EDA技术基础第章CB自动布线

机械工业出版社同名教材

配套电子教案EDA技术基础（第2版）制作：福建信息职业技术学院郭勇第9章PCB自动布线本章要点9.1从原理图到印制板9.2元件自动布局9.3布线规则设置与自动布线9.4PCB设计技巧9.5印制板输出本章要点●

PCB自动布线的流程

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网络表文件的调用与元件匹配

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元件自动布局及调整

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自动布线参数设置及自动布线

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DRC检查与网络表比较

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PCB输出返回PCB自动布线流程

PCB自动布线就是通过计算机自动将原理图中元件间的逻辑连接转换为PCB铜箔连接，PCB的自动化设计实际上是一种半自动化的设计过程，还需要人工的干预才能设计出合格的PCB。PCB自动布线的流程如下。⑴绘制电路原理图，生成网络表。⑵在PCB99SE中，规划印制板。⑶装载原理图的网络表。⑷自动布局及手工布局调整。⑸自动布线参数设置。⑹自动布线。⑺手工布线调整及标注文字调整。⑻输出PCB图。采用打印机或绘图仪输出电路板图。9.1从原理图到印制板以下采用图8-1所示的单管放大电路原理图为例进行说明PCB的自动设计，图中的元件封装设置为：电阻为AXIAL0.3、电容为RB.2/.4、三极管为TO-92A。进行PCB自动布线前，应在原理图编辑器中产生该电路的网络表。9.1.1通过网络表文件装载元件

在KeepoutLayer规划好印制板后，执行菜单Design→LoadNets载入在原理图设计中生成的网络表文件，屏幕弹出一个对话框，单击【Browse】按钮选择网络表文件（*.net），载入网络表，如图9-1示，单击【Execute】按钮，将网络表文件中的元件调到当前印制板中，如图9-2所示。图9-2中，载入的元件都散开排列在禁止布线边框之外（在Protel99SESP6之前的版本中，元件堆积在光标处），布线前还必须进行自动布局。9.1.2装载网络表文件出错的修改要保证装载的网络表正确，牵涉到的因素很多，最主要的是元件封装是否存在、网络表是否正确及原理图的元件与PCB中的元件封装的管脚之间是否匹配。下面以图9-3所示的二极管检波电路为例来说明在载入网络表时出错的修改方法。图示电路中，二极管的封装设置为DIODE0.4，电阻的封装设置为AXIAL0.3，电容的封装设置为RB.1/.2。

在SCH编辑器中，绘制好电路图，并进行ERC检验，检验正确后，执行菜单Design→CreateNetlist生成网络表文件。进入PCB99SE，规划印制板后，执行菜单Design→LoadNets，屏幕弹出装载网络表对话框，选中刚生成的网络表文件，出现图9-3所示的装载信息。由图中可知，装入网络表后共发现5个错误，由于在电路图中已经进行过ERC检验，因此错误不是电气连接上的问题，而是在于原理图元件与PCB封装的不匹配所引起，这种错误称为网络宏错误，分为警告和错误两类。本例中，在原理图中将电容封装改为RB.2/.4，重新生成网络表，解决电容封装的错误；在PCB编辑器中将二极管焊盘编号A、K改为1、2，并重新装载网络表文件，此时所有错误消失。9.1.3通过“更新PCB”方式由原理图产生PCB文件

Protel99SE中可以通过“更新PCB”方式由原理图直接产生PCB文件，本节介绍具体的操作方法。1.在原理图中放置PCB布线指示标记

在原理图绘制中，通过放置PCB布线指示的方式，针对某些连线预先设置印制导线宽度、过孔直径、优先级设置等布线规则内容，这些参数设置可以包含在Protel2格式的网络表中，在PCB设计时自动生效。

在SCH99SE中，执行Place→Directive→PCBLayout，或单击图标，系统进入放置PCB布线指示状态，光标上带着一个红色的布线指示标记，将光标移动到要放置标记的线路上，单击鼠标左键放置PCB布线指示，如图9-4所示。

一般在布线中对电源线和地线都要加粗一些，所以图中针对电源线和地线增加了布线指示标记，预先进行布线规则设置。2.设置PCB布线指示属性双击PCB布线指示标记，屏幕弹出图9-5所示的布线指示属性对话框，用于设置印制导线宽度、过孔直径、优先级、布线层设置等布线规则内容，对话框主要参数如下。TrackWidth：用于设置置布线的的线宽，，默认为为10mil。。ViaWidth：：设置过孔孔尺寸，，默认为为50mil。。Topology：设置PCB上当前导导线的走走线方式式，默认认为Shortest（最短连线线方式））。Priority：设置PCB上当前导导线的布布线优先先权，默默认为Medium（（中级）。。Layer：设置PCB上布线的的板层，，默认为为Undefined（（未定义板板层），，板层可可以在信信号层、、电源层层和多层层中进行行选择，，图中选选择BottomLayer。。以上参数数设置好好后，单单击【OK】按钮确认认。至此，原原理图中中的设置置完毕，，可以通通过“更更新PCB””方式由原原理图直直接产生生PCB文件。3.通过过“更新新PCB””方式调用用元件在原理图图编辑器器中执行行菜单Design→→UpdatePCB，系统将产产生一个个新PCB文件，如如果当前前项目文文件中已已经存在在PCB文件，系系统弹出出图9-6所示示的对话话框，要要求选择择需要更更新的PCB文件。单单击【Apply】按钮，系系统将更更新选中中的文件件；单击击【Createanewdocument】】按钮，系系统将自自动产生生一个新新PCB文件。选择Createanewdocument，新建一一个PCB文件，屏屏幕弹更更新PCB文件对话话框，设设置好参参数后，，单击【【Execute】按钮实现现PCB同步装入入。4.显示示已装入入的元件件导入元件件后，在在工作区区中一般般看不到到导入的的元件，，这是因因为没有有对元件件进行有有效的显显示。执执行View→FitDocument显示整个个文档，，屏幕将将显示已已导入的的所有元元件，如如图9-8所示示。从图中可可以看出出，所有有元件的的管脚上上都有网网络飞线线连接，，元件整整齐地排排列在PCB工作区中中，由于于此时PCB上还没有有设置禁禁止布线线区，要要进行自自动布线线，必须须手工设设置禁止止布线区区。采用“更更新PCB””方式导入入元件，，已将布布线指示示标记中中的布线线规则设设置到当当前文件件中，此此时执行行Design→→Rules查看布线线规则是是否正确确，有问问题可进进行修改改。返回9.2元元件件自动布布局从图9-2中可可以看出出，载入入元件后后，元件件排列在在禁止布布线框外外，且为为同类元元件一字字排开，，显然这这种布局局是不符符合实际际要求的的，此时时需要将将元件分分开，放放置到合合适的位位置上，，进行元元件布局局，PCB99SE中提供有有自动布布局功能能。9.2.1元元件自自动布局局前的处处理1.布局局栅格设设置执行菜单单Design→→Options，在弹出的的对话框框中选择择Options选项卡，，设置捕捕获栅格格和元件件栅格X、Y方向的间间距大小小。2.字符符串显示示设置在PCB设计中，，缩小显显示电路路时，字字符串经经常会变变为一个个矩形轮轮廓，这这样不利利于元件件的识别别，此时时需要减减小字符符串的阀阀值参数数，以保保证字符符串以文文本形式式显示。。执行Tools→Preferences，在弹出的的对话框框中选择择Display选项卡，，在Draftthresholds选项区域域中，减减小Strings中的字符符串阀值值，可以以完整显显示字符符串内容容。3.元件件自动布布局参数数设置执行Design→Rules，在弹图9-9布局参数设置出的对话框中中选中Placement选项卡，屏幕幕出现图9-9所示的元元件布局参数数设置对话框框。主要设置置元件间的最最小间距、元元件放置的方方向、分组形形式进行自动动布局时应忽忽略的网络、、放置元件的的层面、限定定或排斥某些些特定对象的的矩形区域的的范围等参数数。由于Protel99SE的布局效果较较差，一般只只能将元件散散开排列，大大部分需要手手工布局调整整，故无需详详细设置布线线参数，一般般选择默认即即可。9.2.2元元件自动动布局自动布局前，，必须在KeepoutLayer上先规划电路路板的电气边边界，然后才才能载入网络络表文件，否否则屏幕会提提示出错。执行菜单Tools→→AutoPlacement→→AutoPlacer，屏幕弹出自动动布局对话框框，如图9-10所示，，共有3个选选项。图9-10自动布局对话框ClusterPlacer：组布局方式。。该方式根据据连接关系将将元件分组，，然后按照几几何关系放置置元件组，该该方式一般在在元件较少的的电路中使用用。StatisticalPlacer：统计布局方式式。该方式根根据统计算法法放置元件，，以使元件之之间的连线长长度最短，该该方式一般在在元件较多的的电路中使用用。QuickComponentPlacer：快速布局。该该选项只有在在选中组布局局方式时有效效。通常采用统计计布局方式（（StatisticalPlacer）。选中后，屏幕幕弹出图9-11所示的的对话框，可可以设置元件件组、元件旋旋转、电源网网络、地线网网络和布局栅栅格等。图9-11统计布局方式下的自动布局设置GroupComponent：：选中此项，将将当前网络中中联系密切的的元件归于一一组。RotateComponent：选中此项，在在元件布局时时，允许旋转转元件。PowerNets：：指定电源网络络名称，该项项必须指定，，若有多个电电源，可用空空格隔开，如如：VCC+12+5。。GroundNets：指定地线网络络名称，该项项必须指定，，如GND。GridSize：设置元件自动动布局时的栅栅格间距。设置完毕，单单击【OK】，系统开始自自动布局，完完成后，弹出出一个对话框框，提示自动动布局完成，，如图9-12所示。单单击【OK】，屏幕弹出一一个对话框，，提示是否更更新电路板，，单击【Yes】，程序更新电电路板，退出出布局状态，，PCB如图9-13所示。此时各元件之之间存在连线线，称为网络络飞线，体现现了节点间的的连接关系，，但它不是实实际连线，布布线时要用印印制导线来代代替。显然图9-13中的元件件布局不理想想，元件标号号、标称值的的方向也不合合理，需要手手工调整，在在保证电气性性能的前提下下，尽量减少少网络飞线的的交叉，以利利于提高自动动布线的布通通率。9.2.3自自动布局局后的手工调调整手工布局调整整主要目的是是通过移动元元件、旋转元元件等方法合合理调整元件件的位置，减减少网络飞线线的交叉。1.修改不符符合规范的PCB元件焊盘编号号本例中由于三三极管的封装装中的焊盘编编号与原理图图中的定义不不符，应重新新定义焊盘编编号。双击要要修改编号的的焊盘，屏幕幕弹出焊盘属属性对话框，，在Designator栏中重新设定定编号。修改编号后，，应重新装载载网络表，以以保证网络飞飞线的正确。。图9-14所所示为三极管管的原理图元元件管脚和PCB元件焊盘编号号的对照图。。2.锁定状态态元件的移动动移动锁定状态态的元件，屏屏幕弹出图9-15所示示的对话框，，提示是否确确定移动锁定定元件，单击击【Yes】确定移动元件件。图9-15移动锁定元件对话框3.元件标注注的调整元件布局调整整后，一般要要相应地调整整元件标注，，移动和旋转转元件标注的的方法与调整整元件的方法法相同。双击元件标注注，屏幕弹出出一个对话框框，可以编辑辑元件标注，，主要有Text（文字内容）、、Height（高度）、Width（（宽度）、Font（字体）、Layer（（所在工作层面面）、Rotation（旋转角度）、、Hide（隐藏）、Mirror（镜像）等。元件的标注一一般要保持一一致的大小和和方向，且元元件标注不能能压在元件符符号和焊盘上上。图9-16调整后的布局图图9-17布局的3D图经过手工调整整后的布局图图如图9-16所示。4.3D显示布局图布局调整结束束后，执行菜菜单View→Boardin3D显示元件布局局的3D视图，如图9-17所示示，观察元件件布局是否合合理。返回9.3布布线规则设置置与自动布线线在电路庞大的的情况下，如如果使用手工工布线，不仅仅效率很低，，难度也很大大，这时可以以充分利用Protel99SE强大的自动布布线功能，快快速有效地完完成布线工作作。9.3.1常用自动布线线规则设置自动布线前，，首先要设置置布线规则，，设计规则制制定后，程序序自动监视PCB，检查PCB中的图件是否否符合设计规规则，若违反反了设计规则则，将以高亮亮显示错误内内容。执行Design→Rules，屏幕弹出图9-18所示示的对话框，，此对话框共共有六个选项项卡，分别设设定与布线、、制造、高速速线路、元件件自动布置、、信号分析及及其它方面有有关的设计规规则。图中选选中的是有关关布线的设计计规则（Routing）），，在此此选选项项卡卡中中，，RuleClasses栏中中列列出出了了有有关关布布线线的的10个个设设计计规规则则，，右右上上方方区区域域是是所所选选取取的的设设计计规规则则的的说说明明，，下下方方是是所所选选取取的的设设计计规规则则的的具具体体内内容容。。图9-18设计规则对话框布线规则规则说明规则内容1.ClearanceConstraint（（间距距限限制制规规则则））在图图9-18中中选选中中ClearanceConstraint，，进入入间间距距限限制制规规则则设设置置。。该该规规则则限限制制具具有有导导电电特特性性的的图图件件之之间间的的最最小小间间距距。。⑴【【Add】】按钮钮。。该该按按钮钮用用于于新新建建设设计计规规则则，，单单击击后后出出现现图图9-19所所示示的的对对话话框框。。左左边边一一栏栏用用于于设设置置规规则则适适用用范范围围，，共共有有两两个个FilterKind下拉拉列列表表框框，，分分别别用用于于选选择择需需限限制制间间距距的的A、、B两个个图图件件；；右右边边一一栏栏是是设设置置设设计计规规则则的的参参数数，，其其中中MinimumClearance栏中中设设置置最最小小安安全全间间距，，Connective下拉拉列列表表框框中中共共有有三三个个选选项项：：DifferentNetsOnly(适用用于于不不同同网网络络之之间间)、、SameNet(适用用于于同同一一网网络络内内部部)和和AnyNet(适用用于于任任何何网网络络)。。FilterKind下拉拉列列表表框框用用于于选选择择需需要要约约束束的的焊焊盘盘、连线线、连线线类类型型、网络络、网络络类类型型、元件件、元件件类类型型、各种种图图件件、信号号层层及及全全板板。设置置完完毕毕，，单单击击【【OK】】完成成间间距距设设计计规规则则的的设设定定，，设设定定好好的的内内容容将将出出现现在在设设计计规规则则对对话话框框下下方方的的具具体体内内容容一一栏栏中中。。⑵【Delete】按钮。在图9-18的设设计规则对话话框下方设计计内容中，用用左键选取要要删除的规则则，单击【Delete】删除规则。⑶【Properties】】按钮。在图9-18的设设计规则对话话框下方设计计内容一栏中中，用鼠标左左键选取一项项规则，再按按该按钮，出出现图9-17所示的对对话框，在对对话框中修改改参数后，单单击【OK】按钮，修改后后的内容会出出现在具体内内容栏中。设定两个图件件间的最小间间距（即安全全间距）一般般依赖于布线线经验，在板板的密度不高高的情况下，，最小间距可可设大一些。。最小间距的的设置会影响响到印制导线线走向，用户户应根据实际际情况调节。。2.RoutingCorners（（拐弯方式规则则）此规则主要是是在自动布线线时，规定印印制导线拐弯弯的方式。单单击【Add】按钮，屏幕出出现图9-20所示的拐拐弯方式设置置对话框，用用于设置规则则适用范围和和参数。FilterKind下拉列表框内内容与间距限限制规则的相相似，但多一一个Region选项，选取此此项后，在FilterKind下方会出现一一个选择框用用于定义一个个矩形区域，，按下【Define】按钮，回到工工作窗口，用用鼠标拉出一一个方框即可可定义矩形区区域。对话框右边一一栏是设置拐拐弯方式，在在Style下拉列表框中中选择所需的的拐弯方式，，印制导线的的拐弯方式有有三种：45°拐弯、90°拐弯和和圆弧拐弯。。其中，对于于45°拐弯弯和圆弧拐弯弯，有拐弯大大小的参数，，带箭头的线线段长度参数数在Setback栏中设置。3.RoutingLayers（布线层规则））此规则主要用用于设定自动动布线时所使使用的工作层层及布线时各各层上印制导导线的走向。。单击【Add】按钮，屏幕出出现图9-21所示的布布线层规则对对话框，可以以设置布线层层、规则适用用范围和布线线方式。图中左边一栏栏为FilterKind下拉列表框，，用于选择规规则适用范围围。右边一栏设置置自动布线时时所用的信号号层以及每一一层上布线走走向，每层都都有一个下拉拉列表框，用用于设置工作作层的状态，，下拉列表框框中内容如下下。NotUsed：不使用本层Horizontal：：本层水平布线线Vertical：本层垂直布线线Any：本层任意方向向布线1～5O″Clock：1～5点钟方向布线线45Up：向上45°方方向布线45Down：向下45°方方向布线FanOut：散开方式布线线布线时应根据据实际要求设设置工作层。。如采用单面面布线，设置置BottomLayer为Any（底层任意方向向布线）、其其它层NotUsed（不使用）；采采用双面布线线时，设置TopLayer为Horizontal（（顶层水平布线线），BottomLayer层为Vertical（底层垂直布线线），其它层层NotUsed（不使用）。单击【Add】按钮，屏幕出出现图9-22所示的过过孔类型规则则对话框，设设置规则适用用范围和过孔孔尺寸。对话框的左边边一栏用于设设置规则适用用范围；右边边用于设置过过孔尺寸，其其中ViaDiameter一栏中设置过过孔的直径范范围；ViaHoleSize一栏中设置过过孔的钻孔直直径范围。4.RoutingViaStyle（过孔类型规则则）此规则用于设设置自动布线线时所采用的的过孔类型，，单面布线时时无需设置该该规则。过孔在设计双双面以上的板板中使用，设设计单面板时时无需设置过过孔类型规则则。图9-23所所示为过孔类类型规则设置置的范例。从从图中可以看看出，不同类类型的过孔，，其尺寸设置置不同，一般般电源和接地地的过孔尺寸寸比较大且为为固定尺寸，，而其它信号号线的过孔尺尺寸则稍小。。5.SMDNeck-DownConstraint（SMD焊盘与导线比比例规则）此规则用于设设置SMD焊盘在连接导导线处的焊盘盘宽度与导线线宽度的比例例，可定义一一个百分比，，如图9-24所示。焊盘宽度导线宽度图9-24宽度示意图图9-25SMD焊盘与导线比例规则设置单击【Add】，出现图9-25所示的的对话框，用用于设置SMD焊盘与导线的的比例。FilterKind下拉列表框用用于设置规则则的适用范围围；Neck-Down栏用于设置SMD焊盘与导线的的比例，如果果导线的宽度度太大，超过过设置的比例例值，视为冲冲突，不予布布线。6.SMDToCornerConstraint（SMD与拐角最小间间距限制）此规则用于设设置SMD焊盘与导线拐拐角的间距大大小，如图9-26所示示。单击【Add】按钮，出现图图9-27所所示的SMD焊盘与导线拐拐角的间距设设置对话框，，对话框左边边的FilterKind下拉列表框用用于设置规则则的适用范围围；右边的Distance栏用于设置SMD焊盘到导线拐拐角的距离。。SMD焊盘最小间距图9-25焊盘与导线拐角的间距图9-27

SMD焊盘与拐角处最小间距限制设置7.SMDToPlaneConstraint（SMD焊盘与电源层层过孔间的最最小长度规则则）此规则用于设设置SMD焊盘与电源层层中过孔间的的最短布线长长度。单击【【Add】按钮，出现图图9-28所所示的设置对对话框，对话话框左边的FilterKind下拉列表框用用于设置规则则的适用范围围；右边的Distance栏用于设置最最短布线长度度。图9-28SMD焊盘与电源层过孔最小长度设置8.WidthConstraint（印制导线宽度度限制规则））此规则用于设设置自动布线线时印制导线线的宽度范围围，可定义一一个最小值和和一个最大值值。单击【Add】按钮，出现图图9-29所所示的对话框框，此对话框框用于设置适适用范围和线线宽限制。图9-29线宽限制对话框⑴设置规则适适用范围对话框的左边边一栏用于设设置规则的适适用范围，其其中FilterKind下拉列表框，，用于设置线线宽设置的适适用范围。⑵设置布线线线宽对话框的右边边一栏用于设设置规则参数数，其中MinimumWidth设置印制导线线的最小宽度度；MaximumWidth设置印制导线的最大宽宽度；PreferredWidth设置印制导线线的首选布线线宽度。自动动布线时，布布线的线宽限限制在这个范范围内。在实际使用中中，如果要加加粗地线的线线宽，可以再再设置一个专专门针对地线线网络的线宽宽设置，如图图9-30所所示，图中地地线的线宽设设置为20mil，规则适用范围围为网络GND。一个电路中可可以针对不同同的网络设定定不同的线宽宽限制规则，，对于电源和和地设置的线线宽一般较粗粗。图9-30地线线宽设置举例图9-31为为Z80单片机布线线线宽限制规则则的范例。从从图中可以看看出共有5个个线宽限制规规则，其中VCC和GND的线宽最最粗，为为20mil；；+12和-12的线宽宽居中，，为15mil；；其它信号号线的线线宽最小小，为10mil。。图9-31线宽限制设置举例9.3.2自自动布布线前预预处理1.预布布线在实际工工作中，，自动布布线之前前常常需需要对某某些重要要的网络络进行预预布线，，然后才才运行自自动布线线完成剩剩下的布布线工作作。预布线可可以通过过执行AutoRoute下的菜单单命令自自动实现现，也可可以通过过选择菜菜单Place→Line进行手工工布线。。⑴AutoRoute→Net（指定网络络自动布布线）选中该菜菜单，将将光标移移到需要要布线的的网络上上，单击击左键，，该网络络立即被被自动布布线。⑵AutoRoute→Connection（（指定飞线线自动布布线）选中该菜菜单，将将光标移移到需要要布线的的某条飞飞线上，，单击左左键，则则该飞线线所连接接焊盘就就被自动动布线。。⑶AutoRoute→Component（指定元件件自动布布线）选中该菜菜单，将将光标移移到需要要布线的的元件上上，单击击左键，，则与该该元件的的焊盘相相连的所所有飞线线就被自自动布线线。⑷AutoRoute→Area（（指定区域域自动布布线）选中该菜菜单，用用鼠标拉拉出一个个区域，，程序自自动完成成指定区区域内的的自动布布线，凡凡是全部部或部分分在指定定区域内内的飞线线都完成成自动布布线。2.锁定定某条预预布线由于自动动布线中中，同一一个网络络上的布布线往往往是由几几条线组组成，因因此锁定定某条预预布线时时不能简简单地将将该线设设置为锁锁定状态态（Locked）），必须采用用全局修修改功能能将该网网络的所所有线锁锁定。双击要锁锁定的某某条预布布线，屏屏幕弹出出Track（导线）属属性对话话框，单单击【Global>>】按钮，屏屏幕弹出出图9-32所所示导线线全局编编辑对话话框。在AttributesToMatchby栏将Net下拉列表表框设置置为Same；在CopyAttributes栏选中Locked复选框；；在ChangeScope下拉列表表框设置置为AllFREEprimitives，单击【OK】按钮，屏屏幕弹出属性修修改确认认对话框框，单击击【Yes】】按钮确认认修改，，该预布布线即被被锁定，，此后自自动布线线时，该该线不会会被重新新布线。。图9-32锁定预布线参数设置若要锁定定几条预预布线，，可以用用鼠标拉拉框选中中要锁定定的线，，然后双双击其中中的某条条线，弹弹出导线线属性对对话框，，选中Locked复选框和和Selection复选框，，单击【【OK】按钮，锁锁定预布布线。3.锁定定所有预预布线在布线中中，如果果已经针针对某些些网络进进行了预预布线，，若要在在自动布布线时保保留这些些预布线线，可以以在自动动布线器器选项中中设置锁锁定所有有预布线线功能。。执行AutoRoute→Setup，屏幕弹出出图9-33所所示的自自动布线线器设置置对话框框，选中中LockAllPre-routes复选框，，实现锁锁定预布布线功能能。图9-33自动布线器设置对话框4.制作作螺丝孔孔在印制板板制作中中，经常常要用到到螺丝固固定来印印制板或或散热片片等，必必须在PCB上设置螺螺丝孔或或者打定定位孔，，它们与与焊盘或或过孔不不同，一一般不需需要有导导电部分分，在Protel99SE中，可以以利用放放置过孔孔或焊盘盘的方法法来制作作螺丝孔孔。⑴采用焊焊盘的方方法利用焊盘盘制作螺螺丝孔的的具体步步骤如下下。①执行菜菜单Place→Pad，，进入放置置焊盘状状态，按按〈Tab〉〉键，出现现焊盘的的属性对对话框，，在对话话框的Properties栏中，选选择圆形形焊盘，，并设置置X-Size、、Y-Size和HoleSize栏中的数数据均相相同，目目的是不不要表层层铜箔。。②在焊盘盘属性对对话框的的Advanced选项卡中中，取消消选取Plated复选框，，目的是是取消孔孔壁上的的铜。③单击【【OK】按钮，退退出对话话框，这这时放置置的就是是一个螺螺丝孔。。⑵采用过过孔的方方法利用放置置过孔的的方法来来制作螺螺丝孔，，具体步步骤与利利用焊盘盘方法相相似，只只要在过过孔的属属性对话话框中，，设置Diameter和HoleSize栏中的数数值相同同即可。。9.3.3自自动布布线1.自自动布布线器器参数数设置置设置布布线规规则后后，进进入PCB自动布布线过过程。。在PCB设计界界面中中，执执行AutoRoute→→Setup，，屏幕弹弹出图图9-33所示示的对对话框框，进进行自自动布布线的的策略略、参参数和和测试试点等等设置置，图图中主主要参参数含含义如如下。。⑴RouterPasses区，用用于设设置自自动布布线的的策略略。Memory：：选取此此项，，适用用于存存储器器元件件的布布线。。FanOutUsedSMDPins：选取此此项，，适用用于SMD焊盘的的布线线。Pattern：选取此此项，，将智智能性性决定定采用用何种种算法法用于于布线线，以以确保保布线线成功功率。。ShapeRouter-PushAndShove：选取此此项，，采用用推挤挤布线线方式式。ShapeRouter-RipUp：选取此此项，，能撤撤消发发生间间距冲冲突的的走线线，并并重新新布线线以消消除间间距冲冲突，，提高高布线线成功功率。。在实际际自动动布线线时，，为确确保布布线成成功率率，以以上策策略都都选取取。⑵ManufacturingPasses区，此此区域域用于于设置置与制制作电电路板板有关关的自自动布布线策策略。。CleanDuringRouting：：选取此此项，，布线线过程程中将将自动动清除除不必必要的的连线线。CleanAfterRouting：选取此此项，，布线线后将将自动动清除除不必必要的的连线线。EvenlySpaceTrack：：选取此此项，，程序序将在在焊盘盘间均均匀布布线。。AddTestpoints：：选取此此项，，程序序将在在自动动布线线过程程中自自动添添加指指定形形状的的测试试点。。⑶Pre-routes区，用用于处处理预预布线线，如如果选选中则则锁定定预布布线。。一般般自动动布线线之前前有进进行预预布线线的电电路，，必须须选中中该项项。⑷RoutingGrid区，此此区域域用于于设置置布线线栅格格大小小。自动布布线器器能分分析PCB设计，，并自自动按按最优优化的的方式式设置置自动动布线线器参参数，，所以以推荐荐使用用自动动布线线器的的默认认参数数。2.运运行自自动布布线布线规规则和和自动动布线线器各各种参参数设设置完完毕，，单击击【RouteAll】按钮对对整个个电路路板进进行自自动布布线。。在自动动布线线过程程中，，单击击主菜菜单中中的AutoRoute，，在弹出出的菜菜单中中执行行以下下命令令，可可以控控制自自动布布线进进程。。Pause：暂停自自动布布线。。Restart：继续已已暂停停的自自动布布线。。图9-34布线信息报告Reset：重新设设置布布线器器。Stop：：停止布布线。。执行行该命命令后后，中中断自自动布布线，，弹出出布线线信息息框，，提示示目前前布线线状况况，同同时保保留已已经完完成的的布线线，如如图9-34所所示。。9.3.4手手工工布线线调整整Protel99SE自动布布线的的布通通率很很高，，但由由于自自动布布线采采用拓拓扑法法则，，有些些地方方不可可避免免会出出现一一些较较机械械的布布线方方式，，影响响了电电路板板的性性能和和美观观。1.拆拆除除不不合合理理的的连连线线调整整布布线线常常常常需需要要拆拆除除以以前前的的布布线线，，PCB99SE中提提供供有有自自动动拆拆线线功功能能，，当当设设计计者者对对自自动动布布线线的的结结果果不不满满意意时时，，可可以以用用该该工工具具拆拆除除电电路路板板图图上上的的铜铜膜膜线线而而剩剩下下网网络络飞飞线线，，这这样样便便于于用用户户进进行行调调整整，，它它是是自自动动布布线线的的逆逆过过程程。。自动动拆拆线线的的菜菜单单命命令令在在Tools→→Un-Route的子子菜菜单单中中，，其其中中：：All：：拆除除电电路路板板图图上上所所有有的的铜铜膜膜线线。。Net：：拆除除指指定定网网络络的的铜铜膜膜线线。。Connection：：拆除除指指定定的的两两个个焊焊盘盘之之间间的的铜铜膜膜线线。。Component：：拆除除指指定定元元件件所所有有焊焊盘盘所所连连接接的的铜铜膜膜线线。。2.撤撤消消前前次次操操作作PCB99SE中提提供供有有撤撤消消功功能能，，撤撤消消的的次次数数可可以以设设置置。。单单击击主主工工具具栏栏图图标标，，可可以以撤撤消消本本次次操操作作。。撤撤消消操操作作的的次次数数可可以以执执行行菜菜单单Tools→→Preferences，，在Options选项项卡卡的的Other区的的Undo/Redo栏中中设设置置。。通过过撤撤消消操操作作，，用用户户可可以以根根据据布布线线的的实实际际情情况况考考虑虑是是否否保保留留当当前前内内容容，，若若要要恢恢复复前前次次操操作作，，可可以以单单击击主主工工具具栏栏图图标标。。3.拉拉线线技技术术在自自动动布布线线结结束束后后，，常常有有部部分分连连线线不不够够理理想想，，若若连连线线较较长长，，全全部部删删除除后后重重新新布布线线比比较较麻麻烦烦，，此此时时可可以以采采用用Protel99SE提供的拉线功功能，对线路路进行局部调调整。拉线功能可以以通过以下三三个菜单命令令实现。⑴Edit→Move→BreakTrack（截断连线）。。执行该命令令可将连线截截成两段，以以便删除某段段线或进行某某段连线的拖拖动操作，截断线的效果果如图9-3所示，图中中图件的显示示效果选择为为草图（Draft））。⑵Edit→Move→DragTrackEnd（拖动连线端点点）。执行该该命令后，单单击要拖动的的连线，光标标自动滑动至至离单击处较较近的导线端端点上，此时时可以拖动该该端点，而其其它端点则原原地不动，拖拖动导线的效效果如图9-36所示。。⑶Edit→Move→Re-Route（重新走线）。。执行该命令令可以用拖拉拉“橡皮筋””的方式移动动连线，选好好转折点后单单击鼠标左键键，将自动截截断连线，此此时移动光标标即可拖拉连连线，而连线线的两端固定定不动，重新新走线的效果果如图9-37所示。图9-36拖动连线端点图9-35截断连线截断点图9-37重新走线4.加宽电源源线和接地线线在PCB设计中，增加加电源线和地地线的宽度可可以提高电路路的抗干扰能能力。电源线线和地线的加加宽原则：一一般在允许的的情况下，地地线越宽越好好；而电源线线和其它的信信号线，如果果通过的电流流较大，也需需要加宽。加宽电源线和和接地线可以以通过修改印印制导线的线线宽实现，也也可以通过放放置填充区的的方法来替代代地线。图9-38所示示为自动布线线后的电路，，其地线是采采用固定线宽宽的印制导线线来设计的，，图9-39所示为采用用填充区布设设地线，具体体操作步骤如如下。⑴将工作层切切换到BottomLayer。⑵删除PCB中的地线。⑶执行菜单Place→→Fill，，在原地线的位位置放置填充充区。⑷双击填充区区，在弹出的的对话框中设设置填充区网网络为GND。5.添加焊盘盘在PCB设计中，一般般要给信号的的输入、输出出和电源端添添加焊盘，以以保证电路的的连接和完整整性。图9-39中中还需要给电电源端和接地地端添加焊盘盘，具体步骤骤如下：⑴将工作层设设置为BottomLayer。图9-36自动布线后的电路图9-37采用填充区布设地线⑵执行Place→→Pad，在合适位置放放置焊盘，如如图9-40所示。⑶双击刚放置置的焊盘，屏屏幕弹出图9-41所示示的焊盘属性性对话框，选选择Advanced选项卡，单击击Net下拉列表框的的下拉按钮，，从中选择所所需的网络（（如VCC），单击【OK】按钮，将焊盘盘的网络属性性设置为VCC，此时该焊盘上上出现网络飞飞线，连接到到VCC网络。此时执执行Place→Line连接该线，为为保证不出现现违规现象，，必须将连线线的网络也设设置为VCC。如果焊盘直接接放置到已布布设的铜膜线线中，焊盘的的网络将自动动设置为该网网络。6.文字标注注的调整文字标注调整整的目的是让让文字排列整整齐，字体一一致，使加工工出的PCB板美观，并且且利于元件安安装。文字标注的调调整方法主要要是将文字移移动到合适的的位置，并通通过旋转操作作，将文字排排列整齐，双双击文字标注注，在弹出的的对话框中根根据要求重新新设置文字大大小和字体。。自动布线结束束后，用户可可以使用设计计规则检查功功能对已布线线的电路板进进行检查，确确定布线是否否正确、是否否符合设计规规则要求。PCB99SE中，设计规则则检查有报表表输出（Report）和在线检测（（On-line）两种方式。执行菜单Tools→→DesignRuleCheck，屏幕弹出图9-42所示示的对话框，，有两个选项项卡，分别用用于报表输出出方式（Report）和在线检测方方式（Online）。1.报表输出出方式（Report）Report选项卡如图9-42所示示，可以设置置检查项目。。其中RoutingRules、ManufacturingRules和HighSpeedRules三栏分别列出出了与布线、、制作及高速速电路有关的的规则，若需需要利用某个个规则作检查查，则选取相相应的复选框框。9.3.5设设计规则则检查布线规则高速电路规则制作规则图9-42设计规则检查对话框在进行DRC检查前，必须须在Design→Rules中设置好要检检查的设计规规则，这样在在DRC检查时才能被被选中。2.在线检测测方式（On-line）执行Tools→→Preferences，在弹出的对话话框中的Editingoptions区，选中OnlineDRC复选框，实现现在线检测。。图9-42中中的On-line选项卡用于设设置在线检测测的项目。设设置实时检查查后，在放置置和移动图件件时，程序自自动根据规则则进行检查，，一旦发现违违规，将高亮亮度显示违规规内容。3.PCB中违规错误的的浏览DRC检查后，系统统给出检查报报告，违规图图件将高亮显显示，此时可可以方便地找找到发生违规规的位置及违违规的具体内内容。在设计管理器器的Browse下拉列表框中中，选择Violations，，设置浏览器为为违规浏览器器，违规浏览览器有三栏，，上面一栏列列出了发生违违规的种类，，在此栏中选选取某一项，，则在中间一一栏列出了违违规类型的具具体内容，在在此栏中选取取了某一项具具体内容，在在下方的监视视器中就会显显示出违规的的图件和具体体位置。单击【Details】按钮，屏幕弹弹出对话框，，详细说明了了违规的具体体内容，包括括违反的规则则，违规的图图件名和图件件位置，单击击【Highlight】按钮可以高高亮显示违违规处，单单击【Jump】】按钮可以将将光标跳到到违规处，，图9-43所示为为PCB中违规错误误的浏览。从图中可以以看出虽然然设计规则则是符合要要求的，而而且布线合合理，但仍仍然出现违违规信息，，主要原因因在于Protel99SE软件的单位位制是以英英制为主，，本例中采采用的单位位制为公制制，虽然定定义的布线线线宽是1.5mm，但由于mm和inch之间无法整整数转换，，所以实际际布出的线线宽不是1.5mm，而是1.4986mm，因此出现违违规信息，，一般此类类违规可以以忽略。图9-43PCB中违规错误的浏览9.3.6元件件重新编号号及原理图图更新1.元件重重新编号在自动布局局和手工调调整中，元元件标号经经常会变得得杂乱无章章。Protel99SE提供有PCB元件重新编编号功能，，对元件重重新编号。。执行菜单Tools→Re-Annotate，屏幕弹出图图9-44所示的对对话框，选选择元件重重新编号的的方式，单单击【OK】按钮，系统统自动进行行重新编号号，同时产产生一个*.WAS文件，显示示编号的变变化情况，，左边一列列为原编号号，右边一一列为新编编号，如图图9-45所示。2.原理图图更新在PCB设计过程中中对元件进进行重新编编号后，还还须更新原原理图的元元件标注，，以保证电电路的一致致性。更新新原理图的的方法有两两种，具体体如下。⑴返回原理理图编辑器器进行更新新进入SCH99SE，打开原理图图文件，执执行菜单Tools→BackAnnotate，屏幕弹出一个对话话框，选择择前面生成成的*.WAS文件后，单单击【OK】按钮，系统统自动更新新原理图的的元件标注注，并产生生一个报告告文件*.REP，显示元件标标注的调整整情况。⑵直接在PCB编辑器中更更新在当前PCB文件状态下下，执行菜菜单Design→UpdateSchematic更新原理图图，屏幕弹弹出图9-46所示示的选择原原理图文件件对话框，，选中文件件后单击【【Apply】按钮，屏幕弹出图图9-6所所示的更新新文件对话话框，单击击【Execute】按钮确认更更新，屏幕幕弹出图9-47所所示的元件件匹配提示示对话框，，单击【Apply】按钮确认更更新。图9-47元件匹配提示不匹配元件匹配元件返回9.4PCB设计技巧1.多窗口口的使用在PCB设计时经常常要同时打打开多个DDB文件，如果果在Explorer中反复切换换界面，操操作起来很很麻烦。Protel99SE提供有多窗窗口显示功功能，解决决了上面的的问题。执执行菜单Windows→→Tile，，所有有打打开开的的DDB文件件将将平平铺铺排排列列，，这这样样便便于于读读识识图图，，如如图图9-48所所示示。。2.监监视视窗窗口口的的使使用用PCB99SE提供供有有一一个个监监视视器器，，使使用用监监视视器器中中的的拖拖动动框框可可以以方方便便地地查查看看局局部部电电路路，，通通过过【【Magnifier】】按钮钮，，可可以以放放大大显显示示工工作作区区中中选选中中点点的的内内容容，，如如图图9-49所所示示。。3.利利用用铺铺铜铜进进行行屏屏蔽蔽在高高频频电电路路中中，，为为了了增增强强电电路路抗抗干干扰扰能能力力，，通通常常需需要要大大面面积积的的铺铺铜铜区区与与地地线线相相连连。。在放放大大电电路路的的PCB中，，如如果果工工作作在在高高频频状状态态，，可可以以通通过过设设置置铺铺铜铜来来提提高高印印制制板板抗抗干干扰扰能能力力，，具具体体步步骤骤如如下下。。⑴执执行行菜菜单单Place→→PolygonPlane放置置铺铺铜铜，，屏屏幕幕弹弹出出图图9-50所所示示的的铺铺铜铜设设置置对对话话框框，，在在其其中中设设置置铺铺铜铜的的参参数数，，图图中中参参数数设设置置为为：：铺铺铜铜网网络络为为GND；；铺铜铜栅栅格格大大小小为为0.5mm；；铺铜铜线线宽宽为为0.2mm；；90°°连接接方方式式；；圆圆弧弧形形包包围围方方式式。。⑵参参数数设设置置完完毕毕，，单单击击【【OK】】按钮钮，，工工作作区区中中出出现现十十字字光光标标，，拖拖动动鼠鼠标标单单击击右右键键定定义义铺铺铜铜区区的的四四个个顶顶点点，，完完成成铺铺铜铜定定义义。。⑶定定义义完完铺铺铜铜范范围围后后，，单单击击鼠鼠标标左左键键，，屏屏幕幕自自动动形形成成设设置置好好的的铺铺铜铜图图形形，，如如图图9-51所所示示。。所谓谓泪泪珠珠滴滴，，就就是是在在印印制制导导线线与与焊焊盘盘或或过过孔孔相相连连时时，，为为了了增增强强连连接接的的牢牢固固性性，，在在连连接接处处加加大大印印制制导导线线宽宽度度。。采用用泪泪珠珠滴滴后后，，印印制制导导线线在在接接近近焊焊盘盘或或过过孔孔时时，，线线宽宽逐逐渐渐放放大大，，形形状状就就象象一一个个泪泪珠珠，，添添加加泪泪珠珠滴滴时时要要求求焊焊盘盘要要比比线线宽宽大大。。4.泪泪珠珠滴滴的的使使用用图9-53泪珠滴设置对话框图9-52选中网络GND设置置泪泪珠珠滴滴的的步步骤骤如如下下。。⑴选选取取要要设设置置泪泪珠珠滴滴的的焊焊盘盘或或过过孔孔，，或或选选择择网网络络或或铜铜膜膜导导线线，，图图9-52中中选选中中网网络络GND。。⑵执执行行菜菜单单Tools→→Teardrops，，屏幕幕弹弹出出泪泪珠珠滴滴设设置置对对话话框框，，如如图图9-53所所示示。。图中选选择添添加线线型泪泪珠滴滴（Track），，只添添加选选中网网络的的所有有焊盘盘和过过孔（AllPads、AllVias），，并生生成报报告文文件。。设置完完毕，，单击击OK按钮，，系统统自动动在VCC网络上上添加加泪珠珠滴，，如图图9-54所示示。5.查查看PCB网络飞飞线情情况在PCB自动布布线中中，经经常要要查看看某个个网络络的飞飞线排排列是是否合合理，，而在在工作作区中中的飞飞线一一般比比较乱乱，难难以区区别不不同网网络上上的飞飞线。。在实际际设计计中，，可以以通过过选中中网络络，并并将其其飞线线设置置为其其他颜颜色的的方法法来突突出需需要检检查的的网络络飞线线，具具体操操作如如下。。⑴将PCB浏览器器设置置为网网络浏浏览器器，如如图9-55所所示。。⑵在网网络浏浏览器器中，，双击击要查查看的的网络络名（（如图图中的的NetC1_1