印制电路板设计课件

第5章印制电路板的设计PCB制图与电路仿真5.1PCB的文档操作5.1.1创建PCB文件图5-2印制电路板编辑器从原理图编辑器切换到PCB编辑器之前，需要创建一个新的PCB文件。创建新的PCB文件的方法与创建电路原理图文件的方法类似。具体步骤如下：1.在Protel2004设计管理器环境下执行菜单命令File→New→PCB,进入印制电路板编辑器。这里，在D:\两级放大\两级放大.PrjPcb项目下，执行菜单命令File→New→PCB，系统切换成如图5-2所示PCB编辑器界面。生成的PCB图默认文件名为PCB1.PdbDoc。2.执行菜单命令File→Save或File→SaveAs，系统弹出如图5-3所示“保存PCB文件”对话框。3.在该对话框内，选择文件存储路径（本例选择D：\两级放大），以及另起的文件名（本例为两级放大），单击“保存”按钮，完成重命名操作。图5-3保存PCB文件对话框5.1PCB的文档操作5.1.2导入其他PCB文档图5-4导入PCB文件对话框

如果已经设计好了一个PCB图，并保存为一个文件，现希望将该文件添加到当前项目中，只需执行菜单命令Project→AddtoProject，选择已有的PCB文件，添加到当前项目中。例如现有一个PCB图，文件名及路径为：E：\源文件\无线话筒.PcbDoc，要添加到当前E:\两级放大\两级放大.PrjPcb项目下，则执行菜单命令Project→AddExistingtoProject或将鼠标放在项目管理的“两级放大.PrjPcb”上点击鼠标右键出现菜单，选取AddExistingtoProject…，系统弹出如图5-4所示对话框。在对话框内查找范围选择路径（E：\源文件），选取要导入的PCB文件（无线话筒.PcbDoc），单击“打开”按钮，即可将该文件导入到当前项目中。5.1PCB的文档操作5.1.3PCB图编辑环境5.1PCB的文档操作1.PCB菜单栏及工具栏⑴菜单栏PCB编辑器菜单栏如图5-5所示PCB编辑器菜单栏涵盖了PCB设计系统的全部功能，包括文档操作、编辑、界面缩放、项目管理、放置工具、设计参数设置、规则设置、板层设置、布线工具、自动布线、报表信息、窗口操作和帮助文件等。图5-5PCB编辑器菜单栏5.1PCB的文档操作图5-6标准工具栏、工程工具栏和放置工具栏

⑵主工具栏PCB编辑器中的工具栏有以下几种：标准工具栏（PCBStandard）、放置工具栏（Placement）、工程工具栏(Project)、过滤器工具栏（Filter）、尺寸工具栏（Dimensions）、元件排列工具栏（ComponentPlacement）、寻找选择对象工具栏（FindSelection）、间距设置工具栏（Rooms）和仿真工具栏(SI)。所有的工具栏都可以在编辑区窗口内任意浮动，并设定放在任何适当的位置，也可以根据使用习惯，将不同的工具栏按一定顺序摆放。在进行PCB设计时，不是所有的工具栏都会用到，可将不使用的工具栏关闭，使工作界面更加清晰整洁。一般把经常用到的标准工具栏、工程工具栏和放置工具栏打开，如图5-6所示。图5-7文档标签

图5-8工作层面切换标签

⑶文档标签每个打开的文档都会在设计窗口顶部有自己的标签，右击标签可以关闭、修改成平铺打开的窗口，如图5-7所示⑷工作层标签在PCB编辑器窗口工作区的下方，有工作层面切换标签。通过单击相应的工作层，可在不同的工作层之间进行切换，当前工作层为顶层（TopLayer），如图5-8所示。5.1PCB的文档操作5.1PCB的文档操作图5-9导航器面板2.PCB编辑器的画面管理所谓画面管理就是指工作平面的移动、放大、缩小和刷新等操作，PCB编辑器的画面管理主要包括画面的移动和缩放等。⑴画面的移动在PCB板的设计过程中，常常需要移动工作窗口中的画面，以便观察图纸的各个部分，常用移动的方法有以下两种：利用工作窗口的滚动条移动和利用导航器移动。①利用工作窗口的滚动条移动：利用工作窗口的滚动条移动的方法与Windows操作系统下Office软件操作方法相同。②利用导航器（Navigator）移动：导航器下部的小窗口显示的是整张图纸，如图5-9所示。⑵画面的缩放当需要观察图纸局部线路图的具体情况、对线路图做出进一步调整、修改时，往往要对这部分线路图做局部放大，而观察图纸全局时需要缩小。在Protel2004中，可以通过快捷键放大，也可以单击工具栏中的图标放大，还可以通过执行菜单命令放大。①常用的缩放快捷键有：放大（PageUP键），缩小（PageDown键）以及画面更新（End键）等。放大和缩小都是以当前光标所在位置为中心进行的缩放。值得说明的是，当系统处于其他命令状态下，鼠标无法移出工作区时，必须用快捷键进行缩放操作。②利用View菜单或工具栏进行缩放：在View菜单中，提供了多种手段的缩放操作，操作方法与原理图类似。5.1PCB的文档操作5.2工作层的设置图5-10BoardLayersandColors对话框

Protel2004为多层印制电路板设计提供了多种不同类型的工作层面，包括32个信号层，16个内层电源/接地层、16个机械层和10个辅助层等。用户可在不同的工作层上执行不同的操作。执行菜单命令Design→BoardLayers&Colors…，显示如图5-10所示的对话框，其中只显示用到的信号层、电源层、机械层、阻焊层和助焊层以及丝印层，并显示各层的颜色设置和图纸设置。5.2.1工作层分类5.2工作层的设置图5-11LayerStackManager对话框1.信号层（SignalLayers）信号层包括顶层、底层和中间层，主要用于放置与信号有关的电气元素，共有32个信号层。其中顶层（TopLayer）和底层（BottomLayer）可以放置元件和铜膜导线，中间工作层只能用于布置铜膜导线。系统默认打开的信号层仅有顶层和底层，如果需要打开其他信号层，可以执行菜单命令Design→LayerStackManager…（层栈管理）,显示如图5-11所示的LayerStackManager对话框，单击AddLayers按钮可添加信号层。5.2工作层的设置2.内部电源层（InternalPlane）内部电源层主要用于布置电源及接地线，故也称为内部电源/接地层。如果用户绘制多层板，则在5-11所示的LayerStackManager对话框中单击AddPlane按钮，可以添加内部电源层。添加后，该层显示在BoardLayers&Colors…对话框的SignalLayers栏中。3.机械层（MechanicalLayers）

Protel2004为用户提供了16个机械层。常用来定义电路板的轮廓、放置各种文字说明等。在制作PCB时，系统默认打开的机械层有一层。4.禁止布线层（KeepOutLayer）禁止布线层用于设定电路板的电气边界，此边界外不会布线。没有此边界，就不能使用自动布线功能，即使采用手工布线，在电气规则检查时也会报错。5.丝印层（Overlay）丝印层主要用于放置元件的外形轮廓、文字代号等，包括顶层丝印层（TopOverlay）和底层丝印层（BottomOverlay）两种。6.阻焊层和助焊层（MaskLayers）

Protel2004提供的阻焊层和助焊层有顶层助焊层（TopPaste）、底层助焊层（BottomPaste）、顶层阻焊层（TopSolder）和底层阻焊层（BottomSolder）等。7.其他工作层

Protel2004除了提供以上的工作层以外，还提供了下列三种涂层：⑴DrillGuide主要用来选择绘制钻孔导引层。⑵DrillDrawing主要用来选择绘制钻孔涂层。⑶Multi-Layer用于设置是否显示复合层、如果不选择此项，焊盘及过孔就无法显示出来。5.2工作层的设置5.2.2工作层的设置5.2工作层的设置在进行设置时，用户不能混淆电路板工作层与单面板、双面板和多层板的关系。单面板、双面板和多层板的概念是指电路板中所含导电图层的多少，而电路板的工作层中只有信号层（SignalLayers）和内部电源层（InternalPlanes）属于导电图层。在实际的PCB设计中，不可能用到所有工作层，用户需要自己进行工作层的设置。工作层的设置通常是由BoardLayersandColors对话框（图5-10）和LayerStackManager对话框（图5-11）综合来完成的。一般情况下：单面板设计应打开底层、顶层丝印层、禁止布线层和机械1层等。双面板设计应打开顶层、底层、顶层丝印层、禁止布线层、机械1层和复合层等。四层板设计打开顶层、底层、两个内部电源层、顶层丝印层、禁止布线层、机械1层和复合层等。5.2工作层的设置图5-12颜色修改对话框

对于两级放大电路来说，只需使用单层板即可满足要求。这里将顶层关闭，其他保留系统默认设置。5.3PCB参数的设置5.3.1一般设置图5-13BoardOptions对话框

执行菜单命令Design→Options，系统将会出现如图5-13所示的BoardOptions对话框。在BoardOptions对话框中，有以下几种选项：1.MeasurementUnits：设置度量单位。系统度量单位有英制（Imperial）和公制（Metric），默认单位是英制（Imperial）。2.SnapGrid：设置捕捉栅格。用来控制光标移动的最小距离，包括X和Y两个方向的移动栅格设置。3.ComponentGrid：设置元件移动的间距。也包括X和Y两个方向的移动栅格设置。4.ElectricalGrid：设置电气栅格属性。其意义与电路原理图电气栅格相同。选中ElectricalGrid前的复选框，表示具有自动捕捉焊盘的功能。5.VisibleGrid：设置可视栅格的类型和栅格。系统提供了两种栅格类型，即Line（线状）和Dots（点状），可以在Makers列表中选择，在Grid1、Grid2设置两组可视栅格的大小。可视栅格可以用作放置和移动对象的可视参考。一般设计者可以分别设置栅距和粗栅距。可视栅格的显示受图纸的缩放限制，如果不能看见一个活动的可视栅格，可能因为缩放太大或太小的缘故。6.SheetPosition：设置图纸。该选项用于设置图纸的大小和位置，如果选中DisplaySheet复选框，则显示图纸，否则只显示PCB部分。5.3.2特殊设置5.3PCB参数的设置图5-14Preferences对话框

执行菜单命令Tools→Preference，系统将弹出如图5-14所示的Preferences对话框。它有General（一般）、Display（显示）、Show/Hide、Defaults（违规）和PCB3D四个选项卡。1.General选项卡的设置单击General标签即可进入General选项卡，如图5-14所示。Options选项卡用于设置一些特殊的功能。5.3PCB参数的设置图5-16Display选项卡

2.Display选项卡的设置单击Display标签进入Display选项卡，如图5-16所示。Display选项卡用于设置屏幕显示和元件显示模式。图5-17Show/Hide选项卡3.Show/Hide选项卡的设置。单击Show/Hide标签，可进入Show/Hide选项卡，如图5-17所示，Show/Hide选项卡用于设置各种图形的显示模式。5.3PCB参数的设置5.3PCB参数的设置图5-18Defaults选项卡4.Defaults选项卡的设置。单击Defaults标签，可进入Defaults选项卡，如图5-18所示。Defaults选项卡用于设置各种组件的系统默认设置。在PrimitiveType类表中的选择要修改的组件，单击EditValues按钮，进入“选中的对象属性”对话框。对于两级放大电路来说，这里保持系统默认设置不变。5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-19绘制工具栏

图5-20Place下拉式菜单

PCB设计管理器提供的绘制工具栏如图5-19所示。绘制工具栏可通过执行菜单命令View→Toolbars→Wiring、Utilities打开和关闭。其中的每一个按钮与如图5-20所示的Place下拉菜单中的各个选项相对应。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.1绘制导线在印制电路板中，各个焊盘之间是由铜模导线联系起来的。当需要绘制导线时，应采用交互布线方式，绘制完成的导线具有电气属性。绘制导线方法是单击Wiring工具栏的按钮或执行菜单命令Place→InteractiveRouting。光标变为十字形状，将光标移到所需位置，即可绘制出一根导线。

图5-21交互布线参数设置对话框1.交互布线参数设置在放置导线状态，按键盘上的Tab键打开交互布线参数设置对话框，如图5-21所示。在交互布线参数设置对话框中，可以设置导线宽度（TraceWidth）、板层（Layer）、过孔参数（ViaDiameter和ViaHoleSize）。5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-22导线属性设置对话框

2.设置导线属性鼠标右键单击绘制的导线，在展开列表中单击最下面Properities按钮，显示如图5-22所示的导线属性设置对话框。Width：设定导线宽度。Layer：设置导线所在层面。Net下拉列表框：设置导线所在的网络。Locked复选框：设置导线的位置是否锁定。

Keepout复选框：选中此项，则不论导线属性如何设置，此导线均在禁止布线层。StartX文本框：设置导线起点的X轴坐标。StartY文本框：设置导线起点的Y轴坐标。EndX文本框：设置导线终点的X轴坐标。EndY文本框：设置导线终点的Y轴坐标。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.2绘制直线单击Utility工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→Line，启动绘制直线操作。该功能与交互布线方式（InteractiveRouting）的区别在于，绘制直线命令不能实现检测连接关系。该命令常用于绘制没有电气连接的线条。因此在连接有电气联系的导线时，要使用交互布线方式。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.3放置焊盘图5-23设置焊盘属性对话框1.操作步骤⑴单击Wiring工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→Pad，光标变为十字形状并带着一个焊盘。⑵将光标移到所需位置，单击鼠标，即可放置一个焊盘。⑶将光标移到新的位置，重复上述操作，可放置多个焊盘。⑷单击鼠标右键，光标变成箭头，系统退出放置焊盘命令状态。2.设置焊盘属性在放置焊盘时，按下Tab键，系统将弹出“设置焊盘属性”对话框，如图5-23所示。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.4放置过孔图5-24设置过孔属性对话框

1.操作步骤⑴用鼠标单击Wiring工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→via，光标变为十字形状并带着一个过孔。⑵将光标移到所需位置，单击鼠标，即可放置一个过孔。⑶将光标移到新的位置，重复上述操作，可放置多个过孔。⑷单击鼠标右键，光标变成箭头，系统退出放置过孔命令状态。2．设置过孔属性在放置过孔时，按下Tab键，系统将弹出设置过孔属性对话框，如图5-24所示。

5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.5放置文字图5-25字符串属性设置对话框

在印制电路板设计过程中，常常需要在板上放置一些说明文字字符串(仅为英文)。操作步骤如下：1.用鼠标单击Wiring工具栏中的按钮，或执行菜单命令Place→string。2.执行命令后，光标变成了十字形状，在此命令状态下，单击Tab键，会出现如图5-24所示的“字符串属性设置”对话框。在这里输入字符内容，进行字体大小和所在板层等的设置。5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-26放置文字3.设置完成后，退出对话框，单击鼠标左键，把字符串放到相应的位置。4.用同样的方法放置其他字符串。如果需要变换字符串的放置方向只需按住鼠标左键时按空格键(Space)即可进行调整，或在图5-25所示的字符串属性的设置对话框中的Rotation编辑框中输入字符串旋转角度，如图5-26所示。5.4.6放置坐标5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-27坐标标注属性的设置对话框放置坐标具体步骤如下：1.用鼠标单击Utility工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→Coordinate。

执行命令后，光标变成了十字形状，在此命令状态下，单击Tab键，系统弹出如图5-27所示的坐标标注属性的设置对话框。3.按要求设置该对话框，设置完成后，退出对话框，单击鼠标左键，把坐标放到相应的位置。放置坐标后，也可以选中坐标，单击鼠标右键对其属性进行编辑。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.7放置尺寸标注图5-28尺寸标注属性对话框放置尺寸标注的具体步骤如下：1.用鼠标单击Utility工具栏中的按钮，或执行命令Place→Dimension。2.执行命令后，光标变成了十字形状，在此命令状态下，单击Tab键，系统弹出如图5-28所示的尺寸标注属性对话框。3.将光标移动到尺寸标注的起点位置，单击鼠标左键，即可确定的起点。4.移动光标到合适位置，单击鼠标左键，即可完成尺寸标注。放置尺寸标注后，也可以双击鼠标左键打开其属性对话框，对其进行编辑。5.4使用Wiring、Utilities工具栏5.4.8设置坐标原点在印制电路板设计的过程中，为便于了解元件的具体位置，需要重新设置坐标原点。方法如下：1.用鼠标单击Utility工具栏中的按钮，或执行菜单命令Edit→Origin→Set。2.光标变成了十字形状后，移动光标到理想的位置，单击鼠标左键，完成坐标原点重置。如果对新坐标原点还不满意，可以重复上述操作到满意为止。3.如果希望恢复原来的坐标原点，可执行Edit→Origin→Reset命令实现。5.4.9放置元件5.4使用Wiring、Utilities工具栏

在印制电路板设计中，元件封装一般由电路原理图载入，也可以通过元件封装库放置元件，还可以通过Wiring工具栏中的元件放置按钮来放置元件。使用Wiring工具栏中的元件放置元件的方法如下：1.用鼠标单击Wiring工具栏中的按钮，或执行菜单命令Place→Component,系统弹出如图5-29所示放置元件对话框。2.在PlacementType选项组有两个选线：Footprint为PCB封装，Component用于电路原理图设计。3.在元件明细（ComponentDetails）中，输入元件封装号（Footprint），元件序号（Designator），单击OK按钮进行元件放置。如果设计人员对封装了解熟练,可以在Footprint文本框中，直接输入元件封装号。如果不熟悉元件封装，可单击Footprint文本框右侧浏览按钮，在元件封装库中查询输入。图5-29放置元件对话框5.4.10放置圆弧和圆5.4使用Wiring、Utilities工具栏1.绘制圆弧Protel2004中提供了3中绘制圆弧的方法。⑴中心法①单击Utility工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→Arc(Center),光标变为十字形状。②将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的中心。③将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的起点。④将光标移动到圆弧终点位置，单击鼠标左键，一个圆弧的绘制就完成了。⑵边缘法①单击Wiring工具栏的按钮或执行菜单命令Place→Arc(Edge),光标变为十字形状。②将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的起点。③将光标移到适当的位置，单击鼠标左键确定圆弧的终点。⑶角度旋转法①单击Utility工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→Are(AnyAngle)，光标边为十字形状。②将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的起点。③将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的中心。④将光标移动到圆弧终点位置，单击鼠标左键。即可得到一个圆弧。5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-30圆弧属性对话框2.绘制圆⑴单击Utility工具栏中的按钮或执行菜单命令Place→FullCircle，光标变为十字形状。⑵将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的圆心。⑶将光标移到所需位置，单击鼠标左键确定圆弧的大小。3.编辑圆弧或圆的属性在绘制圆弧或圆的过程中，按Tab键，或绘制完成后，选取绘制的圆弧或圆，单击鼠标右键，选择Properties选项，即可进入如图5-30所示的圆弧属性对话框。5.4.11放置填充5.4使用Wiring、Utilities工具栏图5-31填充属性设置对话框填充用于制作PCB元件的接触面或者用于制作增强系统抗干扰性的大面积电源或地。填充通常放置在PCB的顶层，底层或内部的电源层或接地层上，放置填充的操作方法如下：1.用鼠标单击Wiring工具栏中的按钮，或执行菜单命令Place→Fill,光标变为十字形状。2.放置填充，用户只需确定矩形块对角线上两个角的位置即可。在放置填充的过程中，按Tab键，或放置填充完成后，选取放置的填充，单击鼠标右键，选择Properties选项，即可进入如图5-31所示的填充属性对话框。5.4.12放置多边形填充5.4使用Wiring、Utilities工具栏为增强系统的抗干扰性，印制电路板常需要大面积铺地。而这项工作需要用多边形填充功能来实现。操作步骤如下：1.用鼠标单击Wiring工具栏中的按钮，或执行菜单命令Place→PloygonPour，系统弹出如图5-32所示对话框。2.设置完对话框后，单击OK按钮，光标变成了十字形状，将光标移到所需的位置，单击鼠标左键，确定多边形的起点。然后再移动鼠标到适当位置单击鼠标左键，确定多边形的中间点。3.在终点处单击鼠标右键，程序会自动将终点和起点连接在一起，形成一个封闭的多边形平面。图5-32多边形填充属性对话框5.5规划印制板5.5.1手工规划图5-33转换工作层手工规划电路板，首先需要建立项目文件并生成PCB文件，然后进行电路板一般参数（BoardOptions）和特殊参数（Preferences）设置，最后通过手工绘制电路板的物理边界和电气边界完成电路板的规划。前面已经生成了一个两级放大电路PCB文件（D:\两级放大电路\两级放大电路.PrjPcb\两级放大电路.PcbDOC），并设置了参数。下面就为它做一块单面电路板，尺寸为60mm×40mm。⒈绘制电路板物理边界⑴单击PCB编辑器窗口下部工作层转换按钮Mechanical1，将当前工作层转换到机械层1，如图5-33所示。图5-34定义跳跃位置坐标⑵把单位由“mil”切换到“mm”(可利用键盘Q键切换）。⑶执行菜单View→Toolbars→Utilities，打开Utility工具栏，单击工具栏中的图标，或者执行菜单Edit→Origin→Set，在十字光标状态下在PCB编辑器的工作区的左下角某处单击一下，该点就备定义为相对坐标原点(0，0),沿此点往右为+X轴，往上为+Y轴。⑷单击Utility工具栏上的图标，设置边框线。此时光标连着十字形，表示处于划线状态，在刚定义的原点处单击鼠标左键确定连线起点，然后按一下键盘上的J键，接着再按一下L键，屏幕弹出坐标跳跃对话框(如没有弹出，注意切换输入法），如图5-34所示。5.5规划印制板2.绘制电路板电气边界为防止元件及铜模走线距离板边太近，需要设定电路板的电气边界，电气边界用于限制元件布置及铜模走线在此范围内。绘制电气边界方法为：⑴单击PCB编辑器窗口下部工作层转换按钮Keep-OutLayer，将当前工作层转换到禁止布线层。⑵单击Wiring工具栏中的按钮或执行菜单命令，启动交互布线操作，光标变为十字形状。⑶用上述方法，形成一个距物理边界1mm的电气边界，如图5-35所示。图5-35手工规划的电路板5.5规划印制板5.5.2利用PCB生成向导规划电路板5.5规划印制板在利用Protel2004的向导生成PCB文件的过程中，可以选择标准的模板，也可以自定义PCB板的参数。如果对已经设置的参数不满意，还可以返回前一级对话框进行修改。1.单击Protel2004面板控制按钮Files，系统显示Files面板。2.单击Files面板下部NewfromTemplat标题栏中的PCBBoardWizard选项，如果该选项没有显示在屏幕上,单击向上的箭头图标关闭上面的一些单元，即可进入PCB文件生成的向导，如图5-36所示。图5-36PCB文件生成的向导对话框5.5规划印制板图5-37尺寸单位设置对话框3.单击Next按钮继续，弹出如图5-37所示对话框。在对话框里可进行PCB板尺寸单位设置。单击Imperial前的单选项，系统尺寸单位为英制mil；单击Metric前的单选项，系统尺寸单位为毫米。在这里选择英制单位，单击Next按钮继续下一步。5.5规划印制板图5-38模板选择

4.在弹出的如图5-38所示的对话框中，可以从Protel2004提供的PCB模板库中为正在创建的PCB板选择一种标准模板，也可以选择Custom选项，根据用户的需要自定义尺寸。在本例中，选择Custom选项，单击Next按钮继续。5.5规划印制板图5-39版面设置对话框5.在如图5-39所示的对话框，选择电路板的形状，确定电路板的物理边界尺寸及其所在工作层。在width栏中输入60mm（系统自动将其转换成英制尺寸），在Height栏中输入40mm，单击Next按钮继续。图5-40板层设置对话框6.如图5-40所示为板层设置对话框，包括信号层（SignalLayers）及电源层（PowerPlanes）。在本例中，设置信号层为两层，电源层为0，单击Next按钮继续。5.5规划印制板5.5规划印制板图5-41过孔形式设置对话框

7.如图5-41所示为过孔形式设置对话框，单击Thruhole

ViasOnly前的单选框，系统过孔形式设置为全部通孔样式；单击BlindandBurried

ViasOnly前的单选框，系统过孔形式设置为只有盲孔和埋孔样式。在这里选择Thruhole

ViasOnly，单击Next按钮继续下一步。图5-42元件样式设置对话框8.在设计PCB板时，应当首先考虑器件的选型，选择插针元件或者贴片元件；其次，还应当考虑元件的安装方式等。图5-42所示即为上述选项设置的对话框。5.5规划印制板插针式选择Through-holecomponents，贴片式选择Surface-mountcomponents。在本例中，选择Through-holecomponents插针式元件。图5-43导线、过孔属性设置话框中9.单击Next按钮继续，进入图5-43所示对话框中。可以设置导线和过孔的尺寸，以及最小线间距等参数，在这里保持系统默认值不变。5.5规划印制板5.5规划印制板图5-44PCB向导完成画面10.单击Next按钮继续，进入图5-44所示对话框，它提示已经完成PCB向导生成设置。5.5规划印制板图5-45PCB向导生成的电路板图11.单击Finish按钮，系统生成5-45所示印制电路板边框。5.5规划印制板5.5.3利用PCB模板规划电路板图5-46模板选择对话框在Protel2004系统中，提供了多种标准模板供用户生成标准电路板板框。1.执行面板命令File→NewfromTemplate→PCBTemplates…,系统弹出5-46所示模板选择对话框。2.从图5-46所示对话框中选择合适的PCB模板文件，即可生成PCB及其边框。5.5规划印制板作为示例，这里选择PC-10416bitbus模板文件，单击打开按钮，生成图5-47所示PCB文件及电路板板框。对于两级放大电路来说，因为没有合适的模板，不适合采用这种方法生成。图5-47PC-10416bitbus电路板

5.6网络表及元件5.6.1编译电路原理图装入元件封装库后，下面就该加载网络表了，因为网络表包含了元件封装信息，所以在加载网络表的同时装入了元件封装。由于Protel2004实现了真正的双向同步设计，因此，在PCB设计中可以不生成网络表，而直接由电路原理图同步载入。必须保证载入PCB网络表的正确性，为此，在电路原理图设计完成后，应首先编译检查电路原理图，根据编译信息检查原理图是否存在错误并修改，直到正确为止。5.6网络表及元件5.6.2加载网络表及元件在Protel2004中加载网络表有两种方式：一是由电路原理图文件执行菜单命令Design→UpdataPCBDocument×××.PCBDOC（×××为保存文件名称）载入；二是由PCB文件执行菜单命令Design→ImportChangesFrom×××.PRJPCB载入。1.由电路原理图文件执行菜单命令Design→UpdataPCBDocument×××.PcbDoc载入⑴在电路原理图编辑器中，通过执行菜单命令Design→UpdataDocumentPCB两级放大.PcbDoc，系统弹出如图5-48所示EngineeringChangeOrder对话框。图5-48EngineeringChangeOrder对话框5.6网络表及元件图5-49有效变更检查后的EngineeringChangeOrder对话框⑵单击ValidateChanges按钮，系统逐项检查提交的修改有无违反规则的情况，并在Status栏的Check列中显示是否正确。其中“√”表示正确，“×”表示有错误。如果不正确，则需要返回电路原理图进行修改。图5-49所示为运行ValidateChanges检查后的EngineeringChangeOrder对话框。5.6网络表及元件图5-50加载网络表和元件后的PCB编辑器

⑶单击ExecuteChanges按钮，将网络表和元件载入PCB编辑器中。⑷单击Close按钮，关闭EngineeringChangeOrder对话框，即可看见载入的元件和网络飞线，如图5-50所示。2.由PCB文件执行菜单命令Design→ImportChangesFrom×××.PRJPCB载入.在PCB编辑区中，通过执行菜单命令Design→ImportChangesFrom两级放大.PRJPCB命令载入网络表和元件。后面的过程和方法与在原理图中执行Design→UpdataPCB两级放大.PCBDOC命令完全相同。5.7元件布局5.7.1自动布局图5-51AutoPlace对话框图5-52StatisticalPlacer设置对话框1.执行菜单命令Tools→Component

Placement→AutoPlacer，系统弹出图5-51所示的AutoPlacer对话框。2.在AutoPlace对话框中提供了两种自动布局方式，每种方式均采用不同的计算、优化元件位置的方法。⑴ClusterPlacer：适合于元件数量较少的PCB设计。⑵StatisticalPlacer：适合于元件数量较多的PCB设计。该种方式使用统计算法来放置元件，是元件间采用最短的导线来连接。StatisticalPlacer选项如图5-52所示。5.7元件布局图5-53自动布局后的PCB3.本例选择ClusterPlacer自动布局方式，单击OK按钮，系统开始自动布局。布局完成后如图5-53所示。5.7.2手工调整元件布局5.7元件布局图5-54元件选取菜单自动布局后的结果不太令人满意，还需要用手工布局的方法，重新调整元件的布局，使之在满足电气功能要求的同时，更加优化、更加美观。手工调整元件布局，包括元件的选取、移动和旋转等操作。1.选取元件在Protel2004元件的选取方式比较丰富，易于操作。直接选取元件的方法是用鼠标单击要选取的元件；还可以使用菜单命令的方式，打开如图5-54所示的Edit→Select级联菜单。图5-55释放元件选取菜单

2.释放选取对象释放选取对象的方法可分为直接释放和利用菜单命令释放，直接释放的方法是用鼠标单击PCB页面空白处即可；利用菜单命令的方法是通过执行如图5-55所示Edit→Deselect级联菜单中的选项释放选取对象，其功能与选取对象菜单命令完全相反。5.7元件布局5.7元件布局

图5-56移动元件菜单

3.移动元件移动元件的简单操作是拖动选中的元件到适当位置放下即可，另外也可选用菜单命令移动元件，如图5-56所示为Edit→Move级联菜单中的选项。图5-57旋转角度对话框

4.旋转元件一种方法是选取对象，然后执行菜单命令Edit→Move→RotateSelection，弹出如图5-57所示对话框，输入要旋转的角度（逆时针为正），单击OK按钮，再单击鼠标确定旋转中心，完成旋转操作。另一种操作方法是在拖动元件状态，按空格键，每次旋转90°，这种方法实际中应用更方便。5.7元件布局5.7元件布局图5-62手工调整后的两级放大电路PCB7.删除元件删除元件可以执行菜单命令Edit→Delete，然后单击要删除的元件。或先选取元件，再执行Edit→Clear命令。也可以直接选取要删除的元件，按键盘上Delete键。8.调整后的PCB经过上述手工调整方式的调整后，两级放大电路的布局如图5-62所示。5.8设计规则图5-63布线规则设置对话框在布线之前需要进行设计规则的设置，合理进行参数设置是提高布线质量和成功率的关键。执行命令菜单命令Design→Rules，系统将弹出如图5-63所示的PCBRulesandConstraintsEditor对话框。

Protel2004设计规则可以分为10大类，包括电气规则、布线规则、表面规则、阻焊层与助焊层规则、电源层规则、测试点规则、制造规则、高速电路布线规则、元件布置规则以及信号完整性规则等。在布线规则设置对话库中，我们将重点讲述常用到的一些规则。5.8设计规则5.8.1电气规则1.布线安全间距（Clearance）用于设置铜膜走线与其他对象间的最小间距。展开Clearance选项，如图5-64所示。2.短路规则（Short-Circuit）用于设置是允许走线短路，默认设置为不允许。3.未布线网络（Un-RoutedNet）用于设置检查未布线网络范围，默认设置为整个电路板。4.未连接管脚（Un-ConnectedPin）用于设置检查未布线引脚范围，默认状态下此项无设置。图5-64Clearance设置对话框5.8设计规则5.8.2布线规则图5-65增加规则设置对话框展开图5-63所示的布线规则设置对话框中Routing树目录，有以下选项设置：1.布线宽度（Width）用于设置铜膜走线的宽度范围、推荐的走线宽度以及适用的范围，这是PCB设计中需要设置的一项规则。添加设计规则的方法是用鼠标右键单击Width选项，出现如图5-65所示的对话框。图5-66Width设置对话框5.8设计规则单击NewRule选项，生成一个新的宽度设计约束，然后对其名称、适用范围和宽度设置等进行修改，如图5-66所示我们增加了电源宽度约束Vcc，适用范围为Vcc网络，宽度范围为10～100mil，推荐宽度为60mil。5.8设计规则2.布线的的拓扑结构（RoutingTopology）通常系统在自动布线时，以整个布线的线长最短（Shortest）为目标。用户可以选择Horizontal、Vertical、Daisy-Simple、Daisy-MidDriven和Starburst等拓扑选项，选中各选项时，相应的拓扑结构会显示在对话框中。一般默认设置Shortest。3.布线优先级（RoutingPriority）用于设置各个网络或层的优先布线顺序级别，即布线的先后顺序。先布线的网络优先权比后布线的网络优先权要高。Protel提供了0～100个优先权设定，数字0优先权最低，数字100优先权最高。4.布线工作层（RoutingLayers）用于设置放置铜膜导线的板层。展开RoutingLayer选项，系统默认设置为两面板，顶层主要水平布线，底层主要垂直布线。这里，将板层设置成单面板，顶层布线方式设置为NotUsed，用于安装元件；底层布线方式设置为Any，用于布线。5.布线拐角方式（RoutingCorners）用于设置布线的拐角方式。系统提供了三种拐角方式：90°角拐弯、45°拐弯和圆弧拐弯，后两种方式还可以设置最小过弯尺寸，均采取系统的默认值。6.过孔类型（RoutingViaStyle）用于设置自动布线过程中使用的过孔大小及适用范围。5.8设计规则5.8.3表面贴片规则（SMT）该选项组是针对贴元件电路板的设计规则。1.走线拐弯处贴片约束（SMTToCorner）此项用于设置走线拐弯处距离贴片元件焊盘的最小间距。2.贴片元件到电源平面距离约束（SMTToPlane）此项用于设置贴片元件与电源层间的最小间距。3.贴片走线缩径约束（SMTNeck-Down）此项用于设置SMD的缩径限制，即SMD的焊盘宽度与引出导线宽度的百分比。5.8设计规则5.8.4阻焊层和助焊层规则图5-67SolderMaskExpansion设置对话框1.焊膜扩展（SolderMaskExpansion）：用于设置阻焊层和收缩宽度。所谓阻焊层收缩宽度，就是阻焊层的焊盘孔大于焊盘的尺寸。SolderMaskExpansion规则设置对话框如图5-67所示。5.8设计规则图5-68PasteMaskExpansion设置对话框

2.助焊层规则（PasteMaskExpansion）：用于设置助焊层收缩宽度，即SMD焊盘与钢模板（锡膏层）之间的距离。PasteMaskExpansion设置对话框如图5-68所示。5.8设计规则5.8.5电源层连接规则图5-69PlaneConnect设置对话框1.与电源层连接类型（PowerPlaneConnectStyle）用于设置过孔或焊盘与电源层的连接形式和适用范围等，如图5-69所示的PlaneConnect设置对话框。5.8设计规则2.与焊盘或过孔之间的间隙设置（PowerPlaneClearance）用于设置与电源层没有连接关系的过孔或焊点之间间隙设置、适用范围。3.敷铜连接规则（PolygonConnectStyle）此项设置与PlaneConnect设置方式类似。上面介绍了PCB常用的规则设计方法，其他还有测试点规则（Testpoint）、电路板制造规则（Manufacturing）、高速电路设计规则（HighSpeed）、元件放置规则（Placement）和信号完整性规则（SignalIntegrity）。这些规则不经常使用，但设置方式与上述设计规则设置类似。5.9布线5.9.1手工交互布线图5-70手工布线结果手工交互布线常用于较为简单的PCB设计，对于本书示例的两级放大电路就很适合采用手工交互布线方式。手工布线前，应大致构想一下布线策略。这样，可有效防止布线工作来回反复，并使布线完成后信号通道更加流畅，走线尽可能短一些。两级放大电路的布线如图5-70所示。5.9布线5.9.2自动布线图5-71自动布线设置对话框

布线参数设置好后，就可以是用Protel2004提供的自动布线器进行布线了。使用自动布线器，可以进行全局布线，也可以按网络、元件、区域等自动布线。1.全局布线⑴执行菜单命令AutoRoute→All,系统将弹出如图5-71所示的自动布线设置对话框。⑵在该对话框中，单击EditRules按钮可以设置布线规则。5.9布线图5-72布线信息框

⑶单击RouteAll按钮，程序开始对电路板进行自动布线。自动布线过程中系统会弹出一个布线信息框，提示自动布线的进程，用户可以了解布线的具体情况，如图5-72所示为布线结束后的信息框。5.9布线图5-73自动布线生成的PCB图完成自动布线后，生成如图5-73所示的PCB图。从图中可以看出，自动布线的结果相对手工布线来说存在诸多缺陷，还需手工修改改进。因此，实际中往往多采用手