1_PCB电路板的设计的基本操作

双击该对话框中 的【PCB Document】 图标，即可创建 一个新的印制板 电路图文件，默 认的文件名为 “PCB1.PCB”。 在工作窗口中该 文件的图标上单 击、或在设计浏 览器中该文件的 文件名上双击鼠 标左键，即可进 入如图5-3所的 印制电路板编辑 器。
2 装载元件库
在浏览器的组合框 中，选择库 【Libraries】， 如图5-4所示。
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下面介绍各工作层面的功能。 1．信号层（Signal layers） 信号层主要是用来放置元件（顶层和底层）
和导线的。 2．内部电源/接地层（Internal plane layers） 内部电源/接地层主要用来放置电源线和地
线。 3．机械层（Mechanical layers） 机械层一般用于放置有关制板和装配方法的
在利用网络表文件装入网络表和元件时， 可以在PCB编辑器中执行菜单命令 【Design】/【Load Nets】，出现如图 5-22所示的装入网络表的对话框。
6 元件布局
6.1 元件的自动布局
Protel 99 SE提供了强大的元件自动布 局的功能，可以通过程序算法自动将元件 分开，放置在规划好的电路板电气范围内。
• 单面板：电路板一面敷铜，另一面没有敷铜，
敷铜的一面用来布线及焊接，另一面放置元件。 单面板成本低，但只适用于比较简单的电路设计。
• 双面板：电路板的两面都敷铜，所以两面都 可以布线和放置元件，顶面和底面之间的电气连 接是靠过孔实现的。由于两面都可以布线，所以 双面板适合设计比较复杂的电路，应用也最为广 泛。
设置工作层面
进入【Option】 选项卡，结 果如图5-8 所示。在该 选项卡中可 对【Grid】 （栅格）、 【Electrica l Grid】 （电气栅 格）、 【Measure ment】 （计量单位） 等选项进行 设定。
1．设置信号层和内部电源/接地层
执行菜 单命令 【Design】/ 【Layer Stack Manager】， 在屏幕上弹出 如图5-9所示的 工作层面管理 对话框。
3.2 工作层面的类型
• Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作
层面，包括信号层（Signal layers）、内 部电源/接地层（Internal plane layers）、机械层（Mechanical layers）、 阻焊层（Solder mask layers）、锡膏防 护层（Paste mask layers）、丝印层 （Silkscreen layers）、钻孔位置层 （Drill Layers）和其他工作层面 （Others）。
信息。 4．阻焊层（Solder mask layers）
阻焊层有2个Top Solder Mask（顶层阻焊层） 和Bottom Solder（底层阻焊层），用于在设计 过程中匹配焊盘，并且是自动产生的。
5．锡膏防护层（Paste mask layers） 。 （5）应留出电路板的安装孔和支架孔以及其他有特
殊安装要求的元件的安装位置等。
6.3 元件标注的调整
• 对元件进行一系列的调整后，元件的标注
过于杂乱，影响了电路板的美观。所以， 需要对元件标注进行调整。
• 用户可以对元件的标注进行移动、旋转和
编辑等操作。
7.布线和设置布线规则
• 在进行自动或手动布线之前，一项非常重
用鼠标左键单击 【Add/Remo ve】按钮，将 出现如图5-5所 示的关于引入 库文件的对话 框。
3 设置电路板工作层面
3.1 有关电路板的几个基本概念
铜膜线：简称导线，是敷铜经腐蚀后 形成的用于连接各个焊点的导线。印刷电 路板的设计都是围绕如何布置导线来完成 的。
• 飞线：用来表示连接关系的线。它只表示
4 规划电路板
• 所谓规划电路板，就是根据电路的规模以
及公司或制造商的要求，具体确定所需制 作电路板的物理外形尺寸和电气边界。电 路板规划的原则是在满足公司或制造商的 要求的前提下，尽量美观且便于后面的布 线工作。
首先设定当前的工作层面为【Keep Out Layer】。单击下方的【KeepOutLayer】标签即 可将当前的工作层面切换到Keep Out Layer层 面，如图5-13所示。在该层面上确定电路板的 电气边界位置。
Component Placement 】：
快速元件布 局。
• 【Group Components】：该选项的功能是将
当前网络中连接密切的元件归为一组。排列时该 组的元件将作为整体考虑，默认状态为选中。
• 【Rotate Component】：该选项的功能是根据
当前网络连接与排列的需要使元件或元件组旋转 方向。若未选中该选项则元件将按原始位置放置。 默认状态为选中。
• 多层板：不但可以在电路板的顶层和底层布 线，还可以在顶层和底层之间设置多个可以布线 的中间工作层面。用多层板可以设计更加复杂的 电路。
• 长度单位及换算：Protel 99 SE 的PCB编辑器支
持英制（mil）和公制（mm）两种长度计量单位。 它们的换算关系是：100mils=2.54mm（其中 1000mils=1Inches）。
违反设计规则检查的信息。
11．连接层（Connection）该层用于显示元
件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线。
3.3
设置方法可以执行 菜单命令 【Design】/ 【Option】， 出现 【Document Option】对话 框，选择其中 的【Layers】 标签即可进入 工作层面设置 对话框，如图 5-7所示。
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年12月11日 星期五9时37分 1秒Fri day, December 11, 2020
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相信相信得力量。20.12.112020年12月 11日星 期五9时37分1秒20.12.11
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.1121:37:0121:37Dec-2011-Dec-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。21: 37:0121:37:0121:37F riday, December 11, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.12.1120.12.1121: 37:0121:37:01Decem ber 11, 2020
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要的工作就是根据设计要求设定布线的参 数。
• 参数包括布线层面、布线优先级别、布线
的宽度、布线的拐角模式、过孔孔径类型、 尺寸等。
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.12.1120.12.11F riday, December 11, 2020
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8．禁止布线层（Keep Out Layer）: 禁止布线层用于定义放置元件和布线区域
的。 9．多层（Multi layers）: 多层代表信号层，任何放置在多层上的元
件会自动添加到所在信号层上，所以可以通过多 层，将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信 号层上。
10．DRC错误层（DRC Errors）:用于显示
• 执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实
现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键Q 进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度 信息的单位都会转换为mm（或mil）。
• 安全间距：进行印刷电路板的设计时，为了避免
导线、过孔、焊点及元件的相互干扰，必须使它 们之间留出一定的距离，这个距离称之为安全间 距（Clearance）。
元件自动布局的实现方法可以执行菜单 命令【Tppls】/【Auto Placement】/ 【Auto Placer…】，出现如图5-27所示 的对话框。
对话框中选项 的定义如下。
【Cluser
Placer】：
成组布局方 式。
【Statistica
l Placer】：
统计布局方 式。
【Quick
• 【Power Nets】：电源网络名称。这里将网络
设定为“VCC”。
• 【Ground Nets】：接地网络名称。这里将接地
网络设定为“GND”。
• 【Grid Size】：设置元件自动布局时格点的间距
大小。
6.2 元件的手工布局与调整
元件的布局要考虑以下几个方面的问题: （1）元件布局应便于用户的操作使用。 （2）尽量按照电路的功能布局。 （3）数字电路部分与模拟电路部分尽可能分开。 （4）特殊元件的布局要根据不同元件的特点进行合
2．设置Mechanical layers
执行菜单命令 【Design】/ 【Mechanica l Layers】， 弹出如图511所示的机 械层设置对 话框，单击 【Mechanica l】复选框， 可打开机械 层，并可设 置机械层名 称等参数。
设置完信号层、 内部电源/接 地层和机械 层后，设置 工作层面对 话框变为如 图5-12所示。
（hot re-flow ）技术安装贴片元件时，锡膏防护层用来 建立阻焊层的丝印。
6．丝印层（Silkscreen layers） 丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放置元件的编号
或其他文本信息。
7．钻孔层（Drill layer） 钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息，该层是
自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层。
印制电路板的设计
1 创建PCB图文件 2 装载元件库 3 设置电路板工作层面 4 规划电路板 5 装入网络表与元件 6 元件布局 7 布线和设置布线规则
1 创建PCB图文件
• 新建一个PCB图文
件可以进入设计文 件夹 “【Document 】”，执行菜单命 令【File】/ 【New】或在工 作区内单击鼠标右 键，选择【New】 选项，会弹出如图 5-2所示的选择文 件类型的对话框。
5 装入网络表与元件
• 一、利用设计同
步器装入网络表 和元件的具体操 作步骤如下。
在原理图编辑 器中执行菜单命 令【Design】/ 【Update PCB】，出现如 图5-17所示的对 话框。
二、利用原理图生成的网络表文件装入网络 表和元件。
生成网络表的方法，可以在原理图的设计 的工作环境下，执行菜单命令【Design】 /【Create Netlist…】，可以看到随后会 出现网络表文件“*.net”。
• 焊盘、过孔：焊盘（Pad）的作用是放置、连接导
线和元件引脚。过孔（Via）的主要作用是实现不 同板层间的电气连接。过孔主要有3种。 穿透式过孔（Through）：从顶层一直打到底层的过 孔。 半盲孔（Blind）：从顶层通向某个中间层的过孔， 或者是从某个中间层通到底层的过孔。
盲孔（Buried）：只在中间层之间导通，而没有穿 透到顶层或底层的过孔。
焊盘之间有连接关系，是一种形式上的连 接，并不具备实质性的电气连接关系。飞 线在手工布线时可起引导作用，从而方便 手工布线。飞线是在引入网络表后生成的， 而飞线所指的焊盘间一旦完成实质性的电 气连接，则飞线自动消失。当同一网络中， 部分电气连接断开导致网络不能完全连通 时，系统就又会自动产生飞线提示电路不 通。利用飞线的这一特点，可以根据电路 板中有无飞线来大致判断电路板是否已完 成布线。