电子产品设计案例教程（微课版）-基于嘉立创EDA（专业版） 课件 第10、11章 生产文件的导出与使用、数字钟的外壳设计

第10章生产文件的导出与使用

在完成基于51单片机的数字电子时钟设计原理图的绘制及PCB板的设计之后，就可以输出生产文件，进行元件下单和PCB下单。本章主要介绍生产文件的导出与使用，为PCB的后期制作、元件采购、文件交流等提供方便。本章包含以下内容：物料清单（BOM）导出Gerber文件导出坐标文件导出元件下单PCB下单任务描述

BOM为BillofMaterials的简称，也叫材料清单，它是电子产品生成过程中一个很重要的文件。在元器件采购，设计制作验证样品、批量生产等都需要这个清单，可以用原理图文件产生BOM，也可以用PCB文件产生BOM。这里介绍用PCB文件导出物料清单（BOM）的方法。打开需要产生输出文件的原理图及PCB图（基于51单片机的数字电子时钟设-SCH及PCB）。10.1物料清单（BOM）导出

（1）BOM文件导出操作1）在顶部菜单执行“文件”→“导出”→“物料清单BOM”命令或顶部菜单的“导出”→“物料清单BOM”命令，均能进行物料清单（BOM）导出操作。2）弹出提示对话框，如图10-1所示，点击“器件标准化检查（推荐）”按钮，弹出器件标准化信息，如图10-2所示。10.1物料清单（BOM）导出图10-1提示对话框3）用户把“待确定”与“待分配编号”弄完后，重新执行“导出”→“物料清单BOM”命令，弹出提示信息对话框，如图10-1所示，点击“已检查，继续操作”按钮，弹出导出BOM对话框，如图10-3所示。10.1物料清单（BOM）导出图10-2器件标准化信息4）可以在图10-3中设置导出BOM的文件名称和文件类型。默认的文件名称是在打开的项目名称前自动添加“BOM_”。导出的BOM文件类型支持XLSX和CSV格式，默认的是XLSX格式。10.1物料清单（BOM）导出图10-3导出BOM5）图10-3的中间“过滤”部分显示是BOM表的统计项和器件的属性选择，可以根据需要勾选导出的内容；该“过滤”部分勾选的信息在右边栏显示（即BOM表导出的列）；取消勾选，最右边的栏不显示。10.1物料清单（BOM）导出图10-3导出BOM6）点击图10-3底部的“导出BOM”按钮，弹出导出文件保存弹窗，如图10-4所示，可设置保存文件名称和保存类别，点击“保存”按钮，即可用默认设置导出的物料清单（BOM）。10.1物料清单（BOM）导出图10-4保存文件名称和保存类别设置7）找到保存导入BOM表的文件夹，打开导出的BOM表，如图10-5所示。10.1物料清单（BOM）导出图10-5用默认设置导出的BOM表10.1物料清单（BOM）导出图10-6BOM表头设置（2）BOM表头设置

图10-6是BOM表头设置可以选择导出BOM表的具体内容。选择需要导出的内容，点击勾选或往右移动按钮，即可添加进入BOM里面。10.1物料清单（BOM）导出图10-7由图10-6的表头设置导出的BOM（2）BOM表头设置

BOM表的列排序可以选中标题点击升

、降

按钮，设置好后，按“导出BOM”按钮，即可按设置好的表头导出BOM表，如图10-7所示。10.2导出PCB制版文件Gerber

Gerber文件是一种符合EIA标准，规定了可以被光绘图机处理的文件格式，用来把PCB电路板图中的布线数据转换为胶片的光绘数据。

嘉立创EDA软件导出的

Gerber文件是一个zip压缩包，在板厂进行下单的时候直接上传该压缩包即可。10.2.1Gerber文件导出操作Gerber图10-8“导出PCB制板文件”对话框

(1)在顶部菜单执行“文件”→“导出”→“PCB制板文件（Gerber）”或顶部菜单的“导出”→“PCB制板文件（Gerber）”命令，均能进行Gerber文件导出操作。

(2)在弹出的导出PCB制板文件对话框中可设置导出文件名称，还可以选择“一键导出”或者“自定义配置”，如图10-8所示。10.2.1Gerber文件导出操作图10-9自定义配置对话框一键导出：根据默认的设置，把全部的层和图元都导出，不包含钻孔表和独立的钻孔信息文件。自定义配置：根据自行的需要进行修改配置，如图10-9所示。10.2.1Gerber文件导出操作图10-10DRC检查提示对话框

（3）在图10-8点击“导出Gerber”按钮，弹出警告对话框，提示“是否先检查DRC再继续”，如图10-10所示。10.2.1Gerber文件导出操作图10-11保存Gerber文件弹窗

(4)单击“是，检查DRC”，如果没有错误，直接弹出保存Gerber文件弹窗，如图10-11所示，单击“保存”按钮，导出Gerber文件。10.2.2Gerber预览

在发送Gerber文件给制造商前，请使用Gerber查看器再次检查Gerber是否满足设计需求，是否具有设计缺陷。Gerber查看器有：Gerbv、FlatCAM、CAM350、ViewMate、GerberLogix等一些DFM检查工具。推荐免费的Gerbv：官网主页：/下载地址：/projects/gerbv/files/下载地址2：Gerbv-2.6.0.exe10.2.2Gerber预览图10-12打开Gerber文件夹

Gerbv使用方法：

（1）下载Gerbv，并打开；解压下载的Gerber压缩包。点击左下角的加号“+”，打开Gerber文件夹，并SHIFT+全选或者CTRL+A全选解压后的Gerber文件，如图10-12所示。10.2.2Gerber预览图10-13Gerber文件打开

（2）单击open按钮，Gerber文件打开，如图10-13所示。现在显示所有Gerber层，如果想要单层显示Gerber文件的层，把左边Gerber层名前的复选框取消勾选，只勾选要显示的层名即可，如图10-14所示。10.2.2Gerber预览图10-14单层显示Gerber文件

（2）单击open按钮，Gerber文件打开，如图10-13所示。现在显示所有Gerber层，如果想要单层显示Gerber文件的层，把左边Gerber层名前的复选框取消勾选，只勾选要显示的层名即可，如图10-14所示。10.3坐标文件导出

制板生产完成后之后，后期需要对各个元件进行贴片，这就需要用到各元件的坐标文件。

嘉立创EDA软件支持导出SMT坐标信息，生成坐标文件，以便电子产品生产厂家在PCB组装流程的SMT贴片过程中使用。在嘉立创EDA软件中坐标文件只能在PCB中导出。10.3坐标文件导出图10-15”导出坐标文件“对话框

（1）坐标文件导出操作

1）在PCB编辑页面的顶部菜单执行“文件”→“导出”→“坐标文件”或顶部菜单“导出”→“坐标文件”命令，均能进行坐标文件导出操作。

2）在弹出的“导出坐标文件”对话框中，如图10-15所示，可自定义导出坐标文件的文件名、导出文件类型、单位、坐标文件内容和其他选项。10.3坐标文件导出图10-16导出对话框

（1）坐标文件导出操作

3）点击图10-15底部的“导出”按钮，弹出导出对话框，如图10-16所示，可设置导出的坐标文件名及保存类型，按“保存”按钮，即导出坐标文件。10.3坐标文件导出图10-17使用默认设置导出的坐标文件

（1）坐标文件导出操作

4）找到保存坐标文件的文件夹，打开坐标文件，如图10-17所示，该文件是使用默认设置导出的坐标文件。10.4PDF文件导出

嘉立创EDA软件支持PCB导出PDF文件的功能，该功能与原理图导出PDF文件有所不同，但操作相似。可单独支持导出图层和对象，设置导出镜像以及透明度等。

（1）PDF文件导出操作

1）在PCB编辑页面的顶部菜单执行“文件”“导出”“PDF/图片”或顶部菜单“导出”“PDF/图片”命令，均能进行PDF文件导出操作。10.4PDF文件导出图10-18PDF文件导出对话框

2）在弹出的导出文件对话框中可设置导出文件的名称、输出方式、颜色、PDF页、选择层、选择对象等相关内容。也可以在导出文档弹窗的左下角进行导出PDF操作的配置导入和导出，方便快速完成导出设置，如图10-18所示。10.4PDF文件导出图10-19顶层装配图

3）用默认设置，勾选了导出“装配图顶层”、“装配图底层”、“钻孔图”，点击“导出”按钮后，弹出导出对话框，点击“保存”按钮，导出PDF文件，用系统默认的PDF阅读器打开该文件，如图10-19、20、21所示。10.4PDF文件导出图10-21钻孔图图10-20底层装配图10.4PDF文件导出图10-22勾选“仅显示轮廓”选项

（2）PDF文件设置根据需要可以在弹出的导出文件对话框中勾选“仅显示轮廓”选项，如图10-22所示。导出的PDF文件中焊盘、导线、轮廓等图元都只显示轮廓，如图10-23所示。10.4PDF文件导出图10-23勾选“仅显示轮廓”选项后导出的PDF文件图10-25

勾选“全彩”选项后导出的PDF文件10.4PDF文件导出图10-24“全彩”选项

使用默认设置导出的PDF文档是白底黑图。如果将“导出文档”对话框设置里的颜色选项设置为“全彩”，如图10-24所示，就可以导出彩色的PDF文档，如图10-25所示。10.5下单10.5.1元件下单

嘉立创EDA软件支持元件下单，该功能方便根据物料清单（BOM）文件文档在立创商城中进行元件下单，实现设计和元器件采购的无缝衔接。

（1）元件下单操作

在嘉立创EDA软件的顶部菜单执行“下单”→“元件下单”命令，可进行PCB下单操作。

同时，在导出BOM文件对话框底部也有元件下单的按钮，如图10-3所示，点击后也可进行元件下单操作。10.5.1元件下单图10-24“全彩”选项

BOM数据上传成功后，会弹出信息确认对话框，如图10-26所示。点击“确定”按钮就会自动跳转到立创商城，进入“切换搜索条件”弹窗，如图10-27所示，检查购买的元件信息正确否，如正确，点击“保存”按钮，进行立创BOM配单操作，如图10-28所示。10.5.1元件下单图10-28立创商城立创BOM配单操作页面图10-27

检查购买的元件信息

在图10-28立创BOM配单操作页面中，完成相关选择后，点击页面底部的“一键下单”按钮，完成相关支付流程，即可完成元件下单。10.5.2PCB下单图10-24“全彩”选项

嘉立创EDA软件除了元件下单，还支持PCB下单。该功能方便将绘制好的PCB文档直接下单给嘉立创进行加工生产，实现设计和制板无缝衔接。

（1）PCB下单操作

1）在PCB编辑页面的顶部菜单执行“下单”→“PCB下单”命令，可进行PCB下单操作。弹出警告信息，提示是否先进行DRC检查，如果能确保PCB设计正确，点击“否，继续导出”按钮，如图10-29所示。10.5.2PCB下单图10-24“全彩”选项

BOM数据上传成功后，会弹出信息确认对话框，如图10-26所示。点击“确定”按钮就会自动跳转到立创商城，进入“切换搜索条件”弹窗，如图10-27所示，检查购买的元件信息正确否，如正确，点击“保存”按钮，进行立创BOM配单操作，如图10-28所示。

本章介绍了器件库、符号库、封装库的含义；使用户熟悉符号、封装库编辑界面；熟悉新建贴片电阻0805的符号、封装；用向导创建74ls00符号、封装；创建多部件原理图符号、封装；从系统提供的库中复制元件并将其修改为自己需要的元件，以减少设计的工作量；讲解了怎样打造属于个人的个人常用库。希望画库这项老本领用户一定要学会。3.8本章小结37习题P2411-2再见！第11章数字钟的外壳设计任务描述

经过前面的学习，数字电子时钟的PCB已经完成。人靠衣服马靠鞍，外壳作为电子产品不可缺少的一部分，在产品设计过程中同样占据着重要地位。本章主要介绍如何在嘉立创EDA专业版中使用3D建模功能为数字电子时钟设计一个兼容的3D外壳结构。本章包含以下几个内容：3D外框形状的设计螺丝柱的放置与设置顶层/底层与侧面开槽的设置顶层/底层与侧面实体的设置3D外壳文件的导出与生产介绍11.13D外壳设计背景外壳设计是电子产品设计中的重要组成部分，随着3D打印技术的兴起，外壳生产的成本随着降低，裸露的电路板加上外壳也就成为了一个小型产品。外壳设计软件有很多，常用的有SolidWorks、Fusion 360、Blender等软件，这些专业的建模软件可以设计精细的三维立体模型结构，可随着带来的也是学习成本高，上手难的问题，而嘉立创EDA提供的3D外壳设计功能恰好解决了这个问题，将PCB外壳设计简单化，设计外壳时与PCB边框结合可以快速设计外壳，适合入门学习，验证模型结构并通过3D打印制作出实物。数字钟外壳与安装渲染图如图11-1、11-2所示：11.13D外壳设计背景图11-1数字钟外壳预览图图11-2数字钟3D外壳安装渲染图11.2外壳边框设置在嘉立创EDA专业版进行外壳的设计，可以分为以下几个步骤：外壳边框设置、螺丝孔放置、开槽、实体放置，其中开槽与实体两个步骤可根据实际需要进行设计。首先，我们来学习如何对现有PCB板进行设置外壳边框。11.2外壳边框设置

（1）“过滤”功能在设计3D外壳时，为避免不小心操作到原有PCB电路，需要打开PCB编辑页面右侧中的“过滤”功能，保留图中的板框、线条以及3D外壳以及状态属性里的选型，其余对象属性全部进行过滤掉，这样在操作的过程中就不会被选中，进而不小心影响到原有的电路，如图11-3为过滤参数页面。图11-3过滤参数设置11.2外壳边框设置

（2）放置3D外壳-边框在PCB编辑页面，顶部菜单栏执行“放置”→“3D外壳-边框”→“矩形”命令，弹出提示对话框，提示是否同时打开3D外壳预览窗口？如图11-4所示，点击“稍后”按钮，返回PCB编辑页面，点击数字钟PCB边框的左上角确定矩形的一个顶点，再点击数字钟边框的右下角确定矩形的另一个顶点，放置矩形边框。图11-4提示弹窗11.2外壳边框设置

（2）放置3D外壳-边框

矩形边框放置后可以调整该边框的大小，要精确调整边框的尺寸，点击右边的“属性”面板，如图11-5所示。起点（X:-1mm,Y：81mm）宽：72mm高：82mm。图11-5矩形边框设置11.2外壳边框设置

（2）放置3D外壳-边框

执行“导出”→“PCB信息”命令，弹出PCB信息弹窗，如图11-6所示，PCB板尺寸为：70mm╳80mm；为方便板子安装，放置板框时一般外壳尺寸超出板子1mm即可。图11-6PCB信息11.2外壳边框设置

在绘制3D边框时，会有提醒生成3D边框预览窗口，如果选择的是“稍后”，没有生成3D边框预览窗口，可以在顶部菜单执行“视图”→“3D外壳预览”命令，打开“3D外壳预览”窗口，该窗口没有任何显示，点击预览工具条上的“适合全部”按钮，显示刚绘制的3D外壳，如图11-8所示。图11-8预览3D外壳11.2外壳边框设置

（3）实时预览工具条在实时预览窗口右上角可看到图11-10所示的视图预览工具条，在预览3D效果时可方便查看不同视角图像情况：视图选项：选择查看正常视图、轮廓视图以及Gerber视图三种看图模式；视角选项：可以选择正视图、俯视图、左侧图、右侧图、前视图以及后视图视角；爆炸图：通过滑条可以拖动拉开上壳和下壳的间距，模拟组合效果；适应全部：可保持最佳视图效果；导入变更：PCB更新时预览效果自动更新，也可手动导入更新；刷新：刷新整个3D预览窗口视图图11-10实时预览工具条11.2外壳边框设置（4）对3D显示画面的控制缩放：鼠标滚轮；平移、上下移：按住鼠标右键旋转：按住鼠标左键（5）PCB编辑窗口与3D外壳预览窗口同时显示，如图11-11所示。图11-11PCB编辑窗口与3D外壳预览窗口同时显示11.2外壳边框设置在PCB编辑窗口选中3D外壳边框，在右边的属性面板，按以下尺寸调整外壳：外壳尺寸：72*82mm，将PCB板放置在边框中心位置；外壳类型为上下壳，整体高度为15mm，PCB距外壳高度为3mm，下壳高度为6mm，；外壳厚度为1.5mm，上下壳内壁为0，外壳圆角设置为1mm。在左边的编辑窗口修改尺寸后，右边3D外壳预览窗口同时显示更新了的外壳，如图11-11所示。11.3螺丝柱放置

螺丝柱在外壳设计中起着固定连接的作用，3D外壳通过螺丝柱连接固定PCB与上下壳的结构。常用螺丝柱尺寸为M2（2mm直径）与M3（3mm直径）规格，在嘉立创EDA专业版放置螺丝柱时可分别放在外壳顶层（上壳）以及外壳底层（下壳）。11.3螺丝柱放置

在数字钟PCB编辑页面，激活顶层，执行“放置”→“3D外壳-螺丝柱”命令，在PCB板上点击放置螺丝柱的位置，位置应与PCB板预留的定位孔位置重合，如图11-12所示，点击选择所放置的螺丝柱，在右侧属性中可以查看螺丝柱的属性、加强筋设置、沉头孔设置。图11-12放置螺丝柱11.3螺丝柱放置按图11-12的尺寸放置螺丝柱，放好1个后，复制、粘贴其它3个螺丝柱；在3D外壳预览窗口的显示效果如图11-13所示，该显示效果在预览窗口右侧图层中隐藏了其它层，只显示了顶层。图11-13顶层放置了4个螺丝柱11.3.1螺丝柱属性放置螺丝柱时，应根据PCB板预留安装孔位大小选择合适的螺丝柱尺寸，在属性菜单栏中可供选择的螺丝规格有M2、M3、M4、M5、M6以及自定义螺丝柱尺寸，为适应3D打印后的螺丝柱安装，软件所提供的参考尺寸比实际尺寸偏小一点，比如M3螺柱的通孔直径为2.8mm，而不是标准的3mm，如果是使用CNC切割，那尺寸应保持一致，可根据实际需求调整通孔尺寸大小。11.3.1螺丝柱属性

设计时建议先设计一个螺丝柱，放置一个后其它的螺丝柱可通过复制粘贴的方式完成放置，螺丝柱放置的位置应与PCB板预留的定位孔位置重合。属性中的“高”指的是螺丝柱整体高度，实际高度需配合3D外壳厚度与PCB板结构适当调整，通孔直径与壁厚可使用软件提供的参考数据，避免打印失误。螺丝柱属性如图11-14所示：图11-14螺丝柱属性设置11.3.2加强筋设置设计工具还提供了加强筋的设置，在3D打印结构中常用FDM与SLA工艺成型，打印时都是一层层打印上去，如果没有一个好的支撑结构容易造成结构件不稳的情况，为加固螺丝柱与外壳的连接，可以选择添加加强筋，以牢固连接螺丝柱与外壳结构。11.3.2加强筋设置

要添加加强筋在图11-12所示的加强筋栏，选择“是”即可。如图11-15中左侧的螺丝柱为加上加强筋效果图，右侧螺丝柱则未做任何处理，加强筋高度厚度等参数也可根据实际需要进行修改设置。图11-15螺丝柱加强筋效果预览图11.3.3沉头孔设置

沉头孔也是螺丝柱设置中一个重要参数，它可以很好解决螺丝安装的问题，可以理解为在3D外壳上挖一个孔，可以把螺丝刚好放进去安装，沉入外壳内部，所以叫沉头孔。沉头孔高度为内嵌到外壳的距离，直径为内嵌尺寸直径。11.3.3沉头孔设置

在3D外壳底层添加沉头孔，在PCB编辑页面中，执行“放置”→“3D外壳-螺丝柱”命令，鼠标再次点击PCB板上放置螺丝柱的位置，位置应与PCB板预留的定位孔位置重合，如图11-16所示，点击选择所放置的螺丝柱，在右侧属性中设置图层在3D外壳的底层，需要沉头孔选择“是”。沉头孔的规格如图11-16所示。图11-16底层添加沉头孔11.3.3沉头孔设置

在3D外壳底层添加沉头孔，在PCB编辑页面中，执行“放置”→“3D外壳-螺丝柱”命令，鼠标再次点击PCB板上放置螺丝柱的位置，位置应与PCB板预留的定位孔位置重合，如图11-16所示，点击选择所放置的螺丝柱，在右侧属性中设置图层在3D外壳的底层，需要沉头孔选择“是”。图11-16底层添加沉头孔11.3.3沉头孔设置

沉头孔的规格如下：·螺丝规格：M3·图层：3D外壳底层·高：2.8mm·通孔直径：3.2mm·壁厚：1.2mm·加强筋：否·沉头孔：是，高度1.6mm，直径5.8mm。选中放置好的沉头孔复制，其余3个沉头孔粘贴即可。沉头孔预览效果图如图11-17所示。图11-17沉头孔预览效果图11.4挖槽区域

在电子产品设计过程中常涉及各类连接器件，在PCB布局时要求连接器需放置在板子边缘方便安装与测试，在3D外壳设计过程中根据PCB的结构进行开槽操作是非常重要的。这一节我们来学习挖槽区域的放置，其中涉及侧面挖槽以及顶层/底层挖槽区域的放置。11.4.1侧面挖槽

侧面指的是3D外壳的四周，包括上下壳与前后左右四个面，在进行侧面挖槽时需先在所需挖槽面放置一根基准线，在顶部菜单执行“放置”→“3D外壳-侧面基准线”命令，在所需挖槽侧面放置基准线，在基准线放置过程中可按住键盘上的“Shift”键，这样可水平或竖直将基准线拉出，保持基准线的水平或竖直；每个面放置一个基准线即可，若不需要挖槽的面无需放置基准线。11.4.1侧面挖槽

基准线放置后，开始进行侧面挖槽操作，在顶部菜单执行“放置”→“3D外壳-侧面挖槽区域”→“矩形”命令，首先选择基准线，鼠标左击预先放置好的基准线后，开始在基准线外侧绘制开槽形状，同时3D预览视图也会同步挖槽效果，如图11-18所示。图11-18挖槽区域与挖槽区域实时预览图11.4.1侧面挖槽

在PCB编辑界面调整挖槽区域的尺寸，3D预览视图同步显示调整的结果；如要精确调整挖槽区域的尺寸，在PCB编辑界面选中挖槽区域，在属性面板调整尺寸，还可以在属性面板给矩形到个圆角，设置圆角半径为1mm。图11-18挖槽区域与挖槽区域实时预览图11.4.1侧面挖槽

在实时预览图中可以将爆炸图展开或折叠查看开槽区域是否合适，将爆炸图展开的效果，如图11-19所示；调整挖槽区域时可通过键盘上的上下左右方向键移动挖槽位置，也可以直接使用鼠标拖动挖槽大小与位置，选中挖槽区域后可在右侧挖槽属性中对齐进行调整设置。图11-19爆炸图展开的效果11.4.1侧面挖槽

介绍几个重要参数：挖槽深度：指的是从边框外侧向内挖槽的深度，深度长一些可直接贯穿两侧边框；挖槽选项：可选位置处挖槽的物体，挖槽方向上的物体都会被挖空，可以尝试在有螺丝柱的位置挖个槽看看效果；矩形轮廓：在这里可以准确设置挖槽的形状大小和参数，如果想有一个圆滑点的边角可通过设置圆角半径即可得到。11.4.2顶层/底层挖槽

在外壳设计中不仅需要侧面挖槽，顶层和底层也经常根据需要放置挖槽区域，比如屏幕区域，按键控制区域等。在数字钟项目中，数码管位置与按键控制位置都需要进行开槽处理。在放置顶面和底面挖槽前首先打开PCB编辑页面右侧的图层属性，若要先放置顶面挖槽，则右侧图层属性需选择3D外壳分类中的顶层，如图11-20所示。图11-21为顶部挖槽效果示意图。11.4.2顶层/底层挖槽图11-20

图层属性设置页面图11-21

电子钟顶部挖槽示意图11.4.2顶层/底层挖槽

（1）数码管显示挖槽区域：宽51mm，高20mm；挖槽深度：5mm（挖穿）。

在PCB编辑界面，在顶部菜单执行“放置”→“3D外壳-顶面/底面挖槽区域”→“矩形”命令，点击数码管的左上角，确定挖槽的一个点，再点击数码管的右下角，确定挖槽的另一个点，按鼠标右键退出挖槽模式；选中挖槽的矩形框，调整挖槽的尺寸，如图11-22所示。11.4.2顶层/底层挖槽图11-22电子钟顶层挖槽11.4.2