推荐电子线路CAD实用教程潘永雄第6章双面印制电路板设计

1、第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例1第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1 原理图到印制板原理图到印制板6.2 设置工作层设置工作层6.3 元件布局操作元件布局操作6.4 布线及布线规则布线及布线规则6.5 信号完整性分析信号完整性分析 6.6 打打 印印 输输 出出第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例26.1 原理图到印制板原理图到印制板 印制板编辑、设计是电子设计自动化（印制板编辑、设计是电子设计自动化（eda）最后）最后的也是最关键的环节，换句话说，原理图编辑是印制板的也是最关键的环节，换句话说，原理图编辑是印制板编辑、设

2、计的前提和基础。对于同一电路系统来说，原编辑、设计的前提和基础。对于同一电路系统来说，原理图中元器件电气连接与印制板中元器件连接关系应完理图中元器件电气连接与印制板中元器件连接关系应完全相同，只是原理图中的元件用全相同，只是原理图中的元件用“电气图形符号电气图形符号”表示，表示，而印制板中的元件用而印制板中的元件用“封装图封装图”描述，可见原理图中已描述，可见原理图中已包含了元件的电气连接关系，完成了原理图编辑后，在包含了元件的电气连接关系，完成了原理图编辑后，在protel99中，可通过如下方法之一将原理图中元件的电中，可通过如下方法之一将原理图中元件的电气连接关系转化为印制板中元件的连接关

3、系，无须在印气连接关系转化为印制板中元件的连接关系，无须在印制板中逐一输入元件的封装图。制板中逐一输入元件的封装图。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例3 (1) 通过通过“更新更新”方式生成方式生成pcb文件。文件。 在在protel99原理图编辑状态下，执行原理图编辑状态下，执行“design”菜菜单下的单下的“update pcb”（更新（更新pcb）命令，生成或）命令，生成或更新更新pcb文件，并把原理图中的元件封装图及电气连文件，并把原理图中的元件封装图及电气连接关系数据传送到接关系数据传送到pcb文件中，原因是文件中，原因是protel99原理图原理图文件（文

4、件（.sch）与印制板文件（）与印制板文件（.pcb）具有动态同步更新）具有动态同步更新功能。功能。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例4 (2) 通过通过“网络表网络表”文件生成印制板文件。文件生成印制板文件。 在原理图编辑状态下，执行在原理图编辑状态下，执行“design”菜单下的菜单下的“create netlist”命令，生成含有原理图元件电气连命令，生成含有原理图元件电气连接关系信息的网络表文件（接关系信息的网络表文件（.net），然后将网络文件装），然后将网络文件装入入pcb文件中。这是文件中。这是protel98及更低版本环境下，原理及更低版本环境下，原理图

5、文件与印制板文件之间连接的纽带，图文件与印制板文件之间连接的纽带，protel99依然保依然保留这一功能。留这一功能。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5 6.1.1 通过通过“更新更新”方式生成方式生成pcb文件文件 在编辑印制板前，必须先编辑好原理图文件。有在编辑印制板前，必须先编辑好原理图文件。有关原理图文件的编辑方法，在第关原理图文件的编辑方法，在第2、3章已介绍过，这章已介绍过，这里不再重复。里不再重复。 1. 通过通过“更新更新”方式生成方式生成pcb文件文件 在原理图编辑状态，执行在原理图编辑状态，执行“design”菜单下的菜单下的“update pcb

6、”命令，生成相应的命令，生成相应的pcb文件。首次文件。首次执行更新执行更新pcb命令时，将给出如图命令时，将给出如图6-1所示的提示信息。所示的提示信息。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6图图6-1 首次执行更新首次执行更新pcb命令弹出的设置窗命令弹出的设置窗第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例7 各选项设置依据如下：各选项设置依据如下： (1) 选择选择“i/o端口、网络标号端口、网络标号”连接范围。连接范围。 根据原理图结构，单击根据原理图结构，单击“connectivity”（连接）下（连接）下拉按钮，选择拉按钮，选择i/o端口、网络标号的

7、连接方式：端口、网络标号的连接方式： 对于单张电原理图来说，可以选择对于单张电原理图来说，可以选择“sheet symbol /port connections”、“net labels and port global”或或“only port global”方式中的任一种。方式中的任一种。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例8 对于含有多张原理图的层次电路结构原理图来说：对于含有多张原理图的层次电路结构原理图来说： 如果在整个设计项目（如果在整个设计项目（.prj）中，只用方块电路）中，只用方块电路i/o端口表示上、下层电路之间的连接关系，也就是说，端口表示上、下层电路之

8、间的连接关系，也就是说，子电路中所有的子电路中所有的i/o端口与上一层原理图中的方块电路端口与上一层原理图中的方块电路i/o端口一一对应，此外就再没有使用端口一一对应，此外就再没有使用i/o端口表示同端口表示同一原理图中节点的连接关系，则将一原理图中节点的连接关系，则将“connectivity”设设为为sheet symbol /port connections。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例9 如果网络标号及如果网络标号及i/o端口在整个设计项目内有效，端口在整个设计项目内有效，即不同子电路中所有网络标号、即不同子电路中所有网络标号、i/o端口相同的节点均端口相同

9、的节点均认为电气上相连，则将认为电气上相连，则将“connectivity”设为设为net labels and port global。 如果如果i/o端口在整个设计项目内有效，而网络标号端口在整个设计项目内有效，而网络标号只在子电路图内有效，即在原理图编辑过程中，严格只在子电路图内有效，即在原理图编辑过程中，严格遵守同一设计项目中不同子电路图之间只通过遵守同一设计项目中不同子电路图之间只通过i/o端口端口相连，不通过网络标号连接，即网络标号只表示同一相连，不通过网络标号连接，即网络标号只表示同一电路图内节点之间的连接关系时，则将电路图内节点之间的连接关系时，则将“connectivity”

10、设为设为only port global。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例10 (2) “components”（元件）选择。（元件）选择。 当当“update component footprint”选项处于选中状选项处于选中状态时，将更新态时，将更新pcb图中元件封装；当图中元件封装；当“delete components”选项处于选中状态时，将删除原理图中没选项处于选中状态时，将删除原理图中没有连接的孤立元件。有连接的孤立元件。 (3) 根据需要选中根据需要选中“generate pcb rules according to schematic layer”选项及

11、其下面的选项。选项及其下面的选项。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例11 2. 预览更新情况预览更新情况 单击单击“change”标签（或单击标签（或单击“preview change”按钮），观察更新后的改变情况，如图按钮），观察更新后的改变情况，如图6-2所示。所示。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例12图图6-2 更新信息更新信息第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例13 如果原理图中存在缺陷，则图如果原理图中存在缺陷，则图6-2中的错误列表窗中的错误列表窗口内将给出错误原因，同时更新列表窗下将提示错误口内将给出错误原因，同时

12、更新列表窗下将提示错误总数，并增加总数，并增加“warning”（警告）标签，如图（警告）标签，如图6-3所示。所示。 这时必须认真分析错误列表窗口内的提示信息，这时必须认真分析错误列表窗口内的提示信息，找出出错原因，并按下找出出错原因，并按下“cancel”按钮，放弃更新，返按钮，放弃更新，返回原理图编辑状态，更正后再执行更新操作，直到更回原理图编辑状态，更正后再执行更新操作，直到更新信息列表窗内没有报告出错为止。新信息列表窗内没有报告出错为止。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例14图图6-3 原理图不正确时的更新信息原理图不正确时的更新信息第第6章章 双面印制电路板设

13、计举例双面印制电路板设计举例15 常见的出错信息、原因以及处理方式如下：常见的出错信息、原因以及处理方式如下： component not found（没有元件发现），原因是（没有元件发现），原因是原理图中指定的元件封装形式在封装图形库文件原理图中指定的元件封装形式在封装图形库文件(.lib)中中没有找到。没有找到。 node not found（没有发现焊盘），原因可能是元（没有发现焊盘），原因可能是元件电气图形符号引脚编号与元件封装图引脚编号不一致。件电气图形符号引脚编号与元件封装图引脚编号不一致。 footprint xx not found in library（元件封装图形（元件封装

14、图形库中没有库中没有xx封装形式），原因是元件封装图形库文件封装形式），原因是元件封装图形库文件列表中没有对应元件的封装图列表中没有对应元件的封装图. 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例16 3. 执行更新执行更新 当如图当如图6-2所示的所示的“更新信息更新信息”列表窗内没有错误列表窗内没有错误提示时，即可单击提示时，即可单击“execute”（执行）按钮，更新（执行）按钮，更新pcb文件。文件。 如果不检查错误，就立即单击如果不检查错误，就立即单击“execute”按钮，按钮，则当原理图存在错误时，将给出如图则当原理图存在错误时，将给出如图6-4所示的提示信所示的提示

15、信息。息。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例17图图6-4 原理图存在缺陷不能更新时的提示原理图存在缺陷不能更新时的提示第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例18 执行执行“design”菜单下的菜单下的“update pcb”命令后，命令后，如果原理图所在文件夹下没有如果原理图所在文件夹下没有pcb文件，则将自动产生文件，则将自动产生一个新的一个新的pcb文件（文件名与原理图文件相同），如图文件（文件名与原理图文件相同），如图6-5所示；如果当前文件夹下已存在一个所示；如果当前文件夹下已存在一个pcb文件，将更文件，将更新该新该pcb文件，使原理图内

16、元件电气连接关系、封装形文件，使原理图内元件电气连接关系、封装形式等与式等与pcb文件一致（更新后不改变未修改部分的连文件一致（更新后不改变未修改部分的连线）；如果原理图所在文件夹下已存在两个或两个以上线）；如果原理图所在文件夹下已存在两个或两个以上的的pcb文件时，将给出如图文件时，将给出如图6-6所示的提示信息，要求操所示的提示信息，要求操作者选择并确认更新的作者选择并确认更新的pcb文件。因此，在文件。因此，在protel99中，中，通过通过“更新更新”操作，使原理图文件（操作，使原理图文件（.sch）与印制板文）与印制板文件（件（.pcb）保持一致。）保持一致。第第6章章 双面印制电路

17、板设计举例双面印制电路板设计举例19 图图6-5 通过通过“更新更新”命令自动生成的命令自动生成的pcb文件文件 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例20图图6-6 选择需要更新的选择需要更新的pcb文件文件 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例21 如果在图如果在图6-2中没有错误，则更新后，原理图文件中没有错误，则更新后，原理图文件中的元件封装图将呈现在中的元件封装图将呈现在pcb文件编辑区内，如图文件编辑区内，如图6-7所示。可见，在所示。可见，在protel99中并不一定需要网络表文件。中并不一定需要网络表文件。第第6章章 双面印制电路板设计举例

18、双面印制电路板设计举例22图图6-7 自动装入了元件封装图自动装入了元件封装图第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例23 4. 在禁止布线层内设置布线区在禁止布线层内设置布线区 根据印制板形状及大小，在禁止布线层（根据印制板形状及大小，在禁止布线层（keep out layer）内，用）内，用“导线导线”、“圆弧圆弧”等工具画出一个封等工具画出一个封闭的图形，作为印制电路板布线区。在设置布线区时，闭的图形，作为印制电路板布线区。在设置布线区时，尺寸可以适当大一些，以方便手工调整元件布局操作，尺寸可以适当大一些，以方便手工调整元件布局操作，待完成元件布局后，再根据印制板标准尺寸

19、系列、印待完成元件布局后，再根据印制板标准尺寸系列、印制板安装位置，确定布线区的最终形状和尺寸。制板安装位置，确定布线区的最终形状和尺寸。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例24 在禁止布线层内绘制印制电路板布线区边框的操在禁止布线层内绘制印制电路板布线区边框的操作过程如下：作过程如下： (1) 单击印制板编辑区下边框的单击印制板编辑区下边框的“keep out”按钮，按钮，切换到禁止布线层。切换到禁止布线层。 (2) 在禁止布线层内绘制布线区边框时，单击在禁止布线层内绘制布线区边框时，单击“导导线线”工具后，原则上即可不断重复工具后，原则上即可不断重复“单击单击移动移动”

20、的的操作方式画出一个封闭多边形框。操作方式画出一个封闭多边形框。 但由于电路边框直线段较长，为了便于观察，往但由于电路边框直线段较长，为了便于观察，往往缩小了很多倍来显示，精确定位困难，因此在禁止往缩小了很多倍来显示，精确定位困难，因此在禁止布线层内绘制电路板边框时，可采用如下步骤进行：布线层内绘制电路板边框时，可采用如下步骤进行： 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例25 单击单击“放置放置”工具栏中的工具栏中的“导线导线”工具。工具。 在禁止布线层内，通过在禁止布线层内，通过“移动、单击左键固定起移动、单击左键固定起点点移动、单击左键固定终点移动、单击左键固定终点单击右

21、键结束单击右键结束”的操的操作方式，在元件封装图附件分别画出四条直线段，如作方式，在元件封装图附件分别画出四条直线段，如图图6-8所示。所示。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例26图图6-8 画出四条直线画出四条直线第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例27 在绘制这四条边框线时，可以暂时不必关心其准在绘制这四条边框线时，可以暂时不必关心其准确位置和长度，甚至不关心这四条线段是否构成一个确位置和长度，甚至不关心这四条线段是否构成一个封闭的矩形框。封闭的矩形框。 单击单击“放置放置”工具栏内的工具栏内的“设置原点设置原点”工具（或执工具（或执行行“edi

22、t”菜单下的菜单下的“originset”命令），将光标移到命令），将光标移到绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原点。点。 将鼠标移到直线上，双击左键，进入将鼠标移到直线上，双击左键，进入“导线导线”选选项属性设置窗，修改直线段的起点和终点坐标，如图项属性设置窗，修改直线段的起点和终点坐标，如图6-9所示，然后单击所示，然后单击“ok”按钮。按钮。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例28图6-9 修改直线选项属性设置窗 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例29 用同样操作方法修改另外三条边框（上边

23、框及左右用同样操作方法修改另外三条边框（上边框及左右边框）的起点和终点坐标后，即可获得一个封闭的矩边框）的起点和终点坐标后，即可获得一个封闭的矩形框，如图形框，如图6-10所示。所示。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例30图图6-10 修改四条直线段起点和终点坐标后获得的矩形框修改四条直线段起点和终点坐标后获得的矩形框第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例31 6.1.2 通过网络表装入元件封装图通过网络表装入元件封装图 protel99依然保留通过网络表文件（依然保留通过网络表文件（.net）装入元）装入元件封装图的功能，操作过程如下。件封装图的功能，

24、操作过程如下。 1) 装入网络文件前的准备工作装入网络文件前的准备工作 (1) 编辑好原理图并生成网络表文件（编辑好原理图并生成网络表文件（.net）。）。 (2) 执行执行“file”菜单下的菜单下的“new”命令，在如图命令，在如图1-6 所 示 的所 示 的 “ 新 文 档新 文 档 ” 选 择 窗 口 内 ， 选 择选 择 窗 口 内 ， 选 择 “ p c b document”（印制板文件）类型，单击（印制板文件）类型，单击“ok”按钮，按钮，生成新的生成新的pcb文件。文件。 (3) 在在“设计文件管理器设计文件管理器”窗口内，单击生成的窗口内，单击生成的pcb文件，进入文件，进

25、入pcb编辑状态。编辑状态。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例32 2) 重新设置绘图区原点重新设置绘图区原点 单击单击“放置放置”工具栏内的工具栏内的“设置原点设置原点”工具（或执工具（或执行行“edit”菜单下的菜单下的“originset”命令），将光标移到命令），将光标移到绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原点。点。 3) 在禁止布线层内设置在禁止布线层内设置 (1) 单击单击pcb编辑区下边框上编辑区下边框上“keep out”按钮，切按钮，切换到禁止布线层。换到禁止布线层。 (2) 利用利用“放置放置”

26、工具栏内的工具栏内的“导线导线”、“圆弧圆弧”绘绘制出一个封闭图形，作为布线区，如图制出一个封闭图形，作为布线区，如图6-11所示。具所示。具体操作过程前面已介绍过，这里不再重复。体操作过程前面已介绍过，这里不再重复。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例33图图6-11 布线区布线区第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例34 4) 装入网络表装入网络表 在禁止布线层内设置了电路板布线区边框后，即可在禁止布线层内设置了电路板布线区边框后，即可通过如下步骤装入网络表文件：通过如下步骤装入网络表文件： (1) 执行执行“design”菜单下的菜单下的“netli

27、st”命令，在如命令，在如图图6-12所示的窗口内装入原理图网络表文件。所示的窗口内装入原理图网络表文件。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例35图6-12 装入原理图网络表文件第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例36 (2) 单击图单击图6-12中中“netlist file”文本框右侧的文本框右侧的“browse”（浏览）按钮，在如图（浏览）按钮，在如图6-13所示的所示的“select”（选择）窗口内当前设计文件包中找出并单击网络表（选择）窗口内当前设计文件包中找出并单击网络表文件，然后单击文件，然后单击“ok”按钮返回，即可在如图按钮返回，即可在

28、如图6-12所所示的网络宏列表窗内看到已装入的元件、焊盘等信息，示的网络宏列表窗内看到已装入的元件、焊盘等信息，如图如图6-14所示。所示。 如果网络表文件不在当前设计文件包内，可单击如果网络表文件不在当前设计文件包内，可单击“add”按钮，从其他设计文件包内或目录下找出体按钮，从其他设计文件包内或目录下找出体现原理图元件电气连接关系的网络表文件。现原理图元件电气连接关系的网络表文件。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例37图图6-13 选择装入网络表文件窗口选择装入网络表文件窗口 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例38图图6-14 装入网络表文件后的

29、窗口装入网络表文件后的窗口第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例39 (3) 根据情况选择图根据情况选择图6-14中的中的“delete components not in netlist ”（删除没有连接的元件）和（删除没有连接的元件）和“update footprint”（更新元件封装图）选项。（更新元件封装图）选项。 (4) 在网络宏列表窗口内，检查网络表文件装入后有在网络宏列表窗口内，检查网络表文件装入后有无错误。如果发现错误，要具体分析，并加以修正。无错误。如果发现错误，要具体分析，并加以修正。例如，当发现某一元件没有封装图时，可单击例如，当发现某一元件没有封装图时

30、，可单击“cancel”按钮，取消网络表文件装入过程，返回原理按钮，取消网络表文件装入过程，返回原理图。在元件属性窗口内给出元件封装图后，再生成网图。在元件属性窗口内给出元件封装图后，再生成网络表文件，然后转到络表文件，然后转到pcb编辑器重新装入网络表，直编辑器重新装入网络表，直到在如图到在如图6-14所示的网络宏列表窗口内没有出现错误所示的网络宏列表窗口内没有出现错误为止。为止。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例40 (5) 当图当图6-14中网络宏列表窗口内没有出现错误信中网络宏列表窗口内没有出现错误信息后，即可单击息后，即可单击“execute”按钮，装入网络表文

31、件，按钮，装入网络表文件，结果如图结果如图6-15所示。可见装入网络表文件后，所有元所示。可见装入网络表文件后，所有元件均叠放在布线区。件均叠放在布线区。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例41图图6-15 装入网络表后的结果装入网络表后的结果第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例42 5) 分离重叠在一起的元件分离重叠在一起的元件 对于通过对于通过“更新更新”方式生成的方式生成的pcb文件来说，在文件来说，在禁止布线层内画出印制板布线区后，原则上可用手工禁止布线层内画出印制板布线区后，原则上可用手工方法将如图方法将如图6-10所示的每一元件的封装图逐一移

32、到布所示的每一元件的封装图逐一移到布线区内（当然，在移动过程中，必要时可旋转元件方线区内（当然，在移动过程中，必要时可旋转元件方向）；也可以使用向）；也可以使用“自动布局自动布局”命令，将元件封装图命令，将元件封装图移到布移到布 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例43 如图如图6-15所示，不便手工调整元件布局，需通过所示，不便手工调整元件布局，需通过“自动布局自动布局”命令，将布线框内重叠在一起的元件彼命令，将布线框内重叠在一起的元件彼此分开，以便浏览和手工预布局（这一操作的目的仅此分开，以便浏览和手工预布局（这一操作的目的仅仅是为了使重叠在一起的元件彼此分离，无须设置

33、自仅是为了使重叠在一起的元件彼此分离，无须设置自动布局参数）。操作过程如下：动布局参数）。操作过程如下： (1) 执行执行“tools”菜单下的菜单下的“auto place”（自动（自动布局）命令。布局）命令。 (2) 在如图在如图6-16所示的自动方式窗口内，分别选择所示的自动方式窗口内，分别选择菊花链状方式和快速放置方式。菊花链状方式和快速放置方式。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例44图图6-16 设置自动布局方式设置自动布局方式第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例45 (3) 单击单击“ok”按钮，启动自动布局过程，使重叠按钮，启动自动布局

34、过程，使重叠在一起的元件彼此分离（如图在一起的元件彼此分离（如图6-17所示）为随后进行所示）为随后进行的手工预布局提供方便。的手工预布局提供方便。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例46图图6-17 执行执行“自动布局自动布局”后重叠在一起的元件已彼此分离后重叠在一起的元件已彼此分离第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例476.2 设置工作层设置工作层 执行执行“design”菜单下的菜单下的“update pcb”命令命令（或执行（或执行“file” 菜单下的菜单下的“new”命令）生成的命令）生成的pcb文件，仅自动打开了文件，仅自动打开了top（

35、元件面）、（元件面）、bottom（焊锡面）、（焊锡面）、keep out（禁止布线层）、（禁止布线层）、mech1（机（机械层械层1）及）及multi（多层重叠）。（多层重叠）。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例48 由于该电路系统中集成电路芯片较多，需要使用由于该电路系统中集成电路芯片较多，需要使用双面电路板，操作过程如下：双面电路板，操作过程如下： 执行执行“design”菜单下的菜单下的“options”命令，并在弹命令，并在弹出的出的“document options”(文档选项文档选项)窗内，单击窗内，单击“layers”标签，在如图标签，在如图5-5所示的

36、窗口选择工作层。所示的窗口选择工作层。 由于是双面板，只需选择信号层中的由于是双面板，只需选择信号层中的“top”（顶（顶层，即元件面）、层，即元件面）、“bottom” （底层，即焊锡面），（底层，即焊锡面），关闭中间信号层。关闭中间信号层。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例49 为了降低为了降低pcb生产成本，只在元件面上设置丝印层（除非有特生产成本，只在元件面上设置丝印层（除非有特殊要求）。因此，在殊要求）。因此，在“silkscreen”选项框内，只选择选项框内，只选择“top”。 假设所有元件均采用传统穿通式安置方式，没有使用贴片式元假设所有元件均采用传统穿通式

37、安置方式，没有使用贴片式元件，因此也就不用件，因此也就不用“paste mask”（焊锡膏）层。（焊锡膏）层。 打开阻焊层选项框的打开阻焊层选项框的“bottom”（底层）和（底层）和“top”（顶层），即（顶层），即两面都要上阻焊漆。两面都要上阻焊漆。 在在“other”选项框内，选中选项框内，选中“conne”（元件连接关系）复选项，（元件连接关系）复选项，以便在以便在pcb编辑区内显示出表示元件电气连接关系的编辑区内显示出表示元件电气连接关系的“飞线飞线”，因，因为在手工调整布局时，通过为在手工调整布局时，通过“飞线飞线”即可直观地判断是否需要旋转即可直观地判断是否需要旋转元件方向。元件

38、方向。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例50 同时也要选择同时也要选择“drc error”（设计规则检查）复（设计规则检查）复选项，这样在移动元件、印制导线、焊盘、过孔等操选项，这样在移动元件、印制导线、焊盘、过孔等操作过程中，当两个导电图形（印制导线、焊盘或过孔）作过程中，当两个导电图形（印制导线、焊盘或过孔）间距小于设定值时，与这两个节点相连的导线、焊盘间距小于设定值时，与这两个节点相连的导线、焊盘等显示为绿色，提示这两个导电图形间距不够。等显示为绿色，提示这两个导电图形间距不够。 单击图单击图5-5中的中的“options”标签，选择可视栅格大标签，选择可视栅格大

39、小（一般设为小（一般设为20 mil）、形状（线条）以及格点锁定距）、形状（线条）以及格点锁定距离（一般设为离（一般设为10 mil），然后单击），然后单击“ok”按钮，关闭按钮，关闭“document options”（文档选项）设置窗。（文档选项）设置窗。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例516.3 元件布局操作元件布局操作 6.3.1 元件布局过程及要求元件布局过程及要求 1. 布局过程布局过程 对于一个元件数目多、连线复杂的印制板来说，对于一个元件数目多、连线复杂的印制板来说，全依靠手工方式完成元件布局耗时多，效果还不一定全依靠手工方式完成元件布局耗时多，效果还不

40、一定好（主要是连线未必最短），而采用好（主要是连线未必最短），而采用“自动布局自动布局”方方式，连线可能最短，但又未必满足电磁兼容要求，因式，连线可能最短，但又未必满足电磁兼容要求，因此一般先按印制板元件布局规则，用手工方式放置好此一般先按印制板元件布局规则，用手工方式放置好核心元件、输入核心元件、输入/输出信号处理芯片、对干扰敏感元件输出信号处理芯片、对干扰敏感元件以及以及第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例52 发热量大的功率元件，然后再使用发热量大的功率元件，然后再使用“自动布局自动布局”命令，命令，放置剩余元件，最后再用手工方式对印制板上个别元放置剩余元件，最后再用

41、手工方式对印制板上个别元件位置做进一步调整。总之，印制板元件布局对电路件位置做进一步调整。总之，印制板元件布局对电路性能影响很大，绝对不能马虎。性能影响很大，绝对不能马虎。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例53 2. 元件布局原则元件布局原则 尽管印制板种类很多、功能各异，元件数目、类尽管印制板种类很多、功能各异，元件数目、类型也各不相同，但印制板元件布局还是有章可循的。型也各不相同，但印制板元件布局还是有章可循的。 (1) 元件位置安排的一般原则。在元件位置安排的一般原则。在pcb设计中，如设计中，如果电路系统同时存在数字电路、模拟电路以及大电流果电路系统同时存在数字

42、电路、模拟电路以及大电流电路，则必须分开布局，使各系统之间耦合达到最小。电路，则必须分开布局，使各系统之间耦合达到最小。 (2) 元件离印制板边框的最小距离必须大于元件离印制板边框的最小距离必须大于2 mm，如果印制板安装空间允许，最好保留如果印制板安装空间允许，最好保留510 mm。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例54 (3) 元件放置方向。在印制板上，元件只能沿水平和元件放置方向。在印制板上，元件只能沿水平和垂直两个方向排列，否则不利于插件。垂直两个方向排列，否则不利于插件。 (4) 元件间距。对于中等密度印制板、小元件，如小元件间距。对于中等密度印制板、小元件，如

43、小功率电阻、电容、二极管、三极管等分立元件彼此的间功率电阻、电容、二极管、三极管等分立元件彼此的间距与插件、焊接工艺有关：当采用自动插件和波峰焊接距与插件、焊接工艺有关：当采用自动插件和波峰焊接工艺时，元件之间的最小距离可以取工艺时，元件之间的最小距离可以取50100 mil（即（即1.272.54 mm）；而当采用手工插件或手工焊接时，元）；而当采用手工插件或手工焊接时，元件间距要大一些，如取件间距要大一些，如取100 mil或以上，否则会因元件排或以上，否则会因元件排列过于紧密，给插件、焊接操作带来不便。大尺寸元件，列过于紧密，给插件、焊接操作带来不便。大尺寸元件，如集成电路芯片，元件间距

44、一般为如集成电路芯片，元件间距一般为100150 mil。对于。对于高密度印制板，可适当减小元件间距。高密度印制板，可适当减小元件间距。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例55 (5) 热敏元件要尽量远离大功率元件。热敏元件要尽量远离大功率元件。 (6) 电路板上重量较大的元件应尽量靠近印制电路电路板上重量较大的元件应尽量靠近印制电路板支撑点，使印制板电路板翘曲度降至最小。板支撑点，使印制板电路板翘曲度降至最小。 (7) 对于需要调节的元件，如电位器、微调电阻、对于需要调节的元件，如电位器、微调电阻、可调电感等的安装位置应充分考虑整机结构要求：对可调电感等的安装位置应充分考

45、虑整机结构要求：对于需要机外调节的元件，其安装位置与调节旋钮在机于需要机外调节的元件，其安装位置与调节旋钮在机箱面板上的位置要一致；对于机内调节的元件，其放箱面板上的位置要一致；对于机内调节的元件，其放置位置以打开机盖后即可方便调节为原则。置位置以打开机盖后即可方便调节为原则。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例56 (8) 在布局时在布局时ic去耦电容要尽量靠近去耦电容要尽量靠近ic芯片的电源芯片的电源和地线引脚，否则滤波效果会变差。在数字电路中，和地线引脚，否则滤波效果会变差。在数字电路中，为保证数字电路系统可靠工作，在每一数字集成电路为保证数字电路系统可靠工作，在每

46、一数字集成电路芯片（包括门电路和抗干扰能力较差的芯片（包括门电路和抗干扰能力较差的cpu、ram、rom芯片）的电源和地之间均设置了芯片）的电源和地之间均设置了ic去耦电容。去耦电容。 (9) 时钟电路元件应尽量靠近时钟电路元件应尽量靠近cpu时钟引脚。数字时钟引脚。数字电路，尤其是单片机控制系统中的时钟电路，最容易电路，尤其是单片机控制系统中的时钟电路，最容易产生电磁辐射，干扰系统其他元器件。产生电磁辐射，干扰系统其他元器件。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例57 6.3.2 手工预布局手工预布局 按元件布局一般规则，用手工方式安排并固定核按元件布局一般规则，用手工方

47、式安排并固定核心元件、输入信号处理芯片、输出信号驱动芯片、大心元件、输入信号处理芯片、输出信号驱动芯片、大功率元件、热敏元件、数字功率元件、热敏元件、数字ic去耦电容、电源滤波电去耦电容、电源滤波电容、时钟电路元件等的位置，为自动布局做准备。容、时钟电路元件等的位置，为自动布局做准备。 在在pcb编辑器窗口内，通过移动、旋转元件等操编辑器窗口内，通过移动、旋转元件等操作方法，即可将特定元件封装图移到指定位置。操作作方法，即可将特定元件封装图移到指定位置。操作方法与在方法与在sch编辑器窗口内移动、旋转元件的操作方编辑器窗口内移动、旋转元件的操作方法完全相同。如图法完全相同。如图6-18所示。所

48、示。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例58图图6-18 集成电路芯片对称操作后的结果集成电路芯片对称操作后的结果第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例59 1. 粗调元件位置粗调元件位置 当印制板上元件数目较多、连线较复杂时，先按元件当印制板上元件数目较多、连线较复杂时，先按元件布局规则大致调节印制板上的元件位置，操作过程如下：布局规则大致调节印制板上的元件位置，操作过程如下： (1) 执行执行“view”菜单下的菜单下的“connectionshidden all”命令，隐藏所有飞线。命令，隐藏所有飞线。 (2) 单击单击“browse”（浏览选项）

49、按钮，在浏览选项列（浏览选项）按钮，在浏览选项列表窗内选择表窗内选择“components”作为浏览对象，此时作为浏览对象，此时pcb编辑编辑器窗口状态如图器窗口状态如图6-19所示。所示。 (3) 按上面列举的元件布局规则，优先安排核心元件按上面列举的元件布局规则，优先安排核心元件及重要元件（及重要元件（u101、u102、u103、u104）的放置位置。）的放置位置。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例60图图6-19 以元件作为浏览对象以元件作为浏览对象第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例61图图6-20 利用利用“放大镜放大镜”观察局部区域观察局

50、部区域第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例62图图6-21 跳转到特定元件跳转到特定元件第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例63 (4) 完成了核心元件及各重要元件的初步定位（如完成了核心元件及各重要元件的初步定位（如图图6-22所示）后，按同样方法将放置位置有特殊要求所示）后，按同样方法将放置位置有特殊要求的元件，如时钟电路（的元件，如时钟电路（y101、c106、c107）、输出信）、输出信号驱动芯片（号驱动芯片（u201、u202）、复位按钮（）、复位按钮（res）、电）、电源整流二极管（源整流二极管（d301d304）、三端稳压集成块）、三端稳压

51、集成块（u301、u302）等移到指定位置，如图）等移到指定位置，如图6-23所示。所示。 (5) 执行执行“view”菜单下的菜单下的“connectionsshow all”命令，显示所有飞线。命令，显示所有飞线。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例64图图6-22 初步确定核心元件放置位置后的初步确定核心元件放置位置后的pcb第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例65图图6-23 初步确定了放置位置有特殊要求的元件初步确定了放置位置有特殊要求的元件第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例66 2. 进一步细调放置位置有特殊要求的元件进

52、一步细调放置位置有特殊要求的元件 借助借助“飞线飞线”，利用移动、旋转等操作方法，对，利用移动、旋转等操作方法，对图图6-23中的元件放置位置做进一步调节，使飞线交叉中的元件放置位置做进一步调节，使飞线交叉尽可能少。尽可能少。 3. 固定对放置位置有特殊要求的元件固定对放置位置有特殊要求的元件 确定了核心元件、重要元件以及对放置位置有特确定了核心元件、重要元件以及对放置位置有特殊要求的元件的位置后，可直接逐一双击这些元件，殊要求的元件的位置后，可直接逐一双击这些元件，在如图在如图6-24所示的元件属性窗口内，选中所示的元件属性窗口内，选中“locked”选选项，单击项，单击“ok”按钮，退出元

53、件属性窗口，以固定元按钮，退出元件属性窗口，以固定元件在件在pcb编辑区内的位置。编辑区内的位置。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例67图图6-24 锁定元件在锁定元件在pcb编辑区内的位置编辑区内的位置第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例68 6.3.3 元件分类元件分类 自动布局、布线前，最好先执行自动布局、布线前，最好先执行“design”菜单下菜单下的的“classes”命令，对有特殊要求的元件、节点进行命令，对有特殊要求的元件、节点进行分类，以便在自动布局、自动布线参数设置中，对特分类，以便在自动布局、自动布线参数设置中，对特定类型的元件、节

54、点选择不同布局、布线方式。下面定类型的元件、节点选择不同布局、布线方式。下面以元件分类为例，介绍元件、节点分类的操作过程：以元件分类为例，介绍元件、节点分类的操作过程： (1) 单击单击“design”菜单下的菜单下的“classes”命令，在命令，在如图如图6-25所示的窗口内，单击所示的窗口内，单击“component”标签，对标签，对元件进行分类。元件进行分类。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例69 图图6-25 元件分类元件分类 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例70 (2) 单击单击“add”按钮，在如图按钮，在如图6-26所示的窗口中所

55、示的窗口中未分组元件列表框内选择一个或一批元件后（单击某未分组元件列表框内选择一个或一批元件后（单击某一元件后，按下一元件后，按下shift键不放，再单击另一元件，即可键不放，再单击另一元件，即可同时选中相邻的元件；按下同时选中相邻的元件；按下ctrl键不放，不断单击目键不放，不断单击目标，即可同时选中彼此不相邻的多个元件），再单击标，即可同时选中彼此不相邻的多个元件），再单击添加选中按钮，即可将左窗口中未分组元件加入到右添加选中按钮，即可将左窗口中未分组元件加入到右窗口中组内元件列表内，在窗口中组内元件列表内，在“name”文本盒内输入类文本盒内输入类名，如图名，如图6-27所示。所示。第第

56、6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例71 图图6-26 编辑组内元件编辑组内元件 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例72 (3) 单击单击“close”按钮，即可将整流二极管按钮，即可将整流二极管d301d304放入到放入到class1元件组中。元件组中。 必要时，重复上述操作，对其他元件再分组。单必要时，重复上述操作，对其他元件再分组。单击图击图6-27中某元件组后，再单击中某元件组后，再单击“edit”按钮，编辑组按钮，编辑组内元件。内元件。 第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例73 图图6-27 新生成的元件组新生成的元件组 第第

57、6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例74 6.3.4 设置自动布局参数设置自动布局参数 在自动布局操作前，必须先设置自动布局参数，在自动布局操作前，必须先设置自动布局参数，以下介绍其操作过程。以下介绍其操作过程。 1. 设置元件自动布局间距设置元件自动布局间距 在在pcb编辑状态下，单击编辑状态下，单击“design”菜单下的菜单下的“rules”（规则）命令；在（规则）命令；在“design rules”（设计（设计规则）窗口内，单击规则）窗口内，单击“placement”（放置规则）标签，（放置规则）标签，然后在如图然后在如图6-28所示的窗口内，单击所示的窗口内，单击“r

58、ule classes”（规则分类）列表窗内的（规则分类）列表窗内的“component clearance constraint”（元件间距）设置项，即可观察到元件间（元件间距）设置项，即可观察到元件间距设置信息。距设置信息。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例75图6-28 设置元件放置间距第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例76 单击单击“add”按钮，可增加新的放置规则；在按钮，可增加新的放置规则；在“规则规则”列表窗口内，单击某一特定规则后，单击列表窗口内，单击某一特定规则后，单击“ d e l e t e ” 按 钮 ， 即 可 删 除 选

59、定 的 规 则 ； 单 击按 钮 ， 即 可 删 除 选 定 的 规 则 ； 单 击“properties”按钮，可编辑选定的规则。按钮，可编辑选定的规则。 当没有指定元件放置间距时，自动布局时默认的当没有指定元件放置间距时，自动布局时默认的元件间距为元件间距为10 mil。根据需要，单击图。根据需要，单击图6-28中的中的“add”按钮，在如图按钮，在如图6-29所示的窗口内，即可增加所示的窗口内，即可增加自动布局过程中元件间距约束规则。自动布局过程中元件间距约束规则。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例77图图6-29 设置元件安全间距及作用范围设置元件安全间距及作用范

60、围第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例78 2. 设置元件放置方向设置元件放置方向 在如图在如图6-28所示的窗口中，单击所示的窗口中，单击“rule classes”列列表窗下的表窗下的“component orientations rule”（元件放置（元件放置方向），在如图方向），在如图6-30所示的窗口内，重新设定、修改所示的窗口内，重新设定、修改元件放置方向。元件放置方向。第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例79图图6-30 元件放置方向规则列表元件放置方向规则列表第第6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例80 单击单击“add”