6复杂双面贴片印刷电路板的设计方案及其小型工业干膜法制作

第6章简洁双面印刷电路板设计及其小型工业干膜法制作本章以单片机学习仪完整板的设计与制作为教学项目,从该产品的方案分析、原理图符号筹备、原理图绘制、元器件封装筹备、印刷电路板设计、文档整理与输出及其印刷电路板的小型工业干膜法制作等工作流程支配本章的教学内容。针对该项目电路规模大的特点采纳层次原理图的设计方法，所用元器件以贴片封装为主.本章作为印刷电路板设计与制作的最高阶段，在前面章节学习的基础上，应该逐步独立完成设计制作，本章以给出设计任务和任务结果为主，读者可以依据设计任务独立完成设计工作。教知识重点任务书、丝印与项目自检工作规范、原理图符号筹备、层次原理图绘制、元器件封装筹备、印刷电路板设计、文档整理与输出、印刷电路板的小型工业干膜法制作、综合训练知识难点层次原理图的设计方法、小型工业干膜法推举教学方法依据设计制造流程通过多媒体进行操作演示、分组练习建议学时21学时学推举学习方法参考教材和老师演示，分组完成项目设计制作任务必须掌握的理论知识丝印及项目自检工作规范、原理图符号筹备、层次原理图绘制、元器件封装筹备、印刷电路板设计、文档整理与输出、印刷电路板的小型工业干膜法制作必须掌握的技能简洁双面贴片印刷电路板的设计及其小型工业干膜法制作技能教学导航教学导航6.1任务书单片机学习仪完整板方案分析单片机学习仪完整板方案分析单片机学习仪完整板原理图符号准备单片机学习仪完整板原理图绘制单片机学习仪完整板元器件封装准备单片机学习仪完整板印刷电路板设计单片机学习仪完整板的小型工业干膜法制作单片机学习仪完整板文档整理与输出任务书知识分布网络知识分布网络1.单片机学习仪完整板方案分析针对项目任务和客户沟通,正确引导客户能够将自己的实际需求用较为适当的技术语言进行表达（或者由相关技术人员帮助表达）以明确项目的过程。这个过程中包含了对要设计的印刷电路板基本电路功能和模块电路的确立和设计制作活动.2.单片机学习仪完整板原理图符号筹备单片机学习仪完整板电路的层次原理图如下：图6-1—1（a）总图(master。SchDoc）、6-1—1(b)接口电路1（jiekou1.SchDoc）、6—1—1（c）微掌握器电路（MCU.SchDoc）及6-1—1(d)接口电路2（jiekou2.SchDoc）.该电路的物料清单BOM(BillofMaterial）参见表6-1—1所示.设计者应该依据原理图和物料清单筹备原理图符号，填写如表6—1-2所示的原理图符号清单。单片机学习仪完整板电路中没有支配需要通过原理图符号库编辑器进行绘制的特殊元器件，全部原理图符号来源于Protel2004自带的符号库和单片机学习仪简化板电路绘制过程中创建的简化板库文件（jianhuaban.SCHLIB）.图6-1-1（a）总图（master.SchDoc）6—1-1（b）接口电路1（jiekou1。SchDoc）6—1—1（c）微掌握器电路（MCU.SchDoc）6-1—1（d）接口电路2（jiekou2。SchDoc)表6—1-1单片机学习仪完整板电路物料清单元件标识（Designator）元件描述（Comment）实物图元件标识（Designator)元件描述（Comment）实物图C1、C810uF电解电容C2、C322pF贴片电容C4、C6、C7、C13～C180。1uF贴片电容C547uF电解电容C9~C121uF电解电容R1、R12、R13（10K)；R3、R34、R35（5。1K)；R4、R5、R7、R9、R14～R16、R25（1K）；R8（100）；R10、R11（4。7K）;R17～R24（330）；R26（2K)；R32、R33（10）；R3110K`D1、D2、D3贴片二极管LED1～LED11贴片发光二极管BL1BellK1SPDTS1～S20SW-PB轻触按键SW1SW-DPDT双刀双掷电源开关VT1、VT2（S9012）；VT3（S9013）Y1（11.0592M）、Y2（32768K)晶振J1（Header4、标准4脚插孔）；J10(Header5、标准5脚插孔）；P0～P3（Header8、标准8脚插孔）J6（标准3脚插针）、J8（标准2插针)Header3Header2J2（Header8X2标准双列16脚插针）；J3（Header3X2标准双列6脚插针)；J4（Header6X2标准双列12脚插针）；J5(Header5X2标准双列10脚插针）；PU1（Header20X2标准双列40脚插针）J4DConnector9D型9脚连接器U2LM7805CT三端稳压器U3MAX232CSE串行通讯电路U4DS18B20温度传感器U5ST24C02M1EEPROM存储器U6、U7MC74HC574DWU8SN74HC138DU9DS1302S时钟芯片DS1SM3381红外接收模块J7PWR2.52.5寸电源插孔U1STC89C52RCR2（5.1K×8排电阻)R6（1K×8排电阻)LDS1~LDS42LED—CC—RDU121602Y2(32768K)晶振表6—1—2原理图符号清单元件在库中名称（LibraryRef）元件标识（Designator）元件描述（Comment）所在原理图库元件说明3。单片机学习仪完整板原理图绘制原理图绘制包含对硬件设计人员的原理图导入或者草图的重新绘制.本项目要求应用层次原理图的绘制方法，绘制如图6-1-1（a）总图（master。SchDoc)、6-1-1（b）接口电路1（jiekou1。SchDoc)、6-1—1(c）微掌握器电路(MCU。SchDoc)及6-1-1（d)接口电路2（jiekou2。SchDoc)所示的单片机学习仪简化板电路原理图，通过绘制过程掌握层次原理图的绘制技巧。4.单片机学习仪完整板元器件封装筹备为图6—1—1（a）、（b）、（c）及（d）所示单片机学习仪完整板电路中的元器件筹备封装，完成封装设置，简略包括元器件封装清单及特殊元器件封装库绘制，填写表6—1—3所示的单片机学习仪完整板电路元器件封装清单.对能够在已有PCB封装库中找到对应封装的元件，选用封装时应确认选用的封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等严格全都。对于在PCB封装库中找不到对应封装的元件，应依据器件资料建立元件封装，保证丝印与实物相符合，格外是新建立的电磁元件、自制结构件元件库是否与元件的资料相符合,新器件的封装应能够满意不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊)的要求。依据本章教学的支配，对PCB封装库中找不到对应封装的特殊元器件,使用PCB封装库编辑器绘制这些特殊元器件的封装库文件,并在此基础上完成单片机学习仪完整板电路元器件封装清单填写（表6—1-3）和封装设置。表6-1-3单片机学习仪完整板电路元器件封装清单元件在库中名称（LibraryRef)元件标识（Designator）元件描述（Comment）封装名称（Footprint）所在封装库5.单片机学习仪完整板印刷电路板设计为图6-1-1(a)、（b）、（c）及（d）所示单片机学习仪完整板电路设计印刷电路板,通过此内容的学习使学习者娴熟掌握双面贴片印刷电路板的板型规划、电路板布局、设置布线约束条件、布线前仿真、布线及设计自检等工作。图6-1-2（a）单片机学习仪完整板电路印刷电路板尺寸图图6-1—2（b）单片机学习仪完整板电路印刷电路板布局参考图图6—1-2(c)单片机学习仪完整板电路印刷电路板布线参考图图6-1-2（d）单片机学习仪完整板电路印刷电路板3D效果图图6—1-2（e）单片机学习仪完整板电路印刷电路板实物图可供参考的PCB尺寸图如图6-1—2（a）所示，图中标明的外形尺寸、安装孔大小及禁止布线区等相关尺寸，可作为PCB设计的参考.图6-1-2（b）为单片机学习仪完整板电路元件布局参考图；图6—1—2（c)为单片机学习仪完整板电路布线参考图；图6—1—2（d）该印刷电路板的3D效果图,图6-1-2（e）为该印刷电路板实物图。6。单片机学习仪完整板文档整理与输出技术文档整理阶段的主要工作是将设计过程中的技术文档按电路板设计与制作组织结构的要求组合起来，形成一个完整技术文档系统，同时依据存档和制作的需要对必须的文档进行输出。7.单片机学习仪完整板的小型工业干膜法制作通过小型工业干膜法制作单片机学习仪完整板电路印刷电路板。6.2丝印及项目自检工作规范知识分布网络知识分布网络丝印规范丝印规范项目自检规范工作规范6。2.1丝印规范1。全部元器件、安装孔及定位孔都有对应的丝印标号。2。丝印字符尽量遵循从左至右、从下往上的原则，对于电解电容、二极管等极性器件，在每个功能单元内尽量保持方向全都.3.为了保证器件的焊接牢靠性,要求器件焊盘上无丝印；为了保证搪锡锡道的连续性,要求需搪锡的锡道上无丝印；为了便于器件插装和维修，器件标号不应被安装后的器件遮挡;丝印不能压在导通孔、焊盘上,以免开阻焊窗时造成部分丝印丢失，影响识别。丝印间距大于5mil。4.有极性元器件其极性在丝印图上应标识清楚，极性方向标记要易于辨认。5.有方向的接插件其方向在丝印上标识清楚。6。在PCB板面空间允许的情况下，PCB上应有42×6的条形码丝印框，条形码的位置应考虑便利扫描。7.PCB文件上应有板名、日期、版本号等制成板信息丝印,位置明确、醒目。8。PCB上应有厂家完整的相关信息及防静电标识。9.PCB上器件的标识符必须和BOM清单中的标识符号全都.10。平安规范要求1）保险管的平安规范标识齐全保险丝四周应该有6项完整的标识，包括保险丝序号、熔断特性、额定电流值、防爆特性、额定电压值及英文警告标识。若PCB上没有空间排布英文警告标识，可将工，英文警告标识放到产品的使用说明书中说明。2）PCB上危险电压区域应标注高压警示符PCB的危险电压区域部分应用40mil宽的虚线与平安电压区域隔离，并印上高压危险标识和“DANGER！HIGHVOTAGE”，高压警示符如图6-2—1所示：图6—2-1高压警示符3)PCB板五项平安规范标识(UL认证标志、生产厂家、厂家型号、UL认证文件号、阻燃等级）齐全。6.2。2项目自检规范如果不需要评审组进行设计评审,可自行检查以下项目。1.检查高频、高速、时钟及其他脆弱信号线，是否回路面积最小、是否远离干扰源、是否有多余的过孔和绕线、是否有垮地层分割区。2。检查晶体管、变压器、光藕及电源模块下面是否有信号线穿过，应尽量避开在其下穿线，格外是晶体管下面应尽量铺设接地的铜皮。3.检查定位孔、定位件是否与结构图全都，ICT定位孔、SMT定位光标是否加上并符合工艺要求。4.检查器件的序号是否按从左至右的原则归宿无误，并且无丝印掩盖焊盘；检查丝印的版本号是否符合版本升级规范，并标识出.5.报告布线完成情况是否百分之百；是否有线头;是否有孤立的铜皮。6。检查电源、地的分割正确；单点共地已作处理。7。检查各层光绘选项正确,标注和光绘名正确。8.输出光绘文件，用CAM350检查、确认光绘正确生成。9。按规定填写PCB设计（归档)自检表，连同设计文件一起提交给工艺设计人员进行工艺审查。10.对工艺审查中发现的问题,乐观改进，确保单板的可加工性、可生产性和可测试性.6.3单片机学习仪完整板方案分析依据印刷电路板设计制作的流程,在方案分析阶段确定了单片机学习仪完整板电路的电路基本功能和模块电路划分，以此作为后续印刷电路板设计尤其是印刷电路板布局的依据，简略内容见表6-3—1。表6—3—1单片机学习仪完整板电路印刷电路板项目方案分析表基本电路功能单片机MCU电路、电源供电电路、RS232串口通讯电路、流水灯电路、独立键盘电路、继电器电路、蜂鸣器电路、矩阵键盘电路、片选信号电路、LED数码管电路及1602LCD等电路的原理介绍参考单片机学习仪电源电路、单片机学习仪小系统电路及单片机学习仪简化板电路的相关介绍。单片机学习仪完整板电路在简化板电路的基础上增加了温度传感器电路、红外检测电路、EEPROM电路及精密时钟电路。以U4（DS18B20)为核心构成精密温度传感器电路，可以实现温度的精确测量.DS1构成红外检测电路，可编程实现对红外信号的检测。以U5（ST24C02M1）为核心的电路为EEPROM电路，可编程实现对I2C类器件的掌握.以U9（DS1302S）为核心的电路为精密时钟电路，可实现精密时钟掌握.模块电路划分液晶显示电路:U12（LCD1602)、VT3、R31、R32、R33、R34及R35；片选信号电路：U8、J10及C17;8位LED数码显示电路：U6、U7、LDS1—LDS4、R17—R24、C15及C16；4×4矩阵键盘电路:S5—S20;电源供电电路含：J7、D1、C5、C6、D2、U2、C7、C8、SW1、J3、R4及LED1;RS232串口通讯接口：R5、LED2、U3、C9、C10、C11、C12、J9及C13;单片机小系统电路:C1、S1、R1、C2、C3、Y1、U1、R2、R3、C4、P0、P1、P2、P3、PU1、J1、J2、J3、J4、J5及J6；蜂鸣器电路：VT1、BL1、R7及R8；独立键盘电路：S2、S3、S4、R14、R15及R16；流水灯电路：LED3—LED10及排电阻R6；红外检测电路：DS1；温度传感器电路：U4（DS18B20)、R11；EEPROM电路:U5（ST24C02M1）R12、R13及C14；精密时钟电路：U9（DS1302S）、R25、R26、J8、C18及Y2；继电器电路：VT2、K1、LED11、R9、R10及D3.6。4单片机学习仪完整板原理图符号筹备单片机学习仪完整板原理图符号准备新建PCB工程文档和原理图文件单片机学习仪完整板原理图符号准备新建PCB工程文档和原理图文件原理图符号准备知识分布网络6.4.1新建PCB工程文档和原理图文件建立专用“wanzhengban"文件夹，在该文件夹中新建工程文档“wanzhengban.PrjPCB"和原理图文件“master。Schdoc”,简略操作如下.1.在Windows中建立专用的“wanzhengban”文件夹,将全部与该工程设计有关的文件都存放在此文件夹下。2.在Window桌面单击【开头】/【程序】/【Altium】/【DXP2004】菜单选项，启动Protel2004。3.执行菜单命令【File】/【New】/【Project】/【PCBProject】，添加一个新的文件名为“PCB_Project1。PrjPCB”工程文档。4。执行菜单命令【File】/【SaveProjectAs】，在另存为对话框中将该工程保存的默认位置（安装名目\Altium2004\Examples)改到指定的文件夹（\wanzhengban).在文件名输入栏内输入文件名为“wanzhengban.PrjPCB",保存并退出另存为对话框.5.执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】，在“wanzhengban。PrjPcb"工程文档的“SourceDocuments”文件夹下，添加（链接)“Sheet1.SchDoc”的原理图文件.6。执行菜单命令【File】/【Save】,在文件保存对话框的文件名栏中键入“master。Schdoc",保存并退出保存对话框。执行完上述操作后，Protel2004的工作区面板【Projects】如图1所示，“wanzhengban"文件夹中新建的工程文档和原理图文件如图2所示。图1工作区面板【Projects】图2“wanzhengban”文件夹6。4.2原理图符号筹备在原理图符号筹备过程中,对于事先知道要取用的元器件所在的原理图符号库文件，可以直接加载该库文件；对于一些不知道所属库文件的元器件，可以利用库搜寻功能，搜寻到库文件并加载到Protel2004系统中来.针对图6—1—1所示的单片机完整板电路，读者可以利用上述两种方法筹备原理图符号并填写表6—1-2所示的原理图符号清单。单片机学习仪完整板电路中没有需要通过原理图符号库编辑器进行绘制的特殊元器件，全部原理图符号来源于Protel2004自带的符号库和单片机学习仪简化板电路绘制过程中创建的简化板库文件（jianhuaban。SCHLIB）。表1给出了单片机学习完整板电路全部元器件在原理图符号库文件中的名称（LibraryRef)及所属的原理图符号库以供参考。对于表1中部分特殊元器件：U1、R2、R6、LDS1～LDS4、U12、PU1及J7，在上一章单片机学习仪简化板电路绘制过程中，已经创建过这些元器件符号,可以将简化板库文件（jianhuaban.SCHLIB）直接加载到当前的Protel2004系统中来。红外接收头DS1可以用MiscellaneousConnectors。IntLib(Altium2004\Library）库中的Header3代替。表1单片机学习仪完整板电路元器件所属库清单元件在库中名称（LibraryRef）元件标识（Designator）元件描述（Comment）所属原理图库元件说明CAPPol2C1、C810uFMiscellaneousDevices.IntLib(Altium2004\Library)电解电容CAPC2、C322pF贴片电容CAPC4、C6、C7、C13~C180.1uF贴片电容CAPPol2C547uF电解电容CAPPol2C9～C121uF电解电容Res2R1、R12、R1310K贴片电阻Res2R3、R34、R355.1K贴片电阻Res2R4、R5、R7、R9、R14～R16、R251K贴片电阻Res2R8100贴片电阻Res2R10、R114。7K贴片电阻Res2R17～R24330贴片电阻Res2R262K贴片电阻Res2R32、R33100贴片电阻RPotR3110K3296型多圈电位器Diode1N4001D1、D2、D31N4001贴片二极管LED0LED1~LED11LED贴片发光二极管BellBL1THDZ蜂鸣器Relay-SPDTK1HRS1H—S—DC5V单刀双掷继电器SW—PBS1～S20SW—PB轻触按键SW—DPDTSW1SW-DPDT双刀双掷电源开关PNPVT1、VT2S9012三极管PNPVT3S9013三极管XTALY111.0592M晶振XTALY232768K晶振Header3DS1SM3381MiscellaneousConnectors.IntLib（Altium2004\Library）红外接收头Header4J1Header4标准四脚插孔Header8X2J2Header8X2标准双列16脚插针Header3X2J3Header3X2标准双列6脚插针Header6X2J4Header6X2标准双列12脚插针Header5X2J5S5XISP标准双列10脚插针Header3J6Header3标准3脚插针Header2J8EXTPOW标准2脚插针Header5J10Header5标准5脚插孔Header8P0~P3Header8标准8脚插孔DConnector9J9DB9D型9脚连接器LM7805CTU2LM7805CTNSCPowerMgtVoltageRegulator。IntLib(Altium2004\Library\NationalSemiconductor\)三端稳压器MAX232CSEU3MAX232CSEMaximCommunicationTransceiver。IntLib(Altium2004\Library\Maxim)串行通讯电路（贴片）DS1820U4DS18B20DallasSensorTemperatureSensor.IntLib（ALTIUM2004\Library\DallasSemiconductor）温度传感器ST24C02M1U5ST24C02M1STMemoryEEPROMSerial。IntLib(ALTIUM2004\Library\STMicroelectronics)EEPROM存储器(贴片）MC74HC574DWU6、U7MC74HC574DWMotorolaLogicFlip-Flop.IntLib（ALTIUM2004\Library\Motorola）锁存器（贴片）SN74HC138DU8SN74HC138DTILogicDecoderDemux。IntLib（ALTIUM2004\Library\TexasInstruments)3-8译码器（贴片）DS1302SU9DS1302S（ALTIUM2004\Library\DallasSemiconductor)时钟芯片(贴片）STC89C52U1STC89C52RCjianhuaban。SCHLIB（自建库\简化板电路库文件\）兼容51系列的单片机ResPackR25.1K×89脚排电阻ResPackR61K×89脚排电阻2LED-CC-RDLDS1～LDS4LG3621AH2位共阳数码管LCD1602U121602液晶显示屏1602Header40PU1Header40标准双列40脚插针PWR2.5J7PWR2.52。5寸电源插孔6。5单片机学习仪完整板原理图绘制单片机学习仪完整板原理图绘制单片机学习仪完整板原理图绘制设置原理图选项及绘制总图放置子图元器件及子图布局子图原理图布线检查、校对、修饰及线路再调整文档保存及输出知识分布网络知识分布网络对于简洁电路，ProtelDXP供应了多种绘制方法，其中层次式电路的设计方法是最常用的方法之一。层次电路的设计思想是：首先对比较简洁的电路进行功能划分；然后设计一个系统总图，总图主要由功能方块图(子图符号）来组成，以展现各个功能单元之间的系统关系；最后分别绘制各个功能电路图。层次电路图设计的关键在于正确地传递层次间的信号,信号的传递主要通过放置电路子图符号、子图出入端口和输入/输出端口来实现。通常在总图中使用子图符号,每个子图符号必必要有与之对应的电路图(即子图)存在。子图符号的内部有子图出入端口，在与子图符号相对应的子图中必须有输入/输出端口与子图符号中的子图出入端口相对应，且必须同名。层次电路图的设计可以采纳自上而下和自下而上的层次电路设计方法.自上而下的层次电路设计方法对应的菜单命令为：“CreateSheetFromSymbol”，即由电路方块图产生与方块图相对应的电路原理图(即子图）。自上而下的层次电路设计是先设计包含子图符号的总图,如6-1-1（a）总图（master.SchDoc)。然后再由总图中的各个子图符号创建与之相对应的子图(如6-1-1（b）接口电路1（jiekou1.SchDoc）、6-1—1(c）微掌握器电路（MCU。SchDoc)及6—1—1（d)接口电路2(jiekou2.SchDoc））。由图6—1—1（a）、（b)、（c）及（d)构成单片机学习仪完整板电路的层次原理图。自下而上的层次电路设计方法对应的菜单命令为：“CreateSymbolFromSheet”，即由电路原理图(即子图)产生与之相对应的电路方块图.自下而上的层次电路设计方法是先设计各功能电路图（即子图，如6—1—1(b）接口电路1（jiekou1。SchDoc）、6-1—1（c）微掌握器电路（MCU。SchDoc）及6-1—1(d）接口电路2(jiekou2.SchDoc），然后创建一个空的所谓父图，依据各个子图，在空的父图中放置与各个子图相对应的子图符号，由系统关系绘制子图符号的连接(如6-1-1（a）总图(master.SchDoc）).在此,采纳自上而下的层次电路设计方法绘制单片机学习仪完整板电路的层次原理图。6。5。1设置原理图选项及绘制总图本章已经为单片机学习仪完整板电路的层次原理图绘制建立了专用“wanzhengban"文件夹，在该文件夹中新建了工程文档“wanzhengban.PrjPCB"和原理图文件“master.Schdoc”，可以打开原理图文件“master。Schdoc”,进入原理图编辑器环境。1.设置原理图选项执行菜单命令【Design】/【DocumentOptions】，在弹出的文档选项【DocumentOptions】对话框中,选定【sheetOptions】标签，设定图纸方向（Orientation）、标题块（TitleBlock）、参考边框（ShowReference）、边框（ShowBorder)、边框颜色(BorderColor）、图纸颜色（SheetColor）、锁定栅格（Snap）、可视栅格(Visible)、电气栅格的使能、电气栅格大小（GridRange）、标准图纸类型（StandardStyle）及自定义图纸类型（CustomStyle)等常规设置。选定【Unit】标签，设定英制单位系统(ImperialUnitSystem）或公制单位系统（MetricUnitSystem)。在此，全部使用默认设置。2。绘制总图（master.SchDoc）总图是层次电路图的主图，全部的子图都以子图符号的形式消灭在总图中。1）绘制子图符号参照图6-1-1（a）所示的总图（master.SchDoc)，鼠标左键单击Wiring工具栏上的按钮或执行菜单【Place】/【SheetSymbol】命令，光标粘附一个子图符号，在放置子图符号状态下，单击键盘【tab】键，系统弹出如图6-5—1所示的子图符号编辑对话框。图6-5—1子图符号编辑对话框“Designator”栏内输入“MCU"，将该子图符号命名为“MCU”；在“FileName”栏内输入“MCU.Schdoc”，则与之对应的子图文件是“MCU.Schdoc”。移动光标到合适位置,单击鼠标左键确定子图符号的第一顶点;向右下角移动光标并单击鼠标左键，确定另一个顶点并完成当前子图符号的绘制。重要提示三个子图符号的大小并不是一次就确定好的，可以根据接下来放置的子图输入/输出端口随时调整三个子图符号的大小。依据同样的方法，在左边子图符号的“Designator”栏内输入“jiekou1”，在“FileName"栏内输入“jiekou1.schdoc”，绘制子图符号“jiekou1”；在右边子图符号的“Designator”栏内输入“jiekou2”，在“FileName”栏内输入“jiekou2。Schdoc”，绘制子图符号“jiekou2”。完成3个子图符号绘制之后如图6-5—重要提示三个子图符号的大小并不是一次就确定好的，可以根据接下来放置的子图输入/输出端口随时调整三个子图符号的大小。图6-5—2子图符号的绘制2）放置子图输入/输出端口鼠标左键单击【Wiring】工具栏中的按钮，或执行菜单【Place】/【AddSheetEntry】命令放置子图输入/输出端口，在子图输入/输出端口放置状态下，单击键盘【tab】键，弹出的子图输入/输出端口编辑对话框如图6—5—3所示。如在子图符号jiekou1中放置子图输入/输出端口“P00”,在编辑对话框属性栏的【Name】项输入“P00”,在【I/OType】栏的下拉列表中选择“Input”，如图6-5-3所示.在合适的位置单击鼠标左键放置子图输入/输出端口“P00”,放置后如图6—5—2所示。图6-5-3子图出入端口编辑对话框依据表6—5—1，在三个子图符号（jiekou1、MCU及jiekou2）内放置子图输入/输出端口并设置其属性。完成子图输入/输出端口放置的总图如图6—5-4所示。表6-5-1三个子图输入/输出端口的属性表所在子图符号名称（Name）I/O类型（I/OType）名称（Name）I/O类型（I/OType）jiekou1P00InputP14InputP01InputP15InputP02InputP16InputP03InputP17InputP04InputLCDRSInputP05InputLCDRWInputP06Input138AInputP07Input138BInputP10Input138CInputP11InputVCCUnspecifiedP12InputGNDUnspecifiedP13InputMCUP00Output138COutputP01OutputVCCUnspecifiedP02OutputGNDUnspecifiedP03OutputSW1OutputP04OutputSW2OutputP05OutputSW3OutputP06OutputLED1OutputP07OutputLED2OutputP10OutputLED3OutputP11OutputLED4OutputP12OutputLED5OutputP13OutputLED6OutputP14OutputLED7OutputP15OutputLED8OutputP16OutputBELLOutputP17OutputHongWaiOutputLCDRSOutputRELAYOutputLCDRWOutputTEMPOutput138AOutputSDAOutput138BOutputSCLOutputJiekou2SW1InputBELLInputSW2InputHongWaiInputSW3InputRELAYInputLED1InputTEMPInputLED2InputSDAInputLED3InputSCLInputLED4InputP10InputLED5InputP11InputLED6InputP12InputLED7InputVCCUnspecifiedLED8InputGNDUnspecified3）调整布局,完成导线连接参照图6-1—1（a）所示的总图（master。SchDoc），在完成子图输入/输出端口放置的总图6—5—4中使用绘制导线命令或工具完成导线连接，完成导线连接的总图如图6—5-5所示。图6-5-4完成子图输入/输出端口放置的总图图6-5-5导线连接的总图执行菜单命令【File】/【Save】,保存编辑好的“master。Schdoc”文档.到此为止，总图文档(master。Schdoc)已经编辑完成，接下来开头创建各个子图文档.6.5。2放置子图元器件及子图布局1.由子图符号创建子图执行菜单命令【Design】/【CreateSheetFromSymbol】,将十字形光标移动到子图符号“jiekou1”上,单击鼠标左键，在弹出如图6-5—6所示的确认对话框，单击按钮，保持子图输入/输出端口的原始类型不变（单击按钮，信号方向将取反)。系统自动由“jiekou1”子图符号创建一个文件名为“jiekou1.Schdoc”的原理图文档，并将子图符号内的子图输入/输出端口带入子图，用输入/输出端口的形式消灭在新建的“jiekou1。Schdoc"的原理图文档图纸的左下角，如图6—5—7所示。执行菜单命令【File】/【Save】，将自动生成的“jiekou1。Schdoc”文档保存在“wanzhengban”文件夹中。图6—5—6确认对话框图6-5-7“jiekou1。Schdoc”中的输入/输出端口重复步骤(1），分别由子图符号“MCU”和“jiekou2”,创建对应的子图MCU。Schdoc”和“jiekou2。Schdoc”.带入“MCU.Schdoc”中的输入/输出端口如图6—5-8（a）所示,带入“jiekou2。Schdoc”中的输入/输出端口如图6-5—8（b)所示。此时的工作区面板【Projects】如图6-5—9所示。适当调整输入/输出端口的布局，为后续子图文件的元器件放置做好筹备。(a）“MCU。Schdoc”的输入/输出端口（b)“jiekou2.Schdoc”的输入/输出端口图6—5-8图6—5-9工作区面板【Projects】2。在三个子图文件中放置元器件并布局1）放置子图文件“jiekou1.Schdoc"的元器件并布局参考图6—1-1(b)接口电路1(jiekou1。SchDoc）和表6-5-1单片机学习仪完整板电路元器件所属库清单，在子图文件“jiekou1。Schdoc"中放置元器件。对完成元器件放置的子图文件“jiekou1。Schdoc”进行元器件布局，完成布局后如图6—5-10所示.图6-5—10完成元器件放置及布局的子图文件“jiekou1.Schdoc”2）放置子图文件“MCU。Schdoc"的元器件并布局参考图6-1—1（c）微掌握器电路(MCU.SchDoc）和表6—5—1单片机学习仪完整板电路元器件所属库清单,在子图文件“MCU。Schdoc”中放置元器件.对完成元器件放置的子图文件“MCU.Schdoc”进行元器件布局,完成布局后如图6-5—11所示。3）放置子图文件“jiekou2.Schdoc”的元器件并布局参考图6—1—1（d）接口电路2（jiekou2。SchDoc）和表6—5—1单片机学习仪完整板电路元器件所属库清单,在子图文件“jiekou2。Schdoc”中放置元器件.对完成元器件放置的子图文件“jiekou2.Schdoc”进行元器件布局，完成布局后如图6—5-12所示.图6—5-11完成元器件放置及布局的子图文件“MCU.Schdoc"图6—5—12完成元器件放置及布局的子图文件“jiekou2.Schdoc"6。5.3子图原理图布线图6-5—13完成原理图布线的子图文件“MCU。Schdoc”图6-5—14完成原理图布线的子图文件“MCU。Schdoc”参照前面章节介绍的方法，在已经完成元器件放置及布局的单片机学习仪完整板层次电路的三个子图中，使用原理图绘制工具完成三个子图原理图布线。在原理图布线时网络标签（NetLabel)容易出错，在此通过椭圆框选，在实际原理图中不需要绘制。完成原理图布线的子图文件“jiekou1。Schdoc”如图6—5—13所示.完成原理图布线的子图文件“MCU。Schdoc”如图6—5—14所示.完成原理图布线的子图文件“jiekou2.Schdoc”如图6—5—15所示。图6—5-15完成原理图布线的子图文件“jiekou2。Schdoc”6。5。4检查、校对、修饰及线路再调整只有原理图正确才能保证印刷电路板图的正确，如果将原理图的错误带到印刷电路板的设计中，这种错误的修改是十分繁琐的，所以在原理图绘制阶段我们必须保证原理图的正确性.原理图的检查、校对应该包含两个方面,一方面是人工检查、校对，对比原始图纸和新绘制的图纸，查找出错的地方；一方面是通过执行编译命令，发现人工检查、校对忽视的错误。两个方面应该是相辅相成，缺一不行的。1。人工检查、校对在人工检查、校对层次原理图时，常常需要在不同层次的电路之间进行切换,如总图与子图之间的相互切换、总图输入/输出端口与子图对应电气网络之间的切换等。1）由总图切换到子图如果要从总图“master.Schdoc”文档切换到子图“jiekou1.Schdoc”文档，以便对“jiekou1.Schdoc"文档进行编辑，可按以下步骤操作：(1)单击“master。Schdoc”文档标签，切换到原理图编辑环境下。（2）执行菜单命令【Tools】/【Up/DownHierarchy】，或直接单击标准工具栏上的层次切换按钮，此时间标将变为十字形。(3）移动光标指向“jiekou1”子图符号中央位置，单击鼠标左键即可切换到“jiekou1。Schdoc”文档,并以最大显示模式显示在原理图编辑器环境下。单击右键退出切换状态。2）由子图切换到父图如果要从子图“jiekou1。Schdoc"切换到父图“master。Schdoc”，可按以下步骤操作：（1）切换到当前编辑的“jiekou1.Schdoc”文档.(2）执行菜单命令【Tools】/【Up/DownHierarchy】，或直接单击标准工具栏上的层次切换按钮，此时间标将变为十字形。（3)移动光标指向其中一个输入/输出端口，单击左键切换到父图，并以高亮的最大显示模式显示被单击的输入/输出端口所对应的子图出入端口。单击右键退出切换状态。3）总图输入/输出端口与子图对应电气网络之间的切换如果要查看总图“master.Schdoc”文档中某一个子图输入/输出端口与子图对应电气网络之间的连接关系（如查看与子图符号“jiekou1”的子图输入/输出端口“P00”项关联的子图电气网络），可按以下步骤操作：（1）切换到当前正编辑的“master.Schdoc”文档.（2)执行菜单命令【Tools】/【Up/DownHierarchy】，或直接单击标准工具栏上的层次切换按钮，此时间标将变为十字形。（3）移动光标指向子图符号“jiekou1”的子图输入/输出端口“P00”，并单击左键，立即切换到子图文件“jiekou1.Schdoc”,并以高亮模式显示与“P00”相关联的电气网络.单击标准工具栏上的按钮，退出高亮显示模式.2.执行编译命令当原理图绘制完毕后，执行编译项目可以发现原理图中存在的电气规章错误，执行菜单命令【Project】/【CompileDocmentwanzhengban。SchDoc】，系统开头编译单片机学习仪完整板电路原理图.当项目被编译时，在项目选项中设置的错误检查被启动，在弹出的【Message】窗口中显示错误及警告信息，对单片机学习仪完整板电路原理图编译之后的【Message】窗口如图6-5—16所示。图6—5-16单片机学习仪完整板电路原理图编译的【Message】框通过报告中叙述的错误类型可以修改原理图的错误。在【Message】对话框中单击错误或警告，跳转到原理图违反检查规章的地方，此时违反检查规章的地方将高亮显示,电路图上其他对象将暗显示，如图6—5—17所示。单击原理图标准工具栏中的按钮，可以撤销违反检查规章对象的选中状态.在【Message】对话框中显示的错误或警告，基本上是违规信号完整性分析规章或电路仿真规章的，对PCB设计而言没有影响，可以忽视这类错误或警告。图6-5—17违反检查规章的高亮显示3。单片机学习仪完整板电路的修饰利用Protel2004的非电气对象绘制工具对绘制完成的单片机学习仪完整板层次电路图进行必要的修饰，使该原理图更具可读性和美观性。完成绘制任务的单片机学习仪完整板层次电路图如图6—5—5、图6-5-13、图6—5—14及图6—5-15所示.6。5.5文档保存及输出可以参考前面章节中介绍过的原理图打印输出方法，对单片机学习仪完整板电路原理图的打印输出进行页面设置（PageSetup)、打印预览（Preview)、打印机设置（PrinterSetup）和打印（Print)等操作。6。6单片机学习仪完整板元器件封装筹备单片机学习仪完整板元器件封装准备特殊元器件的封装模型绘制单片机学习仪完整板元器件封装准备特殊元器件的封装模型绘制知识分布网络知识分布网络单片机学习仪完整板封装准备单片机学习仪完整板封装准备上一章元器件封装筹备部分，介绍过通过完整绘制和相近封装改造两种方法，完成单片机学习仪简化板项目中12个特殊元器件的封装模型绘制过程.本章将连续使用这些方法绘制单片机学习仪完整板项目的特殊元器件封装模型（红外接收头DS1，封装名称：SM3381），并在此基础上完成单片机学习仪完整板项目元器件封装筹备。6.6.1特殊元器件的封装模型绘制1。封装库文件筹备AABCADD图6—6-1封装模型“SM3381”的外形及尺寸将专用文件夹“jianhuaban"中的封装库文件“jianhuaban。PcbLib"，拷贝到单片机学习仪完整板项目文件夹“wanzhengban”中,并更名为“wanzhengban。PcbLib"。双击该文件，以自由文件的形式打开（也可以加载到单片机学习仪完整板工程文档中）该文件，同时打开PCB库编辑器。在元件封装库管理器面板的Conponents区域，单击鼠标右键，在弹出的右键子菜单中执行【NewBlankComponent】命令，新建的元件封装名称为“PCBComponent_1”，双击该封装名称,在弹出的元件属性对话框中将该封装的名称改为“SM3381”.这样，“wanzhengban。PcbLib”封装库文件将在保留原有12个封装模型的基础上，增加一个新的封装“SM3381”,其外形及尺寸如图6-6—1所示。简略尺寸如下：A:50mil；B：200mil；C：100mil；D:2mm；焊盘外径:1.5mm；焊盘孔径：0.9mm；半圆弧半径：2mm.2.元件封装库编辑系统环境设置依据封装“SM3381”尺寸特点，将可视栅格2设为100mil，其他栅格的设置见图6—6—2所示.图6-6—2完成设置的BoardOptions对话框3。创建元件封装模型1）放置焊盘首先将3号焊盘放在坐标(0，0）位置,外形(Shape)为圆形，外径1.5mm,孔径0.9mm.依据焊盘之间水平间距100mil，放置2号和1号焊盘，完成放置的3个焊盘如图6—6—3所示。图6—6-3放置封装“SM3381”的焊盘图6—6-4在封装“SM3381”上绘制半圆弧2）绘制外形轮廓通过键盘中的“Q"键切换到公制状态下，单击PCB库标准工具栏中的栅格按钮,将锁定栅格设为0。1mm.在顶层丝印层,单击菜单【Place】/【Arc（Center）】或使用画弧线工具，在坐标为（3。8，—2）的点确定圆心，绘制半径为2mm的半圆弧，如图6-6—4所示。由坐标(—1。3,—2）、（8。9，—2）、(8.9，2）及（—1。3，2)画矩形，与半圆弧形成封闭曲线，如图6-6-1所示。3）设置元件封装参考点单击主菜单【Edit】/【SetReference】，设置3号焊盘为参考点。选择存盘命令将新创建的元件封装及元件库保存,完成元件封装“SM3381”的绘制，此时的PCB库管理器面板(PCBLibraries）如图6-6—5所示。图6—6—5PCB库管理器面板（PCBLibraries）6.6.2单片机学习仪完整板封装筹备本章仍以表格形式给出单片机学习完整板电路全部元器件封装模型的名称及其所属的库文件，如表6-6—1所示。参照表6-6—1，加载所需的封装库，完成单片机学习仪完整板电路封装模型设置。表6—6—1单片机学习仪完整板电路元器件所属封装库清单元件在库中名称（LibraryRef）元件标识(Designator）元件描述（Comment）封装名称（Footprint）所属封装库CAPPol2C1、C810uFCAPPR5-5×7Capacitor—Electrolytic.PcbLib（Altium2004\Library\Pcb)CAPC2、C322pFCC2012—0805ChipCapacitor-2Contacts。PcbLib（Altium2004\Library\Pcb)CAPC4、C6、C7、C13～C180。1uFCC2012-0805ChipCapacitor-2Contacts。PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）CAPPol2C547uFCAPPR5—10×16Capacitor-Electrolytic。PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）CAPPol2C9、C10、C11、C121uFCAPPR2-5X5Capacitor-Electrolytic.PcbLib（Altium2004\Library\Pcb)Res2R1、R12、R1310KCR2012—0805ChipResistor-2Contacts。PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）Res2R3、R34、R355.1KRes2R4、R5、R7、R9、R14～R16、R251KRes2R8100Res2R10、R114.7KRes2R17～R24330Res2R262KRes2R32、R33100RPotR3110KVR1wanzhengban.PCBLIB(自建库\完整板电路库文件\)Diode1N4001D1、D2、D31N4001CD2012-0805ChipDiode—2Contacts.PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）LED0LED1～LED11LEDCD2012-0805ChipDiode-2Contacts.PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）BellBL1BellBELLwanzhengban。PCBLIB（自建库\完整板电路库文件\）Relay-SPDTK1SPDTSPDT1SW-PBS1～S20SW-PBSW1SW—DPDTSW1SW-DPDTPOW-DPDTPNPVT1、VT2S9012BCY-W3/B。7MiscellaneousDevices.IntLib(Altium2004\Library）PNPVT3S9013BCY-W3/B.7MiscellaneousDevices。IntLib（Altium2004\Library）XTALY111。0592MBCY—W2/E4。7CrystalOscillator。PcbLib（Altium2004\Library\Pcb）XTALY232768KBCY—W2/D1。5Header4J1Header4HDR1X4MiscellaneousConnector。IntLib(Altium2004\Library）Header8X2J2Header8X2HDR2X8Header3X2J3Header3X2HDR2X3Header6X2J4Header6X2HDR2X6Header5X2J5S5XISPHDR2X5Header3J6Header3HDR1X3Header2J8EXTPOWHDR1X2Header5J10Header5HDR1X5Header8P0~P3Header8HDR1X8Header40PU1Header40HDR2X20JIANHUABAN.PCBLIB（自建库\简化板电路库文件\)DConnector9J9DB9DB9FLELM7805CTU2LM7805CTTO220—HMAX232CSEU3MAX232CSENSO16默认封装(MaximCommunicationTransceiver。IntLib)DS1820U4DS18B20PR35默认封装DallasSensorTemperatureSensor。IntLib（ALTIUM2004\Library\DallasSemiconductor）ST24C02M1U5ST24C02M1SOP8默认封装STMemoryEEPROMSerial.IntLib（ALTIUM2004\Library\STMicroelectronics）MC74HC574DWU6、U7MC74HC574DW751D-03默认封装MotorolaLogicFlip—Flop.IntLib（ALTIUM2004\Library\Motorola）SN74HC138DU8SN74HC138DD016默认封装TILogicDecoderDemux.IntLib(ALTIUM2004\Library\TexasInstruments）DS1302SU9DS1302SSOIC8WA默认封装DallasPeripheralRealTimeClock.IntLib(ALTIUM2004\Library\DallasSemiconductor）PWR2。5J7PWR2.5POW—INJIANHUABAN.PCBLIB(自建库\简化板电路库文件\）STC89C52U1STC89C52RCMDIP-40ResPackR25.1K×8HDR1X9MiscellaneousConnectorPCB。IntLib（Altium2004\Library）ResPackR61K×82LED—CC—RDLDS1~LDS4LG3621AH2LED—CCwanzhengban.PCBLIB（自建库\完整板电路库文件\）LCD1602U1216021602Header3DS1SM3381SM3381Wanzhengban.PCBLIB(自建库\完整板电路库文件\）在单片机学习仪完整板电路全部元器件的封装模型加载完之后，单击菜单命令【Reports】/【BillofMaterials】,查看原理图的材料清单，弹出如图6—6-6所示的工程材料清单对话框。对比表6—6-1单片机学习仪完整板电路元器件所属封装库清单,确认封装模型加载的正确性。图6—6—6工程材料清单6。7单片机学习仪完整板印刷电路板设计单片机学习仪完整板印刷电路板设计单片机学习仪完整板印刷电路板设计印刷电路板规划导入原理图设计规则设置（DesignRules）元件布局布线PCB验证与特殊处理知识分布网络知识分布网络6。7。1印刷电路板规划1.创建新的PCB文件(1）在“wanzhengban.PrjPcb"工程文档环境下，执行菜单命令【File】/【New】/【PCB】，系统在工程文档的“SourceDocuments”文件夹下，自动添加（链接)一个“Sheet1.PCBDOC”的PCB文件，并打开PCB编辑器。（2）执行菜单命令【File】/【Save】,以“wanzhengban。PCBDOC”文件名保存该文件并退出保存对话框。2.定义PCB工作板层执行主菜单命令【Design】／【LayerStackManager…】，或在PCB编辑器的图纸编辑区中,单击鼠标右键，从弹出的右键菜单中执行【Option】／【LayerStackManager…】命令,启动板层堆栈管理器。单片机学习仪完整板电路为双面板PCB设计项目，可以使用Protel2004板层堆栈管理器的默认设置。3。PCB板层显示/颜色的设置执行主菜单命令【Design】/【BoardLayers…】，或在PCB编辑器的图纸编辑区内,单击鼠标右击，从弹出的右键菜单中选择【Option】/【BoardLayers＆Colors…】，即可打开PCB板层显示/颜色设置对话框。单片机学习仪完整板电路PCB设计项目的板层设置与简化板电路PCB设计项目相同，简略的设置如图5—7—1所示。使用的层为：顶部信号层（TopLayer）、底层信号层（BottomLayer）、机械层（MechanicalLayers）的机械层1和2、顶层助焊层（TopPaste）、底层助焊层（BottomPaste）、顶层阻焊层(TopSolder）、底层阻焊层（BottomSolder）、顶层丝印层（TopOverlay）、禁止布线层（Keep—OutLayer）、多层(Multi-Layer）.系统颜色(SystemColors）使用飞线(ConnectionsandFromTos）、设计规章检查的错误标记（DRCErrorMarkers）、可视栅格2、焊盘通孔（PadHoles）及过孔通孔(ViaHoles).4.PCB设计环境和格点设置执行菜单命令【Design】/【BoardOptions…】，或在PCB编辑器的图纸编辑区内右击鼠标，在弹出的右键菜单中执行【Option】/【BoardOptions…】命令，在打开的BoardOptions对话框中设置PCB板的设计环境和格点.单片机学习仪完整板电路使用英制,锁定栅格临时设为50mil,元件栅格设为20mil，允许电气栅格捕获且电气栅格为8mil,可视栅格为线状，其次可视栅格为100mil，设置之后的对话框如图4-7—2所示.5。设置相对原点执行菜单命令【Edit】/【Origin】/【Set】，或单击有用工具栏(Utilities）中的按钮，光标变成十字状，移动光标到图纸的适当位置,单击左键放置相对原点，此时状态栏显示当前光标所在位置的坐标为：X：0，Y:0。6.电路板裁剪图6-1—2（a）给出了单片机学习仪完整板电路PCB尺寸(宽度为6100mil，高度为3500mil），以设置的相对原点为（0mil，0mil)点，计算出矩形PCB板的四个顶点坐标为:（0mil，0mil）、（6100mil，0mil）、(6100mil,3500mil）及（0mil，3500mil）.1）在PCB编辑区中，切换当前工作层为机械层1(Mechanical1）,执行菜单命令【Place】/【Line】，或单击有用工具栏(Utilities）中的按钮，鼠标变成十字状，单击键盘快捷键Ctrl+End，十字光标跳转到相对原点（0,0)处，单击鼠标左键确定绘制PCB外框的起点,依据PCB板的四个顶点坐标绘制封闭矩形外框。2）用鼠标框选中在机械层1上绘制的PCB外框，执行菜单命令【Design】/【BoardShape】/【DefineFromSelectedObjects】,系统将依据在机械层1上绘制的PCB外框裁剪PCB。7.定义禁止布线层由图6-1—2（a）单片机学习仪完整板电路PCB尺寸可知，禁止布线层为矩形,且与PCB外框的每个边间距50mil，以设置的相对原点为(0mil，0mil）点,计算出矩形禁止布线层的四个顶点坐标为:(50mil，50mil）、（6050mil，50mil）、(6050mil，3450mil）及（50mil，3450mil）。在PCB编辑区中,切换当前工作层为禁止布线层（Keep-OutLayer），执行菜单命令【Place】/【Line】,或单击有用工具栏(Utilities）中的按钮，鼠标变成十字状，依据PCB板的四个顶点坐标在禁止布线层上绘制封闭矩形外框.8.放置安装孔图6—1-2（a）中四个常用的直径2.5mm的螺丝安装孔位，孔位的中心距离电路板边缘100mil，计算四个安装孔中心的坐标分别为：（100mil，100mil）、（6000mil，100mil）、（6000mil，3400mil）及（100mil,3400mil）。在PCB编辑区中，切换当前工作层为多层（Multi-Layer），执行菜单命令【Place】/【Pad】,或单击绘制工具栏（Wiring）中的放置焊盘按钮，鼠标粘附一个焊盘，单击键盘的Tab键，在弹出的焊盘属性对话框中将安装孔设置为圆形（Round），X、Y尺寸设为110mil；焊盘的通孔直径（HoleSize）设置为110mil；去掉焊盘编号（Designator），其余项保留默认设置.依据四个安装孔中心的坐标依次放置四个螺丝安装孔。9。尺寸标注对于前面定义的电路板，使用直线标注（Linear）及引线标注（Leader）在机械层2（Mechanical2）上放置必要的尺寸标注，包括:电路板尺寸、禁止布线层尺寸、安装孔间距、相对原点坐标及安装孔直径等，标注完成的PCB板如图6—1—2（a）所示.6。7.2导入原理图1。网络表（Netlist）文件的生成1)单击工程面板(Project）中“wanzhengban.PrjPCB”工程文档下的“wanzhengban.SchDoc"文件，切换到原理图编辑器环境下。2)执行菜单命令【Design】/【NetlistForProject】/【Protel】,生成单片机学习仪简化板电路的网络表文件(）.2。设计转换图6-7-1更新后生成的PCB板图在“wanzhengban.SchDoc"的原理图编辑环境下，执行主菜单命令【Design】／【UpdatePCBDocumentwanzhengban。PcbDoc】,或在“wanzhengban.PcbDoc”的PCB编辑环境下，执行主菜单命令【Design】／【ImportChangesFromwanzhengban。PRJPCB】，在弹出的更改命令管理EngineeringChangeOrder（ECO）对话框中，单击按钮，检查全部的变更是否都有效,当Check栏中全为正确时,单击按钮，执行全部的变更操作，执行结果如图6-7-1所示。6。7.3设计规章设置(DesignRules）本项目设计规章设置与单片机学习仪简化板电路设计规章设置相同,设置过程参见单片机学习仪简化板电路设计规章设置，在此不做重复介绍。单片机学习仪完整板电路设计规章设置如下：整个电路板平安距离（Clearance)12mil；“VCC"及“GND”网络导线宽度（Width）15mil，布线优先级高，其余网络导线宽度(Width）12mil,布线优先级低；布线层(RoutingLayers）为顶部信号层(TopLayer)和底层（BottomLayer）；孔径尺寸（HoleSize)最大值为200mil。其余设计规章采纳默认设置。6.7.4元件布局1.单片机学习仪完整板电路元件手工布局1）修改元件标注（Designater）的字体大小单片机学习仪完整板电路PCB板元件布局紧凑，系统默认的标注（Designater）字体较大，可以利用相像对象查找工具(FindSimilarObjects…),以任一元件的标注（Designater)作为查找条件，全部元件的标注（Designater）将以高亮显示的模式显示在PCB编辑窗口中，然后可以对查找到的对象执行整体编辑。将文字高度（Height）修改为45mil、文字笔画宽度（Width）修改为7mil。2）特殊元件布局参考图6—1—2(b)所示的单片机学习仪完整板电路PCB布局参考图，对U1、U2、U6、U7、U8、U12、LDS1～LDS4、J7、J9、PU1、S1～S20及SW1先进行布局。鼠标左键双击元件，在弹出的元件属性对话框中，勾选ComponentProperties栏中的Locked项,锁定元件避开被错误移动。为了最大限度减小PCB的尺寸，对U12液晶模块LCD1602的布局采纳了特殊的处理，将U12通过铜脚钉垫高，在U12的下面布局了其他元件.U12并没有依据其外形尺寸绘制封装，而是少绘制了两个螺丝安装孔，这两个未绘制的安装孔,在U12布局完成后依据实际尺寸（与另外两个对应的安装孔间距为31mm),放置两个没有网络的焊盘来代替，焊盘外径为4mm，孔径都为3mm，并锁定该安装孔。对特殊元件布局之后的PCB板如图6-7-2所示。图6-7—2先对特殊元器件进行布局3）元件布局参考图6-1—2(b)所示的单片机学习仪简化板电路PCB布局参考图，完成其余元件布局，如图6-7-3所示.图6—7—3单片机学习仪简化板电路布局图4）说明文字放置印刷电路板制成后为便利用户的使用，在单片机学习仪完整板电路布局过程中,需要对电路板中部分元件的功能进行文字说明,如图6—7-4所示（图中全部元件的标识Designator未显示）。执行菜单命令【Place】/【String】，或单击绘制工具栏(Wiring)中的放置字符串【PlaceString】按钮，将说明文字放置在顶部丝印层（TopOverlay）上。启动放置字符串命令后点击键盘的Tab键，修改文字高度（Height）为45mil、文字笔画宽度（Width）为7mil及文字内容(Text）.完成单片机学习仪完整板说明文字的放置，布局成功的PCB板如图6-1-2（b)所示.图6-7-4单片机学习仪完整板电路板的说明文字6.7。5布线单片机学习仪完整板电路先采纳自动布线，然后通过手工布线对自动布线不合理的地方进行修改和调整。1.单片机学习仪完整板电路的自动布线1）自动布线设置(1）自动布线策略设置在自动布线前,除了设置设计规章以外，还需要设置自动布线的策略。单击自动布线菜单命令【AutoRoute】/【Setup】，在弹出布线设置（SitusRoutingStrategies）对话框的RoutingStrategy（布线策略)栏中，保留对有效布线策略（AvailableRoutingStrategies）进行的设置。（2)层布线方向(EditLayerDirections）及布线规章设置（EditRules）单击RoutingSetupReport(布线步骤报告）栏中的按钮,在层布线方向对话框中，设置顶层信号层布线方向为垂直方向（Vertical)，底层信号层布线方向为水平方向（Horizontal）。单击RoutingSetupReport(布线步骤报告）栏中的按钮，在弹出的PCB设计规章和约束对话框，可以对前面设置的布线规章进行修改完善，在此保留默认设置。2）单片机学习仪完整板电路的自动布线在前面所讲的各种设置都设置好的基础上，对完成布局的单片机学习仪完整板电路进行自动布线.执行菜单命令【AutoRoute】/【All】,在弹出如图4—7-74所示的SitusRoutingStrategies对话框中，单击按钮，系统开头自动布线，同时弹出信息(Messages）面板。自动布线完成后，信息(Messages)面板（可以单击面板标签按钮【System】/【Messages】打开）将显示布线完成的情况，如图6—7-5，“Failedtocomplete0connection(s）in1Minute27Seconds.”表示在1分27秒的时间内完成了自动布线，不成功的布线为0。图6-7-5自动布线信息（Messages）显示框如果显示不成功的布线不为0,则说明自动布线没有完全成功。可以将布线拆除，重新布线,如果多次自动布线仍不能成功,则有可能设计规章设置不合理，比如平安间距或线宽设置太大等;也可能是元件布局不合理造成的，我们可以做相应的调整，直至自动布线成功完成.完成自动布线的单片机学习仪完整板电路如图6-7-6所示。图6—7-6完成自动布线的单片机学习仪完整板电路2。单片机学习仪完整板电路的手工布线1）单片机学习仪完整板电路顶层信号层（TopLayer）的手工调整对于图6—7—6,可以执行菜单命令【Design】/【BoardLayersandColors…】，在弹出的BoardLayersandColors对话框中，不显示底层信号层（BottomLayer），此时的顶层信号层（TopLayer）如图6-7—7所示，接下来对顶层信号层(TopLayer)的自动布线进行手工调整。对于自动布线的调整可以参照项目工作规范部分相关介绍,在此只列举四个自动布线之后的顶层信号层（TopLayer）布线不合理的地方。图6—7—8所示的元件U2带散热片，其通常安装在顶层，散热片底下的顶层信号层（TopLayer)是禁止布线的.图6-7—9与图6-7—10所示的布线不合理.图6—7-10所示的布线距离安装孔太近，在装配时容易造成短路故障。图6—7-7自动布线之后的顶层信号层（TopLayer）图6-7—8散热片底下禁止布线图6—7-9布线不合理图6—7-10布线不合理图6—7-11布线距离安装孔太近2）单片机学习仪完整板电路底层信号层（BottomLayer）的手工调整对于图6—7—6,可以执行菜单命令【Design】/【BoardLayersandColors…】，在弹出的BoardLayersandColors对话框中，不显示顶层信号层(TopLayer)，此时的底层信号层（TopLayer）如图6—7—12所示,接下来使用同样的方法，对底层信号层（BottomLayer）的自动布线进行手工调整。图6-7—12自动布线之后的底层信号层(TopLayer）对自动布线之后的顶层信号层（TopLayer）和底层信号层（TopLayer)分别进行手工调整，单片机学习仪完整板电路的PCB如图6—1—2（c)所示。6。7.6PCB验证与特殊处理1.PCB验证执行菜单命令【Tools】/【DesignRuleCheck..。】,单击弹出的设计规章检查（DesignRuleCheck）对话框的按钮，系统运行DRC,如果检查存在问题，将弹出【Messages】面板，分