印制电路板的自动布局与自动布线

原理图报表的生成电路资料2009-12-25 11:28:37 阅读264 评论0 字号：大中小订阅ERC 元件表为了实现印制电路板的自动布线和满足生产工艺的需要，Protel 99 SE提供了根据电路原理图生成各种报表的功能。

一、ERC报表ERC（Electrical Rule Check）意为电气规则检查。

在电路设计中，可能会出现一些设计疏漏和错误，如电源VCC与接地GND短路、电源VCC没有与电路连接等。

利用Protel 99 SE提供的ERC功能来检测设计的电路，然后生成ERC报表，可以找出这些设计问题。

1．ERC的应用ERC的操作过程如下。

打开需检查的电路原理图文件（如YL1.Sch），再执行菜单命令“Tools→ERC”，或者在图纸上双击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“ERC”命令，于是出现图2-146所示的Setup Electrical Rule Check（ERC设置）对话框。

对话框中有两个选项卡，选中“Setup”选项卡呈现的内容如图2-146所示，各项说明见图标注；图2-146 ERC设置对话框（Setup选项卡的内容）若选择Rule Matrix选项卡，对话框呈现的内容如图如图2-147所示。

在图2-147所示的Rule Matrix选项卡中，可以定义各种引脚、输入输出端口、电路图出入口之间的连接状态是否有Error（错误）、Warning（警告）等级的电气冲突。

在图2-147中有一个正方形区域，称为电气规则矩阵。

矩阵中以彩色方块表示检查结果，绿色方块表示这种连接方式不会产生错误或警告信息（例如某一个输入引脚与另一个输出引脚相连接），黄色方块表示这种连接会产生警告信息（例如输入引脚未连接），红色方块表示这种连接方式会产生错误信息（例如两个输出引脚相连接）。

图2-147 Rule Matrix选项卡的内容这里的错误是指电路中有严重违反电路原理的连线情况，例如电源VCC与接地GND相连；而警告是指某些轻度违反电路原理的连线情况，因为系统无法确定它们是否真正有错误，所以用警告表示。

图10-1（b）振荡器和积分器PCB图三、实验步骤1.启动 Protel 99 SE ，创建新的原理图文件。

2.设置图纸为 A4。

3.添加元件库。

如SiM.ddb，Miscellaneous Devices. lib。

4.放置仿真元件。

所用元件及所属元件库均列于表10。

表 105.元件属性设置。

（1）在元件未固定前，按下Tab键,进入元件属性设置窗。

在属性窗口内，单击“Attributes”标签，设置元件序号、大小或型号。

（2）参照表10-1在“Footprint”栏填入各元件封装。

6.连线。

用“Wiring Tools”工具栏中的“画线”工具把各元件连接起来。

7.放置节点。

8. 放置网络标号。

如图10-1(a)所示，分别放置“OUT1、OUT2”两个网络标号。

9. 添加标注文字。

10. 执行电气法检查（ERC），找出并纠正电路图中可能存在的缺陷。

11.利用PCB向导生成包含布线区的印制板文件。

操作过程如下：（1）在Protel99 SE 状态下，单击“File”菜单下的“New”命令，然后在如图10-2（1）中所示的窗口直接双击“P rint Circuit Board Wizard”（印制电路板向导）文件图标，即可弹出如图10-2（2）所示的PCB生成向导。

（2）参照图10-2（3）至10-2（10），单击“Next”按钮，选择印制板尺寸参数，确定印制板信号层，选择过孔类型，选择多数元件封装形方式，设置布线规则等。

完成印印制板导入提示，生成的印制板边框如图10-3所示。

单击保存。

（3）右键单击PCB浏览窗内的“PCB1.PCB”文件，关闭、改名后，再单击文件打开。

图10-2（1）创建PCB文件向导图10-2（2）图10-2（3）图10-2（4）图10-2（5）图10-2（6）图10-2（7）图10-2（8）图10-2（9）图10-2（10）图10-3 Protel99 SE印制板编辑窗口12.通过“更新”方式生成PCB文件。

一、单选题1、Protel99SE是用于（ B ）的设计软件。

A、电气工程B、电子线路C、机械工程D、建筑工程2、Protel99 SE原理图文件的格式为（ C ）。

A、*.SchlibB、*.SchDocC、*.SchD、*.Sdf3、Protel99 SE原理图设计工具栏共有（ C ）个。

A、 5B、 6C、 7D、 84、执行（C ）命令操作，元器件按水平中心线对齐。

A、CenterB、Distribute HorizontallyC、Center HorizontalD、Horizontal5、执行（ B ）命令操作，元器件按垂直均匀分布。

A、VerticallyB、Distribute VerticallyC、Center VerticallyD、Distribute6、执行（B ）命令操作，元器件按顶端对齐。

A、Align RightB、Align TopC、Align LeftD、Align Bottom7、执行(D )命令操作,元器件按底端对齐。

A、Align RightB、Align TopC、Align LeftD、Align Bottom8、执行(C )命令操作,元器件按左端对齐。

Ａ、Align Right B、Align TopC、Align LeftD、Align Bottom风嗯9、执行(A)命令操作,元气件按右端对齐。

A、Align RightB、Align TopC、Align LeftD、Align Bottom10、原理图设计时,按下(B )可使元气件旋转90°。

A、回车键B、空格键C、X键D、Y键11、原理图设计时,实现连接导线应选择(B )命令。

A、Place/Drawing Tools/LineB、Place/WireC、WireD、Line12、原理图编辑时,从原来光标下的图样位置，移位到工作区中心位置显示，快捷键是（ C ）。

A、Page UpB、Page DownC、HomeD、End13、在原理图设计图样上放置的元器件是（ A）。

PCB布局、布线基本规则（PCB）又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board)，它可以实现（电子元器件）间的线路连接和功能实现，也是（电源电路）设计中重要的组成部分。

今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。

元件布局基本规则按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时（数字电路）和（模拟）电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装（元器件）;卧装电阻、电感(插件)、电解（电容）等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;元器件的外侧距板边的距离为5mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。

定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;（电源）插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。

特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。

电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;其它元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。

重要（信号）线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。

元件基本布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线;2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;（cpu）入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil;1/4W电阻：51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil，孔径42mil;无极电容：51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil，孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。

1．印制电路板上的元器件布局首先，要考虑PcB尺寸大小。

PcB尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且临近线条易受干扰。

在确定PcB尺寸后，再确定特殊元件的位置。

最后，A TMEL代理根据电路的功能单元，对电路的全部元件进行布局。

(1)确定特殊元件的位置①尽可能缩短高频元件直接的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

易受干扰的元件不能相互离得太近，输入和输出元件应尽量远离。

②某些元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，以免放电引起意外短路。

带强电的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

⑤质量超过158的元件，应当用支架加以固定，然后焊接。

那些又大又重、发热量多的元件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且考虑散热问题。

热敏元件应远离发热元件。

④对于电位器、可调电感线圈、可变电容器及微动开头等可调元件的布局要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。

⑤应留出印制板的定位孔和固定支架所占用的位置。

(2)根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局①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，并使信号尽可能地保持一致的方向。

⑧以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。

地排列在PcB上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。

③在高频条件下工作的电路，要考虑元件之间的分布参数。

件平行排列。

这样，不但美观，而且焊接容易，易于批量生产。

般电路应尽可能使元④位于电路板边缘的元件，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 mm×150 mm时，应考虑电路板所受的机械强度。

2．印制电路板布线的一般原则·(1)电路中的电流环路应保持最小。

(2)使用较大的地平面以减小地线阻抗。

Protel试题集--- 填空题1，软件环境要求运行在Windows 98/2000/NT或者（）操作系统下。

硬件环境要求P166CPU/RAM32MB/HD剩余400MB以上，显示分辨率为（）.2，ProtelDXP主要由原理图设计模块（Schematic模块），印制电路板设计模块（PCB设计模块），（）模块和（）模块组成。

3，文件管理，Protel DXP的各菜单主要是进行各种文件命令操作，设置视图的显示方式以及编辑操作。

系统包括File,Edit, （）, （）和Help 共5个下拉菜单。

4，ProtelDXP提供了一系列的工具来管理多个用户同时操作项目数据库。

每个数据库默认时都带有设计工作组（Design Team）,其中包括Members,Permissions,Sessions3个部分。

Members自带两个成员：系统管理员（Admin）和（）。

系统管理员可以进行修改密码，增加（），删除设计成员，修改权限等操作。

5，ProtelDXP主窗口主要由标题栏，菜单栏，工具栏，设计窗口，（），（），状态栏以及命令指示栏等部分组成。

6，原理图设计窗口顶部为主菜单和主工具栏，左部为设计管理器（Design Manager），右边大部分区域为（），底部为状态栏和命令栏，中间几个浮动窗口为常用工具。

除（）外，上述各部件均可根据需要打开或关闭。

7，图纸方向:设置图纸是纵向和横向。

通常情况下，在（）时设为横向，在（）时设为纵向。

8，网格设置。

ProtelDXP提供了（）和（）两种不同的网状的网格。

9，执行菜单命令“Design\Options”，在弹出的“Document options”对话框中选择“Organization”选项卡中，可以分别填写设计单位（），单位地址，图纸编号及图纸的总数，文件的（）以及版本号或日期等。

10，原理图设计工具包括画总线、画总线进出点、（）、放置节点、放置电源、（）、放置网络名称、放置输入/输出点、放置电路方框图、放置电路方框进出点等内容。

印制电路板的元器件布局和布线原则摘要: 印制电路板的元器件布局和布线的正确结构设计,是决定电子作品能否可靠工作的一个关键因素.本文详细介绍了印制电路板的元器件布局和布线原则。

印制电路板的元器件布局和布线的正确结构设计,是决定电子作品能否可靠工作的一个关键因素.本文详细介绍了印制电路板的元器件布局和布线原则。

元器件的布局原则在印制电路板的排版设计中，元器件的布局至关重要，它决定了板面的整齐美观程度和印制导线的长短与数量，对整机的可靠性也有一定的影响。

布设元器件时应遵循以下几个原则：1)在通常情况下，所有元器件均应布置在印制电路板的一面。

对于单面印制电路板，元器件只能安装在没有印制电路的一面；对于双面印制电路板，元器件也应安装在印制电路板的一面；如果需要绝缘，可在元器件与印制电路板之间垫绝缘薄膜或元器件与印制电路板之间留有1~2mm 的间隙。

在条件允许的情况下，尽量使元器件在整个板面上分布均匀、疏密一致。

PCB 地线分割2)在保证电气性能的前提下，元器件应相互平行或垂直排列，以求整齐、美观。

3)重而大的元器件，尽量安置在印制电路板上紧靠固定端的位置，并降低重心，以提高机械强度和耐振动、耐冲击能力，减少印制电路板的负荷和变形。

4)发热元器件应优先安排在有利于散热的位置，必要时可单独安装散热器，以降低和减少对邻近元器件的影响。

对热敏感的元器件应远离高温区。

5)对电磁感应较灵敏的元器件和电磁辐射较强的元器件在布局时应避免它们之间相互影响。

印制导线的布线原则元器件布局完成后，就可以根据电路原理图安排和绘制各元器件的连接线，即印制导线的布线设计。

布线对整机的电气性能影响较大，其原则如下：1)公共地线一般布置在印制电路板的最边缘，既便于印制电路板安装在机架上，也便于与机架地相连接。

电源、滤波等低频直流导线和元器件靠边缘布置，高频元器件及导线布置在印制电路板的中间，以减少它们对地线和机壳的分布电容。

2)印制导线与印制电路板的边缘应留有一定的距离（不小于板厚），这不仅便于安装导轨和进行机械加工，还提高了绝缘性能。

CAD判断题1. Protel99 SE只能运用于Windows 95 以上操作系统。

[判断题] *对(正确答案)错2. Protel99 SE系统中的自由原理图文件和自由PCB图文件之间相互独立，没有联系。

[判断题] *对(正确答案)错3. Protel99 SE可以直接创建一个原理图编辑文件。

[判断题] *对(正确答案)错4. Protel99 SE可以用来设计机械工程图。

[判断题] *对错(正确答案)5. 电路的瞬态分析即动态分析，其输出对设计者定义时间间隔内计算变量瞬态输出电流或电压值。

[判断题] *对(正确答案)错6. Protel99 SE可以直接创建一个PCB图编辑文件。

[判断题] *对(正确答案)错7. Protel99 SE提供的自动布线器可以按指定元器件或网络进行布线。

[判断题] *对(正确答案)错8. PCB的泪滴主要作用在钻孔时，避免在导线于焊盘的连接处出现应力集中而断裂。

[判断题] *对(正确答案)错9. 总线就对用一条线来代表数条并行的导线。

[判断题] *对(正确答案)错10. Protel99 SE对用于电子线路设计的专用软件。

[判断题] *对(正确答案)错11. PCB设计只允许在顶层（Top layer）放置元器件。

[判断题] *对错(正确答案)12. 印制电路板的丝印层主要用于绘制元器件外形轮廓以及元器件标号等。

[判断题] *对(正确答案)错13. 原理图文件设计必须先装载元器件库，方可放置元器件。

[判断题] *对(正确答案)错14. 在放置元器件封装时按Tab键，在弹出元器件封装属性设置对话框可以设置元器件属性。

[判断题] *对(正确答案)错15. 打开原理图编辑器，就可以在图样上放置元器件。

[判断题] *对错(正确答案)16. 即使没有电路原理图，Portel99 SE也能实现印制电路板的自动布局和自动布线。

[判断题] *对错(正确答案)17. Protel99 SE标准屏幕分辨率为1024×768像素。

Protel试题集--- 填空题1，软件环境要求运行在Windows 98/2000/NT或者（）操作系统下。

硬件环境要求P166CPU/RAM32MB/HD剩余400MB以上，显示分辨率为（）.2，ProtelDXP主要由原理图设计模块（Schematic模块），印制电路板设计模块（PCB设计模块），（）模块和（）模块组成。

3，文件管理，Protel DXP的各菜单主要是进行各种文件命令操作，设置视图的显示方式以及编辑操作。

系统包括File,Edit, （）, （）和Help共5个下拉菜单。

4，ProtelDXP提供了一系列的工具来管理多个用户同时操作项目数据库。

每个数据库默认时都带有设计工作组（Design Team）,其中包括Members,Permissions,Sessions3个部分。

Members 自带两个成员：系统管理员（Admin）和（）。

系统管理员可以进行修改密码，增加（），删除设计成员，修改权限等操作。

5，ProtelDXP主窗口主要由标题栏，菜单栏，工具栏，设计窗口，（），（），状态栏以及命令指示栏等部分组成。

6，原理图设计窗口顶部为主菜单和主工具栏，左部为设计管理器（Design Manager），右边大部分区域为（），底部为状态栏和命令栏，中间几个浮动窗口为常用工具。

除（）外，上述各部件均可根据需要打开或关闭。

7，图纸方向:设置图纸是纵向和横向。

通常情况下，在（）时设为横向，在（）时设为纵向。

8，网格设置。

ProtelDXP提供了（）和（）两种不同的网状的网格。

9，执行菜单命令“Design\Options”，在弹出的“Document options”对话框中选择“Organization”选项卡中，可以分别填写设计单位（），单位地址，图纸编号及图纸的总数，文件的（）以及版本号或日期等。

10，原理图设计工具包括画总线、画总线进出点、（）、放置节点、放置电源、（）、放置网络名称、放置输入/输出点、放置电路方框图、放置电路方框进出点等内容。