CB图双面布线设计方案

第12章PCB图双面布线设计12.1创建PCB图文件12.2装载元件封装库12.3自动布局12.4自动布线12.1创建PCB图文件第3章我们已经创建了“振荡器和积分器.ddb”设计数据库，并进行了振荡器和积分器电路原理图设计。本章我们接着设计振荡器和积分器PCB图。12.1.1打开“振荡器和积分器.ddb”设计数据库执行菜单命令“File\Open…”，即可进入“OpenDesignDatabase”对话框，在查找范围（I）右侧的方框中输入振荡器和积分器.ddb所在的路径，在编辑框中选中“振荡器和积分器.ddb”，如下图所示。然后单击“打开”按钮即可。12.1.2使用向导新建PCB文件1）执行菜单命令“File\New…”，打开新建文件对话框，选择“Wizards”选项卡，如下图所示。2）双击对话框中的“PrintedCircuitBoardWizard”创建PCB向导图标，或者先单击该图标，然后单击“OK”按钮，进入向导的第一步。见左下图.3）在左下图对话框中单击“Next”按钮，进入向导的下一步。见右下图.4）在对话框中，共有10种PCB类型可供选择。振荡器和积分器电路板可以选用“CustommadeBoard”（自定义板）选项，然后单击“Next”按钮，进入向导的下一步。5）在上页对话框中，可定义电路板的尺寸、形状，定义边界层、尺寸层、连线宽、尺寸线宽、板边缘与边界线之间距离等。下面是一些可选项，包括标题栏、字串、尺寸线、挖角、开孔等。选择完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。6）如上页图中要求定义所创建的PCB板的轮廓，可以在图上修改各个边的数据。输入完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。7）在上页对话框中，输入有关所创建的PCB图的一些说明信息，而所填写的资料将被放在电路板的机械层里。输入完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。8）在上页对话框中，设定电路板的工作层数以及电源/地层的数目，这里我们设置为两层。设定完成后，单击“Next”按钮，进入向导的下一步。9）在上上页对话话框中，，选择过过孔的类类型，第第一项““ThruholeViasonly”表示示过孔穿穿过所有有板层，，第二项项“BlindandBuriedViasonly”表示示过孔为为盲孔，，不穿透透电路板板。选择择完成后后，单击击“Next””按钮，，进入向向导的下下一步。。10）在在上页对对话框中中，我们们可以指指定该电电路板上上以哪种种元器件件为主，，“Surface-mountcomponents”选选项是以以表面粘粘贴式元元器件为为主，而而“Through-holecomponents”选项项是以针针脚式元元器件为为主。选选择完成成后，单单击“Next”按钮钮，进入入向导的的下一步步。11）在在上页对对话框中中，设定定连线和和过孔的的相关资资料，输输入数据据完成设设置后，，单击““Next”按按钮，进进入向导导的下一一步。12）在在上页对对话框中中，设定定是否作作为模板板保存，，若要作作为模板板保存，，则应设设置模板板名称和和模板描描述，单单击“Next”按钮钮，进入入向导的的下一步步。13）上上页对话话框是向向导的最最后一步步。用户户只需单单击“Finish””按钮即即可。向导结束束后，新新建的PCB文文件将处处于打开开状态，，如下图图所示。。12.2装装载元件件封装库库12.2.1元元件件封装库库的加载载在编辑PCB文文件的状状态下，，将设计计管理器器切换成成到“BrowsePCB”标标签页界界面。在在“Browse”浏浏览栏栏，单击击右边的的下拉按按钮，打打开下拉拉列表，，这里选选择“Libraries(库)”，如如左下图图所示。。单击““Add/Remove(添加/删除)”按钮钮，将出出现右下下图所示示的关于于引入库库文件的的对话框框。选取库文文件的安安装目录录C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\PCB\GenericFootPrints。再再选取所所要装入入的元件件封装库库文件:AdvPcb.ddb，而而后单击击图下面面的“Add””按钮，，此文件件就会出出现在选选择的文文件列表表中。元件封装装库文件件加载完完成后，，单击““OK””按钮，，之后所所加载的的库文件件就会出出现在““Libraries”栏栏列表中中。12.2.2浏浏览元元件如果要想想知道所所装载的的库文件件中是不不是包含含了振荡荡器和积积分器电电路所有有的元件件，可以以单击““Browse(浏览)”按钮钮，便可可得到下下图所示示的浏览览封装库库元件对对话框。。对话框中中各项介介绍如下下：1)Libraries可以以选择系系统已经经加载的的元件库库。单击击右边的的下拉式式按钮便便会看到到所加载载的元件件库，可可选择浏浏览。2)Components可可以选择择库中的的元件封封装在右右边预览览。其下下的按钮钮“Edit””(编编辑)可可对选中中元件进进行修改改编辑；；单击““Place”按按钮，可可将选择择的元件件放置到到编辑器器中。3)右边边的预览览区可以以看到当当前选择择的元件件封装形形式，非非常直观观。按动动“ZoomAll(观观看整体体)”、、“ZoomIn(放大大)”和和“ZoomOut(缩缩小)””按钮可可调整图图形的大大小。4)元件件封装和和右边的的预览区区下面是是所选择择浏览元元件的尺尺寸和其其上焊盘盘尺寸信信息。经过比对对，PCBFootPrints.Lib包含含了振荡荡器和积积分器电电路所有有的元件件封装。。12.3自动动布局12.3.1自自动动布局设设计规则则设置在自动布布局之前前应先设设置设计计规则：：1）执行行“Design\Rules”菜菜单命令令，也可可以用热热键D、、R完成成。2）在调出出的对话框框中用鼠标标单击“Placement”标签，，调出“Placement”选项页页面，如下下图所示。。元件自动布布局的设计计规则分为为5类：（1）ComponentClearanceConstraint为为元件间距距约束，用用于设置元元件间的最最小距离以以及元件之之间的距离离计算方法法。见下图图.（2）ComponentOrientationsRule为为元件方方位约束，，用于设置置元件能够够放置的方方位。用鼠鼠标双击该该项，或先先单击选中中该项，然然后单击““Add””按钮，将将出现下图图所示的对对话框。（3）NetsIgnore为为指定元件件自动布局局时，可以以忽略哪些些网络。忽忽略网络可可以加快自自动布局的的速度和提提高布局质质量。用鼠鼠标双击该该项，或选选中该项之之后单击““Add””按钮，可可以调出下下图所示的的设计规则则对话框。。（4）“PermittedLayersRule”为为指定允许许放置元件件的工作层层。在这里里设置顶层层放置元件件。用鼠标标双击该项项，或单击击该项之后后单击“Add”按按钮，将调调出下图所所示的设计计规则对话话框。（5）“RoomDefinition””为指定在在布局时放放置一个矩矩形区域规规则。用鼠鼠标双击该该项，或选选中该项之之后单击““Add””按钮，可可以调出下下图所示的的对话框。。12.3.2网网络表的加加载1)执行行“Design\LoadNets””命令，如如左下图所所示。调出右下图图所示的对对话框。2)单击击对话框中中“Browse……(浏览览)”按钮钮，调出的的下图所示示的网络表表选择对话话框，找到到网络表文文件所在的的位置，然然后选中该该网络网络络表文件（（具有“.NET””的扩展名名)，并单单击“OK”按钮。。３）单击图图右上方的的“Add…(添加加)”按钮钮，并进行行分析，同同时将分析析的结果列列表于下方方的列表框框中，如下下图所示。。(2)加加载网络表表后常见的的错误和警警告：“Error:FootprintxxxnotfountinLibrary”：错错误：封封装xxx没有在库库中发现。。此错误的的原因是系系统在加载载的元件封封装库中没没有发现元元件的封装装形式，而而且也没有有发现此元元件可选的的其他封装装形式。这这时，应该该用鼠标单单击图中““Cancel”按按钮，只要要找到该元元件所在的的封装库文文件，将其其加载即可可。“Warning:Alternativefootprintxxx”：：警告：：封装xxx管脚悬悬空。如果果是原理图图中该管脚脚实际就没没有用到，，就是空着着的，就不不必理会这这个警告；；如果该管管脚用到了了，现在系系统提出了了警告，你你就应该用用鼠标单击击图12-30中““Cancel”按按钮，回到到原理图设设计器，检检查一下该该管脚上的的布线，最最后重新生生成网络表表，重复加加载网络表表操作。“Error:Componentnotfound”：：错误：：没有发现现元件封装装。发生此此错误的原原因可能是是没有加载载PCB元元件库文件件，也可能能是在原理理图设计时时没有指定定该元件的的封装形式式。在这种种情况下，，应该用鼠鼠标单击图图12-30中“Cancel”按钮钮，回到原原理图设计计器，检查查一下是否否某个元件件没有指定定管脚封装装。最后重重新生成网网络表，加加载所需元元件封装库库文件，重重复加载网网络表操作作。如果在加载载网络表时时没有出现现错误信息息，表示成成功地加载载了网络表表。这时单单击“Execute”按钮钮，系统将将把网络表表列出的所所有元件放放置到布局局范围中（（此时光标标应在布局局范围内）），如下图图所示。从图中可以以看出，系系统将所有有载入的元元件按类型型排列在印印制电路板板的右侧，，由于显示示比例较小小，元件的的字符标识识不能正常常显示。另外，网络络表还可以以在原理图图编辑器中中执行菜单单“Design(设计)”下的““UpdateSchematic(更新印印制电路板板)”菜单单命令，利利用“Synchronization(同步步器)”进进行加载。。12.3.3执执行自动布布局1）执行““Tools\AutoPlacement\AutoPlacer…”，，如下图所所示。2）执行命命令后,调调出下图所所示的对话话框中，共共有两种自自动布局方方式：“ClusterPlacer(成组布局局方式)””和“StatisticalPlacer(统统计布局方方式)”。。在这里，，由于元件件数目较少少，因此采采用“ClusterPlacer”自动动布局方式式。3）设置完完成，单击击“OK””按钮，退退出对话框框，系统开开始自动布布局。经过过自动布局局后获得的的元件布局局,如下图图所示。12.3.4调调整布局自动布局完完成后，一一般不能够够完全达到到我们的满满意。调整整布局实际际上就是用用手工的方方法重新放放置元件。。经过调整后后的元件布布局如下图图所示。12.4自自动布线线12.4.1自动动布线设计计规则设置置（1）执行行“Design\Rules…”菜菜单命令；；（2)在在调出的对对话框中用用鼠标单击击“Routing(布线线)”标签签，以调出出“Routing”选项卡卡页面，如如下图所示示。10个参数数组分别介介绍如下。。1）“ClearanceConstraint””为连线线间距约束束。如下图图所示。在对话框中中，右边可可以设置最最小间距的的数值和针针对哪些网网络；左边边可以设置置约束的有有效范围。。如“Layer(某信号层层)”、““ObjectKind(某类对对象)”等等等，每一一个范围选选择可能还还需要在其其下面的栏栏中进行具具体的设置置。用户可可以根据自自己的需要要进行选择择，但在一一般情况下下，选择““WholeBoard(整个电电路板)””即可。设置完成后后，单击““OK”按按钮，返回回原对话框框，可以看看出在其下下面的列表表中将增加加一项连线线间距约束束。约束项项的增加、、修改和删删除等操作作与设置自自动布局规规则时一样样。2）“RoutingCorners”为设设置连线转转角方式规规则。双击击该项可增增加一项连连线转角方方式约束，，下图所示示为该规则则参数设置置对话框。。3）“RoutingLayers”为设设置自动布布线过程中中哪些信号号层可以使使用。双击击该项可以以增加布线线层约束规规则，下图图所示对话话框。在对话框中中，右边列列出了32个信号层层，缺省情情况下系统统只应用了了顶层和底底层，其他他30个中中间信号层层处于空闲闲状态。每每一个工作作层的布线线规则有多多个选项，，其中“Horizontal”表示示以水平方方向连线为为主，“Vertical””表示以垂垂直方向连连线为主，，“NotUsed”表表示不在该该信号层上上连线。对于双面板板，只能选选择“Horizontal”和“Vertical””，而且顶顶层和底层层不能采用用同一种布布线规则.对对话框的的左边可以以设置布线线工作层约约束规则的的有效范围围，缺省为为“WholeBoard”。设置完成后后，单击““OK”按按钮，返回回原来对话话框，在其其下面的列列表中将增增加一项布布线工作层层约束。4）“RoutingPriority””为设置布布线的优先先权规则，，即布线的的先后顺序序。双击该该项可以增增加布线优优先权约束束规则，如如下图所示示对话框。。5）“RoutingTopology””为设置布布线的拓扑扑结构，即即以何种形形状进行布布线。双击击该项可以以增加布线线拓扑结构构约束规则则，调出下下图所示的的对话框。。6）“RoutingViaStyle””为设置自自动布线过过程中使用用的过孔样样式。选中中该项，单单击“Add”按钮钮可以增加加布线过孔孔样式约束束规则，调调出下图所所示的对话话框。7）“SMDNeck-DownConstraint”为为设置表面面粘贴式焊焊盘颈状收收缩的设计计规则。双双击该项(或选中该该项，单击击“Add”按钮)，调出下下图所示对对话框。8）“SMDToCornerConstraint”为为设置SMD元件件到导线转转角间的最最小距离限限制设计规规则。双击击“SMDToCornerConstraint”项,调出下图图所示对话话框。9）“SMDToPlaneConstraint”为设设置表面粘粘贴式焊盘盘SMD中中心到连接接电源层的的过孔或焊焊盘中心最最小间距的的设计规则则。双击““SMDToPlaneConstraint””项，调出出下图所示示对话框。。10)“WidthConstraint””为设置自自动布线中中使用连线线的最小和和最大宽度度。用鼠标标双击“WidthConstraint””项，调出出下图所示示对话框。。提示：在所有的10个参数数组中，““RoutingLayers(布线层)”是必须须设置的。。对于双面面板来说，，顶层和底底层只能选选择“Horizontal(水平平)”或““Vertical(垂直直)”项，，而且二者者所选项最最好不要相相同。另外外“ClearanceConstraint(连连线间距约约束)”和和“WidthConstraint(连连线宽度约约束)”中中至少设置置一项，否否则执行自自动布线时时将出现错错误或毫无无结果。自动布线还还有一些布布线选项可可供设置。。设置的操操作步骤如如下：(1)执执行“AutoRoute\Setup”菜菜单命令，，如下图所所示。(2)在在调出下图图所示的对对话框中，，主要是设设置一些布布线合格的的选项开关关。例如印印制电路板板上有存储储器件，应应将“Memory”项打开开。一般情情况下，使使用系统的的缺省值即即可。(3)单单击“OK”按钮，，完成布线线合格选项项的设置。。12.4.2执行行自动布线线在自动布线线设计规则则设置完成成后，就可可以进行自自动布线了了。自动布布线具有5种方式:（1）全局局布线(All)执行“AutoRoute\All”菜单命命令，命令令执行后出出现下图所所示结果。。（2））指指定定网网络络布布线线(Net)执行行““AutoRoute\Net””菜菜单单命命令令，，命命令令执执行行后后光光标标变变成成十十字字形形状状，，移移动动光光标标到到需需要要布布线线的的网网络络(焊焊盘盘或或连连接接线线)，，并并单单击击鼠鼠标标左左键键，，系系统统便便开开始始自自动动对对该该网网络络布布线线。。如如果果单单击击的的是是焊焊盘盘，，可可能能会会出出现现一一个个快快捷捷菜菜单单，，如如下下图图所所示示。。这这时时应应该该选选择择““Pad””菜菜单单项项或或者者““Connection””菜菜单单项项，，而而不不能能选选择择““Component””菜菜单单项项。。（3））指指定定两两连连接接点点之之间间布布线线(Connection)执行行““AutoRoute\Connection””菜菜单单命命令令，，也也可可以以用用字字母母热热键键A、、C完完成成。。命命令令执执行行后后移移动动光光标标到到需需要要布布线线的的连连接接线线，，并并单单击击鼠鼠标标左左键键，，系系统统便便开开始始自自动动对对该该连连接接线线布布线线。。该该连连接接线线布布完完后后，，继继续续选选择择其其他他的的连连接接线线，，直直到到布布完完所所有有的的连连接接线线。。最最后后单单击击鼠鼠标标右右键键取取消消选选择择连连接接线线的的布布线线命命令令状状态态。。（4））指指定定元元件件布布线线(Component)执行行““AutoRoute\Component””菜菜单单命命令令，，也也可可以以用用字字母母热热键键A、、O完完成成。。命命令令执执行行后后移移动动光光标标到到需需要要布布线线的的元元件件，，并并单单击击鼠鼠标标左左键键，，系系统统便便开开始始自自动动对对该该元元件件的的所所有有管管脚脚布布线线。。该该元元件件布布完完后后，，继继续续选选择择其其他他的的元元件件，，直直到到布布完完所所有有的的元元件件。。最最后后单单击击鼠鼠标标右右键键取取消消选选择择元元件件的的布布线线状状态态。。（5）指定定区域布线(Area)执行“AutoRoute\Area”菜单单命令，也可可以用字母热热键A、R完成。命命令执行后移移动光标到需需要布线的元元件左上角，，并单击鼠标标左键，然后后拖动鼠标使使得出现的矩矩形框包含需需要布线的元元件，之后单单击鼠标左键键，以构造一一个布线区域域，系统便开开始自动对该该区域的所有有元件进行布布线。该区域域元件布完后后，继续选择择其他的布线线区域，直到到完成所有的的元件布线。。最后单击鼠鼠标右键取消消选择元件布布线命令状态态。12.4.3布线调整整虽然Protel99SE的的自动布线成成功率几乎高高达100%，但是并不不代表其布线线的结果是合合理的。实际际上，自动布布线的结果往往往不能令人人满意，最典典型的缺点就就是布置的连连线拐弯太多多，有一些布布线甚至是舍舍近求远。因因此一个最后后成型的能够够拿到制板厂厂制作印制电电路板的PCB图，经常常需要在自动动布线后进行行手工调整。。布线调整实际际上就是对布布线进行删除除、重布、移移动等操作。。自动拆线功能能集中有“Tools””菜单的下拉拉菜单中的““Un-Route”菜菜单项的子菜菜单中，如下下图所示。自动拆线具有有4种方式，，分别为“All”、““Net”、、“Connection”和“Component”，，其功能与自自动布线相反反，为自动拆拆线。12.4.4保护预预布线在设计布线过过程中，有时时候可能需要要事先布置一一些导线，以以满足一些特特殊要求，然然后再利用系系统的自动布布线功能。这这时候就需要要对已布置的的导线进行保保护，以免受受到自动布线线的影响。预先布置的连连线必须满足足以下条件：：1)其支线必必须终止于过过孔。2)其终止于于元件管脚时时必须终止于于管脚中心(焊盘内孔范范围内)。3)预先布置置的连接线必必须被完整地地布线(即从从网络的一个个元件管脚到到另一个管脚脚)。4)预先布置置的网络必须须被完整地布布线。5)所有预先先布置的连线线必须满足设设计规则。例例如如果有一一个网络同时时使用了10mil和20mil的的连线，则设设置连线宽度度约束时必须须包含这两个个数值。6)所有预先先布置的连线线必须具有““锁定(Locked)”属性。要使预布的网网络连线具有有“锁定(Locked)”属性，，操作步骤如如下：1)执行““Edit\Select\Net”命令，也也可用字母热热键E、S、N完完成。2)移动光光标需要保护护的网络，单单击鼠标左键键，选中该网网络，使该网网络的连线处处于高亮状态态。然后双击击其中一条连连线，调出连连线属性对话话框。3)利用整整体编辑方法法，将选取部部分设为“Locked(锁定)”属性(参参见导线整体体编辑方法)。12.4.5元件标号号标注更新通常情况下，，设计原理图图时的元件序序号排列顺序序，在设计印印制电路板时时随着自动布布局和手工调调整，会使元元件的排列变变得杂乱无章章，不利于电电路板的目视视检查。所以以，有些时候候就要对部分分元件标号进进行更新。系统的重新编编号功能操作作如下:1)执行“Tools\Re-Annotate”菜单命命令，出现下下图所示的对对话框。2)按照不不同的需要，，选择不同的的工作方式，，然后单击““OK”按钮钮确定，即可可实现元件的的重新编号。。同时系统还还会根据所定定义的设置产产生一个ASCII文文件，文件