PCB设计与布版技术实训指导书

PCB设计与布版技术 实训教学指导书

适应专业：电力系统自动化技术 机电一体化技术 应用电子技术

广州康大职业技术学院自动化系 二0一0年十月 1

PCB设计与布版技术实训指导书 一、实训目的 1 培养学生设计中等复杂程度电子电路的能力； 2 培养学生利用Protl软件设计电子原理电路和印刷电路的能力； 3 培养学生计算机辅助设计（电子类）中、高级考证的能力。 二、Protl软件操作

根据学生自己设计的电路，画出原理图和PCB图。在绘图过程中，应对如

下内容进行训练。 （一）原理图环境设置

1、实训内容 新建PCB项目，图纸的大小、颜色、放置方式的设置；捕捉栅格和可视栅格的显示及尺寸设置；字体、字号、字型等的设置；标题栏的类型设置，设置标题栏上的内容；将设置好图纸大小和标题栏的文件生成模板。 2、要求 熟悉原理图图纸属性的设置方法，掌握图纸属性选项卡的每一项内容的含

义。了解生成模板的方法。

1) 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。因此首先创建一个新的PCB项目。选择菜单“文件”－“创建”－“项目”－ 2

“PCB项目”新建项目后将其保存。 (扩展名为* .PrjPCB )。如上图所示。 2) 建立完项目文件后，就可在该项目文件中新建原理图文件。选择菜单“文件”－“创建”－“原理图”或在项目上按右键填加。创建项目件后应保存。

3）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。通过选择菜单“设计”－“文档选项”对话框进行设置，该对话框包括“图项选项”，“参数”，“单位”三个标签，可对相关参数进行设定，如无特殊要求，可用缺省值。 3

（二）原理图设计 1、实训内容 能利用画电路工具和画图工具以及现有的文件，按照要求绘制原理图；按照要求对给定的原理图进行编辑、修改。 2、要求 掌握画电路工具和画图工具箱的正确使用，熟悉工具箱每一个工具的功能和作用；掌握元件参数的设置方法。 4

1）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。输入元件名，按查找按钮。大多数常用元件在Miscellaneous Devices.IntLib库中。

2) 找到某个元件后点击Place按钮。光标将变成十字状，并且在光标上 “ 悬浮 ” 着元件的轮廓。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。按TAB键编辑,可修改元件属性。也可等元件放下后，双击元件，修改属性。按SPACEBAR（空格键）将元件旋转90。

3)放置所有元件，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。 并检查并编辑各元件属性。 5

4）连接电路从菜单选择“放置 ”－“导线”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。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。并放置电源和接地符号。

（三）原理图库操作 1、实训内容 调入库文件，添加元件，给元件命名；绘制新的库元件，创建新库。 2、要求 熟悉绘制新的库元件的方法，掌握创建新元件库的方法。 6

1）进入原理图编缉器的方法可以：新建原理图元件库文件，选择菜单“文件”－“创建”－“库”－“原理图库”，新建原理图库文件，并命名，保存如：MySchLib.SchLib。

另外，也可以首先在原理图编辑器的Component下拉列表框中选择此元件，然后单击编辑按钮，系统将自动调入包含选择元件的元件库数据库

2）在“SCH Library”面板的元件中，默认生成一个元件，可以选中该元件，并选择“工具”－“重新命名”命令，给元件重新命名。 选择“工具”－ “新元件”可重新生成一个元件。 3）按要求绘制该元件。

（四）检查原理图及生成网络表 1、实训内容 进行电气规则检查和检查报告分析；对电路进行仿真设置和测试波形参数；生成网络表，即生成元件名、封装、参数及元件之间的连接表。 2、要求 学会修改电气规则检查出现的错误；熟悉进行电路仿真时的参数设置；掌握元件封装的概念，熟悉常用元件的封装形式。 1.)选择“项目管理”－“项目管理选项”菜单，弹出“Options for Project”对话框。可以设置所有可能出现错误的报告类型。 2）设置项目管理选项后，可选择“项目管理”－“Compile *.PRJPCB”菜单命令编译项目。 7

3）选择“设计”－“设计项目的网络表”－“Protel”，系统将自动在当前项目文件下加一个与项目文件同名的网络表文件。 （五）生成PCB及PCB布局 1、实训内容 检查和调入网表文件的方法；PCB环境中进行元件编辑及元件属性修改（编辑元件，修改名称、型号、编号等）；按照设计要求合理摆放元件；按默认规则生成双面PCB；放置安装孔。 8

2、要求 学会检查和调入网表文件的方法；学会PCB环境中进行元件编辑及元件属性修改（编辑元件，修改名称、型号、编号等）；掌握生成双面PCB的方法。 1）创建新的PCB文件。在点击工程项目并按右键在菜单下选择“追加新文件到项目中”－“PCB”,从而生成新的PCB文件。

2）新生成的PCB，可进行PCB板层次颜色，PCB板形状等进行设定。如菜单“设计”－“PCB层次颜色”，“设计”－“PCB板形状等”

3）选择菜单“设计”－“PCB选项”，可进行“PCB选项”对话框的设置。 9

4）设定PCB板电气边界，PCB的电气边界用来限定布线及各元器件的放置范围，它是通过在禁止布线层上绘制边界来实现的。方法是：首先将PCB编辑器的当前层设置为Keep-out Layer,再利用绘图工具绘制电气边界。

5）对新生成的PCB文件进行保存。然后导入网络表，可在PCB板编辑器中选择菜单“设计”－“Import Changes From *.PRJPCB”,也可在原理图编辑器中选择菜单“设计”－“Update PCB document *.PCBdoc.执行此命令前PCB板是空白的。执行此命令就相当于将原理图的网络表信息全部装载到PCB板文件中。 10

6）这时弹出“工程变化订单对话框”，单击使“变化生效按钮”，系统将检查所有的更改是否都有效，如果有效，将在右边“检查”栏对应位置打钩，如果有错误，“检查”栏中将显示红色错误瓢识。一般的错误都是由于元件封装定义错误或者没有添加对应封装库造成的，若有错误则应反回原理图进行更改或添加相应的封装库，直到“检查”栏中全部正确为止。 11

7）单击“执行变化”按钮，系统将执行所有的更改操作，如果执行成功，状态下的完成列表栏被勾选，如图所示。

8）导入网络表后，所有元件己经更新到PCB中，但是元件的布局不尽合理，甚至出现重叠现象。在PCB板编辑环境下，选择菜单“工具”－“放置元件”－“自动布局”，会弹出“自动布局”对话框，进行设定，并确认。 12 9）自动布局的元件通常非常零乱，结果并不令人满意，因此必须对布局结果进行手动调整。即采用手动布局。

（六）PCB布线及设计规则检查 1、实训内容 按照要求设置线宽、板层数、过孔大小、焊盘大小、利用Protel的自动布 13

线及手动布线功能进行布线。布线完毕，对地线及重要的信号线进行适当调整，并进行设计规则检查。 2、要求掌握自动布线及手动布线的方法，布线完毕能进行规则检查。 1）为了满足设计要求，通常在自动布线之前要设置布线规则，选择“设计”－“规则”，将弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框，可设定线宽，板层，过孔孔径尺寸及类型等。最常用的是设置布线宽度等。

2）设定好规则后，可选择菜单“自动布线”－“全部对象”，弹出如图所示的“Situs布线策略”对话框，对话框中“可用的布线策略”中，一般情况采用系统默认值，即选择布线策略“Default 2 Layer Board”。单击“编辑规则”按钮可对布线规则进行编辑，单击Route All,会弹出自动布线信息窗口。 14

3）自动布线后如有不理想的地方，或者没有布通的网络还可手动修改布线。最后结果如果所示。

4）布线结束后，在对PCB的布线结果进行DRC检查。选择“工具”－“设计规则检查”对话框，对其适当设置后，单击地“运行规则设计检查”按钮，检查PCB图是否有错误。同时显示消息提示框。根据实际情况，修改设计规则，或修改设计对象，使得最后运行设计规则检查没有违规现象。 5）最后还可选择“查看”－“显示三维PCB板”命令，可以查看PCB板的三维效果图。 15

（七）PCB库操作 1、实训内容 PCB环境中调入或关闭库文件，添加封装库元件。绘制新的封装库元件，创建新的封装库。 2、要求 掌握添加封装库元件的方法；熟练掌握PCB环境中绘制新的封装库元件和创建新的封装库的方法。 ⑴执行菜单“文件”→“创建”→“库”→“PCB库”，创建“PcbLib1.PcbLib”封装库。

⑵执行菜单“工具”→“元件属性”，在弹出的对话框中将【名称】修改VR。

⑶执行菜单“工具”→“库选择项”设置文档参数，将【单位】设置为Metric，将可视网格的【网格1】设置为1mm、【网格2】设置为5mm，将捕获栅格的【X】、【Y】均设置为1mm。

⑷利用手工绘制方法绘制图所示的双联电位器封装图，封装名为VR，具体尺寸如图示，封装图的边框在顶层丝网层绘制，线宽为0.254mm，焊盘尺寸设置为2mm，参考点设置在引脚1，设计完毕保存文件

⑸执行菜单“工具”→“新元件”，屏幕弹出元件设计向导，采用设计向导绘制8脚贴片IC封装SOP8，如图5-137所示。元件封装的参数为：焊盘大小100mil×50mil，相邻焊盘间距为100mil，两排焊盘间的间距为300mil，线宽设置为10mil，封装名设置为SOP8，设计完毕保存文件。