3任务三绘制数码管电路PCB板

项目三数码管电路设计学习目标·掌握集成库、原理图库、封装库的创建方法；

·掌握元件及封装的制作；

·掌握如何将集成库、原理图库、封装库添加到库工作面板；·会利用新创建建的原理图元件、封装绘制原理图及PCB；·进一步熟悉原理图工作环境常用设置及元件属性页内容的相关调整修改；·掌握检查及编辑原理图的方法；·进一步熟悉常用PCB规则设置；·进一步熟悉PCB自动布线、调整布线方法及布线策略设置；·了解放置泪滴、放置过孔或焊盘作为安装孔、布置多边形铺铜区域等PCB的设计技巧。任务三

绘制数码管电路PCB任务描述本任务是在任务二完成数码管原理图的基础上完成数码管电路PCB绘制。本任务中的数码管封装利用任务二中所制作的数码管封装完成绘制数码管电路PCB设计。通过本任务的学习，进一步熟悉常用PCB规则设置；进一步熟悉PCB自动布线、调整布线方法及布线策略设置；了解放置泪滴、放置过孔或焊盘作为安装孔、布置多边形敷铜区域等PCB的设计技巧。任务实现1.创建PCB⑴在项目中新建PCB文档。步骤如下：①启动AltiumDesigner，打开“数码管电路.PrjPCB”的项目文件，再打开“数码管电路原理图.SchDoc”的原理图。②产生一个新的PCB文件。方法如下：选择“文件”→“新建”→“PCB”命令，在“数码管电路.PrjPcb”项目中新建一个名称为“PCB1.PcbDoc”的PCB文件。

③在新建的PCB文件上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“保存”命令，打开“Save[PCB1.PcbDoc]As”对话框。1.创建PCB

④在“Save[PCB1.PcbDoc]As”对话框的“文件名”编辑框中输入“数码管电路PCB板”，单击“保存”按钮，将新建的PCB文档保存为“数码管电路PCB板.PcbDoc”文件。如图3-98所示。图3-98创建PCB板文件1.创建PCB图3-99“板选项”对话框

⑵设置PCB。在主菜单中选择“设计”→“板参数选项”命令，打开如图3-99所示的“板选项”对话框。在“板选项”对话框的“度量单位”区域中设置“单位”为“Imperial”。1.创建PCB图3-100手动定义PCB外形⑶绘制PCB。步骤如下：按项目二方法手动创建PCB，如图3-100所示。1.创建PCB图3-101自动向导创建PCB外形

也可按项目一方法利用PCB向导创建PCB，如图3-101所示。此时需后设置“板参数选项”。2.PCB布局图3-102“工程变更命令”对话框⑴导入元件。步骤如下：

①在主菜单中选择“设计”→“UpdatePCBDocument计数译码电路PCB板.PcbDoc”命令，打开“工程变更命令”对话框，如图3-102所示。图3-103执行生效更改2.PCB布局

②单击“生效更改”按钮，验证一下有无不妥之处，如果执行成功，则在状态列表“检测”中会显示

符号；若执行过程中出现问题，则会显示

符号，如图3-103所示。图3-104执行更改操作2.PCB布局

③单击“执行更改”按钮，将信息发送到PCB。完成后，状态列表Done中将被标记

符号，如图3-104所示。图3-105信息导入PCB2.PCB布局

④单击“关闭”按钮，目标PCB文件打开，并且元件放在PCB边框的外部右侧。如果设计者在当前视图不能看见元件，单击选择“察看”→“适合文件”查看文件，如图3-105所示。图3-106用“元件屋”将元件拖入到PCB内2.PCB布局

⑤鼠标左键单击住“元件屋”将封装整体拖入到PCB，如图3-106所示。将仍在PCB外的元件都拖入到PCB内，然后，单击选中“元件屋”，按【Delete】键将其删除。2.PCB布局⑵元件布局。步骤如下：①单击PCB图中的元件，将其一一拖放到PCB中的Keep-Out布线区域内。在拖动元件到PCB中的Keep-Out布线区域时，可以一次拖动多个元件，如选择3个元件，按住鼠标左键将它拖动到PCB中部用户需要的位置时放开鼠标左键，在导入元件的过程中，系统自动将元件布置到PCB的顶层。②调整元件位置时，选择于其他元件连线最短，交叉最少的原则，可以按【Space】键，让元件旋转到最佳位置，再松开鼠标左键。

③如果元件排列不整齐，如电阻排列不整齐，可以选中这些元件，选择“编辑”→“对齐”→“对齐”命令，打开元件“排列对象”对话框。图3-107手动调整后的元件PCB布局2.PCB布局布置完成后的PCB如图3-107所示。图3-108安全间距设置3.设计规则设置⑴Clearance（安全间距）设置。相应设置对话框如图3-108所示。采取默认值，整个版面的安全间距为10mil。选择“设计”→“规则”命令，打开“PCB规则及约束编辑器”对话框。图3-109建立新规则对话框3.设计规则设置

⑵Width（布线宽度）设置。单击Routing前面的“

”符号，展开布线规则。。将光标移到“约束”区域，将最小宽度（MinWidth）、首选宽度（PreferredWidth）、最大宽度（MaxWidth）均修改为25mil，修改规则名称为“GND”，如图3-109所示。图3-110“编辑规则优先权”对话框3.设计规则设置

单击图3-109所示对话框中左下角的“优先权”按钮，打开“编辑规则优先权”对话框如图3-110所示。图3-111自动布线后的PCB4.PCB布线⑴自动布线。在主菜单中选择“自动布线”→“全部”命令，打开“Situs布线策略”对话框，默认为TopLayer（顶层）Vertical（垂直）布置，BottomLayer（底层）Horizontal（水平）布置。

自动布线后的PCB如图3-111所示。⑵验证PCB设计。执行“工具”→“设计规则检查”命令，查看系统设计中是否存在违反设计规则的问题，进行必要的修改和完善，直至系统布线成功。图3-112“泪滴选项”对话框5.PCB的设计技巧⑴放置泪滴。泪滴的作用：在焊接或钻孔时，避免应力集中在导线和焊点的接触点，而使接触处断裂，让焊盘和过孔与导线的连接更牢固。打开需要放置泪滴的PCB，选择“工具”→“泪滴”命令，弹出“Teardrops”（泪滴）设置对话框，如图3-112所示。图3-113泪滴的两种类型5.PCB的设计技巧①“WorkingMode”（工作模式）选项组“Add”（添加）单选按钮：用于添加泪滴。“Remove”（删除）单选按钮：用于删除泪滴。②“Object”（对象）选项组“All”（全部）复选框：勾选该复选框，将对所有的对象添加泪滴。“Selectedonly”（仅选择对象）复选框：勾选该复选框，将对选中的对象添加泪滴。③“Option”（选项）选项组

“Teardropstyle”（泪滴类型）：在该下拉列表选择“Curved”（曲线）、“Line”（线），表示用不同的形式添加泪滴。泪滴的两种类型形状如图3-113所示。（a）“Curved”（曲线）形

（b）“Line”（线）形5.PCB的设计技巧“Fourceteardrops”（强迫泪滴）复选框：勾选该复选框，将强制对所有焊盘或过孔添加泪滴，这样可能导致在DRC（设计规则检测）检测时出现错误信息。取消对此复选框的勾选，则对安全间距太小的焊盘不添加泪滴。“Adjustteardropsize”（调整泪滴大小）复选框：勾选该复选框，进行添加泪滴的操作时自动调整泪滴的大小。

“Generatereport”（创建报告）复选框：勾选该复选框，进行添加泪滴的操作后将自动生成一个有关添加泪滴操作的报表文件，同时该报表也将在工作窗口显示出来。图3-114补泪滴后的PCB5.PCB的设计技巧

④设置完毕单击“Ok”按钮，完成对象的泪滴添加操作。补泪滴后的PCB如图3-114所示。图3-115“过孔”对话框5.PCB的设计技巧

⑵放置过孔或焊盘作为安装孔。在低频电路中，可以放置过孔或焊盘作为安装孔。选择“放置”→“过孔”命令，进入放置过孔的状态，按【Tab】键弹出“过孔”对话框如图3-115所示。图3-116放置过孔的PCB5.PCB的设计技巧将过孔的直径(Diameter)改为：200mil；孔的孔尺寸(Diameter)改为：100mil。然后放在PCB的4个角上的合适位置。把四个过孔放在PCB后，成绿色高亮，如图3-116所示。5.PCB的设计技巧检查过孔以及一些焊盘绿色高亮的步骤：①在主菜单中选择“工具”→“设计规则检查”命令，打开“设计规则检查”对话框。②单击“运行DRC”按钮，启动设计规则测试。设计规则测试结束后，系统自动生成检查报告网页文件。错误原因：过孔的孔尺寸及直径超出规则限制。修改设计规则：选择“设计”→“规则”命令，打开“PCB规则及约束编辑器”对话框，选择DesignRules→Manufacturing→HoleSize命令，右击，在弹出的快捷菜单中选择“新规则”（NewRule）命令,出现HoleSize的新规则，将孔直径的最大值改为100mil。

选择DesignRules→Routing→RoutingViaStyle命令，将“直径”（ViaDiameter）(过孔直径)的最大值（Maximum）改为200mil，“孔尺寸”（ViaHoleSize）的最大值（Maximum）改为100mil，单击“确定”按钮即可。图3-117修改参数后的PCB5.PCB的设计技巧修改了这两个参数后的PCB无绿色高亮显示,如图3-117所示。图3-118“多边形敷铜”对话框5.PCB的设计技巧⑶布置多边形敷铜区域。选择“放置”→“多边形敷铜”命令或工具栏中的多边形敷铜工具按钮“”，打开多边形敷铜对话框，如图3-118所示。5.PCB的设计技巧该对话框用于设置多边形敷铜区域的属性，其中的选项功能如下：①“填充模式”用来设置多边形敷铜区域内的形状a.Solid(CopperRegions)：表示敷铜区域是实心的。b.Hatched(Tracks/Arcs)：表示敷铜区域是网状的。c.None(OutlinesOnly)：表示敷铜区域无填充，仅有轮廓、外围。在选中Hatched（Tracks/Arces）单选按钮，敷铜区域是网状的情况下：●“轨迹宽度”：编辑框用于设置多边形敷铜区域中网格连线的宽度。如果连线宽度比网格尺寸小，多边形敷铜区域是网格状的；如果连线宽度和网格尺寸相等或者比网格尺寸大，多边形敷铜区域是实心的。●“栅格尺寸”：编辑框用于设置多边形敷铜区域中网格的尺寸。为了使多边形连线的放置最有效，建议避免使用元件管脚间距的整数倍值设置网格尺寸。5.PCB的设计技巧●“包围焊盘宽度”：该选项用于设置多边形敷铜区域在焊盘周围的围绕模式。其中，“圆弧”单选项按钮表示采用圆弧围绕焊盘，“八角形”单选项按钮表示使用八角形围绕焊盘，使用八角形围绕焊盘的方式所生成的Gerber文件比较小，生成速度比较快。●“孵化模式”：用于设置多边形敷铜区域中的填充网格式样。其中共有四个单选项按钮，其功能如下：“90度”单选按钮：表示在多边形敷铜区域中填充水平和垂直的连线网格。“45度”单选按钮：表示用45°的连线网络填充多边形。“水平的”单选按钮：表示用水平的连线填充多边形敷铜区域。

“垂直的”单选按钮：表示用垂直的连线填充多边形敷铜区域。图3-119各填充风格的多边形敷铜区域5.PCB的设计技巧以上各填充风格的多边形敷铜区域如图3-119所示。5.PCB的设计技巧②“属性”区域用于设置多边形敷铜区域的性质。其中的各选项功能如下：a.“名称”：敷铜区域的名字，一般不用更改。b.“层”：下拉列表用于设置多边形敷铜区域所在的层。c.“