB 板上放置好的焊盘,直接双击,也可以弹出焊盘属性设置对话框。在焊盘属性设置 对话在框中有如下几项设置: ● Hole Size :用于设置焊盘的内直径大小。 ● Rotation :用一设置焊盘放置的旋转角度。 ● Location :用于设置焊盘圆心的 x 和 y 坐标的位置。 ● Designator 文本框:用于设置焊盘的序号。 ● Layer 下拉列表:从该下拉列表中可以选择焊盘放置的布线层。 ● Net 下拉列表:该下拉列表用于设置焊盘的网络。 ● Electrical Type 下拉列表:用于选择焊盘的电气特性。该下拉列表共有 3 种选择方式: Load (节点)、 Source (源点)和 Terminator (终点)。 ● Testpoint 复选项:用于设置焊盘是否作为测试点,可以做测试点的只有位于顶层的和底层的焊 盘。 ● Locked 复选项:选中该复选项,表示焊盘放置后位置将固定不动。 ● Size and Shape 选项区域:用于设置焊盘的大小和形状 ● X-Size 和 Y-Size :分别设置焊盘的 x 和 y 的尺寸大小。 ● Shape 下拉列表:用于设置焊盘的形状,有 Round (圆形)、 Octagonal (八角形)和 Recta ngle (长方形)。 ● Paste Mask Expansions 选项区域:用于设置助焊层属性。 ● Solder Mask Expansions 选项区域:用于设置阻焊层属性。 铜膜矩形填充( Fill )也可以起到导线的作用,同时也稳固了焊盘。 1 .放置填充的方法 可以执行主菜单命令 Place/Fill ,也可以用元件放置工具栏中的 Place Fill 按钮。 进入放置填充状态后,鼠标变成十字光标状,将鼠标移动到合适的位置拖动出一个矩形范围,完成矩 形填充的放置。 2 .填充的属性设置 填充的属性设置有以下两种方法: ● 在用鼠标放置填充的时候按 Tab 键,将弹出 Fill (矩形填充属性)设置对话框,如图 7-25 所示。 图 7-25 矩形填充属性设置 ● 对已经在 PCB 板上放置好的矩形填充,直接双击也可以弹出矩形填充属性设置对话框。 矩形填充属性设置对话框。 矩形填充属性设置对话框中有如下几项: ● Corner X 和 Y :设置矩形填充的左下角的坐标。 ● Corner X 和 Y :设置矩形填充的右上角的坐标。 ● Rotation :设置矩形填充的旋转角度。 ● Layer 下拉列表:用于选择填充放置的布线层。 ● Net 下拉列表:用于设置填充的网络。 ● Locked 复选项:用于设定放置后是否将填充固定不动。 ● Keepout 复选项:用于设置是否将填充进行屏蔽。 在第 5 章曾介绍过多层板的概念,多层板中的两个重要概念是中间层( Mid-Layer )和内层( In termal Plane )。其中中间层是用于布线的中间板层,该层所布的是导线。而内层是不用于布线的 中间板层,主要用于做电源支或者地线层,由大块的铜膜所构成。 Protel DXP 中提供了最多 16 个内层, 32 个中间层,供多层板设计的需要。在这里以常用的四层 电路板为例,介绍多层电路板的设计过程。 1 .内层的建立 对于 4 层电路板,就是建立两层内层,分别用于电源层和地层。这样在 4 层板的顶层和低层不需要 布置电源线和布置地线,所有电路元件的电源和地的连接将通过盲 过孔 的形式连接两层内层中的电 源和地。 内层的建立方法是:打开要设计的 PCB 电路板,进入 PCB 编辑状态。如图 7-26 所示是一幅双面板 的电路图,其中较粗的导线为地线 GND 。 然后执行主菜单命令 Design/Layer Stack Manager„ ,系统将弹出 Layer Stack Manager (板层 管理器)对话框,如图 5-31 所示。 在板层管理器中,单击 Add Plane 按钮,会在当前的 PCB 板中增加一个内层,在这时要添加两个内 层,添加了两个内层的效果如图 7-27 所示。 图 7-26 双面板电路图举例 图 7-27 增加两个内层的 PCB 板 用鼠标选中第一个内层( IntermalPlanel ),双击将弹出 Edit Layer (内层属性编辑)对话框, 如图 7-28 所示。 图 7-28 内层属性编辑对话框 在图 7-27 的内层属性编辑对话框中,各项设置说明如下: ● Name 文本框;用于给该内层指定一个名字,在这里设置为 Power ,表示布置的是电源层。 ● Copper thickness 文本框:用于设置内层铜膜的厚度,这里取默认值。 ● Net Name 下拉列表:用于指字对应的网络名,对应 PCB 电源的网络名,这里定义为 VCC 。 ● Pullback :用于设置内层铜膜和 过孔 铜膜不相交时的缩进值,这里取默认值。同样的,对另一 个内层的属性指定为: ● Name :定为 Ground ,表示是接地层。 ● Net Name :网络名字为 GND 。 对两个内层的属性指定完成后,其设置结果如图 7-29 所示。 图 7-29 内层设置完成结果图 2 .删除所有导线 内层设置完毕后,将重新删除以前的导线,方法是在主菜单下执行菜单命令 Tools/Un-Route/All , 将以前所有的导线删除。 3 .重新布置导线 重新布线的方法是在主菜单下执行菜单命令 Auto Route/All 。 Protel 将对当前 PCB 板进行重新 布线,布线结果如图 7-30 所示。 图 7-30 多层板布线结果图 从图 7-30 中可以看出,原来 VCC 和 GND 的接点都不现用导线相连接,它们都使用 过孔 与两个内 层相连接,表现在 PCB 图上为使用十字符号标注。 4 .内层的显示 在 PCB 图纸上右击鼠标,在弹出的右键菜单中执行命令 Options/Board Layers&Colors ,系统将弹 出 Board Layers and Colors (板层和颜色管理)对话框,如图 7-31 所示。 图 7-31 板层和颜色管理对话框 在板层和颜色管理对话框中, Internal Planes 栏列出了当前设置的两层内层,分别为 Power 层和 Ground 层。用鼠标选中这两项的 Show 复选按钮,表示显示这两个内层。单击 OK 后退出。 再在 PCB 编辑界面下,右击鼠标,在弹出的快捷菜单中执行命令 Options/Show/ode„ ,将弹出 P references (属性)设置对话框,并单击 Display 标签,将出现 Display 选项卡如图 7-32 所示。 图 7-32 显示属性设置对话框 在图 7-31 中,选定 Display Options 选项区域下的 Single Layer Mode (单层显示模式)复选项, 单击 OK 按钮后确定退出。 将板层切换到内层,如切换到“ Power ”层的效果如图 7-33 所示。 图 7-33 内层显示效果图 如图 7-32 所示,可以看到在网络名为 VCC 的网络标号的 过孔 处有一虚线圆,表示“ VCC ”电源 内层的使用情况。 7.10.1 P CB 布线工艺设计的一般原则和抗干扰措施 在 PCB 设计中,布线是完成产品设计的重要步骤, PCB 布线有单面布线、双面布线和多层布线。为 了避免输入端与输出端的边线相邻平行而产生反射干扰和两相邻布线层互相平行产生寄生耦合等干 扰而影响线路的稳定性,甚至在干扰严重时造成电路板根本无法工作,在 PCB 布线工艺设计中一般 考虑以下方面: 1 .考虑 PCB 尺寸大小 PCB 尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;尺寸过小,则散热不好, 且邻近线条易受干扰。应根据具体电路需要确定 PCB 尺寸。 2 .确定特殊元件的位置 确定特殊元件的位置是 PCB 布线工艺的一个重要方面,特殊元件的布局应主要注意以下方面: ● 尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的 元器件不能相互离得太近,输入和输出元件应尽量远离。 ● 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。 带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 ● 重量超过 15g 的元器件、应当用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件, 不宜装在印制板上,而应装在整机的机箱底板上,且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 ● 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。 若是机内调节,应放在印制板上便于调节的地方;若是机外调节,其位置要 与调节旋钮在机箱面板上 的位置相适应。应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。 3 .布局方式 采用交互式布局和自动布局相结合的布局方式。布局的方式有两种:自动布局及交互式布局,在自动 布线之前,可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布局,完成对特殊元件的布局以后,对全部元 件进行布局,主要遵循以下原则: ● 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致 的方向。 ● 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在 P CB 上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。 ● 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这 样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。 ● 位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于 2mm 。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为 3:2 或 4:3 。电路板面尺寸大于 200 × 150mm 时,应考虑电路板所受的机械强度。 4 .电源和接地线处理的基本原则 由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,对电源和地的布线采取一些措施 降低电源和地线产生的噪声干扰,以保证产品的质量。方法有如下几种: ● 电源、地线之间加上去耦电容。单单一个电源层并不能降低噪声,因为,如果不考虑电流分配, 所有系统都可以产生噪声并引起问题,这样额外的滤波是需要的。通常在电源输入的地方放置一个 1 ~ 10μ F 的旁路电容,在每一个元器件的电源脚和地线脚之间放置一个 0.01 ~ 0.1μ F 的电容。 旁路电容起着滤波器的作用,放置在板上电源和地之间的大电容( 10μ F )是为了滤除板上产生的 低频噪声(如 50/60Hz 的工频噪声)。板上工作的元器件产生的噪声通常在 100MHz 或更高的频率 范围内产生谐振,所以放置在每一个元器件的电源脚和地线脚之间的旁路电容一般较小(约 0.1μ F )。最好是将电容放在板子的另一面,直接在元件的正下方,如果是表面贴片的电容则更好。 ● 尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线 > 电源线 > 信号线, 通常信号线宽为: 0.2 ~ 0 .3mm ,最细宽度可达 0.05 ~ 0 .07mm ,电源线为 1.2 ~ 2 .5mm , 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。做成多层板,电源, 地线各占用一层。 ● 依据数字地与模拟地分开的原则。若线路板上既有数字逻辑电路和又有模拟线性是中,应使它们 尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高 频电路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔,保证接地线构 成闭环路。 5 .导线设计的基本原则 导线设计不能一概用一种模式,不同的地方以及不同的功能的线应该用不同的方式来布线。应该注意 以下两点: ● 印制导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外,尽量避免使 用大面积铜箔,否则,长时间受热时易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时,最好用栅格 状,这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。 ● 焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径( D )一般不小于( d+1.2 ) mm ,其中 d 为引线孔径。对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取( d+1.0 ) mm 。 7.10.2 制板的工艺流程和基本概念 为进一步认识 PCB ,有必要了解一下单面、双面和多面板的制作工艺,以加深对 PCB 的了解。 1 .单面印制板 单面印制板实用于简单的电路制作,其工艺流程发下: 单面覆铜板 → 下料 → 刷洗、干燥 → 网印线路抗蚀刻图形 → 固化 → 检查、修板 → 蚀刻铜 → 去抗蚀印料、干燥 → 钻网印及冲压定位孔 → 刷洗、干燥 → 网印阻焊图形(常用绿油)、 U V 固化 → 网印字符标注图形、 UV 固化 → 预热、冲孔及外形 → 电气开、短路测试 → 刷洗、干 燥 → 预涂助焊防氧化剂(干燥) → 检验、包装 → 成品。 2 .双面印板 双面印板适用于比较复杂的电路,是最常见的印刷电路板。近年来制造双面金属印制板的典型工艺是 图形点电镀法和 SMOBC (图形电镀法再退铅锡)法。在某些特定场合也有使用工艺导线法的。 ① 图形点电镀工艺 图形点电镀工艺流程如下: 覆箔板 → 下料 → 冲钻基准孔 → 数控钻孔 → 检验 → 去毛刺 → 化学镀薄铜 → 电镀薄铜 → 检验 → 刷板 → 贴膜(或网印) → 曝光显影(或固化) → 检验修板 → 图形电镀 → 去膜 → 蚀刻 → 检验修板 → 插头镀镍镀金 → 热熔清洗 → 电气通断检测 → 清洁处理 → 网印阻焊 图形 → 固化 → 网印标记符号 → 固化 → 外形加工 → 清洗干燥 → 检验 → 包装 → 成品。 ②SMOBC (图形电镀法再退铅锡)工艺 制造 SMOBC 板的方法很多,有标准图形电镀减去法再退铅锡的 SMOBC 工艺;用镀锡或浸锡等代替电 镀铅锡的减去法图形电镀 SMOBC 工艺;堵孔或掩蔽孔法 SMOBC 工艺;加成法 SMOBC 工艺等。下面 主要介绍图形电镀法再退铅锡的 SMOBC 工艺和堵孔法 SMOBC 工艺流程。 图形电镀法再退铅锡的 SMOBC 工艺法的流程如下: 双面覆铜箔板 → 按图形电镀法工艺到蚀刻工序 → 退铅锡 → 检查 → 清洗 → 阻焊图形 → 插 头镀镍镀金 → 插头贴胶带 → 热风整平 → 清洗 → 网印标记符号 → 外形加工 → 清洗干燥 → 成品检验 → 包装 → 成品。 堵孔法主要工艺流程如: 双面覆箔孔 → 钻孔 → 化学镀铜 → 整板电镀铜 → 堵孔 → 网印成像(正像) → 蚀刻 → 去网 印料、去堵孔料 → 清洗 → 阻焊图形 → 插头镀镍、镀金 → 插头贴胶带 → 热风整平 → 清洗 → 网印标记符号 → 外形加工 → 清洗干燥 → 成品检验 → 包装 → 成品。 3 .多面板 多层印制板是由三层以上的导电图形层与绝缘材料层交替地经层压粘合一起而形成的印制板,并达到 设计要求规定的层间导电图形互连。它具有装配密度高、体积小、重量轻、可靠性高等特点,是产值 最高、发展速度最快的一类 PCB 产品。随着电子技术朝高速、多功能、大容量和便携低耗方向发展, 多层印制板的应用越来越广泛,其层数及密度也越来越高,相应之结构也越来越复杂。 多层印制板的主要工艺流各如下: 内层覆铜板双面开料 → 刷洗 → 干燥 → 钻定位孔 → 贴光致抗蚀干膜或涂覆光致抗蚀剂 → 曝 光 → 显影 → 蚀刻、去膜 → 内层粗化、去氧化 → 内层检查 → 外层单面覆铜板线路制作 → 板材粘结片检查 → 钻定位孔 → 层压 → 钻孔 → 孔检查 → 孔前处理与化学镀铜 → 全板镀薄 铜 → 镀层检查 → 贴光致耐电镀干膜或涂覆光致耐电镀剂 → 面层底板曝光 → 显影、修板 → 线路图形电镀 → 电镀锡铝合金或金镀 → 去膜和蚀刻 → 检查 → 网印阻焊图形或光致阻焊图形 → 热风平整或有机保护膜 → 数控洗外形 → 成品检验 → 包装成品。 小结 本章对常用的高级 PCB 编辑技巧进行了介绍,这些技巧包括放置文字、放置焊盘和放置过孔,还介 绍了包地、补泪滴、放置填充和敷铜等 PCB 技巧。 本章最后介绍了多层电路板的设计方法,以及 PCB 印刷电路板的设计工艺的相关知识。 掌握这些编辑技巧将能更好地设计 PCB 电路板,也使设计的电路板更专业化,电路工作更为稳定。 习题 • 熟悉放置焊盘、放置过孔和放置填充等组件放置,以及包地、补泪滴、敷铜等 PCB 编辑技巧。 • 熟悉多层板的设计。 Protel DXP5——PCB 电路设计(2) 在原理图设计完成后,可以生成网络表供 PCB 使用。 5.7.1 网表的生成 Netlist( 网表)分为 External Netlist (外部网络表)和 Internal Netlist (内部网络表)两 种。从 SCH 原理图生成的供 PCB 使用的网络表就叫做外部网络表,在 PCB 内部根据所加载的外部网络表所 生成表称为内部网表,用于 PCB 元件之间飞线的连接。一般用户所使用的也就是外部网络表,所以 不用将两种网络表严格区分。 为单个 SCH 原理图文件创建网络表的步骤如下: ( 1 )双击文件工作面板中对应的 SCH 原理文件,打开要创建网表的原理图文档。 ( 2 )执行主菜单命令 Design / Netlist / Protel ,如图 5 - 41 所示。 所产生的网络表与原项目文件同名,后缀名为. net ,这里生成的网络表名称即为 CLOCK . NET 。图标位于文件工作面板中该项目的 Generated Protel Netlist 选项下,文件保存在 Generated Protel Netlist 文件夹下,如图 5 — 42 所示。 图 5 - 41 从 SCH 图生成网表操作 图 5 - 42 网表的生成 双击 CLOCK . NET 图标,将显示网表的详细内容。 5.7.2 P rotel 的网表格式 Protel 网表的格式由两部分组成,一部分是元件的定义,另一部分是网络的定 义。 1 .元件的定义 网络表第一部分是对所使用的元件进行定义,一个典型的元件定义如下: [ ;元件定义开始 C1 ;元件标志名称 RAD - 0 . 3 ;元件的封装 10n ;元件注释 ] ;元件定义结束 每一个元件的定义都以符号“ [ ”开始,以符号“ ] ”结束。第一行是元件的名称,即 Designat or 信息;第二行为元件的封装,即 Footprint 信息;第三行为元件的注释。 2 .网络的定义 网络表的后半部分为电路图中所使用的网络定义。每一个网络意义就是对应电路中有电气连接关系的 一个点。一个典型的网络定义如下: ( ;网络定义开始 NetC2_2 ;网络的名称 C2 一 2 ;连接到此网络的所有元件的标志和引脚号 X1 - 1 ;连接到此网络的元件标志和引脚号 ) ;网络定义结束 每一个网络定义的部分从符号“(”开始,以符号“)”结束。“(”符号下第一行为网络的名称。 以下几行都是连接到该网络点的所有元件的元件标识和引脚号。如 C2 一 2 表示电容 C2 的第 2 脚连接到网络 NetC2_2 上; X1 — 1 表示还有晶振 X1 的第 1 脚也 连接到该网络点上。 5.7.3 更新 PCB 板 生成网表后,即可将网表里的信息导人印刷电路板,为电路板的元件布局和布线做准备。 Protel 提供了从原理图到 PCB 板自动转换设计的功能,它集成在 ECO 项目设计更改管理器中。启动项目设计更改管理器的方法有两种。 ● 在 SCH 原理图编辑环境下,本例先打开 CLOCK . SCHDOC 文件。执行主菜单命令 Design / Update PCB CLOCK . PCBDOC ,如图 5 — 43 所示。 ● 先进人 PCB 编辑环境下,本例中打开 CLOCK . PCBDOC 文件,执行主菜单命令 Design / Irnport Changes F rom CLOCK . PRJPCB ,如图 5 — 44 所示。 图 5 - 43 SCH 原理图编辑环境下更新 PCB 图 图 5 - 44 PCB 编辑环境下更新 PCB 图 执行以上相应命令后,将弹出 Engineering Change Order (更改命令管理)对话框,如图 5 — 45 所示。 图 5 — 45 更改命令管理对话框 更改命令管理对话框中显示出当前对电路进行的修改内容,左边为 Modifications (修改)列表, 右边是对应修改的 Status (状态)。主要的修改有 Add Component 、 Add Nets 、 Add Components Classes 和 Ad d Rooms 几类。 单击 Validate Changes 按钮,系统将检查所有的更改是否都有效,如果有效,将在右边 Check 栏 对应位置打勾,如果有错误, Check 栏中将显示红色错误标识。 一般的错误都是由于元件封装定义不正确,系统找不到给定的封装,或者设计 PCB 板时没有添加对 应的集成库。此时则返回到 SCH 原理图编辑环境中,对有错误的元件进行更改,直到修改完所有的错误即 Check 栏中全为正确 内容为止。 单击 Execute Changes 按钮,系统将执行所有的更改操作,如果执行成功, Status 下的 Done 列表栏将被勾选,执行结果 如图 5 — 46 所示。 图 5 - 46 显示所有修改过的结果 在更改命令管理对话框中,单击 Report Changes „按钮,将打开 Report Preview (报告预览)对话框,在该对话框中可以预览所有进行修改过的文件,如图 5 — 47 所示。 图 5 - 47 报告预览对话框 在报告预览对话框中,单击 Export „按钮,将弹出文件保存对话框,如图 5 — 48 所示。在该对 话框中,允许将所有的更改过的文件以 Excel 文件格式保存。 图 5 - 48 ECO 报告保存对话框 保存输出文件后,系统将返回到更改命令管理对话框,单击 Close 按钮,将关闭该对话框,进人 PCB 编辑界面。此时所有的元件都已经添加到 CLOCK . PCBDOC 文件中,元件之间的飞线也已经连 接。 但是所有元件几乎都重叠在一起,如图 5 — 49 所示,超出 PCB 图纸的编辑范围,因此必须对元件进行重新布局。 图 5 — 49 更新后生成的 PCB 图 在以上步骤中,所有元件已经更新到 PCB 板上,但是元件布局过密,甚至出现重叠现象。 合理的布局是 PCB 板布线的关键。如果单面板设计元件布局不合理,将无法完成布线操作;如果双 面板元件布局不合理,布线时将会放置很多过孔,使电路板导线变得非常复杂。合理的布局要考虑到 很多因素,比如电路的抗干扰等,在很大程度上取决于用户的设计经验。 Protel DXP 提供了两种元件布局的方法,一种是自动布局,一种是手动布局。这两种方法各有优劣, 用户应根据不同的电路设计需要选择合适的布局方法。 5.8.1 元件自动布局 元件的自动布局( Auto Place )适合于元件比较多的时候。 Protel DXP 提供了强大的自动布局功 能,定义合理的布局规则,采用自动布局将大大提高设计电路板的效率。 自动布局的操作方法是在 PCB 编辑环境下,执行主菜单命令 Tools / Auto Placement / Auto P lacer „,如图 5 - 50 所示,在弹出的 Auto Place (自动布局)对话框中,有两种布局规则可以供选择,如图 5 — 51 所示。 图 5 — 50 元件自动布局 图 5 一 51 自动布局对话框 选中 Cluster Placer (集群方法布局)选项,系统将根据元件之间的连接性,将元件划分成一个个 的集群( Cluster ),并以布局面积最小为标准进行布局。这种布局适合于元件数量不太多的情况。选中 Qu ick Component Placement 复选项,系统将以高速进行布局。 选中 Statistical Placer (统计方法布局)选项,系统将以元件之间连接长度最短为标准进行布局。 这种布局适合于元件数目比较多的情况(比如元件数目大于 100 )。选择该选项后,对话框中的说明及设置将随之变化,如图 5 — 52 所示。 图 5 - 52 统计方法布局对话框 统计方法布局对话框中的设置及功能如下: ● Group Components 复选项:用于将当前布局中连接密切的元件组成一组,即布局时将这些元件作 为整体来考虑。 ● Rotate Components 复选项:用于布局时对元件进行旋转调整。 ● Au tomatic PCB Update 复选项:用于在布局中自动更新 PCB 板。 ● Power Nets 文本框:用于定义电源网络名称。 ● Ground Nets 文本框:用于定义接地网络名称。 ● Grid Size 文本框:用于设置格点大小。 如果选择 Statistical Placer 单选项的同时,选中 Automatic PCB Update 复选项,将在布局结束后对 PCB 板进行自动元件布局 更新。 所有选项设置完成后,单击 OK 按钮,关闭设置对话框,进人自动布局。布局所花的时间根据元件的数量多少和系统配置高低而 定。布局完成后,系统出现布局结束对话框,单击 OK 按钮结束自动布局过程,此时所需元件将布置 在 PCB 板内部,如图 5 — 53 所示。 图 5 — 53 自动布局结果 图 5 — 53 中的布局结果只是将元件布置在 PCB 板中,但是飞线却没有布置。执行菜单命令 Desi gn / Netlist / Clean All Nets „或者执行 Clean Nets „命令,将清除所有的网络,然后再撤销一次 该操作,将在 PCB 图纸上显示飞线连接。 在布局过程中,如果想中途终止自动布局的过程,可以执行主菜单命令 Tools / Auto Placement / Stop Auto Placer ,即可终止自动布局。从图 5-54 中可以看到 , 使用 Protel 的元件自动布局功能 , 虽然布局的速 度和效率都很高 , 但是布局的结果并不令人满意。元件之间的标志都有重叠的情况 , 有时布局后元件非常凌乱。因此 , 很多情况下必须对布局结果进行局部的调整 , 即采用手动布局 , 按用户的要求进一步进行设计。 5.8.2 元件手动布局 在系统自动布局后,手动对元件布局进行调整,自动布局功能,直接进入元件的手工布置。 手动调 整元件的方法和 SCH 原理图设计中使用的方法类似,即将元件选中进行重新放置。使用左键选中元 件后拖动,此过程中元件之间的飞线不会断开。本例采用自动布局后的结果和又进行了手动调整后的 效果比较,如图 5 — 54 和图 5 — 55 示。 图 5 — 54 自动布局后 PCB 图 图 5 - 55 手动调整后的 PCB 图 Protel DXP 提供了 10 种不同的设计规则,包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、 元件移动和信号完整性等。 电路可以根据需要采用不同的设计规则,如果设计双面板,其很多规则可以采用系统默认值,这是因 为系统默认就是针对双面板布线而设置的。 进人设计规则设置对信框的方法是在 PCB 电路板编辑环境下,执行主菜单命令 Design / Rules „,弹出如图 5 — 56 所示的 PCB Ru les and Constraints Editor(PCB 设计规则和约束 ) 对话框 。 图 5 — 56 PCB 设计规则和约束对话框 该对话框左侧显示的是设计规则的类型,共分 10 类。 包括 Electrical (电气类型)、 Routing (布线类型)、 SMT (表面粘着元件类型)等等。右侧则显示对应设计规则的设置属性。 该对话框左下角有按钮 Priorities ,单击该按钮,可以对同时存在的多个设计规则进行优先权设置。 对这些设计规则的基本操作有几种:新建规则、删除规则、导出和导入规则等。我们将在第 6 章中,详细介绍各类设计规则的设置和使用方法。 在对布线规则进行了完整正确的设置后,还必须对所设计的印刷电路板进行网络管理操作后,才可以 进行自动布线和手动布线操作。 5.10.1 自动布线 在对印刷电路板进行了自动布局并且设置好布线规则后,即可给元件布线。布线可以采取自动布线和 手动布线调整两种方式。 Protel DXP 提供了强大的自动布线功能,它适合于元件数目较多的情况。 1 .自动布线设置 利用系统提供自动布线操作之前,先要对自动布线进行规则设置。在 PCB 操作界面下,执行主菜单命令 Auto Route / Setup „,如图 5 - 57 示。进人自动布线状态 后,将弹出如图 5 — 58 所示的 Situs Routing Strategies (布线设置)对话框。 图 5 - 57 选择自动布线菜单命令 该对话框显示 Available Routing Strategies (有效布线策略),一般情况下均采用系统默认值。 Routing Rules 按钮,和前面设置的布线规则操作一样,可以在此处对其修改等操作。 图 5 — 58 自动布线设置对话框 2 .自动布线 自动布线菜单中几个菜单项用于对自动布线进行操作。 ● All 菜单项:对整个印刷板所有的网络均进行自动布线。 ● Net 菜单项:对指定的网络进行自动布线。选中后,鼠标将变成十字光标形状,可以选中需要布 线的网络,再单击鼠标,系统会进行自动布线。 ● Component 菜单项:对指定的元件进行自动布线。选中后,鼠标将变成十字光标形状,移动鼠标选择 需要布线的特定元件,单击鼠标系统会对该元件进行自动布线。 ● Connection 菜单项:对指定的焊盘进行自动布线。选中后,鼠标将变成十字光标形状,单击鼠标, 系统即进行自动布线。 ● Area 菜单项:对指定的区域自动布线,选中后,鼠标将变成十字光标形状,拖动鼠标选择一个需要 布线的焊盘的矩形区域。 ● Room 菜单项:给定的元件组合进行自动布线。 ● Setup 菜单项:用于打开自动布线设置对话框。 ● Stop 菜单项:终止自动布线。 ● Reset 菜单项:对布过线的印刷板进行重新布线。 ● Pause 菜单项:对正在进行的布线操作进行中断。 ● Restart 菜单项:继续中断了的布线操作。 自动布线过程中,出现 Message 对话框,显示当前布线的信息,如图 5 - 59 所示。 图 5 — 59 自动布线信息 在这里对已经手动布局好的 CLOCK . PCBDOC 印刷电路板采用自动布线,在 Protel DXP 主菜单中 执行菜单命令 Auto Route / All 。自动布线完成后,按 End 键将刷新显示布线结果,布线结果如图 5 — 60 所示。执行菜单命令 View/Borad in3D ,则可看到如图 5 — 61 所示的 3D 效果图。 图 5 — 60 自动布线结果 图 5 — 61 3D 效果图 5.10.2 手动布线 在 PCB 板上元件数量不多,连线不复杂的情况下,或者在使用自动布线后需要对元件进行布线的更 改时,都可以采用手动布线方式。 使用手动布线直接打开 Place 菜单,如图 5 — 62 所示。 也以执行主菜单命令 View/Toolbars/Placement ,打开 Placemen (元件放置)工具栏,如图 5 — 63 所示。 手动布线包括放置 Arc (圆弧导线)、 Track (放置导线)、 String (放置文字)、 Pad (放置焊盘)等。 图 5 — 62 元件放置菜单 图 5 — 63 元件放置工具栏 1 .放置圆弧导线 ①使用 Arc ( Center )菜单项放置圆弧导线 使用设置圆弧中的方法放置圆弧导线的操作步骤如下: ( 1 )执行元件放置菜单命令 Place / Arc ( Center )。或从元件放置工具栏中单击圆弧中 心按钮 。 ( 2 )选中放置圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,选择圆心后,单击鼠标确定,如图 5 — 64 所示。 ( 3 )将鼠标移动到合适位置,选择圆弧的半径,右击鼠标,如图 5 — 65 所示。 图 5 — 64 圆心选取 图 5 — 65 确定圆弧半径 ( 4 )移动鼠标在圆弧的开始和结尾处时都单击鼠标,确定圆弧起始位置和终止位置,如图 5 — 66 所示。 ( 5 )完成圆弧的绘制后,在 PCB 图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。绘制结果如图 5 — 67 所示。 图 5 — 66 确定 Center 圆弧的起点和终点 图 5 — 67 完成后的 Center 圆弧导线 ②使用 Arc ( Edge )菜单项放置圆弧导线 使用设置圆弧端点的方法放置圆弧导线的步骤如下: ( 1 )执行元件放置菜单命令 Place / Arc ( Edge ),或在元件放置工具栏中选圆弧端点按钮 。 ( 2 )选中放置圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定起点,移动鼠标,选择合适的圆 弧终点位置后,单击鼠标结束选取,如图 5 — 68 所示。 完成圆弧的绘制后,在 FCB 图纸上右击鼠标取消画圆弧状态,绘制结果如图 5 — 69 所示。 图 5 一 68 确定 Edge 圆弧起点和终点 图 5 - 69 完成后的 Edge 圆弧导线 ③使用 Arc ( Any angle )菜单项放置圆弧导线 放置任意角度的圆弧导线的操作步骤如下: ( 1 )执行元件放置菜单命令 Place / Arc ( Any Angle ),或在元件放置工具栏中选按钮 。 ( 2 )选中要放置的圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定起点。 ( 3 )移动鼠标进行圆弧中心的选取,在合适的圆弧中心位置处单击鼠标,结束圆心和半径的选取, 如图 5 — 70 所示。 ( 4 )起点和圆心定好后,使鼠标仍保持十字光标形状,并在圆弧上移动,选择好圆弧终点后,单 击鼠标,如图 5 — 71 所示。 ( 5 )完成圆弧的绘制后,在 PCB 图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。绘制效果如图 5 — 72 所示。 图 5 — 70 圆弧中心和半径选取 图 5 — 71 圆弧终点的选取 图 5 一 72 完成后任意角度圆弧导线 ④使用 Full Circle 菜单项放置圆弧导线 放置完整的圆弧导线的操作步骤如下: ( 1 )执行元件放置菜单命令 Place/Full Circle 。或在元件放置工具栏中选按钮 。 (2 )选中放置的圆弧导线后,使鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定圆心。 ( 3 )移动鼠标并使其保持十字光标状态,选择圆的半径,到达合适的位置后单击鼠标结束半径的 选取,如图 5 — 73 所示。 ( 4 )完成圆弧的绘制后,在 PCB 图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。绘制效果如图 5 — 74 所示。 图 5 — 73 选取圆心和半径 图 5 — 74 完成后的完整的圆弧导线 ⑤设置圆弧导线属性 设置圆弧导线属性有如下两种方法: ● 在用鼠标放置圆弧导线时按 Tab 键,弹出 Arc( 圆弧)属性对话框,如图 5 一 75 所示。 图 5 — 75 圆弧属性对话框 ● 对已经在 PCB 板上放置好的导线,直接双击该导线,也将弹出圆弧属性对话框。 圆弧属性对话 框中有如下几项设置: ● Radius :设置圆弧的半径。 ● Width :设置圆弧的导线宽度。 ● Start Angle :设置圆弧的起始角度。 ● End Angle :设置圆弧的终止角度。 ● Center X 和 Center Y :设置圆弧的圆心位置。 ● Layer 下拉选项:选择圆弧所放置的层面。 ● Net 下拉选项:选择该圆弧段对应的网络名。 ● Locked :设定放置后是否将圆弧的位置固定不动。 ● keepout :选择是否屏蔽圆弧导线。 2 .放置导线 放置导线的方法:可以执行主菜单命令 Place / Interactive Routing ,也可以用元件放置工具栏中的按钮 。 进人放置导线状态后,鼠标变成十字光标形状,将鼠标移动到合适的位置,单击鼠标确定导线的起始 点,即可放置导线,在导线绘制过程中,可以用空格键对导线方向进行调整。 将鼠标移动到终点位置,单击鼠标确定终点位置,再右击鼠标结束当前该条导线的布 置。可继续进行 下一条导线布线。 要删除一条导线,先选中该导线,按 Delete 键即可删除该导线,也可以执行菜单命令 Edit / Delete ,使鼠标将变成十字光标形状后, 将光标移动到所需要删除的导线上单击鼠标即可删除。 设置所放置的导线的属性有如下方法: 在用鼠标放置圆弧导线的时候先单击鼠标,确定导线起始点后,按 Tab 键,将弹出 Interactive Routing (交互布线)设置对话框,从中进行圆弧导线属性的设置,如图 5 - 76 所示。 图 5 — 76 交互布线设置对话框 对已经在 PCB 板上放置好的导线,直接双击该导线,也可以弹出 track (导线属性)设置对话框, 如图 5 — 77 所示。 在导线属性设置对话框中有如下几项设置: ● Start X :和 Start Y :用于确定该段导线的起始位置 x 和 y 的坐标。 ● Width: :用于设置导线的宽度。 ● End X 和 End Y :用于设定导线的终止位置 x 和 y 坐标。 ● Layer 下拉列表:用于设置放置的层面。 ● Net 下拉列表:用于设置放置的网络。 ● Locked 复选项:用于设定放置后是否将文字固定不动。 ● keepout 复选项:用于选择是否屏蔽该导线。 图 5 - 77 导线属性设置对话框 在印刷电路设计中,有时在原理图和 PCB 电路图都设计好的情况下,难免会对其中的元件或电路进 行局部的更改,更改较多的往往是元件的封装。有时在 PCB 电路板上直接对某个元件的封装做了修改,也想自动地将更改反映到原理图上去;或者原理图上 对某元件的数值大小进行修改,也希望能对应更改 PCB 电路板。 Protel DXP 提供了很好的 PCB 与原理图相互更新的功能。 5.11.1 由 SCH 原理图更新 PCB 对 SCH 原理图进行了部分更改后,在原理图编辑环境下,执行主菜单命令 Design / Update PCB PCB2.PC BDOC ,如图 5 — 78 所示,即可完成从 SCH 原理图对 PCB 电路图的更新。 图 5 — 78 更新 PCB 菜单 例如,在 SCH 原理图中将电容 C5 的电容值从 100pF 更改为 1000pF ,从 Protel DXP 的主菜单中执行 UpdatePCB CLK . PcbDoc 命令后,将弹出项目设计更改管理对话框, 如图 5 — 79 所示。 图 5 — 79 项目设计更改管理对话框 在项目设计更改管理对话框中单击 Validate Changes 按钮,检查更改,然后再单 Execute Changes 按钮,执行更改。如果没有错误, SCH 原理图的更改将自动更新到 PCB 电路板上。 更新前与更新后的 PCB 电路图,如图 5 — 80 和图 5 — 81 示。 图 5 - 80 更新前的 PCB 图 5 - 81 更新后的 PCB 5.11.2 由 PCB 更新原理图 由 PCB 图更新 SCH 原理图与由 SCH 原理图更新 PCB 的原理图相同。在 PCB 设计环境下,执行主菜单命令 Design/Up date Schematic in [ CLK. PRJPCB 」,如图 5 - 82 所示。 例如 ,在这里对 CLK . PCBDOC 电路板中的电阻 C5 进行更改,将电阻值从 100pF 改为 1000pF 。 选中该菜单项后,也将弹出项目设计更改管理对话框。使用上述相同可以将 C5 的更改反映到 SCH 原理图上。更改前后的 SCH 原理图,如图 5 — 82 和图 5 — 83 所示。 图 5 — 81 PCB 图更新 SCH 图操作 图 5 — 82 SCH 图更新前 图 5 — 83 SCH 图更新后 电路板设计完成之后,为了保证所进行的设计工作,比如元件的布局、布线等符合所定义的设计规则, Protel DXP 提供了设计规则检查功能 DRC ( Design Rule Check ) , 对 PCB 板的完整性进行检 查。 5.12.1 设计检查检查 DRC 启动设置规则检查 DR C 的方法是执行主菜单命令 Tools/Design Rule Check ... , 将弹出 Design Rule Checker (设计规则检查)对话框,如 5 — 84 所示。 图 5 - 84 设计规则检查对话框 该对话框中左边是设计项,右边为具体的设计内容。 ① Report Options 节点 该项设置生成的 DRC 报表将包括哪些选项,由 Create Report File (生成报表文件)。 Create Violations (报告违反规则的项)、 Sub — Net Details (列出子网络的细节)、 Internal Plane Warmngs (内层检查)等选项来决 定。选项 Stop when „ violations found 用于限定违反规则的最高选项数,以便停止报表生成。系统默认所有的选项都 选中生成。 ② Rules To Check 节点 该项列出了 8 项设计规则,这些设计规则都是在 PCB 设计规则和约束对话框里定义 的设计规则。单击左边各选择项,详细内容会在右边的窗口中显示出来,如图 5 — 85 所 示。这些显示包括显示 Rule (规则名称)、 Category (规则的所属种类)。 图 5 — 85 选择设计规则选项 Online 选项表示该规则是否在电路板设计的同时进行同步检查,即在线方法的检查。 Batch 选择项表示在运行 DRC 检查时要进行检查的项目。 5.12.2 生成检查报告 对要进行检查的规则设置完成之后,在 Rules To Check 对话框中单击 Run Design Rule Check „按钮,进人规则检查。 系统将弹出 Messages 信息框,在这里列出了所有违反规则的信息项。包括所违反的设计规则的种类、所在文档、错误信息、 序号等,如图 5 — 86 所示。 图 5 - 86 Messages 信息框 同时在 PCB 电路图中以绿色标志标出不符合设计规则的位置,用户可以回到 PCB 编辑状态下相应位 置对错误的设计进行修改。再重新运行 DRC 检查,直到没有错误为止。 DRC 设计规则检查完成后,系统将生成设计规则检查报告,文件名后缀为. DRC ,如图 5 — 87 所示。 图 5 — 87 设计规则检查报告 小结 本章中对 PCB 电路设计的流程作了介绍,并以项目 CLOCK . PRJPCB 电路板的生成为例,讲解了生成电路板的各个步骤,使读者能对 PCB 电路设计有初步的 掌握。较高级的设计技巧将在第 7 章中阐述。 习题 1 .常用印刷电路板按电路层多少可以分成哪 3 种类型的电路板? 2 .常见的元件封装有哪几种形式?其电路设计时应该注意什么? 3 . PCB 电路板设计的流程可以分为哪几步? � 欢迎使用 Protel DXP � Protel DXP 设计探索者 � 设计文件夹是怎样保存的 � 创建一个新项目 � 创建一个新的原理图图纸 � 将原理图图纸添加到项目 � 设置原理图选项 � 绘制原理图 � 定位元件和加载元件库 Protel DXP 指导教程(一) 欢迎来到 Protel DXP 世界--Protel DXP 是一款 Windows NT/XP 的全 32 位电子设计系统。Protel DX P 提供一套完全集成的设计,这些工具让你很容易地将你的设计从概念形成最终的板设计。 所有的 Protel DXP 工具需要在一个单一应用环境--设计探索者(the Design Explorer)中运行。启 动 Protel DXP,设计探索者打开,将你所有的设计工具放在你的手指尖。你将从一个单一的、一致 的、个性化的用户环境受益。 这个教程的设计是为了为你提供一个怎样建立一张原理图、从 PCB 更新设计信息以及产生生产输出文 件的预览。 设计探索者是你与你的设计和设计工具的界面。要启动 Protel 并打开设计探索者,从 Windows 开始 菜单选择 Programs ? Altium ? Protel DXP。当你打开 Protel DXP 后,将显示最常用的初始任务以 便方便选择(如图)。 在你建立了你的设计文件夹后,你就能在编辑器之间转换,例如,原理图编辑器和 PCB 编辑器。设计 探索者将根据你当前所工作的编辑器来改变工具栏和菜单。一些工作区面板的名字最初也会显示在工 作区右下角。在这些名字上点击将会弹出面板,这些面板可以通过移动、固定或隐藏来适应你的工作 环境。下图展示了当几个文件和编辑器同时打开并且窗口进行平铺时的设计探索者。 Protel DXP 将所有的设计文件和输出文件都作为个体文件保存在你的硬盘。你可以使用 Windows Ex plorer 来查找。项目文件可以的建立可以包含设计文件的连接,这样使得设计验证和同步成为可能。 在 Protel DXP 中,一个项目包括所有文件夹的连接和与设计有关的设置。一个项目文件,例如 xxx. PrjPCB,是一个 ASCII 文本文件,用于列出在项目里有哪些文件以及有关输出的配置,例如打印和 C AM。那些与项目没有关联的文件称作“自由文件(free documents)”。与原理图纸和目标输出的连 接,例如 PCB、FPGA、VHDL 或库封装,将添加到项目中。一旦项目被编辑,设计验证、同步和对比就 会产生。例如,当项目被编辑后,项目中的原始原理图或 PCB 的任何改变都会被更新。 建立一个新项目的步骤对各种类型的项目都是相同的。我们将以 PCB 项目为例。首先我们要创建一个 项目文件,然后创建一个空的原理图图纸以添加到新的空项目中。在这个教程的最后我们将创建一个 空白 PCB 并将它同样添加到项目中。 为开始教程,创建一个新的 PCB 项目: 1. 在设计窗口的 Pick a Task 区中点击 Create a new Board Level Design Project。 另外,你以可以在 Files 面板中的 New 区点击 Blank Project (PCB)。如果这个面板未显示, 选择 File ? New,或点击设计管理面板底部的 Files 标签。 2. Projects 面板出现。新的项目文件,PCB Project1.PrjPCB,与“no documents added”文 件夹一起列出。 3. 通过选择 File ?Save Project As 来将新项目重命名(扩展名为*.PrjPCB)。指定你要把这 个项目保存在你的硬盘上的位置,在文件名栏里键入文件名 Multivibrator.PrjPCB 并点击 S ave。 下面,我们将创建一个原理图并添加到空项目文件。这个原理图是一个多谐振荡器电路。 创建一个新的原理图图纸按照以下步骤来完成: 1. 在 Files 面板的 New 单元选择 File ? New 并点击 Schematic Sheet。一个名为 Sheet1.SchD oc 的原理图图纸出现在设计窗口中,并且原理图文件夹也自动地添加(连接)到项目。这个 原理图图纸现在列表在 Projects 标签中的紧挨着项目名下的 Schematic Sheets 文件夹下。 2. 通过选择 File ? Save As 来将新原理图文件重命名(扩展名为*.SchDoc)。指定你要把这 个原理图保存在你的硬盘中的位置,在文件名栏键入 Multivibrator.SchDoc,并点击 Save。 3. 当空白原理图纸打开后,你将注意到工作区发生了变化。主工具栏增加了一组新的按钮,新 的工具栏出现,并且菜单栏增加了新的菜单项。现在你就在原理图编辑器中了。 你可以自定义工作区的许多模样。例如,你可以重新放置浮动的工具栏。单击并拖动工具栏的标题区, 然后移动鼠标重新定位工具栏。改变工具栏,可以将其移动到主窗口区的左边、右边、上边或下边。 现在我们可以在设计开始之前将我们的空白原理图添加到项目中了。 如果你想添加到一个项目文件中的原理图图纸已经作为自由文件夹被打开,那么在 Projects 面板的 Free Documents 单元 schematic document 文件夹上右击,并选择 Add to Project。现在这个原理图 图纸就列表在 Projects 标签中的紧挨着项目名下的 Schematic Sheets 文件夹下,并连接到项目文件。 在你开始绘制电路图之前首先要做的是设置正确的文件夹选项。完成以下步骤: 1. 从菜单选择 Design ? Options,文件夹选项对话框打开。作为本教程,在此我们唯一需要修 改的是将图纸大小(sheet size)设置为标准 A4 格式。在 Sheet Options 标签,找到 Stan dard Styles 栏。点击输入框旁的箭头将看见一个图纸样式的列表。 2. 使用滚动栏来向上滚动到 A4 样式并点击选择。 3. 点击 OK 按钮关闭对话框,更新图纸大小。 4. 为将文件再全部显示在可视区,选择 View ? Fit Document。 在 Protel DXP 中,你可以通过只按菜单热键(在菜单名中带下划线的字母)来激活任何菜单。以后 任何菜单项也将有你可以用来激活该项的热键。例如,对于选择 View ? Fit Document 菜单项的热键 就是在按了 V 键后按 D 键。许多子菜单,诸如 Edit ? DeSelect 菜单,是可以直接调用的。要激活 E dit ? DeSelect ? All 菜单项,你只需要按 X 键(用于直接调用 DeSelect 菜单)及 A 键。 下面我们将进行一般的原理图参数设置: 1. 从菜单选择 Tools ? Preferences(热键 T,P)打开原理图参数对话框。这个对话框允许你 设置全部参数,这些将应用到你将继续工作的所有原理图图纸。 2. 点击 Default Primitives 标签以使其为当前,勾选 Permanent。点击 OK 按钮关闭对话框。 3. 在你开始绘制原理图之前,保存这个原理图图纸,因此选择 File ? Save(热键 F,S)。 你现在准备开始绘制原理图了。在这个教程中,我们将使用如下图(Figure 1)所示的电路。这个电 路用了两个 2N3904 晶体管来完成自激多谐振荡器。 管理数以千计的原理图符号也包括在 Protel DXP 中,原理图编辑器提供强大的库搜索功能。尽管我 们需要的元件已经在默认的安装库中,但对于知道怎样通过库搜索来找到元件还是很有用的。通过以 下步骤的操作来定位并添加本教程电路所要用到的库。 首先我们要查找晶体管,两个均为 2N3904。 1. 点击 Libraries 标签显示库工作区面板。 2. 在库面板中按下 Search 按钮,或选择 Tools? Find Component。这将打开查找库对话框。 3. 确认 Scope 被设置为 Libraries on Path,并且 Path 区含有指向你的库的正确路径。如果你 接受安装过程中的默认目录,路径中会显示 C:\Program Files\Altium\Library\。确认 Inc lude Subdirectories 未被选择(未被勾选)。 4. 我们想查找所有与 3904 有关的,所以在 Search Criteria 单元的 Name 文本框内键入*3904*。 5. 点击 Search 按钮开始查找。当查找进行时 Results 标签将显示。如果你输入的规则正确, 一个库将被找到并显示在查找库对话框。 6. 点击 Miscellaneous Devices.IntLib 库以选择它。 7. 点击 Install Library 按钮使这个库在你的原理图中可用。 8. 关闭 Search Libraries 对话框。 添加的库将显示在库面板的顶总。如果你点击上面列表中的库名,库中的元件会在下面列表。面板中 的元件过滤器可以用来在一个库内快速定位一个元件。 � 在原理图中放置元件 � 连接电路 � 网络与网络标签 � 设置项目选项 � 检查原理图的电气参数 � 设置错误报告 � 设置连接模式 � 设置比较器 � 编辑项目 在原理图中我们首先要放置的元件是两个晶体管(transistors),Q1 和 Q2。 1. 从菜单选择 View ? Fit Document(热键 V、D)确认你的原理图纸显示在整个窗口中。 2. 点击 Libraries 标签以显示 Libraries 面板。 3. Q1 和 Q2 是 BJT 晶体管,点击 Miscellaneous Devices.IntLib 库使其为当前库。 4. 使用过滤器快速定位你需要的元件。默认通配符(*)将列出在库中找到的所有元件。在库 名下的过滤器栏内键入*3904*设置过滤器。一个有“3904”作为元件名的元件列表将显示。 5. 在列表中点击 2N3904 以选择它,然后点击 Place 按钮。另外,还可以双击元件名。光标将 变成十字状,并且在光标上“悬浮”着一个晶体管的轮廓。现在你处于元件放置状态。如果 你移动光标,晶体管轮廓也会随之移动。 6. 在原理图上放置元件之前,首先要编辑其属性。在晶体管悬浮在光标上时,按下 TAB 键。这 将打开 Component Properties(元件属性)对话框。我们现在要设置对话框选项如下图所示。 7. 在对话框 Properties 单元,在 Designator 栏中键入 Q1 以将其值作为第一个元件序号。 8. 下面我们将检查在 PCB 中用于表示元件的封装。在本教程中,我们已经使用了集成库,这些 库已经包括了封装和电路仿真的模型。确认在模型列表中含有模型名 BCY-W3/D4.7。保留其 余栏为默认值。 现在准备放置元件。 1. 移动光标(附有晶体管符号)到图纸中间偏左一点的位置。 2. 当你对晶体管的位置满意后,左击或按 ENTER 键将晶体管放在原理图上。 3. 移动光标,你会发现晶体管的一个复制品已经放在原理图纸上了,而你仍然处于在光标上悬 浮着元件轮廓的元件放置状态。Protel DXP 的这个功能让你放置许多相同型号的元件。现在 让我们放第二个晶体管。这个晶体管同前一个相同,因此在放之前没必要再编辑它的属性。 在你放置一系列元件时 Protel DXP 会自动增加一个元件的序号值。以这个例子中,我们放 下的第二个晶体管会自动标记为 Q2。 4. 如果你查阅原理图(Figure 1),你会发现 Q2 与 Q1 是镜像的。要将悬浮在光标上的晶体管 翻过来,按 X 键。这样可以使元件水平翻转。 5. 移动光标到 Q1 右边的位置。要将元件的位置放得更精确些,按 PAGEUP 键两次以放大两倍。 现在你能看见栅格线了。 6. 当你将元件的位置确定后,左击或按 ENTER 键放下 Q2。你所拖动的晶体管的一个复制品再一 次放在原理图上后,下一个晶体管会悬浮在光标上准备放置。 7. 由于我们已经放完了所有的晶体管,我们用右击鼠标或按 ESC 键来退出元件放置状态。光标 会恢复到标准箭头。 下面我们要放四个电阻(resistors) 1. 在 Libraries 面板中,确认 Miscellaneous Devices.IntLib 库为当前。 2. 在库名下的过滤器栏里键入 res1 来设置过滤器。 3. 在元件列表中点击 RES1 以选择它,然后点击 Place 按钮。现在你会有一个悬浮在光标上的 电阻符号。 4. 按 TAB 键编辑电阻的属性。在对话框的 Properties 单元,在 Designator 栏中键入 R1 以将 其值作为第一个元件序号。 5. 确认模型名为 AXIAL-0.3 包含在模型列表中。 6. 对电阻的 parameter 栏的设置将在原理中显示,并在本教程以后运行电路仿真时会被 DXP 使 用。=Value 规则可以作为关于元件的一般信息在仿真时使用,个别元件除外。我们也可以设 置 Comment 来读取这个值,而这也会将 Comment 信息体现在 PCB 设计工具中。没必要将该值 输入两次(在规则中的=Value 和 Comment 栏),DXP 提供“间接引用”,这可以用规则中的 字符来替代 Comment 栏的内容。 在规则列表单元中点击 Add 显示 Parameter Properties 对话框。在 name 中输入 Value 以及 在 value 中输入 100K。确认 String 作为规则类型被选择,并且 value 的 Visible 框被勾选。 点击 OK。 7. 在对话框的 Properties 单元,点击 Comment 栏并从下拉列表中选择=Value,将 Visible 关 闭。点击 OK 按钮返回放置模式。 8. 按 SPACEBAR(空格键)将电阻旋转 90°。 9. 将电阻放在 Q1 基极的上边(参见 Figure 1 中的原理图)然后左击或按 ENTER 键放下元件。 10. 接下来在 Q2 的基极上边放另一个 100K 电阻 R2。 11. 剩下两个电阻,R3 和 R4,阻值为 1K,按 TAB 键显示 Component Properties 对话框,改变 V alue 栏为 1K(在 Parameters 列表中当 Value 被选择后按 Edit 按钮)。点击 OK 按钮关闭对 话框。 12. 参照 Figure 1 中的原理图所示定位并放置 R3 和 R4。 13. 放完所有电阻后,右击或按 ESC 键退出元件放置模式。 现在放置两个电容(capacitors): 1. 电容元件也在 Miscellaneous Devices.IntLib 库里,该应该已经在 Libraries 面板中被选 择。 2. 在 Libraries 面板的元件过滤器栏键入 cap。 3. 在元件列表中点击 CAP 选择它,然后点击 Place 按钮。现在在你的光标上悬浮着一个电容符 号。 4. 按 TAB 键编辑电容的属性。在 Component Properties 对话框的 Properties 单元,设置 Des ignator 为 C1,检查 PCB 封装模型为 RAD-0.3 被添加到 Models 列表中。 5. 规则栏的设置将显示在原理图中。点击规则列表中的 Add 显示 Parameter Properties 对话 框。输入名称 Value 以及值 20n。确认 String 作为规则类型被选择,并且 value 的 Visible 框被勾选。点击 OK。 6. 在对话框的 Properties 单元,点击 Comment 栏并从下拉列表中选择=Value,将 Visible 关 闭。点击 OK 按钮返回放置模式。 7. 用放置以前的元件的方法放置两个电容。 8. 右击或按 ESC 退出放置模式。 最后要放置的元件是连接器(connector),在 Miscellaneous Connectors.IntLib 库里。 1. 我们想要的连接器是两个引脚的插座,所以设置过滤器为*2*。 2. 在元件列表中选择 HEADER2 并点击 Place 按钮。按 TAB 编辑其属性并设置 Designator 为 Y1, 检查 PCB 封装模型为 HDR1X2。由于在仿真电路时我将把这个元件作为电路,所以不需要作规 则设置。点击 OK 关闭对话框。 3. 以放置连接器之前,按 X 作水平翻转。在原理图中放下连接器。 4. 右击或按 ESC 退出放置模式。 5. 从菜单选择 File ? Save(热键 F,S)保存你的原理图。 现在你放完了所有的元件。注意在 Figure 2 中的元件之间留有间隔,这样就有大量的空间用来将导 线连接到每个元件引脚上。这很重要,因为你不能将一根导线穿过一个引线的下面来连接在它的范围 内的另一个引脚。如果你这样做,两个引脚就都连接到导线上了。 如果你需要移动元件,点击并拖动元件体,拖动鼠标重新放置。 连线起着在你的电路中的各种元件之间建立连接的作用。要在原理图中连线,参照 Figure 1 的图示 并完成以下步骤: 1. 确认你的原理图图纸有一个好的视图,从菜单选择 View ? Fit All Objects(热键 V,F)。 2. 首先用以下方法将电阻 R1 与晶体管 Q1 的基极连接起来。从菜单选择 Place ?Wire(热键 P, W)或从 Wiring Tools(连线工具)工具栏点击 Wire 工具进入连线模式。光标将变为十字形 状。 3. 将光标放在 R1 的下端。当你放对位置时,一个红色的连接标记(大的星形标记)会出现在 光标处。这表示光标在元件的一个电气连接点上。 4. 左击或按 ENTER 固定第一个导线点。移动光标你会看见一根导线从光标处延伸到固定点。 5. 将光标移到 R1 的下边 Q1 的基极的水平位置上,左击或按 ENTER 在该点固定导线。在第一个 和第二个固定点之间的导线就放好了。 6. 将光标称到 Q1 的基极上,你会看见光标变为一个红色连接标记。左击或按 ENTER 连接到 Q1 的基极。 7. 完成这部分导线的放置。注意光标仍然为十字形状,表示你准备放置其它导线。要完全退出 放置模式恢复箭头光标,你应该再一次右击或按 ESC--但现在还不能这样做。 8. 现在我们要将 C1 连接到 Q1 和 R1。将光标放在 C1 左边的连接点上,左击或按 ENTER 开始新 的连线。 9. 水平移动光标一直到 Q1 的基极与 R1 的连线上。一个连接标记将出现 10. 左击或按 ENTER 放置导线段,然后右击或按 ESC 表示你已经完成该导线的放置。注意两条导 线是怎样自动连接上的。 11. 参照 Figure 3 连接电路中的剩余部分。 12. 在完成所有的导线之后,右击或按 ESC 退出放置模式。光标恢复为箭头形状。 彼此连接在一起的一组元件引脚称为网络(net)。例如,一个网络包括 Q1 的基极、R1 的一个引脚 和 C1 的一个引脚。 在设计中识别重要的网络是很容易的,你可以添加网络标签(net labels)。 在两个电源网络上放置网络标签: 1. 从菜单选择 Place ? Net Label。一个虚线框将悬浮在光标上。 2. 在放置网络标签之前应先编辑,按 TAB 键显示 Net Label (网络标签)对话框。 3. 在 Net 栏键入 12V,然后点击 OK 关闭对话框。 4. 将该网络标签放在原理上,使该网络标签的左下角与最上边的导线靠在一起。 5. 放完第一个网络标签后,你仍然处于网络标签放置模式,在放第二个网络标签之前再按 TAB 键进行编辑。 6. 在 Net 栏键入 GND,点击 OK 关闭对话框并放置网络标签。 7. 选择 File ? Save(热键 F,S)保存电路。 祝贺你!你已经用 Protel DXP 完成了你的第一张原理图。 在我们将原理图转为电路板之前,让我们进行项目选项设置。 项目选项包括错误检查规则、连接矩阵、比较设置、ECO 启动、输出路径和网络选项以及你想指定任 何项目规则。在你编辑项目时 Protel DXP 将使用这些设置。 当项目被编辑时,详尽的设计和电气规则将应用于验证设计。当所有错误被解决后,原理图设计的再 编辑将被启动的 ECO 加载到目标文件,例如一个 PCB 文件。项目比较允许你找出源文件和目标文件之 间的差别,并在相互之间进行更新(同步)。 所有与项目有关的操作,如错误检查、比较文件和 ECO 启动均在 Options for Project 对话框中设 置(Project ? Project Options)。 所有项目输出,如网络表、仿真器、文件的提供(打印)、集合和制造输出及报告在 Outputs for P roject 对话框中设置(Project ? Output Jobs)。参见设置项目输出以获得更多信息。 选择 Project ? Project Options,Options for Project 对话框出现。所有与项目有关的选均通过 这个对话框来设置。 在 Protel DXP 中原理图是不仅仅只是绘图--原理图还包含关于电路的连接信息。你可以使用连接检 查器来验证你的设计。当你编辑项目时,DXP 将根据在 Error Reporting 和 Connection Matrix 标 签中的设置来检查错误,如果有错误发生则会显示在 Messages 面板。 在 Options for Project 对话框中的 Error Reporting 标签用于设置设计草图检查。报告模式(Rep ort Mode)表明违反规则的严格程度。如果你要修改 Report Mode,点击你要修改的违反规则旁的 R eport Mode,并从下拉列表中选择严格程度。在本教程中我们使用默认设置。 连接矩阵标签(Options for Project 对话框)显示的是错误类型的严格性,这将在设计中运行错误 报告检查电气连接产生,如引脚间的连接、元件和图纸输入。这个矩阵给出了一个在原理图中不同类 型的连接点以及是否被允许的图表描述。 例如,在矩阵图的右边找到 Output Pin,从这一行找到 Open Collector Pin 列。在它的相交处是一 个橙色的方块,这而这个表示在原理中从一个 Output Pin 连接到一个 Open Collector Pin 的颜色将 在项目被编辑时启动一个错误条件。 你可以用不同的错误程度来设置每一个错误类型,例如对一些致命的错误不予报告。 修改连接错误: 1. 点击 Options for Project 对话框的 Connection Matrix 标签。 2. 点击两种类型的连接的相交处的方块,例如 Output Sheet Entry and Open Collector Pin。 3. 在方块变为图例中的 errors 表示的颜色时停止点击,例如一个橙色方块表示一个错误将表 明这样的连接是否被发现。 我们的电路不只包含 Passive Pins(在电阻、电容和连接器上)和 Input Pins(在晶体管上)。让 我们来检查一下看看连接矩阵是否会侦测出未连接的 passive pins。 1. 在行标签中找到 Passive Pin,在列标签中找到 Unconnected。它们的相交处的方块表示在 原理中当一个 Passive Pin 被发现未连接时的错误条件。默认是一个绿色方块,表示运行时 不给出报告。 2. 点击这个相交处的方块,直到它变为黄色,这样当我们修改项目时,未连接的 passive pin s 被发现时就会给出警告。 Options for Project 对话框的 Comparator 标签用于设置当一个项目修改时给出文件之间的不同或 忽略。在本教程中,我们不需要将一些仅表示原理图设计等级的特性(如 rooms)之间的不同显示出 来。确认在你忽略元件等级时没有忽略元件。 点击 Comparator 标签并在 Difference Associated with Components 单元找到 Changed Room Defin itions、 Extra Room Definitions 和 Extra Component Classes。 从这些选项右边的 Mode 列中的下拉列表中选择 Ignore Differences。 现在我们准备编辑项目并检查所有错误了。 编辑一个项目就是在设计文档中检查草图和电气规则错误并将你置于一个调试环境。我们已经在 Opt ions for Project 对话框中对 Error Checking 和 Connection Matrix 标签中的规则进行了设置。 要编辑我们的 Multivibrator 项目,选择 Project ? Compile PCB Project。 当项目被编辑时,任何已经启动的错误均将显示在设计窗口下部的 Messages 面板中。被编辑的文件 会与同级的文件、元件和列出的网络以及一个能浏览的连接模型一起列表在 Compiled 面板中。 如果你的电路绘制正确,Messages 面板应该是空白的。如果报告给出错误,则检查你的电路并确认 所有的导线和连接是正确的。 我们现在要小心地加入一个错误到我们的电路中并重新编辑项目: 1. 在设计窗口的顶部点击 Multivibrator.SchDoc 标签,以使原理图为当前文档。 2. 点击连接 C1 和 Q1 基极的导线的中部,在导线的端点将出现小的方形编辑热点,一条沿着导 线的虚线将显示选择颜色以表示这条导线被选取了。按 DELETE 键删除这条导线。 3. 重新编辑项目(Project ? Compile PCB Project)来检查错误被找到。 Messages 面板将打开并给出一个警告信号:在你的电路中有一个未连接的输入引脚。一个悬 浮输入引脚错误也会运行,这是因为在 Project Options 对话框的 Error Reporting 标签有 一个检查悬浮输入引脚的特殊选项。 4. 在 Messages 面板点击一个错误,Compile Error 窗口将显示违反的详细情况。从这个窗口, 你可点击一个错误并跳转到原理图的违反对象以便检查或修改错误。 在我们完成教程的本单元之前,让我们将原理图中的错误修复。 1. 点击原理图图纸标签使其为激活。 2. 从菜单选择 Edit ? Undo(热键 E,U)。你先前删除的导线现在恢复了。 3. 要检查恢复是否成功,重新编辑项目(Project ? Compile PCB Project)来检查将没有错 误被发现。Messages 面板应该显示(no errors)。 4. 从菜单选择 View ? Fit All Objects(热键 V,F)恢复原理图视图,并保存无错误原理图。 � 创建一个新的 PCB 文件 � 将新的 PCB 添加到项目 � 转换设计 � 更新 PCB � 设计 PCB � 设置栅格 � 定义板层和其它非电层 � 设置新的设计规则 � 在 PCB 上放置元件 在你将设计从原理图编辑器转换到 PCB 编辑器之前,你需要创建一个有最基本的板子轮廓的空白 PCB。 在 Protel DXP 中创建一个新的 PCB 设计的最简单方法是使用 PCB 向导,这将让你选择工业标准板轮 廓又创建了你自定义的板子尺寸。在向导的任何阶段,你都可以使用 Back 按钮来检查或修改以前页 的内容。 要使用 PCB 向导来创建 PCB,完成以下步骤: 1. 在 Files 面板的底部的 New from Template 单元点击 PCB Board Wizard 创建新的 PCB。如果 这个选项没有显示在屏幕上,点向上的箭头图标关闭上面的一些单元。 2. PCB Board Wizard 打开。你首先看见的是介绍页。点 Next 按钮继续。 3. 设置度量单位为英制(Imperial),注意,1000 mils = 1 inch 。 4. 向导的第三页允许你选择你要使用的板轮廓。在本教程中我们使用我们自定义的板子尺寸。 从板轮廓列表中选择 Custom,点击 Next。 5. 在下一页,你进入了自定义板选项。在本教程电路中,一个 2 x 2 inch 的板子将给我大量 的空间。选择 Rectangular 并在 Width 和 Height 栏键入 2000。取消选择 Title Block & Sc ale、Legend String 和 Dimension Lines 以及 Corner Cutoff 和 Inner Cutoff。点击 N ext 继续。 6. 在这一页允许你选择板子的层数。我需要两个 signal layer,不需要 power planes。点击 N ext 继续。 7. 在设计中使用的过孔(via)样式选择 Thru-hole vias only,点击 Next。 8. 在下一页允许你设置元件/导线的技术(布线)选取项。选择 Thru-hole components 选项, 将相邻焊盘(pad)间的导线数设为 One Track。点击 Next 继续。 9. 下一页允许你设置一些应用到你的板子上的设计规则。设为默认值。点 Next 按钮继续。 10. 最后一页允许你将自定义的板子保存为模板,允许你按你输入的规则来创建新的板子基础。 我们不想将我们的教程板子保存为模板,确认该选项未被选择,点击 Finish 关闭向导。 11. PCB 向导现在收集了它需要的所有的信息来创建你的新板子。PCB 编辑器将显示一个名为 PC B1.PcbDoc 的新的 PCB 文件。 12. PCB 文档显示的是一个默认尺寸的白色图纸和一个空白的板子形状(带栅格的黑色区域)。 要关闭图纸,选择 Design ? Options,在 Board Options 对话框取消选择 Design Sheet。 你可以使用 Protel DXP 从其它 PCB 模板中添加你自己的板框、栅格特性和标题框。要获得 关于板子形状、图纸和模板的更多信息,参见板子形状和图纸教程。 13. 现在图纸被关闭,选择 View ? Fit Board(热键 V,F)将只显示板子形状。 14. PCB 文档会自动添加(连接)到项目,并列表在 Projects 标签中紧靠项目名称的 PCBs 下面。 15. 选择 File ? Save As 来将新 PCB 文件重命名(用*.PcbDoc 扩展名)。指定你要把这个 PCB 保存在你的硬盘上的位置,在文件名栏里键入文件名 Multivibrator.PcbDoc 并点击 Save。 如果你想添加到项目的 PCB 是以自由文件打开的,在 Projects 面板的 Free Documents 单元右击 PCB 文件,选择 Add to Project。这个 PCB 现在就列表在 Projects 标签紧靠项目名称的 PCBs 下面并连 接到项目文件。 在将原理图信息转换到新的空白 PCB 之前,确认与原理图和 PCB 关联的所有库均可用。由于在本教程 中只用到默认安装的集成元件库,所有封装也已经包括在内了。只要项目已经编辑过并且在原理图中 的任何错误均已修复,那么使用 Update PCB 命令来启动 ECO 就能将原理图信息转换到目标 PCB。 将项目中的原理图信息发送到目标 PCB: 1. 在原理图编辑器选择 Design ? Update PCB (Multivibrator.PcbDoc)。项目修改,Enginee ring Change Order 对话框出现。 2. 点击 Validate Changes。如果所有的改变均有效,检查将出现在状态列表中。如果改变无效, 关闭对话框,检查 Messages 面板并清除所有错误。 3. 点击 Execute Changes 将改变发送到 PCB。完成后,状态变为完成(Done) 4. 点击 Close,目标 PCB 打开,而元件也在板子上以准备放置。如果你在当前视图不能看见元 件,使用热键 V、D(查看文档)。 现在我们可以开始在 PCB 上放置元件并在板上布线。在将元件定位在板子上之前,我们需要设置 PCB 工作区,如栅格、层和设计规则。 让我们设置一些选项,这样可以使定位元件更容易些。 1. 从菜单选择 Tools ? Preferences(热键 T,P)打开 System Preferences 对话框。在 Opti ons 标签的 Editing Options 单元,确认 Snap to Center 选项被选中。这会使你在抓住一个 元件定位时,光标就会定位在元件的参考点上。 2. 点击 System Preferences 对话框中 Display 标签其为当前。在 Show 单元,将 Show Pad Ne ts、Show Pad Numbers 和 Via Nets 选项取消选择。在 Draft Thresholds 单元,将 String s 栏设为 4 pixels,然后关闭对话框。 在开始定位元件之前,我们需要确认放置栅格设置正确。放置在 PCB 工作区的所有对象均排列在称为 捕获栅格(snap grid )上。这个栅格需要设置得适合我们要使用的布线技术。 我们的教程电路用的是标准英制元件,其最小引脚间距为 100mil。我们将这个捕获栅格设定为 100m il 的一个平均分数,50 或 25mil,这样所有的元件引脚在放置时均将落在栅格点一。当然,板子上 的导线宽度和间距分别是 12mil 和 13mil(这是 PCB 板向导使用的默认值),在平行的导线的中心之 间允许最小为 25mil。所以最合适的捕获栅格应设为 25mil。 完成以下步骤设置捕获栅格: 1. 从菜单选择 Design ? Options(热键 D,O)打开 Board Options 对话框。 2. 在 Grids 标签,将对话框中的 Snap X、 Snap Y、 Component X 和 Component Y 栏的值设 为 25mil。注意这个对话框也用来定义电气栅格。电气栅格在你放置一个电气对象时工作, 它将忽略捕获栅格而同时捕获电气对象。点击 OK 关闭对话框。 如果你查看 PCB 工作区的底部,你会看见一系列层标签。PCB 编辑器是一个多层环境,你所做的大多 数编辑工作都将在一个特殊层上。使用 Board Layers 对话框(Design ? Board Layers)来显示、 添加、删除、重命名、及设置层的颜色。 在 PCB 编辑器中有三种类型的层: 1. 电气层--包括 32 个信号层和 16 个平面层。电气层在设计中添加或移除是在板层管理器中, 选择 Design ? Layer Stack Manager 来显示这个对话框。 2. 机械层--有 16 个用途的机械层,用来定义板轮廓、放置厚度,包括制造说明、或其它设计 需要的机械说明。这些层在打印和底片文件的产生时都是可选择的。在 Board Layers 对话 框你可以添加、移除和命名机械层。 3. 特殊层--包括顶层和底层丝印层、阻焊和助焊层、钻孔层、禁止布线层(用于定义电气边界)、 多层(用于多层焊盘和过孔)、连接层、DRC 错误层、栅格层和孔层。在 Board Layers 对话 框中控制这些特殊层的显示。 本教程是一个简单设计,使用单面板或双面板布线就可以了。如果设计更复杂些,你可以在板层管理 器中添加更多的层。 1. 选择 Design ? Layer Stack Manager 显示 Layer Stack Manager 对话框。 2. 新层和平面添加在当前所选择的层下面。层的参数,如铜厚和非电参数都会用在信号完整分 析中。点击 OK 关闭对话框。 新板打开时会有许多你用不上的可用层,因此,要关闭一些不需要的层。完成以下步骤来关闭层: 1. 按快捷键 L 显示 Board Layers 对话框。 2. 右击并选择 Used On 将那些没有东西的层关闭。 3. 确认四个 Mask 层和 Drill Drawing 层名称旁边的 Show 按钮因没有勾选而不会显示。点击 O K 关闭对话框。 Protel DXP 的 PCB 编辑器是一个规则驱动环境。这意味着,当你在 PCB 编辑器中工作并执行那些改 变设计的操作时,如放置导线、移动元件、或自动布线,PCB 编辑器将一直监视每一个操作并检查设 计是否仍然满足设计规则。 在你开始在板子上工作之前设置设计规则允许你依然关注你的设计任务,而确信任何设计错误都会立 即被标记出以引起你的注意。 设计规则分为 10 个类别,并进一步分为设计类型。设计规则覆盖了电气、布线、制造、放置、信号 完整要求。 我们将对电源网络布线宽度设置新的设计规则。完成以下步骤来设置这些规则: 1. PCB 为当前文档时,从菜单选择 Design ? Rules 2. PCB Rules and Constraints Editor 对话框出现。每一类规则都显示在对话框的设计规则 面板(左手边)。双击 Routing 类展开后可以看见有关布线的规则。然后双击 Width 显示宽 度规则为有效。 3. 在设计规则面板中每个规则都点击一次来选择。当你在每个规则上点击后,对话框右边会在 顶部单元显示规则范围(你所要的这个规则的目标),而在底部单元显示规则的约束特性。 这些规则都是默认值,或已经由板向导在创建新的 PCB 文档时设置。 4. 点击 Width_1 规则显示它的约束特性和范围。这个规则应用到整个板。 Protel DXP 的设计规则系统的一个强大功能是:可以定义同类型的多重规则,而每个目标对象又不 相同。每一个规则目标的同一组对象在规则的范围里定义。规则系统使用预定义等级来决定将哪个规 则应用到每个对象。 例如,你可能有一个对整个板的宽度约束规则(即所有的导线都必须是这个宽度),而对 接地网络需 要另一个宽度约束规则(这个规则忽略前一个规则),在接地网络上的特殊连接却需要第三个宽度约 束规则(这个规则忽略前两个规则)。规则依优先权顺序显示。 现在,在你的设计中有一个宽度约束规则需要应用到整个板。现在我们要为 12V 和 GND 网络添加一个 新的宽度约束规则。要添加新的宽度约束规则,完成以下步骤: 1. 在 Design Rules 规则面板的 Width 类被选择时,右击并选择 New Rule,将一个宽度约束规 则只添加到 12V 网络。一个新的名为 Width_2 的规则出现。在 Design Rules 面板点击新的 规则以修改其范围和约束。 2. 在名称栏键入 12V 或 GND。当你完成规则设置后在 Design Rules 面板点击时 Design Rules 面板中的这个名称会刷新。 3. 下面我们要使用 Query Builder 来设置规则范围,如果你知道正确的语法结构,你也可以直 接在范围中键入。点击 Where the First object matches 单元的 Net。在 Query Kind 单元 里会出现 InNet( )。点击 All 按钮旁的下拉列表,从有效的网络列表中选择 12V。Query Ki nd 单元会更新为 InNet (‘12V’)。 4. 下面我要使用 Query Builder 将范围扩展到包括 GND 网络。点击 Advanced (Query),然后 点击 Query Builder。Query Helper 对话框出现。 5. 点击 Query 单元的 InNet(‘12V’)的右边,然后点击 Or 按钮。现在 Query 单元的内容变为 InNet(‘12V’) or,这样就使范围设置为将规则应用到两个网络中。 6. 点击 PCB Functions 类的 Membership Checks,双击 Name 单元的 InNet。 7. 在 Query 单元 InNet( )的括号中间点击一下,以添加 GND 网络的名称。在 PCB Objects Lis t 类点击 Nets,然后从可用网络列表中双击选择 GND。Query 单元变为 InNet(‘12V’) or InNet(‘GND’)。 8. 点击 Check Syntax,然后点击 OK 关闭结果信息。如果显示错误信息应予以修复。 9. 点击 OK 关闭 Query Helper 对话框。在 Full Query 单元的范围就更新为新的内容。 10. 在 PCB Rules and Constraints Editor 对话框的底部单元,点击旧约束文本(10mil)并键 入新值以将 Minimum、Preferred 和 Maximum 宽度栏改为 25mil。注意你必须在修改 Minimu m 值之前先设置 Maximum 宽度栏。现在新的规则已经设置,并当你选择 Design Rules 面板的 其它规则或关闭对话框时将予以保存。 11. 最后,双击最初的板子范围宽度规则名 Width_1,将 Minimum, Maximum and Preferred 宽度 栏均设为 12mil。点击 OK 关闭 PCB Rules and Constraints Editor 对话框。 当你用手工布线或使用自动布线器时,所有的导线均为 12mils,除了 GND 和 12V 的导线为 25mils。 现在我们可以放置右边的元件了。 1. 按快捷键 V、D 将显示整个板子和所有元件。 2. 现在放置连接器 Y1,将光标放在连接器轮廓的中部上方,按下鼠标左键不放。光标会变成一 个十字形状并跳到元件的参考点。 3. 不要松开鼠标左键,移动鼠标拖动元件。 4. 拖动连接时,按下 SPACEBAR 将其旋转 90°,然后将其定位在板子的左边(确认整个元件仍 然在板子边界以内),如图 Figure 5 所示。 5. 元件定位好后,松开鼠标将其放下,注意飞线是怎样与元件连接的。 6. 参照 Figure 5 所示放置其余的元件。当你拖动元件时,如有必要,使用 SPACEBAR 键来放置 元件,这样飞线就如 Figure 5 所示。 元件文字可以用同样的方式来重新定位——按下鼠标左键不放来拖动文字,按 SPACEBAR 旋转。在重 新定位文字之前,我要在教程以下部分使用 Protel DXP 强大的批量编辑功能来隐藏元件型号(值), 因为这些在最终的板子是不需要的。 Protel DXP 具有强大的而灵活的放置工具。让我们使用这些工具来保证四个电阻正确地对齐和间隔。 1. 按住 SHIFT 键,左击选择每一个电阻。在每一个元件周围都将有一个在系统颜色设置的选择 颜色的选择块。要改变选择颜色,选择 Design ? Board Layers。 2. 点击元件放置工具中的 Align Tops of Selected Components 按钮。那么四个电阻就会沿着 它们的上边对齐。 3. 现在点击元件放置工具中的 Make Horizontal Spacing of Selected Components Equal 按 钮。 4. 在设计窗口的其它任何地方点击取消选择所有的电阻。这四个电阻现在就对齐了并且等间 距。 现在我们已经将封装都定位好了,但电容的封装却比我们要求的太大。让我们将电容的封装改成一小 的。 1. 首先我们要找到一个新的封装。点击 Libraries 面板,从库列表中选择 Miscellaneous Dei vices.IntLib。点击 Footprints 显示当前库中的可用封装。我们要的是一个小一些的 radi al 类型的封装,因此在过滤器栏键入 rad。点击封装名就会看见与这些名字相联系的封装。 其中封装 RAD-0.1 就是我们需要的。 2. 双击电容,将 Component 对话框的 Footprint 栏改为 RAD-0.1。 3. 现在你的板子就如下图所示。 每个对象都定位放置好了,现在是放导线的时候了! � 手工布线 � 自动布线 � 验证你的板设计 � 设置项目输出 � 打印到 Windows 打印设备 � 生产输出文件 � 仿真设计 � 设置仿真 � 运行瞬态特性分析 布线就是放置导线和过孔在板子上将元件连接起来。Protel DXP 提供了许多有用的手工布线工具, 使得布线工作非常容易。 尽管自动布线器提供了一个容易而强大的布线方式,然而仍然有你需要去控制导线的放置的状况 —— 或者你因为个人喜好而要进行手工布线。在这些状况下,你可以对你的板的部分或全部进行手工布线。 在本教 程的这部分, 我们 要将整个板 作为单 面板来进行 手工布 线, 所有导线都在 底层 。 现在我们要使用预拉线来引导我们将导线放置在板的底层。 在 Protel DXP 中,PCB 的导线是由一系列直线段组成的。每次方向改变时,新的导线段也会开始。 在默认情况下,Protel DXP 初始时会使导线走向为垂直、水平或 45°角,以使很容易地得到专业的 结果。这项操作可以根据你的需要自定义,但在本教程中我们仍然使用默认值。 1. 从菜单选择 Place ? Interactive Routing(快捷键 P,T)或点击放置(Placement)工具 栏的 Interactive Routing 按钮。光标变成十字形状,表示你处于导线放置模式。 2. 检查文档工作区底部的层标签。TopLayer 标签当前应该是被激活的。按数字键盘上的*键切 换到底层而不需要退出导线放置模式。这个键仅在可用的信号层之间切换。现在 BottomLay er 标签应该被激活了。 3. 将光标放在连接器 Y1 的最下面一个焊盘上。左击或按 ENTER 固定导线的第一个点。 4. 移动光标到电阻 R1 的下面一个焊盘。注意导线是怎样放置的。在默认情况下,导线走向为 垂直、水平或 45°角。再注意导线有两段。第一段(来自起点)是蓝色实体,是你当前正放 置的导线段。第二段(连接在光标上)称作“look-ahead”段,为空心线,这一段允许你预 先查看好你要放的下一段导线的位置以便你很容易地绕开障碍物,而一直保持初始的 45°/ 90°导线。 5. 将光标放在电阻 R1 下面的一个焊盘的中间,然后左击或按 ENTER 键。注意第一段导线变为 蓝色,表示它已经放在底层了。往边上移动光标一点,你会看见你仍然有两段导线连接在光 标上:一条在下次鼠点击时要放置的实心蓝色线段和一条帮助你定位导线的空心“look-ahe ad”线段。 6. 将光标重新定位在 R1 的下面一个焊盘上,会有一条实心蓝色线段从前一条线段延伸到这个 焊盘。左击放下这条实心蓝色线段。你已经完成了第一个连接。 7. 移动光标将它定位在电阻 R4 的下面一个焊盘上。注意一条实心蓝色线段延伸到 R4。左击放 下这条线段。 8. 现在移动光标到电阻 R3 的下面一个焊盘上。注意这条线段不是实心蓝色,而是空心的表示 它是一条“look-ahead”线段。这是因为你每次放置导线段时,起点模式就在以水平/垂直 和 45°之间切换。当前处于 45°模式。按 SPACEBAR 键将线段起点模式切换到水平/垂直。 现在这条线段是不实心蓝色的了。左击或按 ENTER 放下线段。 9. 移动光标到电阻 R2 的下面一个焊盘。你需要再一次按 SPACEBAR 键来切换线段起点模式。左 击或按 ENTER 放下线段。 10. 你现在完成了第一个网络的布线。右击或按 ESC 键表示你已完成了这条导线的放置。光标仍 然是一个十字形状,表示你仍然处于导线放置模式,准备放置下一条导线。按 END 键重画屏 幕,这样你能清楚地看见已经布线的网络。 11. 现在你可按上述步骤类似的方法来完成板子上剩余的布线。Figure 6 显示了手工布线的板 子。 12. 保存设计。 在你放置导线时注意以下几点: 1. 左击鼠标(或按 ENTER 键)放置实心颜色的导线段。空心线段表示导线的 look-ahead 部分。 放置好的导线段用层颜色来显示。 2. 按 SPACEBAR 键来切换你要放置的导线的 horizontal/vertical 和 start 45° 起点模式。 3. 在任何时候按 END 键来重绘画面。 4. 在任何时候按快捷 V、F 来画面重绘为显示所有对象。 5. 在任何时候按 PAGEUP 和 PAGEDOWN 键来以光标位置为中心放大或缩小。 6. 按 BACKSPACE 键取消放置前一条导线段。 7. 在你完成放置导线后或想要开始一条新的导线时右击或按 ESC 键。 8. 你不能将不应该连接在一起的焊盘连接起来。Protel DXP 将不停地分析板子的连接情况并阻 止你进行错误的连接或跨越导线。 9. 要删除一条导线段,左击选择,这条线段的编辑点出现(导线的其余部分将高亮显示)。按 DELETE 键删除被选择的导线段。 10. 重新布线在 Protel DXP 中是很容易的——只要布新的导线段即可,在你右击完成后,旧的 多余导线段会自动被移除。 11. 在你完成 PCB 上的所有的导线放置后,右击或按 ESC 键退出放置模式。光标会恢复为一个箭 头。 祝贺你!你已经手工布线完了你的板设计。 要知道使用 Protel DXP 进行自动布线是如何的容易,完成以下步骤: 1. 首先,从菜单选择 Tools ? Un-Route ? All(快捷键 U,A)取消板的布线。 2. 选择从菜单选择 Autoroute ? All(快捷键 A,A)。 3. 自动布线完成后,按 END 键重绘画面。多么简单呀!Protel DXP 的自动布线器提供与一个有 经验的板设计师的同等结果,这是因为 Protel DXP 在 PCB 窗口中对你的板进行直接布线, 而不需要导出和导入布线文件。 4. 选择 File ? Save(快捷键 F,S)保存你的板。 注意自动布线器所放置的导线有两种颜色:红色表示导线在板的顶层信号层,而蓝色表示底层信号层。 自动布线器所使用的层是由 PCB 板向导设置的 Routing Layers 设计规则中所指明的。你也会注意到 连接到连接器的两条电源网络导线要粗一些,这是由你所设置的两条新的 Width 设计规则所指明的。 不要介意在你的设计中的布线与 Figure 7 所示的不一样;而元件的放置也会不一样,两者都不一样 仍然会布线。 因为我们最初在 PCB 板向导中将我们的板定义为双面板,所以你可以使用顶层和底层来手工将你的板 布线为双面板。要这样做,从菜单选择 Tools ? Un-Route ? All(快捷键 U,A)取消板的布线。象 以前那样开始布线,但要在放置导线时用*键在层间切换。如果你需要改变层时 Protel DXP 会自动加 入过孔。 Protel DXP 提供一个规则驱动环境来设计 PCB,并允许你定义各种设计规则来保证你的板的完整性。 比较典型的是,在设计进程的开始你就设置好设计规则,然后在设计进程的最后用这些规则来验证设 计。 在教程中我们很早就检验了布线设计规则并添加了一个新的宽度约束规则。我们也注意到已经由 PCB 板向导创建了许多规则。 为了验证所布线的电路板是符合设计规则的,现在我们要运行设计规则检查(Design Rule Check) (DRC): 1. 选择 Design ? Board Layers(快捷键 L ),确认 System Colors 单元的 DRC Error Mark ers 选项旁的 Show 按钮被勾选,这样 DRC error markers 才会显示出来。 2. 从菜单选择 Tools ? Design Rule Check(快捷键 T,D)。在 Design Rule Checker 对话框 已经框出了 on-line 和一组 DRC 选项。点一个类查看其所有原规则。 3. 保留所有选项为默认值,点击 Run Design Rule Check 按钮。DRC 将运行,其结果将显示在 Messages 面板。当然,你会发现晶体管的焊盘呈绿色高亮,表示有一个设计规则违反。 4. 查看错误列表。它列出了在 PCB 设计中存在的所有规则违反。注意在 Clearance Constrain t 规则下列出了四个违反。在细节中指出晶体管 Q1 和 Q2 的焊盘违反了 13mil 安全间距规则。 5. 双击 Messages 面板中一个错误跳转到它在 PCB 中的位置。 通常你会在设计板、对布线技术和器件的物理属性加以重视之前设置安全间距约束规则。让我们来分 析错误然后查看当前的安全间距设计规则并决定如何解决这个问题。找出晶体管焊盘间的实际间距: 1. 在 PCB 文档激活的情况下,将光标放在一个晶体管的中间按 PAGEUP 键放大。 2. 选择 Reports ? Measure Primitives(快捷键 R,P)。光标变成十字形状。 3. 将光标放在晶体管的中间一个焊盘的中间,左击或按 ENTER。因为光标是在焊盘和与其连接 的导线上,所以会有一个菜单弹出来让你选择需要的对象。从弹出菜单中选择晶体管的焊盘。 4. 将光标放在晶体管的其余焊盘的其中一个的中间,左击或按 ENTER。再一次从弹出菜单中选 择焊盘。一个信息框将打开显示两个焊盘的边缘之间的最小距离是 10.63mil。 5. 关闭信息框,然后右击或按 ESC 退出测量模式,在且 V、F 快捷键重新缩放文档。 让我们看看当前安全间距设计规则。 1. 从菜单选择 Design ? Rules(快捷键 D,R)打开 PCB Rules and Constraints Editor 对话 框。双击 Electrical 类在对话框的右边显示所有电气规则。双击 Clearance 类型(列在右 边)然后点击 Clearance_1 打开它。对话框底部区将包括一个单一的规则,指明整个板的最 小安全间距是 13mil。而晶体管焊盘之间的间距小于这个值,这就是为什么我们选择 DRC 时 它们被当作违反。 2. 在 Design Rules 面板选择 Clearance 类型,右击并选择 New Rule 添加一个新的安全间距约 束规则。 3. 双击新的安全间距规则,在 Constraints 单元设置 Minimum Clearance 为 10mil。 4. 点击 Advanced (Query) 然后点击 Query Builder,从 Memberships Checks 构建 query ,或 在 Query 栏键入 HasFootprintPad(‘BCY-W3/D4.7’,’*’)。“*”表示名为 BCY-W3/D4.7 的“任何焊盘”。 5. 点击 OK 关闭对话框。 6. 你现在可以从 Design Rules Checker 对话框(Tools ? Design Rule Check)点击 Run Des ign Rule Check 按钮重新运行 DRC。应该不会有违反了。 做得好!你已经完成了 PCB 设计,准备生成输出文档。 项目输出,如打印和输出文件,是在 Outputs for Project 对话框内设置的。 1. 选择 Project ? Output Jobs。Project [project_name] 对话框出现。 2. 点击你想要的输出进行设置。如果 Configure 按钮是激活的(不呈灰色),你就能修改该输 出的设置。 3. 完成设置后点击 Close。 4. 如果你要根据输出类型将输出发送到单独的文件夹,则选择 Project ? Project Options, 点击 Options 标签,再点击 Use separate folder for each output type,最后点击 OK。 一旦 PCB 的设计和布线都已完成,你就准备生成输出文档。这个文档应该包括一个描述制造信息的生 产描图和一个描述元件位置信息的集合描图以及加载顺序(命令)。 要生成这些描图,Protel DXP 包含一个精密的打印引擎,这会让你完成打印进程的控制。你可以在 打印之前精确地定义你要打印的 PCB 层的组合、预览描图(称着打印输出)、设置比例、以及在纸上 的位置。 现在我们要使用默认输出设置创建一个打印预览,然后修改设置。 1. 从 PCB 菜单选择 File ? Print Preview。PCB 将被分析并且以默认的输出显示在打印预览窗 口。点击 Close。 2. 要检查输出中包括的 PCB 层的组合,选择 Project ? Output Jobs。Project [project_nam e] 对话框出现。从 Documentation Outputs 单元选择 Composite Drawing,点击 Configure 按钮。PCB Printout Properties 对话框出现。你可以右击菜单选项添加或删除层。点击 O K 关闭对话框。 3. 当我们仍然地 Project [project_name] 对话框时,我们要为孔导向组合修改层的参数。选 择 Fabrication Outputs 单元的 Composite Drill Drawing,点击 Configure 按钮。在默认 情况下,这个打印输出包括孔导向(一个每个钻孔处都有一个小十字的系统层),和打孔层 (在每个钻孔处都有一个唯一表示每种钻孔大小的的特殊符号)。在一般的打孔图中孔导向 层是不需要的,因此删除它,在 Printouts & Layers 列右击 DrillGuide 层,从菜单中选择 Delete。点击 OK 关闭对话框。 4. 现在点击 Print Preview 查看打孔图。然后你可以点击 Print 显示打印机设置,最后点击 O K 将该图传送到指定的打印机。 5. 点击 Close 关闭打印预览窗口。 6. 要修改目标打印机、设置页位置和比例,你可以在 Project [project_name] 对话框选择 Pa ge Setup(或从菜单选择 File ? Page Setup)。选择你喜欢的打印机并设置打印机页为 La ndscape。 7. 完成设置后,关闭所有打开的对话框。 PCB 设计进程的最后阶段是生成生产文件。用于制造和生产 PCB 的文件组合包括底片(Gerber)文件、 数控钻(NC drill)文件、插置(pick and place)文件、材料表和测试点文件。输出文件可以在 P roject [project_name] 对话框(Project ? Output Jobs)或通过 File ? Fabrication Outputs 菜 单的单独命令来设置。生产文档的设置作为项目文件的一部分保存。 生成底片文件 每一个底片文件对应物理板的一个层——元件丝印、顶层信号层、底层信号层、阻焊层等等。在生成 用于生产你的设计的底片(Gerber)和数控钻(NC drill)文件之前,比较合理的作法是向你的 PCB 制造商咨询以确认他们的要求。 为本教程的 PCB 创建生产文件: 1. 将 PCB 文档激活,然后选择 File ? Fabrication Outputs ?Gerber files。Gerber Setup 对话框出现。 2. 点击 OK 接受默认设置。底片(Gerber)文件生成并且 CAMtastic!打开以显示这些文件。底 片文件保存在自动创建在你的项目文件所在文件夹里的 Project Outputs 文件夹。每个文件 夹有与层名相对应的文件扩展名,例如 Multivibrator.GTO 对应于顶层丝印底片。 材料清单 1. 要创建材料清单,首先设置你的报告。选择 Project ? Output Jobs,然后选择 Project 对 话框 Report Outputs 单元的 Bill of Materials。 2. 点击 Create Report。在这个对话框,你可以在 Visible 和 Hidden Column 通过拖拽列标题 来为你的 BOM 设置你需要的信息。 3. 点击 Report„显示你的 BOM 的打印预览。这个预览可以使用 Print 按钮来打印或使用 Expor t 按钮导出为一个文件格式,如 Microsoft Excel 的.xls。 4. 关闭对话框。 祝贺!你已经完成了 PCB 设计进程。 Protel DXP 允许你从原理图直接运行一个大型电路仿真的阵列。在本教程的以下部分,我们将仿真 由我们的多谐振荡器电路所产生的输出波形。 在我们运行仿真之前,我们需要添加一些物件到我们的电路中:振荡器的电压源;用于仿真的参考地 和一些我们希望查看波形的电路点的网络标签。 1. 点击窗口顶部的 Multivibrator.SchDoc 使原理图为当前文档。 2. 我们必须再放一个有电压源的连接器。要删除连接器,在连接器体上点击一次选取它,然后 按键盘上的 DELETE 键。 3. 这时没有足够的空间来放置电压源,因此我们要移动导线的自由端点。要移动 12V 导线的垂 直端,点击一次导线选取。当小方块编辑点出现时,点击一次导线的自由端的点,然后向上 尽可能移动该点到导线改变方向的地方。再点击放下该点。 4. 对 GND 导线的垂直端重复这个进程,将其移动到图纸的底部。 5. 选择 View ? Toolbars ? Simulation Sources 显示仿真源工具栏。 6. 点击仿真源工具栏的+12V source 按钮。一个电源符号将悬浮在光标上。按键盘上的 TAB 键 编辑其属性。在出现的对话框中,点击 Attributes 标签使其激活,并设置 Designator 为 V 1。点击 OK 按钮关闭对话框,然后将这个电源放在 12V 和 GND 导线的垂直端点之间。 7. 使用你用于移动 12V 和 GND 导线部分的垂直端点的相同技巧,再将他们移动到电压源的两个 端点,如图 Figure 9 所示。 我们在运行仿真之前最后的任务是在电路的合适的点放置网络标签,这样我们可以很容易地认出我们 希望查看的信号。在本教程电路中,较好的点是两个晶体管的基极和集电极。 1. 从菜单选择 Place ? Net Label(快捷键 P,N)。按 TAB 键编辑网络标签的属性。在 Net L abel 对话框,设置 Net 栏为 Q1B,然后关闭对话框。 2. 将光标放在与 Q1 基极连接的导线上。参照 Figure 9 的网络标签的放置。左击或按 ENTER 将 网络标签放在导线上。 3. 按 TAB 键将 Net 栏改为 Q1C。 4. 将光标放在与 Q2 集电极连接的导线上,左击或按 ENTER 将网络标签放在导线上。 5. 同样地,将 Q2B 和 Q2C 网络标签放在 Q2 的基极和集电极导线上。 6. 完成网络标签的放置后,右击或按 ESC 退出放置模式。 7. 保存准仿真电路为与原原理图不同的文件名,选择 File ? Save As 在 Save As 对话框键入 Multivibrator simulation.SchDoc。 你的原 理图现在已经 具备 所有必备的 条件了 ,因 此让我们设 置一个 电路 瞬态特 性分析 。在 我们的教程 电路中,RC 时间常数为 100k x 20n = 2 ms 。要查看到振荡的 5 个周期,我们就要设置看到波形的 一个 10ms 部分。 1. 选择菜单的 Design ? Simulate ? Mix Sim 显示 Analyses Setup 对话框。所有的仿真选项 均在此设置。 2. 首先我们要设置你希望观察到的电路中的中心点。在 Collect Data For 栏,从列表中选择 N ode Voltage and Supply Current。这个选项定义了在仿真运行期间你想计算的数据类型。 3. 在 Available Signals 栏,双击 Q1B、 Q2B、 Q1C 和 Q2C 信号名。在你双击每一个名称时, 它会移动到 Active Signals 栏。 4. 为这个分析勾选 Operating Point Analysis 和 Transient/Fourier。如果 Transient/Four ier Analysis Setup 没有自动显示,点击 Transient/Fourier analysis 名称。 5. 将 Use Transient Defaults 选项设为无效,这样瞬态特性分析规则可用。 6. 要指定一个 10ms 的仿真窗口,将 Transient Stop Time 栏设为 10m 。 7. 现在设置 Transient Step Time 栏为 10u,表示仿真可以每 10us 显示一个点。 8. 在仿真其间,实际的时间间隔是自动随机获取的一簇。在 Maximum Step 栏限制时间间隔大 小的随机性,设置 Transient Max Step Time 为 10u 。 现在准备运行瞬态特性分析。 1. 点击 Analyses Setup 对话框底部的 OK 按钮运行仿真。 2. 仿真执行后,你将看见与图 Figure 10 所示相似的输出波形。 祝贺你!你已经完成的电路仿真,并显示了它的输出波形。 如果你喜欢,你可以改变一些原理图中元件参数,再运行仿真看看其变化。试着将 C1 的值改为 47n (双击 C1 编辑其属性),然后再运行瞬态特性分析。输出波形将显示一个不均匀的占空比波形。 Protel DXP 中元件库的使用 目前在 Protel DXP 的试用版中只提供了两个集成元件库(integrated library)供使用,而要用到 更多的 Protel 提供的元件库就必须从 Protel 网站下载,但许多朋友说从 Protel 网站下载的元件库 在 Protel DXP 不能使用或无法使用,又或者说使用中有错误提示。其实,这主要是我们对 Protel D XP 还不是非常了解。根据本人对 Protel DXP 的试用版的使用以及对其教程的研究,发现在 Protel DXP 中的元件库已经不再是以前的单一的元件库了,而是使用集成元件库,即将与原理图元件库相关 联的用于 PCB 的封装库、用于仿真的信号完整性模型等集成到一起,所以我们在使用 Protel DXP 时, 我们会发现当我们点元件库面板中的元件名称时,往往会在该面板下部同时出现其原理符号和 PCB 封 装形式。所以,我们在使用 Protel DXP 时,应该使用集成元件库。 当然,我们是可以在 Protel DXP 中使用 Protel 以前版本的元件库的,例如 Protel 99 SE 等。 但是又有朋友说了,该如何在在 Protel DXP 中使用 Protel 以前版本的元件库呢?别急,下面我将根 据本人的经验对如何 Protel DXP 中使用从 Protel 网站下载的元件库,以及如何在 Protel DXP 中使 用 Protel 以前版本的元件库进行介绍。 一、如何在 Protel DXP 中使用 Protel 以前版本的元件库 在 Protel DXP 中使用 Protel 以前版本的元件库主要有两种情况:一是直接使用;另一种是转换 后使用。在此主要介绍前一种,后一种留待后面与下一点一起介绍。 要在 Protel DXP 中直接使用 Protel 以前版本的元件库,必须保证所使用的元件库名的后缀为. lib 的文件,这样我们在 Protel DXP 中只要将其加载到库列表中即可。如果你要使用 Protel 99 或 P rotel 99 se 的元件库,则你必须作一下转换工作。由于 Protel 99 或 Protel 99 se 的元件库是以. DDB 为后缀保存的,所以你必须在使用之前将其用 Protel 99 或 Protel 99 se 打开,然后导出为.li b 文件,最后加载到 Protel DXP 的库列表中即可。 但你要注意了,这样做只能进行绘图(包括原理图和PCB图),而不能进行仿真和 电路完整性 分析等工作。所以你如果要作这些工作的话,那么请按以下的方法来使用你的元件库。即我们前面提 到的第二种使用情况——将其转换生成为集成元件库后使用。 二、创建集成元件库 由于在 Protel DXP 中使用的元件库为集成元件库,所以我在 Protel DXP 中使用 Protel 以前版 本的元件库、或自己做元件库、以及在使用从 Protel 网站下载的元件库时最好将其转换生成为集成 元件库后使用。为什么从 Protel 网站下载的元件库也要进行转换呢?根据本人的使用情况,这主要 是因为 Protel 网站下载的元件库均为.DDB文件,正如前面所说的那样,我们在使用之前应该进 行转换。而且使用 Protel 网站下载的元件库进行转换时,有一个非常优越的条件,即从 Protel 网站 下载的元件库中包括了原理图库、PCB封装库,有的还包括了仿真及其它功能要使用到的模型,这 让我们在使用这些元件库进行转换生成集成元件库时非常容易。好了,请跟我一起来创建一个集成元 件库。 在此我们以一个从 Protel 网站下载的 Atmel_003112000.zip 元件库为例。 1、从 Protel 网站下载的 Atmel_003112000.zip 元件库(如何下载不要我介绍了吧)。 2、下载完后将其解压,解压后为 Atmel.ddb。 3、用 Protel 99 或 Protel 99 se 其打开,并将其中的每个库文件导出为.lib 文件(其中有四个原 理图库和一个PCB封装库)。(保存路径自定) 4、关闭 Protel 99 或 Protel 99 se,使用 Protel DXP 打开刚才导出的.lib 文件。在 Protel DXP 中,使用 File>>save as...将打开的原理图库保存为.schlib 文件,将PCB封装库文件保存为.pc blib 文件。 5、关闭所有打开的文件。使用 File>>New>>Integrated Library 创建一个集成元件库项目,如图所 示。 6、选择 Project>>Add to Project...打开对话框,找到并选择刚才转换的.schlib 文件,单击打开 按钮,关闭对话框,被选择的文件已经添加到项目中了,如图所示。 7、重复上一步,选择刚才转换的.pcblib 文件,将其添加到项目中。如图所示。 8、选择 Project>>Project Options,打开如图所示的对话框。 单击 ADD 按钮,打开如图所示的对话框。点击图中所示按钮,选择.pcblib 所在的文件夹,单击 Ref resh List 按钮确认所选择的文件夹是否正确,然后点击OK按钮关闭对话框。 9、在 Error Reporting 标签中设置你需要的内容,单击OK按钮关闭对话框。 10、选择 Project>>Compile Integrated Library,这样 Protel DXP 就将你刚才添加的库文件生 成了一个集成元件库,并打开 Libraries 面板,在库列表中你所生成的库为当前库,在该列表下面, 你会看到每一个元件名称都对应一个原理图符号和一个PCB封装。 好了,你的集成元件库完成了。另外你所生成的集成元件库保存在第 8 步骤中选择的文件夹下的 Project Outputs for Atmel 子文件夹中。 顺便提一下,当你用要自己做元件库时,你必须第5步骤之前完成.schlib 和.pcblib,然后再 从第5步骤开始。如果你要修改你的元件库,你必须在.schlib 或.pcblib 中修改后,再从第8步骤 开始。这是因为在 Protel DXP 中集成元件库是不能直接修改的。 好了,祝你好运!我是 Coolbor,欢迎你随时来信共同讨论 Protel DXP 的使用。 protel99se 信号完整性的最新应用 1,在菜单 preferences 下设定无源器件 R,C,L 的映射类型。 2,在 LAYER STACK MANANGER 里设定层厚和铜厚。 3,在 DESIGN/DESIGN RULES/SIGNAL INTEGRITY 设置需要的 SI 规则。 4,运行 TOOLS/SIGNAL INTEGRITY,在信号完整性界面中运行 import IBIS-FILE,并将 分析用的芯片的 IBIS 模型文件导入。 5,最关键的一步,用文本编辑器编辑 Design Explorer 99SE\Library\SignalIntegrity \User\u_parts.hrt, 这个文件指定了 PROTEL99SE 所有可用的器 件模型,ASCII 码格式,很容易看懂,在这里可以创建新的器件模型,并为新的器件的每个 引脚指定在第 4 步导入的引脚宏模型,可以具体到每个引脚,并把器件名改为 PCB 里器件属性的 COMMENT(当然你也可以改 COMMENT),存盘。 以下是个简单的器件的格式: TI!SN74221N PQ[16] TYP["DIC"] IN[1--3,9--11]("TTL_000_S0_in.mac"), [6,7,14,15] OUT[4,5,12,13]("TTL_000_S0_out.mac") BI[6,7,14,15] VCC[16] GND[8] 6,返回 protel99se 的 PCB 界面,运行 Reports/SIGNAL INTEGRITY,如果报告里 ICs with valid models 一栏中识别出你前面编辑的相关的器件模型的型号,说明设置大功告成,你可以返回 DESIGN/DESIGN RULES/SIGNAL INTEGRITY 中详细设置信号完整性规则,并用 tools/design rules check 来检查,同样,在运行 TOOLS/SIGNAL INTEGRITY 后的信号完整性界面中也 不需要逐个设置信号的引脚模型,它已经根据 u_parts.hrt 文件里的设置自动识别出来,可以直接选取 信号做分析。 优点:缓冲模型可以具体到引脚,批量信号分析结果比用默认模型精确得多;可以做到反射分析中 过冲和下冲的批量准确分析,在信号完整性界面中还可以做比较准确的单个串扰分析和付立叶展开的 频域分析,它可以确定信号中有害的 EMI 谐波分量。 缺点:对排阻的模型还是无法识别,当有排阻无源器件时仿真会无法进行。由于对延迟时间的计算 方法不了解,目前对时序方面的约束目前无法实现。 本文由于时间关系,只说明了操作步骤,应用者需要具备对 protel99se 比较深的操作能力和信号完 整性理论基础以及对现代 EDA 软件的约束驱动设计方法有一定的了解。至于自己为什么会考虑 protel99se 来做信号完整性分析,是因为公司的原因,公司本来想上 cadence,但自从我来到就职公司后,凭经验做的板子还都过得去,目前还没有什么非得改 变设计工具的问题,公司为了照顾其他人对 cadence 不熟,所以不再考虑,虽然我知道到要 求高时不用 cadence 可能没底,屡次要求更换设计工具没有结果,便只好在 protel99se 上打 主意,这便是本文的由来。

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