Protel99SE电路原理图与电路板设计
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看出来。
这是一块六层板的示意图，由元件面、焊锡面、 电源层、地线层和两层内电层组成。
埋孔（Buried vias） 和盲孔（Blind vias）
如果把导孔（via）应用在双面板上，那么一定 都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如果只 想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些 其它层的线路空间。埋孔（Buried vias）和盲孔 （Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们 只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面 PCB连接，不须穿透整个板子。埋孔则只连接内 部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。
单面板（Single-Sided Boards）
刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其 中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出 现在其中一面，所以就称这种PCB叫作单面板
（Singleside）。因为单面板在设计线路上有许多
严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而 必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使 用这类的板子。
电路原理图设计
1.电路原理图设计步骤 设置原理图设计环境。使用Desin/Options和 Tool/Preferences菜单进行。设计环境设置主要包括 图纸大小、电气栅格、模板设置等。
放置元件。将电器和电子元件放到图纸上。
原理图布线。将元件用导线连接起来。 编辑与调整。编辑元件属性，调整元件和导线的位置。
硬 件 电 路 测 试
失 败 成功
厂程 大序 量送 生达 产 PCB
PCB
印刷电路板（PCB）简介
几乎在每一种电子设备当中都有印刷电路板 （Printed circuit board，PCB）。如果在某种设 备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异 的PCB板上。除了固定各种电子零件外，PCB的
电路及PCB设计软件
学习Protel版本的使用方法：
原理图设计软件、 PCB设计软件、PCB自动布线软件、 用于电路仿真的和信号完整性分析
PCB印制板基础知识
PCB板本身的基板是由绝缘隔热、不易弯
曲的材质制作而成。在表面可以看到的细小线
路Hale Waihona Puke Baidu料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上
的，而在制造过程中部份被腐蚀或雕刻处理掉，
Protel DXP 004
电路设计技术
山东师范大学电子信息科学与技术系
第一章 概 述
EDA技术简介 EDA（Electronic Design Automation)技术是现代电 子工程领域的一门新技术，是利用计算机技术进行电 子产品的设计、分析、模拟仿真和辅助制造等工作， 最大限度地降低生产成本、节约时间、提高产品可靠 性。
学习电路原理和电路板设计的意义
学习了电路分析、模拟和数字电路之后，首先应该学的就
是设计电路原理图和电路板图。
只有学会使用电脑设计电路原理图和电路板图，才能进行 电子产品研究与开发。
学习电路原理和电路板设计的意义
因此，劳动与社会保障部组织的全国计算机信息高新技术
考试把Protel平台定为计算机辅助设计模块之一。
接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是
焊在另一面上的。因此，PCB的正反面分别被称 为零件面（Component Side）与焊接面（Solder Side）。
PCB印制板基础知识
如果PCB上有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或 装回去，那么该零件安装时会用到插座（Socket）。插座 直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。插座有许多种， 下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式） 插座，它可以让零件轻松插进插座，也可以拆下来。插座 旁的固定杆，可以在插进零件后将其固定。
2.3 指示对象
在原理图设计中的指示对象没有电气连接关系，是原 理图中的指示符号。 （1）忽略电路检查规则符号(No ERC) 。 （2）测试点符号(Probe) 。 （3）测试向量索引(Text Vectors Index) 。 （4）信号源(Stimulus) 。 （5）印制板布线指示(PCB Layout) 。
表面粘贴式封装技术（Surface Mounted Technology）
使用表面粘贴式封装（SMT）的零件，接脚是焊 在元件同一面。这种技术不用为每个接脚的焊接在 PCB上钻洞。表面粘贴式的零件，还可以在两面都 焊上。SMT也比THT的零件要小。和使用THT零件 的PCB比起来，使用SMT技术的PCB板上零件要密 集很多。SMT封装零件比THT的便宜。所以现今的 PCB上大部分都是SMT，自然不足为奇。因为焊点 和零件的接脚非常的小，要用人工焊接实在非常难。 不过如果考虑到目前的组装都是全自动的话，这个 问题只会出现在修复零件的时候。
（6）电源地线端子，电源和地线符号。
2.原理图设计对象
（7）网络标号(Netlabel)，导线或总线上的标识文 字。具有相同网络标号的导线或总线电气上相导通。 （8）端口(Port),电路图与电路图或其它图纸符号之 间的连接口。 （9）图纸符号，将电路图表示成一个方框符号，称 为图纸符号。 （10）图纸符号中的端口，图纸符号中代表输入输出 的接口。
检查原理图。
生成网络表。网络表是元件名、封装参数及元件之间 的连接表，它是自动绘制PCB图的基础。 打印输出原理图。
2.原理图设计对象
设计对象包括：电气对象；绘制对象；指示对象。 2.1电气对象 （1）总线(Bus),一组相关的信号线，在原理图上用较粗 的线表示。 （2）总线分支(Bus Entry),总线与导线的连接线。 （3）元件(Part)，电阻、电容、电感、集成电路等。 （4）导线(wire),连接元件管脚的连线。 （5）连接点(Junction)，线路导通的交叉点。
学完本课程，并熟练掌握Protel 软件，就能参加全国计算 机信息高新技术操作员等级考试，获得的合格证书，可在 要求计算机操作能力并实行岗位准入控制的相应职业作为 上岗证。
现代电子产品的研制过程
设 计 思 路 设 计电 原脑 理辅 图助 助电 仿脑 真辅 助电 布脑 线辅
雕 刻 样机 品制 作
焊 接 电 路 板
主要功能是提供板上各种零件的相互电气连接。
电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，
PCB上的线路与零件也越来越密集。
电路及PCB设计软件
目前比较流行的电路原理图和PCB设计软件有 Protel、Orcad、PADS power、 Multisim和Zuken 等。其中Protel是国内最早使用和最为流行的一个 软件，它是基于Windows环境的优秀印刷电路板设 计系统。
2.2 绘制对象
（6）圆饼(Pie Charts)，实心圆饼。
（7）直线(Lines) 。 （8）矩形(Rectangle) 。
（9）圆角矩形(Round Rectangle) 。
（10）多边形(Polygons)。 （11）曲线(Beziers) 。（12）图片(Graphic) 。
3.原理图中常见的电气连接方式
A B
（1）连线与连线连接。 （2）网络标号与连线连接。 （3）网络标号与总线连接。 （4）连线与管脚连接。 （5）元件引脚与元件引脚连接。 （6）连线与端口连接。 （7）连线与图纸符号中的端口连接。 （8）端口与端口之间的逻辑连接。 （9）图纸符号端口与端口之间的逻辑连接。 （10）网络标号与网络标号之间的逻辑连接。 （11）网络标号与元件引脚名称之间的连接。
2.2 绘制对象
在原理图设计中的绘制对象没有电气连接关系，是为 便于理解原理图而加的文字、图形、图片注释。 （1）文本(Text),一串文字。 （2）文本框(Text Frame),一段文字。
（3）圆弧(Arcs)，一段弧线。
（4）椭圆弧(Elliptical Arcs)，一段椭圆弧线。 （5）椭圆(Elliptical)，实心椭圆。
电源层（Power）、地线层（Ground）
在多层板PCB中，整层都直接连接上地 线与电源。所以我们将各层分类为信号 层（Signal），电源层（Power）或是地 线层（Ground）。如果PCB上的零件需 要不同的电源供应，通常这类PCB会有 两层以上的电源与地线层。
零件封装技术
插入式封装技术（Through Hole Technology） 将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上， 这种技术称为「插入式Through Hole Technology， THT）」封装。这种零件需要占用大量的空间，并且 要为每只接脚钻一个洞。所以它们的接脚其实占掉两 面的空间，而且焊点也比较大。但另一方面，THT零 件和SMT（Surface Mounted Technology，表面粘贴 式）零件比较，与PCB连接的构造比较好。例如排线 的插座、电位器等大元件，都需要耐压力，所以通常 它们都是THT封装。
阻焊漆（solder mask） 丝网印刷面（silk screen）
PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆（solder mask） 的颜色。阻焊漆是绝缘的防护层，可以保护铜线，
也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层
上另外会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。 通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色 的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印 刷面也被称作图标面（legend）。
多层板（Multi-Layer Boards）
为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的
布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘 层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层， 通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的计算机 主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB 板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为 这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板 已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般 不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，也许可以
Very-High-Speed EDA技术简介
Integrated Circuit HardwareDescri EDA 技术可分为三个层次: ption Language
Field－ Programmable Gate Array
初级:PCB板上设计，主要软件 Multisim、 PSPICE、Protel和orCAD等， 中级:VHDL和FPGA半成型芯片设计 最高级:单片机、ASIC (Application Specific Integrated Circuit 特定用途集成电路)专用芯片设 计和SOC为。EDA技术的发展和推广极大 地推动了电子工业的发展。 因此，掌握 EDA技术是电子类高校学生就业的一个基 本条件。
留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些 线路被称作导线（conductor pattern）或称为 布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。
PCB印制板基础知识
为了将零件固定在PCB板上，我们将它们的 接脚直接焊在铜布线上。在PCB单面板上，零件 都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这 么一来我们就需要在板子上打孔，这样元器件的
双面板（Double-Sided Boards）
这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的 导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。 这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是
在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两
面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大 了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到 另一面），它更适合用在比较复杂的电路上。
「金手指」边接头（edge connector）
如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称
「金手指」的边接头（edge connector）。金手指上包含了 许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。 通常连接时，将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB 上合适的插槽上（一般叫做扩充槽Slot）。在计算机中，显 示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借助金手指来与 主机板连接的。
这是一块六层板的示意图，由元件面、焊锡面、 电源层、地线层和两层内电层组成。
埋孔（Buried vias） 和盲孔（Blind vias）
如果把导孔（via）应用在双面板上，那么一定 都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如果只 想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些 其它层的线路空间。埋孔（Buried vias）和盲孔 （Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们 只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面 PCB连接，不须穿透整个板子。埋孔则只连接内 部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。
单面板（Single-Sided Boards）
刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其 中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出 现在其中一面，所以就称这种PCB叫作单面板
（Singleside）。因为单面板在设计线路上有许多
严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而 必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使 用这类的板子。
电路原理图设计
1.电路原理图设计步骤 设置原理图设计环境。使用Desin/Options和 Tool/Preferences菜单进行。设计环境设置主要包括 图纸大小、电气栅格、模板设置等。
放置元件。将电器和电子元件放到图纸上。
原理图布线。将元件用导线连接起来。 编辑与调整。编辑元件属性，调整元件和导线的位置。
硬 件 电 路 测 试
失 败 成功
厂程 大序 量送 生达 产 PCB
PCB
印刷电路板（PCB）简介
几乎在每一种电子设备当中都有印刷电路板 （Printed circuit board，PCB）。如果在某种设 备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异 的PCB板上。除了固定各种电子零件外，PCB的
电路及PCB设计软件
学习Protel版本的使用方法：
原理图设计软件、 PCB设计软件、PCB自动布线软件、 用于电路仿真的和信号完整性分析
PCB印制板基础知识
PCB板本身的基板是由绝缘隔热、不易弯
曲的材质制作而成。在表面可以看到的细小线
路Hale Waihona Puke Baidu料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上
的，而在制造过程中部份被腐蚀或雕刻处理掉，
Protel DXP 004
电路设计技术
山东师范大学电子信息科学与技术系
第一章 概 述
EDA技术简介 EDA（Electronic Design Automation)技术是现代电 子工程领域的一门新技术，是利用计算机技术进行电 子产品的设计、分析、模拟仿真和辅助制造等工作， 最大限度地降低生产成本、节约时间、提高产品可靠 性。
学习电路原理和电路板设计的意义
学习了电路分析、模拟和数字电路之后，首先应该学的就
是设计电路原理图和电路板图。
只有学会使用电脑设计电路原理图和电路板图，才能进行 电子产品研究与开发。
学习电路原理和电路板设计的意义
因此，劳动与社会保障部组织的全国计算机信息高新技术
考试把Protel平台定为计算机辅助设计模块之一。
接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是
焊在另一面上的。因此，PCB的正反面分别被称 为零件面（Component Side）与焊接面（Solder Side）。
PCB印制板基础知识
如果PCB上有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或 装回去，那么该零件安装时会用到插座（Socket）。插座 直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。插座有许多种， 下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式） 插座，它可以让零件轻松插进插座，也可以拆下来。插座 旁的固定杆，可以在插进零件后将其固定。
2.3 指示对象
在原理图设计中的指示对象没有电气连接关系，是原 理图中的指示符号。 （1）忽略电路检查规则符号(No ERC) 。 （2）测试点符号(Probe) 。 （3）测试向量索引(Text Vectors Index) 。 （4）信号源(Stimulus) 。 （5）印制板布线指示(PCB Layout) 。
表面粘贴式封装技术（Surface Mounted Technology）
使用表面粘贴式封装（SMT）的零件，接脚是焊 在元件同一面。这种技术不用为每个接脚的焊接在 PCB上钻洞。表面粘贴式的零件，还可以在两面都 焊上。SMT也比THT的零件要小。和使用THT零件 的PCB比起来，使用SMT技术的PCB板上零件要密 集很多。SMT封装零件比THT的便宜。所以现今的 PCB上大部分都是SMT，自然不足为奇。因为焊点 和零件的接脚非常的小，要用人工焊接实在非常难。 不过如果考虑到目前的组装都是全自动的话，这个 问题只会出现在修复零件的时候。
（6）电源地线端子，电源和地线符号。
2.原理图设计对象
（7）网络标号(Netlabel)，导线或总线上的标识文 字。具有相同网络标号的导线或总线电气上相导通。 （8）端口(Port),电路图与电路图或其它图纸符号之 间的连接口。 （9）图纸符号，将电路图表示成一个方框符号，称 为图纸符号。 （10）图纸符号中的端口，图纸符号中代表输入输出 的接口。
检查原理图。
生成网络表。网络表是元件名、封装参数及元件之间 的连接表，它是自动绘制PCB图的基础。 打印输出原理图。
2.原理图设计对象
设计对象包括：电气对象；绘制对象；指示对象。 2.1电气对象 （1）总线(Bus),一组相关的信号线，在原理图上用较粗 的线表示。 （2）总线分支(Bus Entry),总线与导线的连接线。 （3）元件(Part)，电阻、电容、电感、集成电路等。 （4）导线(wire),连接元件管脚的连线。 （5）连接点(Junction)，线路导通的交叉点。
学完本课程，并熟练掌握Protel 软件，就能参加全国计算 机信息高新技术操作员等级考试，获得的合格证书，可在 要求计算机操作能力并实行岗位准入控制的相应职业作为 上岗证。
现代电子产品的研制过程
设 计 思 路 设 计电 原脑 理辅 图助 助电 仿脑 真辅 助电 布脑 线辅
雕 刻 样机 品制 作
焊 接 电 路 板
主要功能是提供板上各种零件的相互电气连接。
电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，
PCB上的线路与零件也越来越密集。
电路及PCB设计软件
目前比较流行的电路原理图和PCB设计软件有 Protel、Orcad、PADS power、 Multisim和Zuken 等。其中Protel是国内最早使用和最为流行的一个 软件，它是基于Windows环境的优秀印刷电路板设 计系统。
2.2 绘制对象
（6）圆饼(Pie Charts)，实心圆饼。
（7）直线(Lines) 。 （8）矩形(Rectangle) 。
（9）圆角矩形(Round Rectangle) 。
（10）多边形(Polygons)。 （11）曲线(Beziers) 。（12）图片(Graphic) 。
3.原理图中常见的电气连接方式
A B
（1）连线与连线连接。 （2）网络标号与连线连接。 （3）网络标号与总线连接。 （4）连线与管脚连接。 （5）元件引脚与元件引脚连接。 （6）连线与端口连接。 （7）连线与图纸符号中的端口连接。 （8）端口与端口之间的逻辑连接。 （9）图纸符号端口与端口之间的逻辑连接。 （10）网络标号与网络标号之间的逻辑连接。 （11）网络标号与元件引脚名称之间的连接。
2.2 绘制对象
在原理图设计中的绘制对象没有电气连接关系，是为 便于理解原理图而加的文字、图形、图片注释。 （1）文本(Text),一串文字。 （2）文本框(Text Frame),一段文字。
（3）圆弧(Arcs)，一段弧线。
（4）椭圆弧(Elliptical Arcs)，一段椭圆弧线。 （5）椭圆(Elliptical)，实心椭圆。
电源层（Power）、地线层（Ground）
在多层板PCB中，整层都直接连接上地 线与电源。所以我们将各层分类为信号 层（Signal），电源层（Power）或是地 线层（Ground）。如果PCB上的零件需 要不同的电源供应，通常这类PCB会有 两层以上的电源与地线层。
零件封装技术
插入式封装技术（Through Hole Technology） 将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上， 这种技术称为「插入式Through Hole Technology， THT）」封装。这种零件需要占用大量的空间，并且 要为每只接脚钻一个洞。所以它们的接脚其实占掉两 面的空间，而且焊点也比较大。但另一方面，THT零 件和SMT（Surface Mounted Technology，表面粘贴 式）零件比较，与PCB连接的构造比较好。例如排线 的插座、电位器等大元件，都需要耐压力，所以通常 它们都是THT封装。
阻焊漆（solder mask） 丝网印刷面（silk screen）
PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆（solder mask） 的颜色。阻焊漆是绝缘的防护层，可以保护铜线，
也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层
上另外会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。 通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色 的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印 刷面也被称作图标面（legend）。
多层板（Multi-Layer Boards）
为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的
布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘 层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层， 通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的计算机 主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB 板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为 这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板 已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般 不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，也许可以
Very-High-Speed EDA技术简介
Integrated Circuit HardwareDescri EDA 技术可分为三个层次: ption Language
Field－ Programmable Gate Array
初级:PCB板上设计，主要软件 Multisim、 PSPICE、Protel和orCAD等， 中级:VHDL和FPGA半成型芯片设计 最高级:单片机、ASIC (Application Specific Integrated Circuit 特定用途集成电路)专用芯片设 计和SOC为。EDA技术的发展和推广极大 地推动了电子工业的发展。 因此，掌握 EDA技术是电子类高校学生就业的一个基 本条件。
留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些 线路被称作导线（conductor pattern）或称为 布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。
PCB印制板基础知识
为了将零件固定在PCB板上，我们将它们的 接脚直接焊在铜布线上。在PCB单面板上，零件 都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这 么一来我们就需要在板子上打孔，这样元器件的
双面板（Double-Sided Boards）
这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的 导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。 这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是
在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两
面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大 了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到 另一面），它更适合用在比较复杂的电路上。
「金手指」边接头（edge connector）
如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称
「金手指」的边接头（edge connector）。金手指上包含了 许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。 通常连接时，将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB 上合适的插槽上（一般叫做扩充槽Slot）。在计算机中，显 示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借助金手指来与 主机板连接的。