CPU控制电路PCB板设计

1、PCB板制作与调试板制作与调试课程教学资源建设课程教学资源建设 建设院校：建设院校：主要参与单位主要参与单位宁波职业技术学院宁波职业技术学院杭州职业技术学院杭州职业技术学院宁波华祐微电脑有限公司宁波华祐微电脑有限公司宁波思朗智能科技开发有限公司宁波思朗智能科技开发有限公司应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院 全自动布线，在数字电路系统中效果比较好，全手工布局布线，在简单全自动布线，在数字电路系统中效果比较好，全手工布局布线，在简单电路里能较好实现。在线路相对比较复杂时，可能会出现遗漏或错误，所以电路里能较好实现。在线路相对比较复杂时，可能会出

2、现遗漏或错误，所以常常采用自动与手动结合的办法。常常采用自动与手动结合的办法。任务任务2-3 CPU 控制电路控制电路PCB板设计板设计一、任务目标一、任务目标1能力目标：能熟练导入网络表，解决网络表导入时的各种错误，在预拉线的引导下，实施手动布局、手布线，完成较复杂的双面印制板设计，同时能根据装配要求放置固定孔。2知识目标：能熟练说出网络表导入时封装出错的原因及解决方法，熟练说出焊盘、线宽等参数的设置。3素质目标：能培养仔细做事的习惯；培养与设计人员协作意识。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院二、工作任务二、工作任务 在任务2-1中我们主

3、要利用软件的智能化功能实施自动设计，在实际工作中，要设计出一块合格的印制板全部依赖于自动设计是不现实的，一般还需要较大的调整；任务2-2中我们是利用全手动方法来实施印制板设计，对于简单的电路来说这一方法应用较多，而且对提高设计能力也有很大帮助，熟练以后也是一种很好的做法。但在电路稍复杂以后，这一方法由于过多依赖设计人员，可能会造成某些线路漏布，甚至布错线了自己也不知道，所以在较复杂的电路设计时往往我们采用折中的办法，既利用软件的智能化功能，又充分发挥设计人员的主观判断，所谓利用软件的智能化功能，就是通过网络表把元件信息和元件之间的电气关系由软件来把关，只要原理图正确，这一关是不会出错的，所谓发

4、挥设计人员的主观判断，主要是布局、布线上，通过一定的训练，人工布局、布线会超过电脑的布局、布线质量。好的印制板几乎都采用这种方法。任务任务2-3 CPU 控制电路控制电路PCB板设计板设计应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:23-Jul-2008Sheet of File:F:电子3062CPU控制电路.DdbDrawn By:C430pC130pA111.0592MHZWRR17R18R19R20L2L1+5VL39014BG1R1R2R3R4R5R

5、6R7R8D5D6D7D8D9D10D11D12R21BG29012R22123456789101112CZ2123456789101112CZ3MRWDOVCC RESETGNDNCPFIPFOIC3IMP813LD3+5VC1+1V+2C1-3C2+4C2-5V-6T2OUT7RIIN13R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R2IN8GND15VCC16T1OUT14IC2235RS232C13C12C11C14C10+5VP27P26P25P24P23P22P20P21P27P26P25P24P23P22P20P21R9R12R11R13R14R15R10R16P27P26

6、P25P24P23P22P20P21123456789CZ5B1B2B3B4B5B6B7B8B1B2B3B4B5B6B7B8D14D15D16D17D18D19D20D21R24B1B2B3B4B5B6B7B8+5V+5VB1B2B3B4B5B6B7B8+12V+12V123AC IND1D2C1C2+12VVin1GND2+5V3IC0C3C4+5V+12V123CZ6D4PLC6WR+5VS0RXT+5VTXT+5VRS232接口电路RSTRSTRDRD看门狗电路话筒触发R23P0P1P2P3P4P5P6P7P8P0P1P2P3P4P5P6P7P8PL12VGNDB0B0R25继电器输出控

7、制电路K1K2K3K4K5K6K7K8K1K2K3K4K5K6K7K812345678CZ4K1K2K3K4K5K6K7K8S0+5V+5V+5V工作状态指示电路L3L2L1L0L3L2L1L0K1K2K3K4K5K6K7K8信号通道控制电路，一路连接信号分配板，一路连接面板。CPU控制电路11V1.0陈工EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425

8、P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11GND20VDD40IXD10IC1STC89C52IN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77GND8COM9OUT710OUT611OUT512OUT413OUT314OUT215OUT116IC4IN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77GND8COM9OUT710OUT611OUT512OUT413OUT314OUT215OUT116IC5任务任务2-3 CPU 控制电路控制电路PCB板设计板设计应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院任务任务2-

9、3 CPU 控制电路控制电路PCB板设计板设计应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院原理图原理图填写封装、产生网络表填写封装、产生网络表检查修改检查修改手动布线手动布线 规划规划PCB PCB 边框、导入封装边框、导入封装 布布 局（固定孔）局（固定孔）任务实施流程任务实施流程 （层、线焊盘）参（层、线焊盘）参数设置数设置 自动布线自动布线封装错误修改封装错误修改补泪滴补泪滴应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院步骤步骤1 编辑电路原理图编辑电路原理图原理图绘制这里不再叙述，这里编辑电路图是指对

10、原理图中的元件属性（主要是封装）进行填写，使得所有信息齐全。以下表6-1是原理图中元件的信息表及有关说明。CPU 控制板设计控制板设计封装填写小结： 1）双击某元件，打开属性框进行填写。2）对同类器件采用批量处理。3）生成电子表格后填写再导入应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院元件标号元件标号封装封装元件标号元件标号封装封装元件标号元件标号封装封装R1-R24AXIAL0.3 系统有系统有R25PR_9 自制自制C1DR_10C2C3104 自制自制C5C6104 自制自制C7C830P 自制自制C9C10DR_5 自制自制C11C12DR_

11、5 自制自制IC07805自制自制D1-D20DIODE0.4系统有系统有L1-L3LED_3自制自制IC3DIP8 系统有系统有IC1DIP40 系统有系统有AC INAC_3 自制自制IC4IC5DIP14系统有系统有IC2DIP16 系统有系统有BG19013自制自制CZ1CZ6SIP3系统有系统有CZ2CZ3SIP12 系统有系统有BG29012自制自制CZ4SIP8系统有系统有CZ5SIP9系统有系统有YXT自制自制元件以及封装元件以及封装应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院生成网络表、建印制板文件生成网络表、建印制板文件步骤步骤2

12、 生成网络表文件生成网络表文件在原理图环境下，执行D-N命令即可生成网络表文件，具体参考任务2-1步骤2所述。步骤步骤 3 建立印制板文件建立印制板文件参照任务1-1文件创建的过程，我们在F盘下面“CPU控制电路.DDB”的Documents中建立“CPU控制电路.PCB”文件，如图6-1所示。双击此文件，我们进入PCB 的编辑环境，如图6-2所示。图6-1图6-2库加载已加载的库应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院规划板子、导入封装规划板子、导入封装步骤步骤4 规划印刷板边框（尺寸）规划印刷板边框（尺寸）规划印刷板边框（尺寸）的过程和方法具

13、体见任务2-1相关内容，根据产品安装要求，规划好的形状如图6-3所示，尺寸为95.5mm x 110mm。图图6-3图6-3步骤步骤5 从网络表文件导入封装、封装错误修从网络表文件导入封装、封装错误修改改 人工核实封装：为避免不必要的错误发生，根据前面的设计经验，我们事先检查一下可能会引起错误的器件封装。比如二极管等。另外对三极管必须进行与实物的核对。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院图6-133）将封装调入设计区：执行图6-10中的 ，封装被调入到PCB设计工作区，由于图纸相对复杂，信息量大，需要花费几秒钟时间，如图6-13所示。 规划板

14、子、导入封装规划板子、导入封装应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院布局布局步骤步骤6 布局（元件、固定孔）布局（元件、固定孔）1）推挤封装：封装导入后都堆叠在一起，接下去要将他们分开并布局，分开的方法具体参加任务2-1的介绍，我们利用软件带的推挤功能：先设置推挤深度（Set Shove Depth）：执行菜单ToolsAuto PlacementSet Shove Depth，在弹出窗口中设置为5。再推挤元件封装（Shove）：执行菜单ToolsAuto PlacementShove。推挤后元件被打散，如图6-14所示。图6-14应应用用电电

15、子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院放置固定孔 2）放置固定孔：CPU控制板安装在机箱底板上，所以布局除了考虑接口装配要求外，还要放置固定孔位置。常用的固定螺丝是3mm，所以固定孔要大于3mm，通常我们做成3.23.4mm的孔。在印制板中的固定孔可以采用放置焊盘来实现，只要将将焊盘的尺寸（直径）修改成3.3mm，焊盘的孔径也设置成3.3mm，这样出现的固定孔效果如图6-15所示。图6-16图6-15应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院布局 同样的方法放置其它三个固定孔，它们的位置由板子实际固定需要来设置

16、。图6-18调整其它封装，实施整体布局，完成布局后如图6-18所示。图6-18应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院 导入的封装有些是系统自带的，有些是自制的，这些封装的焊盘尺寸会多种多样，现在进行统一设置。 集成电路、信号插座的焊盘设置成1.8mm x 2.0mm（椭圆既可以保证焊点有足够的牢度，又可以使焊盘间有足够的绝缘距离）；整流二极管（1N4007）、交流电源输入插座的焊盘设置成2.5mm x 2.5mm，其余电阻电容都设置成1.8 mm x 1.8mm，采用“批量”处理方法，具体参照任务1-2介绍，对焊盘的孔径根据实际元件管脚进行适当

17、调整，这一步务请注意，孔径设置不当造成无法生产或者影响产品质量，本设计中交流电输入插座的管脚比较粗，应适当设置得大些，焊盘设置完成后如图6-19所示。图6-19焊盘设定 应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院布线参数设置 参照任务2-1所述，执行Design Rules.命令，进行以下几个布线参数设置：设置走线间距约束（Cleareance Constraint）：设置成30mil 。如图6-20所示。 图6-20布线拐角模式（Routing Corners）：设置成45度。如图6-21所示。布线宽度（Width Constraint）：电源1

18、2V，5V、地线设置成1.5mm宽，其余0.8mm。如图 6-22 所示。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院手动布线图6-22 这里与任务2-1的区别是采用手动布线，而不是自动布线，这样由设计人员更好地把握布线方向和位置，对于双面板来说，布通率100%一般很容易做到。布线时用到的主要操作与任务2-1布线部分相同，这里不再重复。区别是这里的布线由电脑给你“引路”，即由预拉线为你指路，告诉你哪些元件之间要连接，这样的好处是不会连错也不会遗漏。如图6-23所示为电源部分的连线。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院库内添加封装 (FootPrint Library Add)图6-23图6-24全部布线完成后如图6-24所示。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院2、库内添加封装 (FootPrint Library Add)图6-25(a)图6-25(b)图6-25(c)应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设宁波职业技术学院宁波职业技术学院 对于密度相对高的板子，由于线设置得相对细（有些时候