◆任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)印制電路板◆任務(wù)6.2PCB設(shè)計(jì)編輯器的啟動(dòng)◆任務(wù)6.3PCB設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置項(xiàng)目六認(rèn)識(shí)印制電路板的設(shè)計(jì)環(huán)境項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目主要介紹與印制電路板結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些基本知識(shí)及設(shè)計(jì)的一半原則；電路板工作層的概念；PCB的編輯器系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。為后續(xù)PCB設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

任務(wù)描述:任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)印制電路板初步認(rèn)識(shí)印制電路板。任務(wù)目標(biāo):任務(wù)實(shí)施:了解PCB的結(jié)構(gòu)、常用設(shè)計(jì)對(duì)象及設(shè)計(jì)的一般流程用一塊已制作好的成品PCB，并結(jié)合PCB的圖，讓學(xué)生了解PCB的基本知識(shí)。一、印刷電路板基礎(chǔ)

PCB是印制電路板（PrintedCircuitBoard）的英文縮寫(xiě)。1、PCB的結(jié)構(gòu)（1）單面板單面板是指只有一面敷銅的電路板。按電路板導(dǎo)電層數(shù)，印制板可分為單面板、雙面板、多層板。（2）雙面板指兩面都有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱雙層板。其兩面的導(dǎo)電圖形之間的電氣連接通過(guò)過(guò)孔來(lái)完成。多層板由交替的工作層及絕緣層疊壓粘合而成的電路板。除電路板兩個(gè)表面有導(dǎo)電圖形外，內(nèi)部還有一層或多層相互絕緣的導(dǎo)電層，各層之間通過(guò)金屬化過(guò)孔實(shí)現(xiàn)電氣連接。（3）多層板二、PCB圖的常用設(shè)計(jì)對(duì)象（1）元件封裝元件封裝是指實(shí)際元件焊接到電路板時(shí)所指示的外觀和焊盤的位置?！粼庋b分類：針腳式元件封裝：元件的焊盤通孔貫通整個(gè)電路板如電阻、電容、三極管、部分集成電路的封裝。（1）元件封裝◆元件封裝分類：針腳式元件封裝：元件的焊盤通孔貫通整個(gè)電路板表面粘貼式元件封裝：焊接時(shí)元件與其焊盤在同一層?！粼庋b的編號(hào)規(guī)則元件類型+焊盤距離（或焊盤數(shù)）+元件外形尺寸。如AXIAL0.4表示該元件封裝為軸狀，兩個(gè)管腳焊盤的間距為0.4英寸(400mil)。

RB.2/.4表示極性電容類元件封裝，兩個(gè)管腳焊盤的間距為0.2英寸（200mil），元件直徑為0.4英寸(400mil)。

DIP-16表示雙列直插式元件的封裝，兩列共16個(gè)引腳。（2）焊盤（Pad）與過(guò)孔（Via）過(guò)孔（Via）：實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)電層之間的電氣連接焊盤（Pad）：用來(lái)放置焊錫、連接導(dǎo)線和焊接元件的管腳。

過(guò)孔有3種類型：穿透式過(guò)孔；盲過(guò)孔；隱藏過(guò)孔。過(guò)孔的內(nèi)徑與外徑尺寸一般小于焊盤的內(nèi)、外徑尺寸。（3）銅膜導(dǎo)線（Track）與飛線（Connections）1）銅膜導(dǎo)線。電路板上用于傳遞各種電流信號(hào)的銅質(zhì)導(dǎo)線稱銅膜導(dǎo)線，簡(jiǎn)稱導(dǎo)線。2）飛線。用來(lái)指引自動(dòng)布線的一種連線。3）導(dǎo)線與飛線的關(guān)系。飛線指用來(lái)指示導(dǎo)線的實(shí)際布置，沒(méi)有電氣連接意義，導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)飛線的意圖，是具有電氣連接意義的連線。（4）安全間距（Clearance）避免導(dǎo)線、過(guò)孔、焊盤及元件間的距離過(guò)近而造成相互干擾，在他們之間留出一定的間距，稱為安全間距。三、PCB圖的設(shè)計(jì)方法印制電路板圖設(shè)計(jì)流程一般分為右圖幾個(gè)步驟四、PCB設(shè)計(jì)的一般原則1.布局

(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

(3)重量超過(guò)15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。

(5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。2.布線

(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。

(2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。

(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則．長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面

積銅箔時(shí)，最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤

1.電源線設(shè)計(jì)

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

2.地段設(shè)計(jì)

地線設(shè)計(jì)的原則是；

(1)數(shù)字地與模擬地分開(kāi)。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)。

低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻

電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過(guò)三倍于印制板上的允許電流。如有可能，地線應(yīng)在2~3mm以上。

(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提抗噪聲能力。3.退藕電容配置

PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是：

(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。

(2)原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10pF的但電容。

(3)對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

1）在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)．操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用附圖所示的RC電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2K，C取2.2~47UF。

2）CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源?！羧蝿?wù)6.1認(rèn)識(shí)印制電路板◆任務(wù)6.2PCB設(shè)計(jì)編輯器的啟動(dòng)◆任務(wù)6.3PCB設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置項(xiàng)目六認(rèn)識(shí)印制電路板的設(shè)計(jì)環(huán)境項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目主要介紹與印制電路板結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些基本知識(shí)及設(shè)計(jì)的一半原則；電路板工作層的概念；PCB的編輯器系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。為后續(xù)PCB設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

任務(wù)描述:任務(wù)6.2PCB設(shè)計(jì)編輯器的啟動(dòng)啟動(dòng)PCB設(shè)計(jì)編輯器，并通過(guò)執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令打開(kāi)編輯器的常用工具欄。任務(wù)目標(biāo):任務(wù)實(shí)施:學(xué)會(huì)啟動(dòng)進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)編輯器的方法，會(huì)打開(kāi)并初步認(rèn)識(shí)編輯器的工具欄。分別通過(guò)新一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件和通過(guò)打開(kāi)已存在的PCB文件兩種方法啟動(dòng)PCB設(shè)計(jì)編輯器，并用相關(guān)菜單命令逐個(gè)打開(kāi)PCB編輯器的工具欄。

選擇File\New命令出現(xiàn)對(duì)話框，選中PCBDocument文檔如圖所示。雙擊MYPCB1.PCB圖標(biāo)，可啟動(dòng)PCB設(shè)計(jì)編輯器一、PCB設(shè)計(jì)編輯器PCB管理器工作層切換標(biāo)簽放置工具欄文件切換標(biāo)簽主工具欄元件布局工具欄按鈕功能按鈕功能切換設(shè)計(jì)管理器粘貼打開(kāi)文檔選取區(qū)域內(nèi)的所有對(duì)象保存文檔撤消選擇打印文檔移動(dòng)選取的對(duì)象畫(huà)面放大交叉指針畫(huà)面縮小打開(kāi)庫(kù)管理顯示整個(gè)文檔瀏覽元件封裝庫(kù)顯示區(qū)域中的內(nèi)容設(shè)置捕獲柵格尺寸突顯被選取對(duì)象撤消3D方式顯示恢復(fù)剪切幫助PCB工具欄（1）主工具欄(MainToolbar)（2）放置工具欄執(zhí)行菜單命令View/Toolbars/PlacementTools，可打開(kāi)或關(guān)閉放置工具欄。按鈕功能按鈕功能放置交互式銅膜導(dǎo)線放置元件封裝放置銅膜導(dǎo)線邊緣法放置圓弧放置焊盤中心放置圓弧放置過(guò)孔任意角度法放置圓弧放置字符串放置圓放置坐標(biāo)指示放置矩形填充區(qū)放置尺寸標(biāo)注放置多邊形鋪銅設(shè)置參考原點(diǎn)放置內(nèi)層分割線放置房間陣列式粘貼（3）元件布局工具欄（4）查找選取工具欄執(zhí)行菜單命令View/Toolbars/FindSelections，可打開(kāi)或關(guān)閉查找選取工具欄執(zhí)行菜單命令View/Toolbars/ComponentPlacement，打開(kāi)或關(guān)閉元件布局工具欄。4、編輯區(qū)的縮放（1）畫(huà)面的放大：◆菜單命令View/ZoomIn；◆鍵盤PageUp鍵（2）畫(huà)面的縮?。骸舨藛蚊頥iew/ZoomOut；◆鍵盤PageDown鍵；◆

菜單命令View/Area◆菜單命令View/FitDocument（4）顯示整個(gè)圖形文件/整個(gè)電路板（3）區(qū)域放大。按下END鍵或執(zhí)行菜單命令View/Refresh。（5）畫(huà)面的刷新◆任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)印制電路板◆任務(wù)6.2PCB設(shè)計(jì)編輯器的啟動(dòng)◆任務(wù)6.3PCB設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置項(xiàng)目六認(rèn)識(shí)印制電路板的設(shè)計(jì)環(huán)境項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目主要介紹與印制電路板結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些基本知識(shí)及設(shè)計(jì)的一半原則；電路板工作層的概念；PCB的編輯器系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。為后續(xù)PCB設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

任務(wù)描述:任務(wù)6.3PCB設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置設(shè)置電路板的工作層和PCB的系統(tǒng)參數(shù)。任務(wù)目標(biāo):任務(wù)實(shí)施:掌握設(shè)置電路板工作層和PCB系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置方法。在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，學(xué)習(xí)工作層類型、柵格、電路板編輯及顯示設(shè)置、屏幕及元器件顯示、工作層顏色和信號(hào)完整性分析等內(nèi)容的設(shè)置。一、PCB工作層的設(shè)置1．工作層的管理

Protel99SE提供了32個(gè)信號(hào)層、16個(gè)內(nèi)部電源/地線層、16個(gè)機(jī)械層，在層堆棧管理器中用戶可以定義板層結(jié)構(gòu)，并能看到多層板組成的立體效果。執(zhí)行菜單命令Design→LayerStackManager在設(shè)計(jì)窗口單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇菜單Options→LayerStackManager命令，將彈出圖所示的層堆棧管理器對(duì)話框。（1）添加層的操作（2）刪除層的操作（3）層的移動(dòng)操作（4）層的編輯操作執(zhí)行菜單命令Design/MechanicalLayer，系統(tǒng)彈出機(jī)械層設(shè)置對(duì)話框，列出了16個(gè)機(jī)械層?！粼O(shè)置機(jī)械層（Mechanicallayer）單擊某復(fù)選框，可打開(kāi)相應(yīng)的機(jī)械層，并可設(shè)置層的名稱、是否可見(jiàn)、是否在單層顯示時(shí)放到各層等參數(shù)。二、工作層的類型執(zhí)行Design/Options命令，或者快捷鍵“L”將彈出圖所示的DocumentOptions對(duì)話框，可進(jìn)行電路板工作層的設(shè)置。相應(yīng)工作層前的復(fù)選框被選中（√），則表明該層被打開(kāi)，否則該層處于關(guān)閉狀態(tài)。信號(hào)層機(jī)械層阻焊層、錫膏防護(hù)層絲印層禁止布線層放焊盤是否顯示過(guò)孔是否顯示焊盤是否顯示飛線可視柵格2可視柵格1是否顯示DRC的檢查三、柵格和計(jì)量單位設(shè)置單擊DocumentOptions對(duì)話框中的Options選項(xiàng)卡，打開(kāi)如圖所示的對(duì)話框。（1）捕獲（鎖定）柵格的設(shè)置使用SnapX和SnapY兩個(gè)下拉框。（2）元件柵格的設(shè)置使用ComponentX和ComponentY兩個(gè)下拉框。（3）電氣柵格范圍選中ElectricalGrid復(fù)選框表示啟動(dòng)電氣柵格的功能。Range（范圍）用于設(shè)置電氣柵格的間距。（4）可視柵格（VisibleKind）的類型

Protel99SE提供Dots（點(diǎn)狀）和Lines（線狀）兩種顯示類型。（5）計(jì)量單位的設(shè)置

Protel99SE提供Metric（公制,單位為mm）和Imperial(英制,單位為mil)兩種計(jì)量單位，系統(tǒng)默認(rèn)為英制。

1mil=0.0254mm執(zhí)行菜單命令Tools/Preferences，或在設(shè)計(jì)窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Options/Preferences...命令，將彈出如圖所示的對(duì)話框，對(duì)話框中共有6個(gè)選項(xiàng)卡，下面分別介紹。四、PCB系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置1．Options選項(xiàng)卡（1）Editingoptions編輯選項(xiàng)組◆（在線DRC）OnlineDRC：選中表示在布線的整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行在線的DRC檢查?！?/p>

（捕捉中心）SnapToCenter：選中示在移動(dòng)元件或字符串時(shí)，光標(biāo)會(huì)自動(dòng)移到元件或字符串的平移參考點(diǎn)上。◆

（擴(kuò)展選項(xiàng)）ExtendSelection：選中表示在選取操作中，可連續(xù)選取多個(gè)對(duì)象?！?/p>

（去除重復(fù)）RemoveDuplicates：選中表示系統(tǒng)將自動(dòng)刪除重復(fù)的對(duì)象?！?/p>

（確認(rèn)全部編輯）ConfirmGlobalEdit：設(shè)置進(jìn)行整體修改時(shí)是否出現(xiàn)要求確認(rèn)的對(duì)話框◆

（保護(hù)已鎖定對(duì)象）ProtectLockedObjects：選中表示在高速自動(dòng)布線時(shí)保護(hù)鎖定的對(duì)象。（2）自動(dòng)搖景Autopanoptions選項(xiàng)組。1）樣式Style：用于設(shè)置自動(dòng)移動(dòng)模式，共7種方式可供選擇。2）速度Speed：移動(dòng)速率，默認(rèn)值為1200。速度單位兩種單位，分別是Mils/Sec（毫英寸/秒）和Pixels/Sec（像素/秒）。1）重生成Repour：有3個(gè)選項(xiàng)2）臨界值Threshold：繞過(guò)的臨界值。（3）多邊形重生成PolygonRepour選項(xiàng)組。（4）其他Other選項(xiàng)組◆

旋轉(zhuǎn)步RotationStep：設(shè)置在放置元件時(shí)，每次按動(dòng)空格鍵元件旋轉(zhuǎn)的角度◆

撤銷/重做Undo/Redo：設(shè)置最大保留的撤消/恢復(fù)操作的次數(shù)，默認(rèn)值為30次◆

光標(biāo)類型CursorType：設(shè)置光標(biāo)形狀，有Large90（大十字線）、Small90（小十字線）、Small45（小叉線）3種形狀。如圖6-24所示。（5）交互式布線Interactiverouting選項(xiàng)組

◆模式Mode：選擇None，表示只拖動(dòng)元件本身；選擇ConnectedTracks（連接導(dǎo)線），則在拖動(dòng)元件時(shí)，連線也跟著移動(dòng)。（6）元件拖動(dòng)Componentdrag選項(xiàng)組◆

模式Mode：設(shè)置交互式布線的模式?！?/p>

PlowThroughPolygos：選中表示布線時(shí)采用多邊形來(lái)檢測(cè)布線障礙。◆

去除環(huán)路AutomaticallyRemoveLoops：選中表示在布線過(guò)程中，在繪制一條導(dǎo)線后，若系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)還有其他回路可取代此導(dǎo)線的作用則系統(tǒng)刪除多余的導(dǎo)線。2．Display選項(xiàng)卡單擊“Display”選項(xiàng)即可進(jìn)入Display選項(xiàng)卡，如圖所示。Display選項(xiàng)卡