AltiumDesigner19原理图与PCB设计速成实训教程 课件 实训十三 PCB设计-手工布局与布线

练习一

电风扇无级调速电路的PCB设计

练习二

门铃电路的PCB设计

练习三

单管放大器电路的PCB设计

练习四

振荡电路的PCB设计

练习五

正负电源电路的PCB设计

练习六

车内灯延时电路的PCB设计

练习七

振荡分频电路的PCB设计

练习八

计数译码电路的PCB设计

练习九8051内部定时器电路的PCB设计

练习十

简易秒表计时电路的PCB设计练习一

电风扇无级调速电路的PCB设计实训内容根据图13-1(a)所示的电风扇无级调速电路的电气原理图，手工绘制一块单层电路板图。图中元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。电路板长为1600mil，宽为1300 mil。参照图13-1(b)进行手工布局，其中交流输入要对外引线，需在电路板上放置焊盘。布局后在底层进行手工布线，布线宽度为10 mil，且对全部焊盘进行补泪滴。布线结束后，进行元件标号及注释字符调整，并为电源输入的焊盘添加标识文字。操作提示(1)创建工程项目文件，并命名为“PCB手工布局与布线.PrjPcb”。(2)添加PCB文件。在工程项目“PCB手工布局与布线.PrjPcb”中添加PCB文件，并将文件名称保存为“练习一

电风扇无级调速电路的PCB设计.PcbDoc”。(3)在PCB文档编辑器中，单击选中层标签中的“Mechanical1”，使它成为当前工作层，如图11-4所示。(4)放置坐标原点。执行菜单命令“编辑”→“原点”→“设置”，放置原点

图标。(5)设置栅格尺寸。在英文输入状态下，按下键盘上的G键，设置栅格为100mil。(6)绘制板层大小。执行菜单命令“放置”→“线条”，或单击窗口工具栏中的

图标，在编辑区域绘制一个闭合的矩形区域，即PCB板长为1600mil，板宽为1300mil，线条宽度为10mil。(7)绘制布线范围。单击编辑区域下方的

标签，设置为当前工作层。设置栅格尺寸为50mil，执行菜单命令“放置”→“Keepout”→“线径”，鼠标变为十字形，在距物理边界50mil(X、Y坐标分别为50mil)的位置单击鼠标左键，确定电气边界的起点，移动鼠标绘制一个闭合区域，其长为1500mil，宽为1200mil，线条宽度为10mil。

(8)选中MiscellaneousDevices.IntLib为当前元件库，按图13-1(a)所示放置元件并设置元件注释。注意：图中的双向触发二极管VD在库中的元件名称为“Diac-NPN”。(9)调整元件的布局。①

移动元件。鼠标指针指向元器件，按住左键并保持，移动鼠标。②

旋转元件。在放置元件的过程中按X、Y键或空格键，或选中放置好的元件，按住鼠标左键并保持，此时鼠标指针变为十字形。按空格键可以完成90°旋转；按X键可以完成左右翻转；按Y键可以完成上下翻转。(10)在底层连线。单击窗口工具栏中的

按钮，或执行菜单命令“放置”→“走线”；或在PCB编辑窗口单击右键，选择“放置”→“走线”。参考实训十二的练习五。注意：双向二极管VD的1号焊盘不用连接，2、3号焊盘分别与电容的一个焊盘和VTH的3号焊盘相连。(11)放置电源焊盘并连线。单击窗口工具栏中的

按钮，或执行菜单命令“放置”→“焊盘”，或在PCB编辑窗口单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“焊盘”，设置焊盘标号分别为V1、V2。参考实训十二的练习三。(12)放置文字标注(V1、V2、～220V)。单击窗口工具栏中的

按钮，或执行菜单命令“放置”→“字符串”。参考实训十二的练习七。(13)焊盘补泪滴。执行菜单命令“工具”→“泪滴”，弹出“泪滴”属性对话框，如图13-2所示。①

在“工作模式”选项区域中单击“添加”单选按钮，将进行补泪滴操作；单击“删除”单选按钮，将进行删除泪滴操作。②

在“泪滴形式”选项中选择“Curved”或“Line”。(14)裁剪板子。执行菜单命令“编辑”→“选择”→“全部”，选取整个电路板，再执行菜单命令“设计”→“板子形状”→“按照选择对象定义”，板子剪裁效果为板周围黑底色变为灰色，中间显示剪裁好的PCB板。(15)PCB板的3D预览。执行菜单命令“视图”，弹出如图13-3所示的下拉菜单，可以选择板子的三种模式。选择“切换到3维模式”或直接按数字键3，即切换到3D显示模式，此时可以观察元件之间的连线。注意：在3D显示过程中，按住Shift键，在3D图形上出现一个圆球形的旋转坐标，按住鼠标右键，鼠标变成小手，拖动就可以旋转各种角度来观察3D效果图。(16)对PCB的三维视图的其他操作。使用窗口工具栏的放大按钮或按下PageUp键，可放大三维视图；使用窗口工具栏的缩小按钮或按下PageDown键，可缩小三维视图；按下END键，可刷新屏幕显示；在工作窗口按住鼠标右键，光标变成手形，可在屏幕上任意移动三维视图，以观察不同的部位。练习二

门铃电路的PCB设计实训内容根据图13-4(a)所示的门铃电路的电气原理图，手工绘制一块单层电路板图。图中电路元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。电路板长1500mil，宽1190mil。参照图13-4(b)进行手工布局，布局后在顶层进行手工布线，布线宽度为10mil，且对全部焊盘进行补泪滴。布线结束后，进行元件标号及注释字符的调整。

操作提示(1)～(5)同本实训练习一的操作提示(1)～(5)，只是将PCB文件名称保存为“练习二

门铃电路的PCB设计.PcbDoc”。(6)绘制电路板的物理边界。选中“Mechanical1”标签为当前工作层，在英文输入状态下依次按键盘上的P-L(T)-J-L键，弹出“JumpToLocation”对话框，如图13-5所示，在“X-Location”和“Y-Location”右侧输入坐标(0,0)、(1500,0)、(1500,1190)、(0,1190)、(0,0)，每输入一次，鼠标自动跳到指定的坐标位置，此时双击鼠标左键，确定该点的位置，画出电路板物理边界。(7)绘制布线范围。单击编辑区域下方的

标签，设置为当前工作层。设置栅格尺寸为10 mil，执行菜单命名“放置”→“Keepout”→“线径”，在X、Y坐标分别为50 mil的位置单击鼠标左键，确定电气边界的起点，移动鼠标，在距离物理边界50 mil的地方单击鼠标左键，绘制一个闭合的区域，其长为1400 mil，宽为1090 mil，线条宽度为10 mil。(8)放置元件。选中MiscellaneousDevices.IntLib为当前元件库，按图13-4(a)所示放置元件并设置元件注释。(9)调整元件的布局。按图13-4(b)所示移动、旋转元件，调整元件布局。按X、Y键或空格键旋转元件。(10)在顶层连线。单击窗口工具栏中的

按钮，或执行菜单命令“放置”→“走线”。参考实训十二的练习五。(11)对全部焊盘进行补泪滴。执行菜单命令“工具”→“泪滴”，如图13-2所示。(12)放置文字标注“门铃电路”。单击窗口工具栏中的

按钮，或执行菜单命令“放置”→“字符串”，弹出字符串属性对话框，如图13-6所示。在“Text”文本框中输入“门铃电路”，选择“Layer”为“TopOverlay”，设置字高度为“80 mil”，字体为“黑体”。(13)裁剪板子。执行菜单命令“编辑”→“选择”→“全部”，选取整个电路板，再执行菜单命令“设计”→“板子形状”→“按照选择对象定义”。(14)进行PCB板的3D预览。执行菜单命令“视图”→“切换到3维模式”，或直接按数字键3，即切换到3D显示模式。练习三

单管放大器电路的PCB设计实训内容根据图13-7(a)所示的单管放大器电路的电气原理图，手工绘制一块单层电路板图。图中电路元件JP取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封装库中，其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。电路板长为2000mil，宽为1900mil。参照图13-7(b)进行手工布局。调整布局后在底层进行手工布线，其中 +12 V网络和GND网络布线宽度为30 mil，其他布线宽度为15 mil。对全部焊盘进行补泪滴。布线结束后，调整元件标注字符的位置，使其整齐美观，并在元件JP的1、2、3、4焊盘旁分别添加 +12 V、Vi、Vo和GND四个字符串。操作提示(1)布线宽度设置。执行菜单命令“设计”→“规则”，弹出“PCB规则及约束编辑器”对话框，如图13-8所示。(2)单击

，在

下面选择

，在右侧对话框的“约束”选项中将“最大宽度”设置为“50mil”。(3)鼠标单击布线窗口工具栏中的

按钮，或者执行菜单命令“放置”→“走线”。在连线过程中，单击Tab键，弹出布线属性对话框，如图13-9所示，选择“Rules”选项，单击，弹出“EditPCBRule-Max-MinWidthRule”对话框，如图13-10所示，修改“首选宽度”为“15mil”，“最大宽度”为“50mil”。(4)在连线过程中可以用Shift + 空格键来切换导线的走线模式，或使用空格键来切换导线的方向。(5)其他操作同本实训练习一、练习二中的操作提示。练习四

振荡电路的PCB设计实训内容设计图13-11(a)所示的振荡电路的电气原理图，手工绘制一块单层电路板图。图中电路元件JP取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封装库中，555取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封装库中，其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。设计要求：(1)使用单层电路板，电路板尺寸为2000mil × 1500mil。

(2)电源、地线的铜膜线的宽度为50mil。(3)一般布线的宽度为25mil。

(4)布线时考虑只能底层走线。操作提示(1)加载元件封装库，放置元件。(2)更改最大线宽值参考本实训练习三的(2)。(3)更改首选线宽值为25mil，参考本实训练习三的(3)。(4)其他操作同本实训练习一、练习二的操作提示。练习五

正负电源电路的PCB设计实训内容正负电源电路如图13-12所示，设计该电路的电路板。图中电路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封装库中；1N4736取自Sim.IntLib元件封装库中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。设计要求：(1)使用单层电路板，电路板尺寸为3000mil × 2000mil。(2)电源、地线的铜膜线宽度为40mil。(3)一般布线的宽度为20mil。(4)布线时只能单层走线。操作提示(1)加载元件库。(2)规划电路板参照实训十一练习五。(3)设置布线规则：执行菜单命令“设计”→“规则”，在弹出的“PCB规则及约束编辑器”对话框中选择“Routing”选项，如图13-8所示。(4)选择

，在右侧对话框的“约束”选项中将“最大宽度”设置为“50mil”。(5)在底层布线，参考本实训练习三的(3)，将“首选线宽”修改为“20mil”。(6)其他操作同本实训练习一、练习二的操作提示。练习六

车内灯延时电路的PCB设计实训内容车内灯延时电路如图13-13所示，设计该电路的电路板。图中电路元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。设计要求：(1)使用双层电路板，电路板尺寸为2200mil × 2000mil。(2)电源、地线的铜膜线宽度为25mil。(3)一般布线的宽度为20mil。(4)手工放置元件封装，并布局美观。(5)手工连接铜膜线，电源、地线外接端口用焊盘表示。(6)布线时考虑顶层和底层都走线，顶层走水平线，底层走垂直线。操作提示(1)～(5)同本实训同练习五的操作提示(1)～(5)。(6)在连线过程中，可以用Shift + 空格键来切换导线的走线模式，或使用空格键来切换导线的方向。顶层走水平线，底层走垂直线，利用小键盘上的

或 + 键切换上下层走线。(7)放置电源 +12 V及GND焊盘。单击窗口工具栏中的

按钮；或执行菜单命令“放置”→“焊盘”；或在PCB编辑窗口单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“焊盘”。(8)设置焊盘的属性。在放置焊盘过程中按下Tab键，或用鼠标左键双击放置好的焊盘，均可弹出焊盘属性对话框，如图13-14所示。修改焊盘标号分别为“+12 V”“GND”，其他参数采用系统默认数值。(9)将“+12 V”“GND”两个焊盘与电路元件连接起来，并修改电源、地线的铜膜线宽度为25mil，如图13-15所示。练习七

振荡分频电路的PCB设计实训内容振荡分频电路如图13-16所示，设计该电路的电路板。图中电路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封装库中；4011、4040取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封装库中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。设计要求：(1)使用双层电路板，电路板尺寸为2200mil × 1700mil。(2)电源、地线的铜膜线宽度为25mil。(3)一般布线的宽度为20mil。(4)手工放置元件封装，并布局合理。(5)手工连接铜膜线。(6)布线时考虑顶层和底层都走线，顶层走水平线，底层走垂直线。练习八

计数译码电路的PCB设计

实训内容计数译码电路如图13-17所示，设计该电路的电路板。图中电路元件JP1、JP2取自MiscellaneousConnectors.IntLib元件封装库中，74LS74取自Sim.IntLib元件封装库中，74LS138取自ProtelDOSSchematicLibraries.IntLib元件封装库中；其余元件都取自MiscellaneousDevices.IntLib元器件封装库中。设计要求：(1)使用双层电路板，电路板尺寸为2600mil × 2100mil。(2)电源、地线的铜膜线宽度为25mil。(3)一般布线的宽度为10mil。(4)手工放置元件封装，并布局美观。(5)手工连接铜膜线。(6)布线时考虑顶层和底层都走线，顶层走水平线，底层走垂直线。练习九