《电子CAD-项目教程（第2版）》项目8 8031最小系统电路PCB的设计

《电子CAD项目教程》电子教案项目八8031最小系统电路PCB的设计

任务描述执行步骤内容小结上机实训项目八8031最小系统电路PCB的设计

任务描述

如图8-1所示是8031最小系统电路原理图。元件S1需要自制封装。SW-PB封装尺寸如图8-2所示，焊盘直径为1.8mm，孔径为1.2mm。要求绘制原理图，生成印制电路板。利用向导规划PCB板，水平放置，图纸为矩形板，板子尺寸为100mm×60mm；四层板，采用贴片元件，放置在顶层；可视网格1和元件网格大小为20mil，可视网格2为100mil，捕获网格为5mil；自动布线。项目八8031最小系统电路PCB的设计

任务描述

布线规则是：四层板，VCC、GND网络的安全间距为15mil，其余8mil；布线拐角方式为450，拐弯大小为100mil；自动布线拓扑规则设置为Shortest；过孔大小设置为钻孔孔径为12mil，外直径为28mil；印制导线宽度限制设置为VCC网络为30mil，GND网络为50mil，其他走线宽度均为10mil。

由8031最小系统电路板图生成电路板信息报表，生成电路板元件报表，PCB图的保存，打印页面的设置和打印层面设置。项目八8031最小系统电路PCB的设计

任务描述图8-18031最小系统电路原理图项目八8031最小系统电路PCB的设计

任务描述图8-2SW-PB封装尺寸执行步骤第1步绘制原理图第2步设计PCB文件第3步元件布局调整第4步设置布线规则第5步自动布线

第6步添加覆铜第7步DRC校验项目八8031最小系统电路PCB的设计第8步PCB报表生成第9步PCB图的打印项目八8031最小系统电路PCB的设计执行步骤1.新建项目文件。新建项目文件“项目八.PrjPCB”,并新建原理图文件，保存为“8031最小系统电路.schdoc”。

2.新建PCB元件封装库PCBLib2.PCBLIB，在库中创建按钮开关S1元件封装SW-PB。编译集成库Integrated

Library2.IntLib文件，并自动加载到元件库面板上，元件库面板如图8-3所示。第1步绘制原理图

项目八8031最小系统电路PCB的设计执行步骤

在PCBLib2.PCBLIB库中创建电解电容C3元件封装R5-10.5，其PCB模型如图8-4所示。第1步绘制原理图

图8-3元件库面板图8-4电容C3PCB模型项目八8031最小系统电路PCB的设计执行步骤原理图中元件的封装如表8-1所示。第1步绘制原理图

表8-18031最小系统电路元件的封装元件标识符元件库名称PCB封装名称封装库U1P80C31SBPNSOT129-1PhilipsMicrocontroller8-Bit.IntLibU2SN74AC373NDIP-20TILogicLatch.IntLibU3SMJ27C256JDIP-28TIMemoryEPROM.IntLibR1、R2RES2AXIAL-0.4MiscellaneousDevices.IntLibC1、C2CAPRAD-0.1MiscellaneousDevices.IntLibC3CapPol3R5-10.5PCBLib2.PCBLIBBT1BatteryBAT-2MiscellaneousDevices.IntLibY1XTALBCY-W2/D3.1MiscellaneousDevices.IntLibS1SW-PBSW-PBIntegrated_Library2.IntLib项目八8031最小系统电路PCB的设计执行步骤3.进行ERC校验。

ERC设置：单击“项目管理→项目管理选项”命令，进行产生报告类型的设置。编译：单击“项目管理→CompilePCBProject项目八.PRJPCB”命令，编译后打开消息提示框，发现无提示信息，表示编译无错。第1步绘制原理图

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤1.新建PCB文件：在项目八.PRJPCB下，利用模板向导新建PCB文件，命名为“8031最小系统电路PCB图.PcbDoc”。各参数设置如图8-5～图8-15所示。第2步设计PCB文件

图8-5选择PCBBoardWizard命令项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-6启动PCB向导图8-7度量单位设置项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-8选用Custom（用户自定义）模式图8-9指定PCB板尺寸类型项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-10选择电路板层图8-11选择过孔风格项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-12选择元件和布线逻辑图8-13选择默认导线和过孔尺寸项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-14电路板向导完成图8-15通过向导生成的印制电路板项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤2.设置图纸参数：选择“设计→PCB板选择项”命令，弹出如图8-16所示对话框→单位设置为Imperial（英制）→捕获网格中的X、Y均设为5mil→可视网格中的网格1设置为20mil，网格2设置为100mil，其余默认→单击确认。第2步设计PCB文件

图8-16图纸的设定项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤3.从原理图导入元件：打开原理图→选择“设计→UpdatePCB8031最小系统电路PCB图.PcbDOC”命令，弹出如图8-17所示对话框，将原理图的网络表和元件加载到PCB电路板中，在加载过程中消除出现的错误。导入元件封装的PCB图如图8-18所示。第2步设计PCB文件

图8-17工程变化订单执行变化对话框项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第2步设计PCB文件

图8-18导入元件封装的PCB图项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤1.自动布局：在PCB文件中，→选择“工具→放置元件→自动布线”命令，弹出如图8-19所示对话框→选择“分组布局”→确认→系统自动布局，如图8-20所示。第3步元件布局调整

图8-19自动布局对话框项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第3步元件布局调整

图8-20自动布局效果图项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤2.手工调整：确定元件封装在电路板上的位置，电路板布局如图8-21所示。第2步设计PCB文件

图8-21电路板布局项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤3.设置相应的层：单击“设计→层堆栈管理器”命令，系统弹出如图8-22所示对话框→选中第一个内层（InternalPlane1(NoNet)）并双击→弹出如图8-23所示对话框→进行内层属性设置。用同样的方法，进行另一内层属性的设置，如图8-24所示。两个内层的属性设置结果如图8-25所示。单击确认，弹出如图8-26所示对话框，单击OK完成设置。内层设置完成的PCB模型如图8-27所示。第3步元件布局调整

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第3步元件布局调整

图8-22图层堆栈管理器对话框图8-23内层属性编辑对话框1项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第3步元件布局调整

图8-24内层属性编辑对话框2图8-25内层设置完成效果图项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第3步元件布局调整

图8-26内层设置完成结果图项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第3步元件布局调整

图8-27内层设置完成的PCB模型项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤4.显示相应的层：单击“设计→PCB板层次颜色”命令，系统弹出如图8-28所示对话框，并进行相应的设置。第3步元件布局调整

图8-28显示内层项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤1.电气规则设置：单击“设计→规则”命令，系统弹出如图8-29所示对话框，安全布线间距设置为默认。第4步设置布线规则

图8-29安全间距设置对话框项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤2.导线宽度设置：单击“设计→规则”命令，系统弹出如图8-30所示对话框，设置普通线宽为10mil；如图8-31所示，设置电源线宽为30mil；如图8-32所示，设置GND线宽为50mil；设置线宽优先级从高到低为“GND网络→电源→普通线”，如图8-33所示。第4步设置布线规则

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第4步设置布线规则

图8-30设置普通线宽图8-31设置VCC线宽项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第4步设置布线规则

图8-32设置GND线宽图8-33设置布线优先级项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤3.布线拐角规则设置：单击“设计→规则”命令，系统弹出如图8-34所示对话框，进行布线拐角方式和拐弯大小的设置。第4步设置布线规则

图8-34设置布线拐角方式和拐弯大小项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤4.过孔形式设置：单击“设计→规则”命令，系统弹出如图8-35所示对话框，进行过孔直径的设置。第4步设置布线规则

图8-35设置过孔直径项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤5.布线拓扑规则设置：单击“设计→规则”命令，系统弹出如图8-36所示对话框，将自动布线拓扑规则设置为Shortest。第4步设置布线规则

图8-36设置自动布线拓扑规则为Shortest项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤6.多层板的特殊规则设置：PowerPlaneConnectStyle：如图8-37所示,设置过孔或焊盘与电源层连接的方法。PowerPlaneClearance：如图8-38所示，设置内电源和地层与穿过它的焊盘或过孔之间的安全距离。PolygonConnectStyle：如图8-39所示，设置多边形覆铜与焊盘之间的连接方式。第4步设置布线规则

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第4步设置布线规则

图8-37PowerPlaneConnectStyle设置图8-38PowerPlaneClearance设置项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第4步设置布线规则

图8-39PolygonConnectStyle设置项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤

选择“自动布线→全部对象”命令，系统弹出如图8-40所示对话框→单击RouteAll→软件开始自动布线，布好线的PCB板如图8-41所示。

第5步自动布线

图8-40Situs布线策略对话框项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第5步自动布线

图8-41多层板布线效果图项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤

选择“放置→覆铜”命令，系统弹出如图8-42所示对话框→进行如图8-43所示覆铜参数设置，单击确认，给晶振电路添加覆铜好的PCB板如图8-44所示。第6步添加覆铜

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第6步添加覆铜

图8-42设置覆铜参数对话框图8-43设置覆铜参数项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第6步添加覆铜

图8-44给晶振电路覆铜项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤

选择“工具→设计规则检查”命令，系统弹出如图8-45所示对话框→对电路进行DRC检查。发现错误进行修改，再重新检查，直到没有错误为止。检查生成扩展名为DRC，如图8-46所示。第7步DRC校验

项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第7步DRC校验

图8-45设计规则检查器对话框项目八8031最小系统电路

PCB的设计执行步骤第7步DRC校验

图8-46DRC文件内容项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤

1.生成电路板信息报表。打开PCB文件，执行“报告→PCB板信息”命令，系统弹出如图8-47～图8-49所示信息对话框。“一般”选项卡说明该电路板的大小、电路板中各种图件的数量、钻孔数目等，如图8-47所示；“元件”选项卡显示电路板中元件的信息，如图8-48所示；“网络”选项卡显示电路板中的网络信息，如图8-49所示。第8步

PCB报表生成

项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第8步

PCB报表生成

图8-47“一般”选项卡图8-48“元件”选项卡项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第8步

PCB报表生成

图8-49“网络”选项卡图8-50选择报表项目对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤

在如图8-47所示对话框中，单击“报告”，系统弹出如图8-50所示对话框→点击“全选择”→点击“报告”，系统自动生成扩展名.REP的电路板信息表。电路板信息报表如下：第8步

PCB报表生成

项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤2.生成电路板元件报表。打开PCB文件，执行“报告→BillofMaterials”命令，系统弹出如图8-52所示信息对话框→单击“报告”，系统弹出如图8-53所示信息对话框→单击“输出”，系统弹出如图8-54所示信息对话框，系统自动生成扩展名为.xls按一定的路径保存文件，具体内容如图8-55所示。第8步

PCB报表生成项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第8步

PCB报表生成图8-52元件报表对话框图8-53元件清单列表项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第8步PCB报表生成图8-54元件清单列表保存对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第8步PCB报表生成图8-55EXCEL文件形式的元件报表项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤1.页面设定：执行“文件→页面设定”命令，系统弹出如图8-56所示对话框，在“尺寸”栏中设置纸张的大小；在其下方选择图纸的方向；在“缩放比例”的刻度模式栏中，最好采用默认项“FitDocumentOnPage”，自动调整PCB图层比例适合于纸张大小；在“彩色组”框中选择输出模式：单色、彩色和灰色。第9步PCB图的打印

项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第9步PCB图的打印

图8-56页面设置对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤2.设置打印层：在如图8-56所示中，单击“高级”命令，系统弹出如图8-57所示对话框，在其中列出了将要打印的层面。插入层：在如图8-57所示中，单击鼠标右键，系统弹出如图8-58所示浮动菜单，执行“插入层”菜单命令，弹出如图8-59所示对话框，在“打印层次类型”下拉列表框中选择要添加的层面。用同样的方法，也可以将某层面从打印层面列表中删除。第9步PCB图的打印

项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第9步PCB图的打印

图8-57PCB打印输出属性对话框图8-58打印层面对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤第9步PCB图的打印

图8-59层属性对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤4.设置打印机：单击“打印”，系统弹出如图8-60所示对话框，可以进一步设置打印参数，设置好后单击“确认”，开始打印。第9步PCB图的打印

图8-60设置打印参数对话框项目八8031最小系统电路PCB

的设计执行步骤5.打印预览：打开PCB文件，执行“打印→打印预览”命令，系统弹出如图8-61所示对话框，预览PCB板的打印效果，如图8-62和图8-63所示。第9步PCB图的打印

图8-61PCB文件打印预览对话框项目八8