第三章DXP电子电路设计

第三章DXP电子电路设计§3.1电路原理图库和原理图的设计(.sch)1.电路原理图中图库的设计（元件设计）；2.电路原理图的设计；原理图的设计是PCB设计的一个重要过程，原理图(schematicdiagram)的产生一般视为PCB生产过程的第一步，它也是电子工程技术人员对产品设想的具体实现，是由许多逻辑元件（如各种IC的门电路，电阻，电容等）通过不同的逻辑连接而组成。做一个原理图，它的逻辑元件的来源是，有的CAD软件含有的一个庞大的逻辑元件库（如TANGOPADS等）而有的CAD软件除了逻辑元件库外，还可以由用户自已增加建立新的逻辑元件（如Cadence，Mentor、Zuken等），用户可以用这些逻辑元件来实现所要设计的产品的逻辑功能。由于电子CAD软件种类很多，又都有自已的特点及操作方法。这都需用户自已去实践才能真正的认识。具体操作需查阅所使用的软件的用户手册，但它们的使用方法又都是大同小异，只要能明白它们的设计流程，在这流程中应当有什么考虑，如何去满足所需的要求，那定能得到一个满意的结果。首先要建立逻辑元件，逻辑元件是提供一种逻辑功能的部件（如一个LS00门，一个触发器或一个ASIC电路）。建立逻辑元件的步骤如下：1)逻辑元件型号（或称元件名）的定义。在逻辑元件库中元件型号是唯一的，它是对逻辑元件的命名，让使用者都很清楚地知道这个逻辑元件的功能，用途及组合形式，同时也与其它工具书中同型号的逻辑组合相一致的，如：74LS00，是由四个与非门组合起来的。

2)逻辑元件管脚的封装形式，对逻辑元件管脚进行功能描述，定义管脚是输入端，还是输出端。

3)逻辑元件管脚的描述。逻辑管脚的描述必须与PCB上的物理元件管脚的封装相一致。描述方式随系统不同而不同。如74LSOO：1、2、4、5、9、10、12、13、分别为四个与非门的输入端，同一个门的两个输入端可以互换，门与门之间的一组输入端可以互换，但输出端必须同时对应的互换，即一个门与另一个门可以互换，3、6、8、11分别为四个与非门的输出端，7为地，14为电源。4)逻辑元件的外形及符号尺寸的定义。外形及符号的尺寸过大，将影响到整个原理的建立，过小也会影响到使用者的操作和识别；其次是逻辑元件的功能特性描述，需对逻辑电路进行仿真，就要对每个逻辑元件的功能特性进行描述，如逻辑元件的时序关系，初始态上升沿（RISE）、下降沿（FALL）、延迟时间，还有驱动衰量，衰减时间等，由于此项的细节较为复杂，设计者若需了解，自己可以根据所用的CAD系统查阅有关资料。最后是关于逻辑元件库的说明，由于逻辑元件很多，都建在一个库下容易造成混乱，不好管理，所以一般把功能特性相似的逻辑元件放于一个库下，按功能特性来分类来管理，如A／D、D／A转换器件、CMOS器件、存贮器件、TTL器件、线性器件、运放器件、比较器件等，都各自放在同类库下。同样也可按公司厂家分类如：MOTOROLA、NEC、INTEL等。Dxp下选择新建设计文件类型新建排版图界面新建图库文件路径新建原理图库界面新建原理图界面新建原理图库界面排版图库下新添元件一、DXP下添加元件库Options/documentoptions下，设定捕捉（sch库下）§3.2电路排版图库和排版图的设计(.pcb)1.电路排版图中图库的设计（元件封装设计）；2.电路排版图的设计

1.进入画封装页面：File-----New-----PCBLibrariy;

2.画封装，最重要的是画出的要和实际的元件大小一致，否则做出来的板子就插不上元件。所以设置合理的参数是很有必要的。打开参数设置窗口：在页面中点击右键-----Option…----->LibraryOption…就是BoardOptions窗口.先把度量单位改为“米”制：在measurementunit中把imperial为metric。SnapGrid是设置鼠标每移动一格的距离。一般把X、Y都设成1mil，移动的距离最小，也就是精度最高的。

visiblegrid为可视网格。就是页面中显示的格子的大小，元件用毫米量度就足够了，所以grid1和grid2都设置成1mm（要自己输入1mm）。这样用尺子量好元件大小时，在这里画就很容易知道画出来的线的长度，而不必要再用工具“PlaceStandardDimension”测量了。其它的都才用默认就可以。3.在页面的中心画元件封装，否则画出来的封装在PCB页面中就会出现这样的情况：点击那个元件封装，鼠标居然跑到其它地方去了，这样就很难布局好元件。这种现象主要是因为画的封装的中心偏了。解决办法很简单，先点击一个焊盘“PlacePad”，然后按住键盘的“Ctrl+End”键，这时鼠标箭头会自动跑到页面中心，放下那个焊盘做为标记。这样，就可以以那个焊盘为中心画封装啦。画完再把那个定位的焊盘删掉即可。一、PCB设计步骤：1、设置软件工作环境，其中包括如下几个方面：(1)、软件规则设置，进入Design\Rules，按照设计的要求对选项中的各项进行设置：①

安全间距设置：PROTEL99SE软件中Routing的ClearanceConstraint项规定了板上不同网络的走线、焊盘、过孔等之间必须保持的距离。在单面板和双面板的设计中，首选值为10-12mil；四层及以上的PCB首选值为6-8mil；最大安全间距一般没有限制。②

布线层面和方向设置：Routing的RoutingLayers，设置使用的走线层面和每层的走线方向(贴片单面板只用顶层，直插单面板只用底层)。一般情况下，使用默认值。③

过孔选项设置：PROTEL99SE软件中Routing的RoutingViaStyle项规定了过孔的内、外径的最小、最大和首选值。单面板和双面板过孔外径应设置在40mil——60mil之间；内径应设置在20mil——30mil。四层及以上的PCB外径最小值为20mil，最大值为40mil；内径最小值为10mil，最大值为20mil。④

线宽选项设置：PROTEL99SE软件中Routing的WidthConstraint项规定了布线的宽度。单面板和双面板的布线宽度应设置在10—30mil之间，特殊情况下最大值不应超过60mil，最小值不应低于8mil；四层及以上PCB最小值不应低于5mil，其余设置参照双面板设置。另可以添加一些网络的线宽设置，如地线、+5伏电源线、时钟线、+12伏电源线、-12伏电源线、交流电源输入线、功率输出线等。地线、时钟线和+5伏电源线首选值一般为60mil(最大值不限，最小值为8mil，在能走通的情况下线尽量宽)宽度，各种电源线首选值一般为40mil(最大值不限，最小值为8mil，在能走通的情况下线尽量宽)宽度。按照PCB线宽和电流的关系(大约是每毫米线宽允许通过500毫安的电流)确定最大线宽。⑤敷铜连接选项设置：PROTEL99SE软件中Manufacturing的PolygonConnectStyle项规定了敷铜连接的方式。连接方式（RuleAttributes）设置成ReliefConnect方式，导线宽度（ConductorWidth）设置成25mil，连接数量（Conductors）设置成4，角度（Angle）设置成90度。⑥

物理孔径设置：PROTEL软件中Manufacturing的HoleSizeConstraint项规定了物理孔的大小。最小值设置为20mil，最大值没有限制(备注：物理孔一般是指定位孔和安装孔等等)。其余各项一般可用它的缺省值。(2)、软件参数设置，进入Design\Options和Tools\Preferences,按照设计的要求对选项中的各项进行设置：①

可视栅格选项设置：PROTEL软件中Design\Options\Layer中选中：Masks中的Topsolder；Silkscreen中Topoverlay；Other中Keepout和MultiLayer；System下面各项全部选中。VisibleGrid项规定了可视栅格的大小，分别设置成10mil（上）和100mil（下）。②

捕捉和器件移动栅格选项设置：PROTEL软件中Design\Options\Options项规定了捕捉和器件移动栅格的大小，捕捉和器件移动栅格均设置为10mil。选中ElectricalGrid并把Range中设为8mil，VisibleKind设为Lines，MeasurementUint设为Imperial。(3)、DRC校验设置：进入Tools\DesignRulesCheck，按照设计的要求对选项中的各项进行设置：Report\RoutingRules的ClearanceConstraints，Max/MinWidthConstraints，ShortCircuitConstraints和Un－RoutedNetConstraints均选中；Report\ManufacturingRules的Max/MinHoleSize选中；Report\Options的选项全不选中；On－line\RoutingRules的ClearanceConstraints选中；On－line\ManufacturingRules的LayerPairs选中；On－line\PlacementRules的ComponentClearance选中。PCB下捕捉栅格的设置：Design/options下：PCB手工布线时，设置默认线宽的方法：Design/Rules/withconstraint下，设定线宽的最小和最大值，然后再设定默认值。在画PCB时，按Tab键可随时进行更该。设置线宽弹出的对话框走线时按TAB键弹出的对话框2、

添加器件库3、导入网络表。在导入网络表的过程中，必须保证没有任何错误，严禁在网络表导入有错误的情况下进行设计。4、确定PCB尺寸及定位孔位置和尺寸，并把相关器件进行锁定5、元器件布局。原则：PCB布局的原则是美观大方，疏密得当，符合电气特性，利于布线，尽量分成模块。在可能的情况下将元器件摆放整齐，并尽量保证各主要元器件之间和模块之间的对称性。要求：整个PCB布局要显得大气，疏密得当，不要有的地方过紧，有的地方过松。丝印框要尽量减少，并突出各模块。模块的汉字或英文标示尽量放在对称和平行一致的位置上，并能体现模块的名称和美感。布局完成后应对PCB布局进行检查，一般检查有如下几个方面：(1)印制板尺寸应与加工图纸尺寸相符，有定位标记，设置参考点；(2)元器件应保证在二维、三维空间上无冲突；(3)元器件布局应疏密有序，排列整齐；(4)需经常更换的元器件应保证能方便的进行更换；(5)热敏元件与发热元件之间是保持适当的距离，在需要散热的地方，应加装散热器，同时保证空气流动的通畅；(6)可调元器件应保证能方便进行调整；(7)信号流程应保持顺畅且互连最短；(8)尽可能保证过孔数量最少；(9)禁止使用Ctrl＋X或Ctrl＋Y对器件进行翻转；(10)一块PCB上孔的内径尺寸不能超过9种。(11)影响外观的元器件如TO-220封装的三端稳压器、贴片的电解电容等要尽可能的焊接在反面；不需要调节的电位器、中周和可调电容等要尽可能的焊接在反面，不能透过PCB焊接，并且要在产品规格书中要特别说明；其它特别影响整体外观的元器件如大的电解电容、继电器等设法焊接在反面。6、PCB布线。一般推荐使用自动布