电子线路CAD设计项目教程-全套课件

《电子线路CAD设计》项目一印制电路板及其设计软件教学目标（1）了解印制电路板的概念；（2）了解印制电路板的组成；（3）了解印制电路板的制作流程；（4）了解印制电路板设计的常用软件；（5）了解各种软件的特点；产品演示：什么是印制电路板？印刷电路板通常简写成PCB（PrintedCircuitBoard

），甚至直接说“板子”，

一个PCB主要是用来创建元器件之间的联接，如电阻、电容、电感、集成芯片及接插件。PWB（PrintedWiringBoard

）通过一定的工艺，在绝缘性能很高的基材上覆盖一层导电性能良好的铜薄膜，就构成了生产印制电路板所必需的材料——覆铜板。按电路要求，在覆铜板上刻蚀出导电图形，并钻出元件引脚安装孔、实现电气互连的过孔以及固定整个电路板所需的螺丝孔，就获得了电子产品所需的印制电路板。PCB板的发展史

弗兰克·史普拉格（FrankSprague）,美国著名电子公司史普拉格的创始人。早在1904年，当他还是一个学徒是，就有了一个想法——减少点对点的导线故障。当他与他的导师——托马斯·爱迪生（ThomasEdison）交流此想法，想实现他的想法。早在1903年艾伯特·汉森(AlbertHanson)首创利用“线路”(Circuit)概念应用于电话交换机系统。它是将金属箔切割成线路导体，将之粘在石蜡纸上，上面同样粘上一层石蜡纸，成了现今PCB的原型。至1936年，保罗·艾斯纳(PaulEisner)真正发明了现代PCB的制造技术，也申请了多项专利。今天的“印刷—蚀刻”(print-etchorphotoimagetransfer)的技术，就是沿袭其发明而来的。PCB的优点1、电子设备的尺寸与重量有很大的减少。2、批量生产可以大大降低产品的单价。3、元器件之间的连线与元件的安装便于自动化。4、减少了电路中的分布电容，使电路的特性更加稳定。5、可以确保在批量生成中高水平的可重复的，一致的电路的特性参数。PCB的优点6、元器件的位置是固定的，容易识别，所以更的电子设备的维护变的简单。7、检测时间大大减少，因为印刷电路使错连与短路错误降到最低。8、减少了对PCB技术人员的技术要求，培训时间缩短。PCB的构成元素元件：用于完成电路功能的各种器件。铜箔：在电路板上可以表现为导线、焊盘、过孔和覆铜等各种表示形式。（1）导线：用于连接电路板上各种元件的引脚，完成各个元件之间电信号的连接。（2）过孔：用以连通中间各层需要连通的铜箔。（3）安装孔：用于固定印制电路板。PCB的构成元素（4）焊盘：用于在电路板上固定元件，也是电信号进入元件的通路组成部分。（5）覆铜：改善电路的性能。（6）接插件：用于电路板之间连接的元件。（7）填充：用于地线网络的覆铜，可以有效地减小阻抗（8）电气边界：用于确定电路板的尺寸。PCB的分类PCB分类按结构分双面板多层板按硬度分软板软硬板硬板单面板按用途分民用工业用军用

单面板的结构如图1所示，所用的覆铜板只有一面敷铜箔，另一面空白，因而也只能在敷铜箔面上制作导电图形。单面板上的导电图形主要包括固定、连接元件引脚的焊盘和实现元件引脚互连的印制导线，该面称为“焊锡面”——在ProtelPCB编辑器中被称为“Bottom”（底）层。没有铜膜的一面用于安放元件，因此该面称为“元件面”——在ProtelPCB编辑器中被称为“Top”（顶）层。

图1单面印制电路板剖面

双面板的结构如图2所示，基板的上下两面均覆盖铜箔。因此，上、下两面都含有导电图形，导电图形中除了焊盘、印制导线外，还有用于使上、下两面印制导线相连的金属化过孔。在双面板中，元件也只安装在其中的一个面上，该面同样称为“元件面”，另一面称为“焊锡面”。在双面板中，需要制作连接上、下面印制导线的金属化过孔，生产工艺流程比单面板多，成本高。

图2双面印制电路板剖面随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关系越来越复杂。此外，器件工作频率也越来越高，双面板已不能满足布线和电磁屏蔽要求，于是就出现了多层板。在多层板中导电层的数目一般为4、6、8、10等，例如在四层板中，上、下面（层）是信号层（信号线布线层），在上、下两层之间还有电源层和地线层，如图3所示。

在多层板中，可充分利用电路板的多层结构解决电磁干扰问题，提高了电路系统的可靠性；由于可布线层数多，走线方便，布通率高，连线短，印制板面积也较小（印制导线占用面积小），目前计算机设备，如主机板、内存条、显示卡等均采用4或6层印制电路板。图3多面印制电路板剖面原理图部分：PCB部分：PCB的设计流程

开料；烘焙

钻孔孔内沉铜板面电镀涂感光膜

曝光（图形转移）退膜显影图形电镀蚀刻退锡阻焊层丝印白字（白色标注）热风整平喷锡(助焊层)成形定位孔Locationhole钻孔(Drilling)铝基板底板基板铜箔孔(Hole)钻孔：建立顶层线路与底层线路以及无件与线路之间的电气连接。面板电镀孔壁沉铜(PTH)孔壁沉铜(PTH)面板电镀基板(Laminate--prepreg)沉铜/镀铜：用化学方法使线路板孔壁镀上一层薄铜

感光膜铜箔(Copperfoil)涂感光膜

紫外线灯(UVlight)电子图形胶片涂有感光膜的PCB曝光—将胶片上的电路图通过曝光的方法，将图形转移到感光膜上

显影后漏出的铜铜孔显影曝过光的感光材料镀锡图形电镀：

在显影后的PCB板上电镀一层锡，保护线路基板线路蚀刻—将上一步的处理后的PCB放入蚀刻液中（常用的是碱性氨水），这样PCB板上没有被锡覆盖的部分，铜会逐渐被溶解掉，剩下被锡保护的线路。绿油：阻焊层丝印层STM元件焊盘插件元件焊盘过孔阻焊层、丝印白字

以上详细地介绍了双面板的典型制造工艺。从以上的工艺过程可以看出，PCB板的制造过程，要是用一句话来总结就是“图形转移”，将纸质或者胶片上的电路图，搬移到PCB基板上，用导电的铜实现。讲到这，你会认为这本书要讲PCB的制作，其实本书的任务是讲述如何利用相关软件，设计符号规范的PCB版图，也就是说如何设计第5步中曝光用电路图胶片。只有在你很好的了解了它的制造过程，你才能较好地设计出可制造性的PCB。3D显示效果：软件安装安装提示对话框安装功能选择对话框接收协议对话框选择语言同意协议选择安装路径对话框选择安装路径开始安装对话框软件安装界面安装成功对话框安装成功对话框汉化完成后重新启动电脑对话框软件汉化打开软件，找到本地化（localization）菜单，勾选使用本地资源（Uselocalizationresources），弹出对话框点击“OK”按钮，完成后重启软件。如图1.27所示。汉化完成后启动的界面重新启动软件，如果您想再次切换到英文版，可以按照相同的操作再处理一遍。软件卸载1.在Windows10操作系统中点击左下角图标，选择“设置”，显示Windows设置窗口，找到“应用”。2.点击“应用”图标后，在“应用和功能”中选择AltiumDesigner13。小结1.介绍了印制电路板的概念及组成2.通过展示现有的protel设计实例，使学生获得对于电路设计的初步印象。3.介绍了印制电路板的制作流程项目二声控闪光灯的原理图与印制电路板任务2.1绘制声控闪光灯电路原理图教学目标1.熟悉工程项目文件的建立及文件理2.掌握原理图的绘制流程3.掌握原理图的绘制4.熟悉原理图视图操作及对象的选择及移动等任务导入任务分析图示为一种简单的声控闪光电路，电路主要由拾音器(驻极体电容话筒）、晶体管放大器和发光二极管等简单元器件构成。可以利用AltiumDesigner13中的电路原理图编辑器来完成本次任务。一、

文件结构采用项目文件管理的方式序号设计文件扩展名1PCB设计工程项目文件*.PrjPCB2原理图文件*.SchDoc3元器件库文件*.SchLib4网络报表文件*.NET5PCB设计文件*.PcbDoc6PCB封装库文件*.PcbLib1.项目文件特别提示：

项目文件只起到管理的作用，如果要对整个设计项目进行复制、移动、保存等操作，则需要对所有设计时生成的文件都进行操作。如果只复制项目将不能完成所有文件的复制，在项目中列出的文件是空的。项目文件2.自由文档不从项目中新建，而直接从“文件”的“创建”菜单中建立的文件成为自由文档虽然支持单个文件，但是正规的电子设计还需要建立一个项目文件来管理所有设计中生成的文件，这样所有的文件才会建立起相互的联系。【特别提示】自由文档3.文件保存独立文件

电路原理图绘制启动原理图设计系统原理图设计环境的设置元件的添加创建

编辑与调整

原理图的输出原理图绘制（1）元件在AltiumDesigner13的原理图设计中，元件将以元件符号的形式出现，元件符号主要由元件引脚和边框组成。（2）导线原理图设计中导线也有自己的符号，它将以线段的形式出现。在AltiumDesigner13中还提供了总线用于表示一组信号，它在PCB上将对应一组铜箔组成的导线。（3）元件引脚元件的引脚对应PCB板上的焊盘。（4）丝印层丝印层是PCB板上元件的说明文字，包括元件的型号、标称值等各种参效，在原理图丝印层上的标注对应的是元件的说明文字。（5）端口原理图中的导线和端口网络标号

原理图中使用的电源符号

（6）网络标号网络标号和端口功能相似，通过网络标号也可以建立电气连接。（7）电源符号这里的电源符号只是标注原理图上的电源网络，并非实际的供电器件。5．原理图设计界面

1.放置元件元件符号预览元件名称区域放置元件按钮已经加载的元件库【特别提示】除了以上单击放置按钮放置元件外，还可以直接双击图中元件列表中的元件来放置元件。2.加载元件库单击此按钮已经加载的库单击此按钮进入库文件目录选择库列表中的元件库，单击“删除”按钮，即可卸载选中的元件库。Library目录下的文件夹，可以展开选择库文件选中的元件库3.查找元件单击此按钮在此输入查找元件的名称如2N3904查找的范围查找的类型单击此按钮开始查找【特别提示】如果查找到的元件符合设计者的要求，在图中“元件列表”区域中双击符合要求的元件即可将元件放置在图纸中。元件列表注意:如果搜索的元件所在元件库没有安装，则会弹出一个提示对话框.提示安装元件所在的元件库，如图。单击“是”按钮将会安装该元件库，同时元件会跟着鼠标出现在原理图中

4.通过菜单放置元件这是记忆前面放置的元件点击此预览按钮元件库预览按钮放置元件时，并不需要一次性将一张原理图上所有的元件放置完，这样往往难以把握原理图的绘制。通常的做法是将整个原理图划分为若干个部分.每个部分包含放置位置接近的一组元件，一次放置一个部分.之后进行元件属性设置然后再连线。当原理图中的元件数目较少时，可以一次性将所有元件全部放置上去。【特别提示】5.设置元件属性在原理图图纸中双击想要编辑的元件，进入元件属性对话框元件的标号。在一个项目中的所有元件都有自己的标号.标号的设定是唯一的对元件的说明元件在元件库中的型号。元件名称和元件外观预览是绑定的，不能更改元件所在的元件库。这一项为固定值，通常情况下不允许修改对元件的描述指明元件的类型（1）元件基本属性设置（2）元件外观属性设置如果取消选择该复选框，将可以在原理图中改变引脚位置水平镜像选中该复选框即可使得元件镜像显示选中该复选框，会显示显隐藏的引脚取消选择该复选框，可以在原理图中改变引脚位置（3）元件模型设置

在该项中可以设置元件的封装点此按钮，添加元件封装点此按钮选择元件的封装点击此对话框，可对引脚标号进行修改选择元件库选择封装封装外形查找元件的封装思考练习导线的绘制可以从3个方面来理解，即导线的绘制、导线属性的设置和导线的操作。1.绘制导线导线是电气连接中最基本的组成单位，单张原理图中任何的电气连接都是通过导线建立起来的。2.编辑导线属性如果设计者对所绘制的导线不满意，那么可以双击该导线进入导线属性编辑的对话框，如图2.60所示，在该对话框中可以设置导线的颜色、线宽等参数。

2.1.6导线的绘制2.1.6导线的绘制图“导线”属性编辑对话框任务2.2设计声控闪光灯的印制电路板教学目标1.了解PCB的工作层面和电路板的基础知识2.掌握电路板的设计流程3.掌握印制电路板的外形规划如果在PCB电路板的顶层和底层之间加上别的层，即构成了多层板，比如放置两个电源板层构成多层板。多层板的MidLayer（中间信号层）和InternalPlane（内层）是不相同的两个概念，中间层是用于布线的中间板层，该层均布的是导线，而内层主要用于做电源层或者地线层，由大块的铜膜所构成。2.2.3规划电路板的外形新建PCB对话框设置原点对话框设置原点后的界面禁止布线层禁止布线层的界面跳转到某位置的对话框画外面边框的界面完成板子形状的界面上面用矩形框画出了一个需要的范围，接着要利用工具将PCB（工作区黑色区域）裁剪成与规划范围一样大小：选择“设计”→“板子形状”→“重新定义板形状”命令，如图所示，然后拖动鼠标沿规划的外框划一周，即完成板子形状的重定义，如图所示。重新定义板形状的界面重新定义板形状以后的界面

2.2.4导入元件封装与网络表1.导入元件封装2.生成网络表生产网络表的界面对应的网络表3.加载网络表导入到PCB的界面没有保存出现错误的对话框工程上更改顺序的对话框生效更改后有错误的对话框生效更改后全对的对话框2.2.5布局与布线1.元件布局

2.手工布线

布线完成的界面保存PCB图项目三555多谐振荡器的原理图与印制电路板任务3.1绘制555多谐振荡器电路原理图教学目标1.掌握原理图图纸参数的设置2.熟悉原理图打印和注释3.掌握画线工具栏的应用4.掌握电路绘制的技巧5.掌握放置节点、电源/地符号及网络标签等6.熟悉绘制各种图形任务导入555多谐振荡器电路图任务分析555多谐振荡器是一个基于555芯片设计的，可用于实验用的信号源。输出脉冲的宽度等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间Tw取决于外接电阻R和电容C的大小，它所形成的单脉冲持续宽度，可以从几微妙到几个小时，精密度可达0.1%。3.1.1设置原理图图纸“文档选项”对话框标准风格界面标题栏界面Standard格式标题栏ANSI格式标题栏图纸边框界面设置图纸栅格“字体”对话框

“文档选项”对话框“参数属性”对话框2.设置图纸单位1in=2.54cm=1000mil；1mil=0.0254cm；1cm=40mil。3.图纸模板设置实例例如，要设置的图纸模板幅面宽度为34.5cm，高度为17.2cm，模板标题栏部分如下图所示。互动练习绘制自定义标题栏如图所示，其中边框直线为小号直线，颜色为红色，文字大小为16磅，颜色为蓝色，字体为宋体。3.1.3元件的阵列粘贴在原理图中，某些相同元件可能有很多个，如电阻、电容等，它们具有大致相同的属性，如果一个个地放置它们、设置它们的属性，工作量太大。AltiumDesigner13提供了阵列粘贴，大大方便了这样的操作。该操作通过选择“编辑”→“灵巧粘贴”命令完成。“设定粘贴队列”参数灵巧粘贴的界面3.1.4元件的排列与对齐“排列”下级菜单元件的左对齐元件对齐界面3.1.5电路绘制工具电路绘制菜单

“画线”工具栏

3.1.6放置电路节点电路节点特别提示：AltiumDesigner13还提供了自动产生节点的功能，当两条导线交叉时，会自动在交叉点产生节点。3.1.7放置电源/地符号电源工具栏放置电源符号时的鼠标指针状态3.1.7放置电源/地符号电源符号属性编辑对话框3.1.8放置网络标签放置网络标签的鼠标指针

网络标签的放置网络标签属性设置对话框3.1.9放置忽略ERC测试点忽略ERC测试点界面3.1.10绘制各种图形

绘制图形菜单绘制图形工具栏3.1.11原理图的打印设置页面对话框3.1.11原理图的打印设置打印参数对话框思考练习任务3.2绘制555原理图元件教学目标1.了解绘制原理图元件库的工具2.掌握绘制简单元件的方法3.掌握在原理图中更新元件的方法任务导入元件符号是元件在原理图上的表现，AltiumDesigner13提供了强大的元件符号绘制工具，上图便是设计者自己绘制的555元件符号，并且对元件符号采用元件符号库来管理，能够轻松地在其他项目中引用方便了大型电子设计项目的完成，那么你知道如何才能正确绘制所需要的元件符号吗?1.元件符号设计流程新建/打开元件符号库设置图纸参数新建元件符号绘制边框添加引脚，编辑引脚属性添加说明编辑整个元件属性保存元件库2.元件符号库的创建3.2.2设置原理图库图纸参数可以输入自定义图纸的大小设置元件符号库图纸3.2.3新建NE555符号系统自动新建的元件符号新建一个元件符号选择菜单选项元件符号重命名3.2.4绘制NE555元件符号绘制边框元件符号边框属性编辑对话框2.放置引脚电气热点，方向要远离元件放置引脚时的鼠标元件符号边框的选取3.编辑引脚属性元件引脚属性编辑对话框3.2.5IEEE说明符号

IEEE工具栏IEEE菜单3.2.6定义元件的属性定义绘制好的元件符号属性“加新的模型”对话框“PCB

模型”对话框

“库浏览"对话框选择DIP8添加新的模型添加的元件封装“模型”下拉列表

仿真模型设置添加的仿真模型在完成元件符号的设置后，元件符号的绘制也就完成了，元件符号可以应用在电气原理图的设计中。3.2.7在原理图中元件的更新在电子设计中可能会出现这种情况:绘制好元件符号并将它们放置在原理图上之后，再后来可能对元件符号进行了修改，这时就需要更新元件符号。设计者可以一个一个地更新，但是如果元件数目较多，则很烦琐。AltiumDesigner13提供了良好的原理图和元件符号之间的通信。在工作面板的元件符号列表中选择需要更新的元件符号，选择“工具”→“更新原理图”命令，即可更新当前打开的原理图上所有的该类元件。要注意的是，需要将面板切换到原理图元件库面板中选择上述命令进行更新。思考练习任务3.3设计555多谐振荡器的印制电路板教学目标1.掌握设置PCB编辑器参数的技巧2.掌握电路板层数的设置方法3.学会根据同步设计时的错误信息提示，解决从原理图到电路板逻辑映射时的问题4.掌握元件布局的一般原则，合理美观地对电路板布局任务导入设计印制电路板是整个设计制作中最重要的环节之一，通过前面项目已经了解印制电路板设计的一些基础知识，接下来就要真正动手开始PCB的设计。PCB的设计本质就是设计元件之间的物理连接。元件之间的物理连接与元件之间的位置密切相关。所以，本任务就是要解决如何摆放元件，怎样摆放元件，才能更有利于元件之间的物理连接，更有利于电路性能的提高，更有利于电路板的组装的问题。在本任务中我们通过设计555多谐振荡器的印制电路板，要学会利用相关工具结合布局的一般原则，合理美观地对电路板进行布局。3.3.1电路板设计界面和层数的设置PCB设计工作区打开的相关工作层项目管理栏文件、项目、元件与网络、PCB设计管理之间的切换PCB设计界面1.电路板设计界面2.布线层设置在高速数字电路设计中，电源与地层应尽量靠在一起，中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层，优选地平面为走线隔离层。为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。可以根据需要设计1--2个阻抗控制层，如果需要更多的阻抗控制层需要与PCB产家协商。阻抗控制层要按要求标注清楚。将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上。3.3.2PCB设计环境参数的设置优先选项界面3.3.2PCB设计环境参数的设置PCB设计环境的通用参数设置3.3.3设计印制电路板的流程1.查找封装库修改元件封装删除封装为元件添加一个新的封装此处选择安装的元件库元件封装的指定匹配选项：Same查找与此相参数一致的选项批量修改的界面选中此复选框，查找出来的相同元件会被选中，否则只会反显出批量修改设置的界面查找相似对象后的结果此处将AXIAL-0.4改成AXIAL-0.3批量修改后的结果清除选项卡的界面添加新的封装指定新的封装的名称3.添加封装库单击“Libraries”，然后弹出“可用库”，然后点“安装”。利用该按钮可以删除已经添加的库打开路径如果元件封装尺寸一样，但元件符号上的引脚编号与封装上的焊盘编号不一致，则可以通过此处修改如果知道元件封装名称，可以在此处直接输入3.3.4印制电路板布局与布线1.布局的一般原则如下：(1)遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路和核心元器件应当根据单板的主信号流向规律，从左到右或从上到下安排主要元器件。(2)布局中应参考原理框图，根据单板的朱信号流向规律，从左到右或从上到下安排主要元器件。(3)布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号应与低电压、小电流的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开:高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要足够大。(4)相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局。(5)按照均匀分布、重心平衡和版面美观的标准优化布局。(6)发热元件一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件均应远离发热量大的元器件。(7)元器件的排列应便于调试和维修，即小元件周围不能放置大元件，需调试的元器件周围要有足够的空间。2.自动布线2.自动布线布线规则设置2.自动布线布线完成后PCB图

项目四三极管β值分选电路的制图与制板任务3.1绘制555多谐振荡器电路原理图教学目标1.掌握原理图图纸参数的设置2.熟悉原理图打印和注释3.掌握画线工具栏的应用4.掌握电路绘制的技巧5.掌握放置节点、电源/地符号及网络标签等6.熟悉绘制各种图形任务导入三极管β值分选电路任务分析在元器件生产中，由于生产过程和生产工艺的不一致性，经常会遇到某些参数(比如电阻的阻值、三极管β值)分散性较大的问题,需要对这些参数进行分档后，印上不同的规格标记才能出厂。元器件参数的分选可利用电压比较器来实现。对于两挡分选，只需要把元件参数变换为电压，与电压比较器的基准电压值相比较,输出高、低两种不同的电平,用发光二极管指示即可；三挡分选可利用窗口比较器来实现。4.1.1绘制集成芯片LM324新建元件符号后的元件符号列表LM324该元件可以分成4各部分绘制部分1：包含管脚12、13、14、4、11，即一个运算放大器。部分2：包含管脚1、2、3，即一个运算放大器。部分3：包含管脚8、9、10，即一个运算放大器。部分4:包含管脚5、6、7，即一个运算放大器。元件符号中一个部分的绘制绘制步骤如下：（1）单击画图工具栏中的按钮，进入绘制边框线段的状态。（2）绘制一个三角形边框，（3）放置管脚，在元件的第一部分包含5个管脚，5个管脚的属性设置如下：管脚12：名称为12，标号为+，电气类型为Input.

管脚13：名称为13，标号为-，电气类型为Input.管脚14：名称为14，电气类型为Output.管脚4：名称为Vcc，电气类型为Power.

管脚11：名称为Vss，电气类型为Power.绘制完成的元件符号4.新建/删除一个部分单击“工具”，选择“创建元件”菜单选项，即可新建一个部分的操作此时的工作窗口中空白，在其中可以绘制新的元件符号部分LM324的第二部分按照相同的方法将第三部分、第四部分进行绘制5.设置元件符号属性单击“工具”，选择“元件属性”菜单选项，可以设置元件符号的属性6.分部分元件符号在原理图上的引用双击元件弹出元件属性编辑对话框，在该对话框中一排按钮，通过单击按钮可以改变在原理图上引用的部分。复制和修改集成元件库具体操作步骤如下：（1）自己建立一个原理图元件符号库文件。（2）单击“文件”/“打开”命令，打开Protel2004的安装程序下面Library文件夹下面的集成元件库，比如：打开MiscellaneousDevices.IntLib来修改其中的一个三极管符号。（3）弹出一个“抽取源码或安装”对话框（4）单击“抽取源”按钮，此时的项目面板如图所示（5）单击标签中的SCH按钮，选择SCHLibrary，如图所示。（6）激活的SCHLibrary工作面板如图所示。（7）如果要修改2N3904，则在2N3904上单击鼠标右键，选择“复制”命令，复制该元件。（8）在已经激活的自己建立的原理图元件库面板中单击鼠标右键选择“粘贴”，即可将集成元件库的元件粘贴到自建的元件库中现在可以放心的修改该元件符号，不用担心会损坏集成元件库任务4.2设计三极管β值分选电路的印制电路板教学目标1.掌握常用布线规则2.能根据不同的情况设置不同的布线规则3.掌握手动布线的方法4.学会手动布线任务导入无论什么样的电路要制成PCB板，必然要根据电路的不同用处或者功能提出一些技术要求，如电路是一个电源板，那么对工作电流与工作电压都有很高的要求，要求PCB板上的某些铜箔导线要有一定的宽度，可流过大电流；导线与导线之间的距离要有一定的宽度，增加它们之间的绝缘强度；再比如电路是一个模拟小信号处理板，那么电路板上小信号路径要短，并且要采用地线隔离。这些对电路板布线不同的要求就称为PCB的布线规则，它是PCB自动布线的依据，也是人工布线的最好帮手，它能随时判断设计者的布线是否符合电路的设计要求，保证了电路设计的质量。1.元件符号设计流程新建/打开元件符号库设置图纸参数新建元件符号绘制边框添加引脚，编辑引脚属性添加说明编辑整个元件属性保存元件库4.2.1布线规则的设置及作用打开规则菜单方法之二打开规则菜单方法之一规则和约束编辑器对话框经验分享：设置设计规则是需要花费些时间的，但如果把相关的设计规则设置好了，则会给设计工作带来许多方便，“磨刀不误砍柴工”。例如，在规则里导线宽度这一项设置了PCB板上所有导线宽度均为0.5mm,又规定了电源线宽度为2mm。那么设计过程中用交互式布线布信号线走线时，走线宽度是0.5mm;而当进行电源走线时，系统自动把走线宽度切换到2mm，无须人工切换走线宽度。4.2.2网络类与类设置1.网络(Net)2.网络类(NetClasses)4.2.3常用的几条设计规则的具体设置1.电气规则4.2.3常用的几条设计规则的具体设置打开PCB规则及约束编辑器4.2.3常用的几条设计规则的具体设置新建PCB规则默认的安全间距规则是10mil（0.254mm）给规则重新命名，还可以简单对它进行解释说明，也可以采用默认名称

安全间距设置为1mm

安全间距设置2.布线规则该类规则主要用于设置电路板的走线时的线宽、拐角方式和过孔大小等规则，它是自动布线的依据，也是手动布线时的检查器。布线宽度(Width):用于设置布线时铜箔导线的宽度，铜箔导线的宽度主要是由导线允许流过的最大电流决定的。设置线宽名称电源网络线宽设置非电源网络线宽设置布线优先级设置布线优先级规则总览(4)布线层(RoutingLayers):该规则用于设置需要进行自动布线的信号层，也可以用来指定将匹配对象如某个网络或网络类只在某个信号层上布线。(5)直线拐角(RoutingCorners):

(6)布线的过孔类型(RoutingViaStyle)4.2.4PCB自动布线经过前期的充分准备，，接下来就可以利用工具进行自动布线了，单击“自动布线”菜单，选择“全部”命令.常用的布线方法可添加新的布线方法单击可打开信号层布线方向设置对话框单击，可打开“布线规则与约束编辑器”对话框层说明对话框为了使软件自动布线的效果更好，AltiumDesigner13软件针对不同类型的电路板采用了不同的布线方法，默认有6种，对于初学者来说，默认的策略已经可以应付绝大部分的电路设计，如果现有的策略不能满足要求，也可自己“追加”新的布线策略。Cleanup（清除）：默认的“清除”策略，不进行实际布线，只显示布线信息，布线率。Default2LayerBoard（默认两层板）：双层板的布线策略，适合大部分的双层板。Default2LayerwithEdgeConnection（有边缘连接插件的双层板）：适合有边缘连接插件的双层板布线。DefaultMultiLayerBoard（默认多层板）：适用于多层板布线，过孔数量与布线速度平衡。GeneralOrthogonal（通用正交）：高度正交布线，信号层的导线相互垂直。ViaMiser（最少过孔）：适用于多层板，以最少过孔为目标的策略。（2）布线策略4.2.5布线结果检查设计规则检查菜单(5)直线拐角(RoutingCorners):设计规则检测对话框设计报告文件图4.94PCB网络浏览任务4.3制作单面板任务目的

在绘制完成单面印制电路板图的基础上使用STR-FII环保型快速制板系统进行单面PCB板的制作。任务分析1.印制电路板的概念●印制板的由来:

元器件相互连接需要一个载体

●

印制板的作用：依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连接器和其他相关元器件之间的相互关系和连接，将他们用导线的连接形式相互连接到一起。

原理图印制板图元器件图形ebcRb1VRe1RcC3C2C1Rb2例如:C22.印制电路板发展过程印制电路板随着电子元器件的发展而发展，由此可以分为下面几个发展阶段：●电子管分立器件导线连接●半导体分立器件单面印刷板●集成电路双面印刷板●超大规模集成电路多层印刷板电子管体积大、重量重、耗电高,使用导线连接。电解电容接线端子电阻2.印制电路板发展过程2.印制电路板发展过程相对于电子管，半导体器件体积小、重量轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板2.印制电路板发展过程单面板

集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面板——双面布线。

随着超大规模集成电路、BGA等元器件的出现，双面板也不能适应布线的要求，出现了多层板。目前技术上可以作出50层以上的电路板，当前产品大规模使用的是4～8层板多层板

（实物)BGA封装芯片QFP封装芯片正面背面任务实施实训、大赛、科研需要手工制作印制板,

使用印制板快速制作系统辅助设备。转印机高速台转裁板机一、选板打印出设计好的图纸，根据图纸裁切大小相符的感光板，可避免不必要的浪费印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板，其结构如下：基板（材料、厚度有多种规格）热压铜箔(厚度35μm)单面板双面板热压铜箔(厚度35μm)热压铜箔(厚度35μm)基板（材料、厚度有多种规格）二、曝光

曝光时间为60-90S三、显影显影中显影完成

显影时间为5-20S加热器温度调节

加热器和对流泵气管

四、蚀刻蚀刻中蚀刻完成

完成一块单面板的制作只要十分钟五、钻孔手工钻孔项目五简单计数器电路的制图与制板任务5.1元件封装设计教学目标1.熟悉元件封装的分类2.掌握常用元件的封装3.学会手动创建元件封装4.掌握通过向导绘制元件封装的技巧5.掌握手动修改向导绘制元件封装的技巧任务导入简单计数器电路任务分析元件的封装形式规划是PCB设计的首要任务，采用的封装形式不仅直接反映设计的科学合理性，甚至根本性地决定设计的成败。封装形式的选择往往具有多样性，同一种元件可以有多种不同的封装形式，不同的元件也可以有相同的封装形式。如何灵活使用常受到对象的电气特性、物理特性、安装或操作方式、PCB布局及布线要求、性能以及成本等多方面因素的制约。通常在设计中，除了一些关键性的不可随意变更的元件外，其余部分可以随着设计过程的深入适当修订。因此制作和修订封装很重要。5.1.1封装基本知识元件的封装形式(footprint)，简称为封装形式或封装，它包含了元件的外形轮廓及尺寸、引脚数量和布局(相对位置信息)以及引脚尺寸(长短、粗细或者形状)等基本信息。1.元件封装的分类（1）插装（针脚）式元件封装插装式元件封装是针对针脚类元件的，针脚类元件焊接时先要将元件针脚插入焊盘导孔中，然后再焊锡。由于焊点导孔贯穿整个电路板，所以其焊盘的属性对话框中，Layer板层属性必须为MultiLayer。（2）表面粘贴式封装SMT(表面粘贴式)元件封装的焊盘只限于表面板层，即TopLayer(顶层)或BottomLayer(底层)在其焊盘的属性对话框中，Layer板层属性必须为单一表面。2.元件封装的编号元件封装的编号原则为：元件类型＋焊盘距离(焊盘数)＋元件外形尺寸。可以根据元件的编号来判断元件封装的规格。例如，电阻的封装为AXIAL-0.4，表示此元件封装为轴状，两焊盘间的距离为400mil(100mil=2.54mm)；RB7.6-15表示极性电容类元件封装，引脚间距为7.6mm，元件直径为15mm；DIP-24表示双列直插式元件封装，24个焊盘引脚。3.常见元器件封装3.常见元器件封装可调电阻的几种常见封装形式3.常见元器件封装两种常见二极管的封装形式3.常见元器件封装电容的常用封装形式3.常见元器件封装三极管的常用封装形式3.常见元器件封装常见发光二极管的封装软件推荐的数码管封装3.常见元器件封装DIP-16封装形式SIP-16封装形式3.常见元器件封装SO-16_L、SO-16_M和SO-16_N的封装形式3.常见元器件封装PLCC封装形式3.常见元器件封装PGA封装5.1.1封装基本知识5.1.2焊盘设计基本要求1.焊盘的形状2.焊盘的尺寸5.1.3手工创建元件封装(a)实物图片

(b)尺寸图

(c)引脚顺序新建PCB封装库文件元件封装预览此处右击打开快捷菜单活动工作层切换PCB封装库管理面板，可以浏览查看库中封装新建元件封装方法之一新建元件封装方法之二PCB库文件对话框工作环境设置系统环境设置绘制元件封装焊盘的属性设置对话框“跳转到某位置”对话框数码管封装2.使用向导创建元件封装5.1.4修改通过向导生成的封装SOT223封装形式5.1.4修改通过向导生成的封装向导生成的封装5.1.4修改通过向导生成的封装查看生成库中的元件封装5.1.4修改通过向导生成的封装新生成的库文件任务5.2绘制简单计数器原理图与设计制作PCB教学目标1.掌握手工布线的方法2.学会添加泪滴和覆铜3.熟悉双面制板的流程任务导入

按照图5.1绘制简单计数器电路原理图，设计并制作一个双面板，要求60mm*60mm，电源线0.5mm，一般线0.2mm，安全间距为0.3mm，焊盘与焊盘之间允许走一条导线，采用人工布线的方法。编辑已经放置好的元件，按照任务5.1介绍，指定元器件封装，电阻封装采用AXIAL-0.3；74LS192和CD4511封装采用DIP-16；数码管的封装自行制作完成。5.2.2设计制作PCB1.利用向导创建PCB文件PCB文件向导的界面选择板单位选择板详细信息选择板层选择过孔类型选择元件和布线工艺设置默认线和过孔尺寸利用向导生成PCB文件按照之前指定的封装，修改原理图中的元件属性，从原理图导入到PCB文件，采用人工布局。布局完成后的PCB界面3.人工布线软件自动布线效率高，但“电脑”在形象思维方面还是不如“人脑”，而PCB板的布线也可以认为是一种艺术，因此在时间允许的情况下，尽量采用手动布线。手动布线因为要用手动一条条线地绘制，因此更容易发现电路板上的错误，更能在细节上调整元件，使布线更容易、更合理。4.添加泪滴泪滴的对话框添加泪滴后焊盘效果5.添加覆铜覆铜对话框

一、电子产品的一般制作流程训练、大赛、科研需要手工制作印制板,

可使用印制板快速制作系统设备。转印机高速台转腐蚀机裁板机1、制板精度低，只可制作单面板，无法制作双面板2、需使用热转印纸，热转印机3、所使用的药剂为三氯化铁，对人体有害，且污染环境传统制板的缺点：传统制板的危害

环保型多功能制板系统环

保

型

制

板

工

艺一、选板打印出设计好的图纸，根据图纸裁切大小相符的感光板，可避免不必要的浪费二、曝光、显影

曝光显影中

显影完成

曝光时间为60-90S，显影时间为5-20S三、蚀刻

蚀刻中蚀刻完成

完成一块单面板的制作只要十分钟如何制作双面板

制作双面板时，双面光印板的曝光、显影、蚀刻操作步骤与单面板一致，蚀刻好后再进行防镀、钻孔、及过孔处理。双面板过孔前准备

镀前准备

防镀剂

钻孔

镀前处理镀前处理（1）表面处理2~4分钟：（功用：清洁孔洞，增加镀层附着力）A、将双面板平放于塑胶平底浅盆B、挤2-10cc或适量表面处理剂于板面上，用刷子涂刷板面(如图4-43)，主要是将药水刷入孔内C、翻面重做B步骤，并用手指压板边数次，让药水从孔内冒出来(如图4-44)D、(B~C)重复做二次以上E、用清水洗净，尽快执行下一步骤

图4-43刷子涂刷板面图4-44药水从孔内冒出镀前处理（2）活化2~4分钟：药水为棕黑色，如呈清澄状，即表示已失效须更换，操作方法与表面处理（A-E）一样，功用：全面吸附上催镀金属（3）剥膜2~4分钟操作方法与表面处理（A-E）一样，请轻刷表面直至防镀涂膜完全溶解后洗净，功用：仅余孔洞附着上催镀金属（4）镀前处理（预镀）2~4分钟操作方法与表面处理（A-E）一样，尽量让铜箔表面含着药水，少接触空气，须至铜箔变色，操作完成时，建议先把光印板放在水里，取出甩干后尽快进行下一步操作功用：增加全体铜箔与镀层附着力过孔（镀镍）

镀镍中

成品

完成一块双面板的制作只需40分钟结构特点1、环保型蚀刻槽是采用透明材料制成，利用环保型透明蚀刻液体进行蚀刻，可以观察蚀刻全过程及利用环保型透明电镀液体进行过孔，可以观察过孔全过程，让学习轻松愉快，环保型液体保持了环境的清洁，携带方便，操作简便。2、抽屉式的曝光装置，具有真空吸附功能，时间控制功能；显像槽采用透明材料制成，采用环保型显像材料，制作过程清晰明了，确保制板精度及过度蚀刻现象，采用耗材为环保型不损伤手的透明液剂。产品特点1、线路板制板精度：4-6mil(线径及线距)0.1-0.15mm2、最小过孔精度：φ0.3mm3、采用超大液晶屏显示，单片机原理控制，可设操作报警；4、可在办公室、会议室等环境清洁要求比较高办公场所操作

5、制板所需耗材符合环保要求无污染，对人体没有伤害项目六单片机控制电路的制图与PCB教学目标（1）了解层次设计的概念及优点；（2）掌握层次电路自顶而下的设计流程及技巧；（3）掌握层次电路自底而上的设计流程及技巧；（4）掌握母图与子图之间的切换；任务6.1单片机控制电路层次原理图设计层次化原理图是我们针对大型设计采取的最佳设计方式，ProtelDXP支持原理图的层次化设计。采用层次化设计后，原理图按照某种标准划分为若干功能部分，分别绘制在多张原理图纸上，这些图纸被称为该设计系统的子图，同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之间的联系，此原理图被称为该项设计系统的主图。各张子图与主图及各张子图之间是通过输入/输出端口或网络标号建立起电气连接，这样就形成了此设计系统的层次原理图。层次原理图简介层次电路设计的优点

在大规模电路设计中,如果不采用层次化的设计而将原理图绘制在一张图纸上,这样的原理图将有以下缺点:（1）原理图过于臃肿、繁杂。（2）原理图的检错和修改比较困难。（3）原理图太大，打印纸的幅度有限，所以打印不方便。若缩小图纸，则图纸上的字体太小以至原理图的阅读发生困难。（4）其他设计者难以读懂原理图，给设计交流带来不便。采用层次电路设计方法后，以上4个问题就迎刃