《元器件布局》PPT课件.ppt
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1、 第第7 7章章 元器件布局布线元器件布局布线目目 录录7.1 7.1 电路板设计的基本流程电路板设计的基本流程 7.2 7.2 设置电路板类型设置电路板类型 7.3 7.3 规划电路板规划电路板 7.4 7.4 准备电路板设计的原理图文件和准备电路板设计的原理图文件和 网络表文件网络表文件 7.5 7.5 载入网络表文件和元器件封装载入网络表文件和元器件封装 7.6 7.6 元器件布局元器件布局 7.7 7.7 巩固练习巩固练习 小结小结 在原理图和网络表准备好后,就可以进在原理图和网络表准备好后,就可以进行电路板设计了。行电路板设计了。PCB PCB电路板设计主要包括两部分内容:电路板设计
2、主要包括两部分内容:元器件布局和电路板的布线。元器件布局和电路板的布线。本章主要介绍元器件布局的知识,电路本章主要介绍元器件布局的知识,电路板布线将在下一章介绍。板布线将在下一章介绍。7.1 7.1 电路板设计的基本流程电路板设计的基本流程图图7-1 7-1 电路板设计的基本流程电路板设计的基本流程 1 1准备原理图和网络表准备原理图和网络表 2 2设置环境参数设置环境参数 3 3规划电路板规划电路板 4 4载入网络表和元器件封装载入网络表和元器件封装 5 5元器件布局元器件布局 6 6电路板布线电路板布线 7 7地线覆铜地线覆铜 8 8设计规则检查设计规则检查 7.2 7.2 设置电路板类型
3、设置电路板类型 一般地,根据电路板工作层面的多少可一般地,根据电路板工作层面的多少可将电路板分为单面板、双面板和多层板将电路板分为单面板、双面板和多层板3 3种种类型。类型。在进行电路板设计之前,应当先设置电在进行电路板设计之前,应当先设置电路板的类型,它属于规划电路板的范畴。路板的类型,它属于规划电路板的范畴。(1 1)选择电路板类型。)选择电路板类型。(2 2)设置电路板类型。)设置电路板类型。(3 3)设置工作层面参数。)设置工作层面参数。1 1图层堆栈管理器图层堆栈管理器 (1 1)在)在PCBPCB编辑器中,执行菜单命令【编辑器中,执行菜单命令【DesignDesign】/【Laye
4、r Stack ManagerLayer Stack Manager】,】,打开【打开【Layer Stack ManagerLayer Stack Manager】(图层堆栈】(图层堆栈管理器)对话框,如图管理器)对话框,如图7-27-2所示。所示。图图7-2 7-2 图层堆栈管理器对话框图层堆栈管理器对话框 (2 2)单击按钮,可以打开如图)单击按钮,可以打开如图7-37-3所示所示的菜单命令列表。的菜单命令列表。(3 3)在本例中,将)在本例中,将PCBPCB电路板设置为双电路板设置为双面板,其他参数均为默认参数。面板,其他参数均为默认参数。图图7-3 7-3 【MenuMenu】菜单命
5、令列表】菜单命令列表 系统提供系统提供的电路板的电路板模板模板 2 2设置工作层面的显示设置工作层面的显示/隐藏属性隐藏属性 图图7-4 7-4 工作层面显示工作层面显示/隐藏属性设置对话框隐藏属性设置对话框 图图7-5 7-5 工作层面切换标签工作层面切换标签 3 3设置工作层面的颜色设置工作层面的颜色 图图7-6 7-6 工作层面设置对话框工作层面设置对话框 图图7-7 7-7 工作层面颜色设置对话框工作层面颜色设置对话框 图图7-8 7-8 工作层面颜色配置对话框工作层面颜色配置对话框 7.3 7.3 规划电路板规划电路板 规划电路板除了前面介绍的设置电路板规划电路板除了前面介绍的设置电
6、路板类型外,还需要定义电路板的外形、电气类型外,还需要定义电路板的外形、电气边界和安装孔等。边界和安装孔等。通常规划电路板时可按照如图通常规划电路板时可按照如图7-97-9所示所示的步骤进行。的步骤进行。在进行电路板设计之前,必须首先明确在进行电路板设计之前,必须首先明确电路板的形状,并预估其大小,然后再设电路板的形状,并预估其大小,然后再设置电路板的边界和放置安装孔。置电路板的边界和放置安装孔。电路板的边界包括物理边界和电气边界,电路板的边界包括物理边界和电气边界,物理边界是定义在机械层上的,而电气边物理边界是定义在机械层上的,而电气边界是定义在禁止布线层上的。界是定义在禁止布线层上的。通常
7、情况下,制板商认为物理边界与电通常情况下,制板商认为物理边界与电气边界是重合的,因此在定义电路板的边气边界是重合的,因此在定义电路板的边界时,可以只定义电路板的电气边界。界时,可以只定义电路板的电气边界。图图7-9 7-9 规划电路板的流程规划电路板的流程图图7-10 7-10 放置好的放置好的4 4条线段条线段 图图7-11 7-11 修改下边界线段的坐标修改下边界线段的坐标 2 2放置安装孔放置安装孔 图图7-12 7-12 调整好的电气边界调整好的电气边界图图7-13 7-13 修改电路板安装孔的尺寸修改电路板安装孔的尺寸 图图7-14 7-14 放置安装孔的结果放置安装孔的结果 7.4
8、 7.4 准备电路板设计的原理图文件和网准备电路板设计的原理图文件和网络表文件络表文件 一般来讲,在规划电路板之前,原理图一般来讲,在规划电路板之前,原理图已经准备好,并且经过编译和检查确保无已经准备好,并且经过编译和检查确保无误了。误了。本章以前面绘制的本章以前面绘制的“指示灯显示电路指示灯显示电路.Sch”.Sch”原理图为例,向读者介绍原理图为例,向读者介绍PCBPCB电路板电路板的设计全过程。的设计全过程。准备好的原理图如图准备好的原理图如图7-157-15所示。所示。图图7-15 准备好的原理图文件准备好的原理图文件图图7-16 7-16 生成的网络表文件生成的网络表文件 7.5 7
9、.5 载入网络表文件和元器件封装载入网络表文件和元器件封装 在原理图和电路板规划工作完成后,就在原理图和电路板规划工作完成后,就需要将原理图的设计信息传递到需要将原理图的设计信息传递到PCBPCB编辑器编辑器中进行电路板的设计。中进行电路板的设计。从原理图向从原理图向PCBPCB编辑器传递的设计信息编辑器传递的设计信息主要包括网络表文件、元器件的封装和一主要包括网络表文件、元器件的封装和一些设计规则信息。些设计规则信息。Protel 99SE Protel 99SE实现了真正的双向同步设实现了真正的双向同步设计,网络表与元器件封装的载入既可以通计,网络表与元器件封装的载入既可以通过在原理图编辑
10、器内通过执行菜单命令【过在原理图编辑器内通过执行菜单命令【DesignDesign】/【Update PCBUpdate PCB】来更新】来更新PCBPCB文文件来实现,也可以在件来实现,也可以在PCBPCB编辑器内通过执行编辑器内通过执行菜单命令【菜单命令【DesignDesign】/【Load NetsLoad Nets】来】来导入网络表文件来实现。导入网络表文件来实现。但是,需要强调的是,在载入网络连接但是,需要强调的是,在载入网络连接与元器件封装之前,必须先载入元器件封与元器件封装之前,必须先载入元器件封装库,否则将导致网络表和元器件封装的装库,否则将导致网络表和元器件封装的载入失败。
11、载入失败。如果所需的元器件封装在系统提供的元如果所需的元器件封装在系统提供的元器件封装库中查找不到,则还应当首先制器件封装库中查找不到,则还应当首先制作该元器件封装。作该元器件封装。具体元器件封装的制作方法请参考后面具体元器件封装的制作方法请参考后面章节的内容。章节的内容。7.5.1 7.5.1 载入元器件封装库载入元器件封装库 在在Protel 99SEProtel 99SE中,常用的元器件封装中,常用的元器件封装库主要包括以下几个元器件封装库:库主要包括以下几个元器件封装库:(1 1)(2 2)General General (3 3)图图7-17 PCB7-17 PCB编辑器管理窗口编辑
12、器管理窗口 图图7-18 7-18 载入载入/删除元器件库对话框删除元器件库对话框 图图7-19 7-19 添加元器件封装库文件的结果添加元器件封装库文件的结果 图图7-20 7-20 载入元器件封装库文件载入元器件封装库文件 的结果的结果 7.5.2 7.5.2 利用原理图编辑器设计同步器更利用原理图编辑器设计同步器更新网络表文件和元器件封装新网络表文件和元器件封装 载入元器件封装库文件后,接下来就可载入元器件封装库文件后,接下来就可以执行载入网络表和元器件封装的操作了。以执行载入网络表和元器件封装的操作了。Protel 99SE Protel 99SE为用户提供了两种简捷的为用户提供了两种
13、简捷的载入网络表和元器件封装的方法:一种是载入网络表和元器件封装的方法:一种是利用原理图编辑器中的设计同步器更新利用原理图编辑器中的设计同步器更新PCBPCB电路板的网络表和元器件封装;另一种是电路板的网络表和元器件封装;另一种是在在PCBPCB编辑器中载入元器件封装和网络表。编辑器中载入元器件封装和网络表。图图7-21 7-21 更新更新PCBPCB电路板设计对话框电路板设计对话框图图7-22 7-22 预览更新的详细信息预览更新的详细信息图图7-23 7-23 更新网络表和元器件封装后的更新网络表和元器件封装后的PCBPCB电路板设计电路板设计 7.5.3 7.5.3 在在PCBPCB编辑
14、器中载入网络表文件编辑器中载入网络表文件和元器件封装和元器件封装 在在PCBPCB编辑器中,利用系统提供的载入编辑器中,利用系统提供的载入网络表和元器件封装功能也能方便地载入网络表和元器件封装功能也能方便地载入网络表文件和元器件封装。网络表文件和元器件封装。图图7-24 7-24 载入网络表对话框载入网络表对话框 图图7-25 7-25 选择网络表文件选择网络表文件 图图7-26 7-26 添加网络表文件的结果添加网络表文件的结果 图图7-27 7-27 载入网络表文件和元器件封装的结果载入网络表文件和元器件封装的结果 7.6 7.6 元器件布局元器件布局 在完成了电路板设计前期的准备工作后,
15、在完成了电路板设计前期的准备工作后,接下来就可以开始元器件的布局了。接下来就可以开始元器件的布局了。电路板上元器件布局的好坏,不仅影响电路板上元器件布局的好坏,不仅影响到后面布线工作的难易程度,而且会关系到后面布线工作的难易程度,而且会关系到电路板实际工作情况的好坏。到电路板实际工作情况的好坏。合理的元器件布局,既可消除因布线不合理的元器件布局,既可消除因布线不当而产生的噪声干扰,同时也便于生产中当而产生的噪声干扰,同时也便于生产中的安装、调试与检修等。的安装、调试与检修等。7.6.1 7.6.1 元器件布局基础知识元器件布局基础知识 在进行元器件布局之前,先介绍一些元在进行元器件布局之前,先
16、介绍一些元器件布局的基础知识。器件布局的基础知识。1 1元器件布局的方法元器件布局的方法 元器件布局的方法主要包括以下三种:元器件布局的方法主要包括以下三种:(1 1)自动布局方法;)自动布局方法;(2 2)手工布局方法;)手工布局方法;(3 3)自动布局与手工布局相结合的交互)自动布局与手工布局相结合的交互式布局方法。式布局方法。2 2元器件布局的基本步骤元器件布局的基本步骤 图图7-28 7-28 交互式布局基本步骤交互式布局基本步骤 (1 1)关键元器件的布局)关键元器件的布局 (2 2)自动布局)自动布局 (3 3)手工调整)手工调整 (4 4)元器件标注的调整)元器件标注的调整 (5
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