第五章 由任务驱动进行PCB图的设计(1)

第五章由任务驱动进行PCB图的设计

5.1进入Altium Designer电路板图设计环境

5.1.1PCB文档的基本操作

首先需要创建一个PCB文档，有三种方法来创建PCB文档，一种是向导法，另一种是菜单法，还有一种是模版法。这两种方法在后面的例子中会分别介绍。

PCB有许多层，但不是所有的层都是必须显示出来的，下面的操作设置PCB的层，按下键盘上的L键，会打开如图425所示的对话框。想让哪个层显示就在“Show”这一列的复选框上打对勾，在设计二层PCB时一般只要将“TopLayer”（顶层信号层）、“BottomLayer”（底层信号层）、“Keep-Out Layer”（禁止布线层）和“Top Paste”（顶部丝印层）这几个层选中就行了。

图4.221286

5.1.2PCB环境参数的设置

在进入PCB设计之前需要对单位、网格、电气吸附等进行设置。选择Design»Board Options菜单命令，打开对话框。对话框中的设置将会在PCB文件中保存。

5.2任务一：设计1602液晶显示电子钟PCB图

设计PCB可以用PCB向导法、PCB模版法和菜单法三种，若设计多层板一般用向导法，我们用菜单法来创建PCB。

5.2.1创建PCB

执行菜单命令：File->New->PCB，会打开一个黑色的窗口，并在“Projects”面板中新建一个PCB文件，然后立即单击保存按钮将此PCB文件保存（否则无法导入原理图），保存的时候系统会提示让给此PCB文件命名，假设命名为“1602LCDclock”。

设置PCB板层结构。系统默认的PCB是2层，即顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer），如果需要设计多层板，就需要通过下面的操作来实现：

执行菜单命令：Design»Layer Stack Manager，会打开如图5.1所示的对话框。通过单击“Add Layer”来增加信号层，通过单击“Add Plane”来增加电源或接地层，通过单击“Delete”按钮来减少层，还可以通过单击按钮“Move Up”、“Move Down”来改变层的位置，添加完后单击“OK”按钮关闭此对话框。

图5.1添加层对话框

5.2.2将原理图设计信息载入PCB编辑器

在确保原理图经过编译并正确的前提下，先激活原理图文件，执行菜单命令：Design->Netlist For Project->Protel，单击展开“Projects”面板，如图5.2所示，展开“Generated”文件夹，一直到出现“”（xxx是原理图文件名），然后双击此NET文件，会出现一个包含所有元器件和网络连接的窗口，如图5.3所示，在此窗口中仔细查看元器件列表中有没有错误，尤其是网络点比如VCC、GND等是否与相关元器件相连。

图5.2添加了网络文件的Projects面板

图5.3NET窗口中的信息

检查无误后，单击“Design”菜单，选择“Update PCB Document1602LCDclock.PcbDoc”，会打开一个“Engineering Change Order”面板，单击此面板左下方的“Validate Changes”按钮，进行有效性检查，如果在“Status”列全部出现绿颜色的圆圈白颜色的对勾再单击“Execut Changes”按钮，系统会转到PCB窗口，此时单击“Close”按钮关闭“Engineering Change Order”面板，在PCB画布的右边有一个棕色的矩形，该矩形被称为“Room”，意思是存放与原理图对应的封装图的所有元器件以及它们之间的连线（此时的连线称为“飞线”），拖动棕色的矩形会连同元器件以及飞线一同移动。

5.2.3元件布局

1.布局规则

1）先摆放关键元器件（图单片机、液晶显示器等），然后按照数据线和地址线的走向摆放其它元器件。

2）高频元器件引脚引出的导线应尽量短，以减少对其它元器件及其电路的影响。

3）模拟电路与数字电路应分开布置，不要混合到一块。

4）带强电的元器件与其它元器件应尽量远些，并摆放到调试时不易触碰到的地方。

5）对于较重的元器件，安装到PCB上需要一个支架固定，以防脱落。

6）对于一些发热严重的元器件必须安装散热片。

7）电位器、可变电容等元器件应摆放到便于调试的地方。

2.手动布局

为了减小PCB板子的面积，以便节省制板费用，考虑将1602液晶显示器和4个按钮放到一层，其它的元器件放到另一层。为了达到此目的，双击1602液晶显示器和4个按钮，在打开的面板中将“Layer”设置成“Bottom Layer”，然后单击“OK”按钮。拖动“Room”棕色矩形框将所有的元器件和飞线移动到PCB画布附近，然后单击“Room”棕色矩形框，按下键盘上的“Delete”键将其删除。

拖动元器件进行摆放，摆放的原则是：保持信号线尽量地短；将容易发热的元器件摆放到PCB板的边缘；将电源插座（若有的话）的外端摆放到与机箱外壳齐平，不能凸出也不能凹进；在摆放元器件的时候要注意飞线不要拧成麻花状，如果有此现象，可以按下键盘上的“X”键将此元器件翻转。在摆放元器件的过程中要不断地按下键盘上的数字“3”键来查看元器件的布置情况。最后摆好的元器件如图5.4所示。

还可以通过菜单命令Design->Classes来打开“Object Class Explorer”对话框来查看不同的层放置的元器件，如图5.5所示，单击“Component Classes”中的“Bottom Side Component”后就会在右边的2个列表中看到底层放置了哪些元器件，哪些元器件不在底层。还可以通过单击“Net Classes”中的“All Nets”来查看本电路所有的网络点。

图5.4摆放好的1602液晶电子钟3D显示