单片机流水灯设计与制作.ppt

单片机流水灯设计与制作图14四冲程柴油机示意图任务任务3.1 单片机流水灯的原理图单片机流水灯的原理图单单片片机机流流水水灯灯电电路路原原理理图图如如图图3-1所所示示，电电路路由由电电源源模模块块电电路路、单单片片机机控控制制模模块块电电路路和和发发光光二二极极管管显显示示模模块块电路构成，通过对单片机进行编程就可控制流水灯。单片机流水灯控制电路所需元件属性如表电路构成，通过对单片机进行编程就可控制流水灯。单片机流水灯控制电路所需元件属性如表3-1所示。所示。图14四冲程柴油机示意图图3-1 单片机流水灯电路原理图图14四冲程柴油机示意图表3-1 单片机流水灯元件属性表图14四冲程柴油机示意图3.1.1 网络标号的使用网络标号的使用如图如图3-2所示，执行菜单命令所示，执行菜单命令“PlaceNet Label”（或者单击布线工具栏上的按钮），即可开始放置网络标号。（或者单击布线工具栏上的按钮），即可开始放置网络标号。此时鼠标光标会带有一个网络标号名称的虚线框，光标所指位置为网络标号的参考点，通过使用鼠标左键单击此时鼠标光标会带有一个网络标号名称的虚线框，光标所指位置为网络标号的参考点，通过使用鼠标左键单击引脚的末端或与引脚相连的导线，即可将该网络标号与该引脚关联起来。按引脚的末端或与引脚相连的导线，即可将该网络标号与该引脚关联起来。按Tab键，可以打开如图键，可以打开如图3-3所示的网所示的网络标号属性设置页面，在络标号属性设置页面，在Net一栏中可以修改网络标号的名称，也可以用鼠标左键单击向下的箭头打开下拉列表一栏中可以修改网络标号的名称，也可以用鼠标左键单击向下的箭头打开下拉列表选择已有的网络，如图选择已有的网络，如图3-4所示。所示。图3-2 网络标号选择菜单命令 图3-3 网络标号属性设置页面 图3-4 网络标号选择页面图14四冲程柴油机示意图与具有相同名称的网络标号相关联的引脚或导线在电气上是连接在一起的，因此将名称相同的网络标号放置与具有相同名称的网络标号相关联的引脚或导线在电气上是连接在一起的，因此将名称相同的网络标号放置到总线两端对应引脚的入口处，即可赋予总线连接方式的电气连接特性，如图到总线两端对应引脚的入口处，即可赋予总线连接方式的电气连接特性，如图3-5所示。所示。网络标号图3-5 网络标号示意图图14四冲程柴油机示意图有相同名称的网络标号标识的导线或引脚在电气上都是相连的，并不局限于总线连接方式，因此在连线复杂或有相同名称的网络标号标识的导线或引脚在电气上都是相连的，并不局限于总线连接方式，因此在连线复杂或连线比较困难的地方都可以使用，从而简化电路连接。用网络标号标识导线连接如图连线比较困难的地方都可以使用，从而简化电路连接。用网络标号标识导线连接如图3-6所示，用网络标号简所示，用网络标号简化电路连接如图化电路连接如图3-7所示。所示。图3-6 网络标号标识导线连接 图3-7 网络标号简化电路 图14四冲程柴油机示意图1.元件自动编号操作元件自动编号操作 以如图以如图3-8所示的电阻阵列（所有电阻均为所示的电阻阵列（所有电阻均为“R”）的自动编号为例。执行菜单命令）的自动编号为例。执行菜单命令“ToolsAnnotate”，如图，如图3-9所示，此时会打开如图所示，此时会打开如图3-10所示的自动编号设置对话框，即可对原理图中的元件进行自动编号。所示的自动编号设置对话框，即可对原理图中的元件进行自动编号。3.1.2 元件的自动编号元件的自动编号图3-8 电阻阵列图14四冲程柴油机示意图 图3-9 元件自动编号菜单命令 图3-10 自动编号设置对话框图14四冲程柴油机示意图 通过对图通过对图3-10所示对话框的选项进行设置，可以实现多种形式的自动编号。所示对话框的选项进行设置，可以实现多种形式的自动编号。（1）单击）单击Annotate Options(重新编号范围重新编号范围)下拉按钮，选择参与重新编号的元件，其中：下拉按钮，选择参与重新编号的元件，其中：（2）必要时，单击）必要时，单击“Group Parts Together If Match By”(满足下列条件的元件组满足下列条件的元件组)选择框内相应的选项，将满选择框内相应的选项，将满足特定条件的元件组视为同一元件。例如，当选择足特定条件的元件组视为同一元件。例如，当选择“Part Type”选项时，则集成电路芯片中的各单元电路选项时，则集成电路芯片中的各单元电路（复合元件）被视为同一器件，并用（复合元件）被视为同一器件，并用U1A、U1B、U1C等作为这类器件的编号。等作为这类器件的编号。单击单击OK按钮就可以实现元器件的自动编号。自动编号后的电阻阵列如图按钮就可以实现元器件的自动编号。自动编号后的电阻阵列如图3-11所示（所有电阻所示（所有电阻“R”中的中的“”自动自动排列为数字编号排列为数字编号“18”）。）。图3-11 电阻阵列自动编号图图14四冲程柴油机示意图2.以核心元件为中心的自动编号以核心元件为中心的自动编号 如果需要对如图如果需要对如图3-1所示的电路模块中的元件编号进行修改，希望使电阻、所示的电路模块中的元件编号进行修改，希望使电阻、电容、发光二极管等分立元件的编号以核心元件电容、发光二极管等分立元件的编号以核心元件U2为基准进行编号，即将其为基准进行编号，即将其编号修改为编号修改为“R2XX”、“D2XX”等样式的形式，这样当看到编号以等样式的形式，这样当看到编号以“2”开头的开头的元件时即能够很快地知道它是在元件时即能够很快地知道它是在U2周围的元件，从而极大地方便了对元件的周围的元件，从而极大地方便了对元件的管理。管理。以电阻元件为例具体操作方法如下：以电阻元件为例具体操作方法如下：（1）用鼠标左键双击一个电阻元件，打开其属性对话框。）用鼠标左键双击一个电阻元件，打开其属性对话框。（2）单击右下角的）单击右下角的Global按钮，打开全局编辑对话框，如图按钮，打开全局编辑对话框，如图3-12所示。在所示。在Attributes To Match By（匹配（匹配属性）选项组的属性）选项组的Lib Ref文本框中输入文本框中输入“RES2”，同时将，同时将Selection选项选为选项选为Same，表示对所有选中的，表示对所有选中的Lib Ref为为RES2的电阻元件进行修改，然后在的电阻元件进行修改，然后在Copy Attributes（复制属性）选项组中将（复制属性）选项组中将Designator改为改为“R20”，表，表示电阻元件的编号都以示电阻元件的编号都以“20”开头，单击开头，单击OK按钮，弹出如图按钮，弹出如图3-13所示的确认对话框，单击所示的确认对话框，单击Yes按钮确认，则按钮确认，则所有电阻的编号都变成了所有电阻的编号都变成了“R20”。图14四冲程柴油机示意图图3-12 全局编辑对话框图3-13 自动编号确认对话框图14四冲程柴油机示意图（3）执行菜单命令）执行菜单命令“ToolsAnnotate”，所有所有“R20”中的中的“”由自动编号功能进行设置。这样电阻阵列的由自动编号功能进行设置。这样电阻阵列的编号就变成了编号就变成了“R201R208”，如图，如图3-14所示。所示。图3-14 调整后的电阻阵列自动编号图14四冲程柴油机示意图（4）对电容元件和发光二极管等元件也可以做类似的调整，调整后的电路如图）对电容元件和发光二极管等元件也可以做类似的调整，调整后的电路如图3-15所示。所示。图3-15 调整后的发光二极管自动编号图14四冲程柴油机示意图任务任务3.2 单片机流水灯的单片机流水灯的PCB设计设计印制电路板设计流程如图印制电路板设计流程如图3-16所示。所示。3.2.1 准备工作准备工作绘制电路图规划电路板设置参数装入网络表及元件库封装元件的布局自动布线手工调整文件保存及输出图3-16 印制电路板设计流程图图14四冲程柴油机示意图印制电路板设计步骤的具体要求：印制电路板设计步骤的具体要求：1）绘制电路图，主要是原理图和网络表。）绘制电路图，主要是原理图和网络表。2）规划电路板大小尺寸、层数、元件封装等。）规划电路板大小尺寸、层数、元件封装等。3）设置元件布置参数、层参数、布线参数等。）设置元件布置参数、层参数、布线参数等。4）装载元件封装库和网络表。）装载元件封装库和网络表。5）可以先自动，后手动。）可以先自动，后手动。6）一般选择自动布线。）一般选择自动布线。7）后期一些不满意的地方可以稍做调整。）后期一些不满意的地方可以稍做调整。8）打印输出。）打印输出。图14四冲程柴油机示意图本任务主要讲述单片机流水灯的本任务主要讲述单片机流水灯的PCB设计，在设计印刷电路板设计，在设计印刷电路板（PCB）前，要进行一些前期准备工作。）前，要进行一些前期准备工作。（1）建立文件）建立文件“单片机流水灯单片机流水灯.PCB”。对原理图文件对原理图文件“单片机流水灯单片机流水灯.SCH”文件进行电气规则检查，可文件进行电气规则检查，可执行菜单命令执行菜单命令“ToolsERC”，查看错误信息并修改原理图，直，查看错误信息并修改原理图，直至正确为止。至正确为止。（2）新建）新建PCB库，设库名为库，设库名为“Mypcb.Lib”。在该库中自制以下元件封装：。在该库中自制以下元件封装：自制复位按钮的封装自制复位按钮的封装SW-PB，焊盘间距尺寸为，焊盘间距尺寸为7.5mm 4.4mm，如图，如图3-17所示。所示。图14四冲程柴油机示意图 图3-17 按钮开关实物图、元件图与封装图图14四冲程柴油机示意图自制发光二极管的封装自制发光二极管的封装LED，如图，如图3-18所示。所示。图3-18 发光二极管封装图（3）根据表）根据表3-1中的元件封装，重新设置好各元件的封装名称。中的元件封装，重新设置好各元件的封装名称。（4）在原理图编辑器下，选择菜单命令）在原理图编辑器下，选择菜单命令“DesignCreate Netlist”，用来生成网络表文件，命名为，用来生成网络表文件，命名为“单片机流水灯单片机流水灯.Net”。依据电路原理图而生成的网络表，是实现印刷电路板自动布局和自动布线的基础。依据电路原理图而生成的网络表，是实现印刷电路板自动布局和自动布线的基础。图14四冲程柴油机示意图3.2.2 设计设计PCB时应考虑的因素时应考虑的因素1.印制电路板的结构印制电路板的结构（1）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）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。成本低，但只适用于比较简单的电路设计。（2）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）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。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。（3）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）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。作层面。用多层板可以设计更加复杂的电路。图14四冲程柴油机示意图2.规划电路板规划电路板在绘制电路板之前，用户要对线路板有一个初步的规划，比如在绘制电路板之前，用户要对线路板有一个初步的规划，比如说电路板采用多大的物理尺寸，采用几层电路板，是单层板还是说电路板采用多大的物理尺寸，采用几层电路板，是单层板还是双层板，各元件采用何种封装形式及安装位置等。这是一项极其双层板，各元件采用何种封装形式及安装位置等。这是一项极其重要的工作，是确定线路板设计的框架。重要的工作，是确定线路板设计的框架。对于要设计的电子产品，需要设计人员首先确定其电路板的尺对于要设计的电子产品，需要设计人员首先确定其电路板的尺寸。因此首先的工作就是电路板的规划，也就是说电路板物理边寸。因此首先的工作就是电路板的规划，也就是说电路板物理边界的确定，并且确定电路板的电气边界。界的确定，并且确定电路板的电气边界。在执行在执行PCB布局处理前，必须创建一个布局处理前，必须创建一个PCB板的电气边界。电板的电气边界。电气边界规定了涉及元件的生成和气边界规定了涉及元件的生成和PCB板的跟踪路径轮廓，板的跟踪路径轮廓，PCB板板的布局将在这个轮廓中进行，规划的布局将在这个轮廓中进行，规划PCB板边界有两种方法：一种板边界有两种方法：一种是手动设计规划电路板和电气定义，另一种方法是利用是手动设计规划电路板和电气定义，另一种方法是利用Protel的的向导（见项目向导（见项目2）。）。图14四冲程柴油机示意图3.手动规划电路板手动规划电路板元件布置和路径安排的外层限制一般由元件布置和路径安排的外层限制一般由Keep OutLayer中放置的轨迹线或圆弧所确定，这也就确定了板的电气中放置的轨迹线或圆弧所确定，这也就确定了板的电气轮廓。一般的这个外层轮廓边界就是与板的物理边界相同，设置这个电路板边界时，必须确保轨迹线和元轮廓。一般的这个外层轮廓边界就是与板的物理边界相同，设置这个电路板边界时，必须确保轨迹线和元件不会距离边界太近。件不会距离边界太近。电路板规划并定义电气边界的一般步骤如下：电路板规划并定义电气边界的一般步骤如下：（1）单击编辑区下方的电路板层切换界面标签）单击编辑区下方的电路板层切换界面标签Keep OutLayer，即可将该层设置为，即可将该层设置为Keep OutLayer，如图，如图3-19所示。该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的板边界，将元件限制这个范围内。所示。该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的板边界，将元件限制这个范围内。图图3-19 电路板层切换界面电路板层切换界面 图14四冲程柴油机示意图（2）执行菜单命令）执行菜单命令“PlaceKeepout/Track”或单击或单击Placement Tools工具栏中的按钮。工具栏中的按钮。（3）执行命令后，光标会变成十字。将光标移动到初始原点的位置，单击鼠标左键，即可确定第一条板边的）执行命令后，光标会变成十字。将光标移动到初始原点的位置，单击鼠标左键，即可确定第一条板边的起点。然后拖动鼠标，将光标移到合适位置，单击鼠标左键，即可确定第一条板边的终点。用户在该命令起点。然后拖动鼠标，将光标移到合适位置，单击鼠标左键，即可确定第一条板边的终点。用户在该命令下，按下，按Tab键，可进入键，可进入Line Constraints属性对话框如图属性对话框如图3-20所示，此时可以设置板边的线宽和层面。所示，此时可以设置板边的线宽和层面。图图3-20 Line Constraints属性对话框属性对话框图14四冲程柴油机示意图（4）如果用户已经绘制了封闭的）如果用户已经绘制了封闭的PCB板的限制区域，则使用鼠标双击区域的板边，系统将会弹出板的限制区域，则使用鼠标双击区域的板边，系统将会弹出Track属性对属性对话框如图话框如图3-21所示，在该对话框中可以很精确地进行定位，并且可以设置工作层和线宽。所示，在该对话框中可以很精确地进行定位，并且可以设置工作层和线宽。如图3-21 Track属性对话框图14四冲程柴油机示意图（5）用同样的方法绘制其他三条板边，并对各边进行精确编辑，使之首尾相接如图）用同样的方法绘制其他三条板边，并对各边进行精确编辑，使之首尾相接如图3-22所示。所示。图3-22 电路板边界规划图14四冲程柴油机示意图4.元件封装库的装入元件封装库的装入电路板规划好后，接下来的任务就是装入网络表和元件封装。在装入网络表和元件封装之前，必须装入所需的电路板规划好后，接下来的任务就是装入网络表和元件封装。在装入网络表和元件封装之前，必须装入所需的元件封装库。如果没有装入所需的元件封装库，在装入网络表及元件的过程中程序会提示找不到元件封装，元件封装库。如果没有装入所需的元件封装库，在装入网络表及元件的过程中程序会提示找不到元件封装，从而导致装入过程出错而失败。从而导致装入过程出错而失败。装入元件封装库的基本步骤如下：装入元件封装库的基本步骤如下：（1）执行菜单命令）执行菜单命令“DesignAdd/Remove Library”，系统弹出添加，系统弹出添加/删除元件库对话框如图删除元件库对话框如图3-23所示。在该所示。在该对话框中，找出原理图中的所有元件所对应的元件封装库。选中这些库，单击对话框中，找出原理图中的所有元件所对应的元件封装库。选中这些库，单击Add，即可添加这些元件库，即可添加这些元件库，制作制作PCB时常用的封装库有：时常用的封装库有：Advpcb.ddb、DctoDc.ddb、General.ddb等。等。（2）添加完所有需要的元件封装库，单击）添加完所有需要的元件封装库，单击OK按钮。按钮。图14四冲程柴油机示意图图2-23添加PCB库文件图14四冲程柴油机示意图3.2.3 网络表与元件的装入网络表与元件的装入如果用户是第一次装入网络表文件，网络宏是为整个网络表文件生成的。如果用户不是首次装入网络表文件，如果用户是第一次装入网络表文件，网络宏是为整个网络表文件生成的。如果用户不是首次装入网络表文件，而是在原有网络表的基础上进行的修改、添加，则网络宏仅是针对修改、添加的那一部分设计而言的。用而是在原有网络表的基础上进行的修改、添加，则网络宏仅是针对修改、添加的那一部分设计而言的。用户可以通过修改、添加或删除网络宏来更改原先的设计。户可以通过修改、添加或删除网络宏来更改原先的设计。如果确定所需的元件封装库已经装入程序，则用户就可以按照下面的步骤将网络表与元件载入。如果确定所需的元件封装库已经装入程序，则用户就可以按照下面的步骤将网络表与元件载入。（1）执行菜单命令）执行菜单命令“DesignLoad Nets”，弹出如图，弹出如图3-24所示对话框。所示对话框。图14四冲程柴油机示意图图3-24 装入网络表对话框装入元件库后就可以导入网络表了。当载入网络表并执行宏指令后，这些元件及网络将放入工作区，成为内装入元件库后就可以导入网络表了。当载入网络表并执行宏指令后，这些元件及网络将放入工作区，成为内部的图件，从而受内部网络编辑器的管理。另外，在工作区里自行放置的元件，其中并没有网络定义的，也部的图件，从而受内部网络编辑器的管理。另外，在工作区里自行放置的元件，其中并没有网络定义的，也可以利用内部网络编辑器为它们挂上网络。可以利用内部网络编辑器为它们挂上网络。图14四冲程柴油机示意图（2）单击Browse查找网络表的位置。选择网络表及文件对话框如图3-25所示。图3-25 选择网络表及文件对话框图14四冲程柴油机示意图 如果没有设定封装形式，或者封装形式不匹配，则在装入网络如果没有设定封装形式，或者封装形式不匹配，则在装入网络表时，会在列表框中显示某些错误，这样将不能正确加载这些元表时，会在列表框中显示某些错误，这样将不能正确加载这些元件。用户的返回原理图，修改元件的封装，然后再重新生成网络件。用户的返回原理图，修改元件的封装，然后再重新生成网络表，对原来的网络表进行更新，更新记录对话框如图表，对原来的网络表进行更新，更新记录对话框如图3-26所示。所示。图14四冲程柴油机示意图图3-26 更新记录对话框图14四冲程柴油机示意图（3）最后单击）最后单击Execute（执行）按钮，即可实现网络表的装入。载入元件及网络表结果如图（执行）按钮，即可实现网络表的装入。载入元件及网络表结果如图3-27所示。所示。图3-27 载入元件及网络表图14四冲程柴油机示意图3.2.4元件布局元件布局 元件布局要保证满足电路功能和性能指标；满足工艺性、检测、元件布局要保证满足电路功能和性能指标；满足工艺性、检测、维修等方面的要求；元器件排列整齐、疏密得当，兼顾美观性。维修等方面的要求；元器件排列整齐、疏密得当，兼顾美观性。排列方位尽可能与原理图一致，布线方向最好与电路图走线方向排列方位尽可能与原理图一致，布线方向最好与电路图走线方向一致；一致；PCB四周留有四周留有5-10mm空隙不布器件；一般布局时先放置空隙不布器件；一般布局时先放置占用面积较大的元器件；先集成后分立；先主后次，多块集成电占用面积较大的元器件；先集成后分立；先主后次，多块集成电路时先放置主电路。质量超过路时先放置主电路。质量超过15g的元器件应当用支架，大功率的元器件应当用支架，大功率器件最好装在整机的机箱底板上，热敏元件应远离发热元件；对器件最好装在整机的机箱底板上，热敏元件应远离发热元件；对于管状元器件一般采用平放。于管状元器件一般采用平放。图14四冲程柴油机示意图1.元件的自动布局元件的自动布局在装入网络表和元件封装后，要把元件封装放入工作区，这就需要对元件封在装入网络表和元件封装后，要把元件封装放入工作区，这就需要对元件封装进行布局。装进行布局。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。算法自动将元件分开，放置在规划好的电路板电气范围内。元件自动布局的实现方法可以执行菜单命令元件自动布局的实现方法可以执行菜单命令“ToolsAuto Placement/Auto Placer”，出现如图，出现如图3-28所示的对话框。所示的对话框。图3-28 自动布局对话框图14四冲程柴油机示意图统计式布局方式对话框中各选项的含义如下：统计式布局方式对话框中各选项的含义如下：Group Components：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：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。如果电路板上没有足够的面积，建议不要选取该项。态为选中。如果电路板上没有足够的面积，建议不要选取该项。Rotate Component：根据布局需旋转元件或元件组。若未选中该选项则元件将按原始位置放置。默认状态：根据布局需旋转元件或元件组。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。为选中。Power Nets：电源网络名称。这里将网络设定为：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：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。：设置元件自动布局时格点的间距大小。采用统计式自动布局过程中，要进行大量而复杂的计算，耗时从采用统计式自动布局过程中，要进行大量而复杂的计算，耗时从几秒到几十分钟不等，需耐心等待，不要强行关闭布局状态窗几秒到几十分钟不等，需耐心等待，不要强行关闭布局状态窗口，终止自动布局过程。口，终止自动布局过程。自动布局效果图如图自动布局效果图如图3-29所示。所示。图14四冲程柴油机示意图图3-29 自动布局效果图图14四冲程柴油机示意图2.手工编辑调整元件的布局手工编辑调整元件的布局计算机自动布局完成后，总是有的地方元件排列不够合理，显得杂乱无章，存计算机自动布局完成后，总是有的地方元件排列不够合理，显得杂乱无章，存在飞线交叉，元件摆放不整齐的现象，所以必须再进行一定程度的手工调整布在飞线交叉，元件摆放不整齐的现象，所以必须再进行一定程度的手工调整布局。手工调整元件布局效果图如图局。手工调整元件布局效果图如图3-30所示。所示。图3-30 手工调整元件布局效果图图14四冲程柴油机示意图3.2.5 常用自动布线规则设置常用自动布线规则设置在印制电路板布局结束后，便进入电路板的布线过程。一般说在印制电路板布局结束后，便进入电路板的布线过程。一般说来，用户先是对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来来，用户先是对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来预置布线设计规则。预置布线设计规则的设置是否合理将直接影预置布线设计规则。预置布线设计规则的设置是否合理将直接影响布线的质量和成功率。设置完布线规则后，程序将依据这些规响布线的质量和成功率。设置完布线规则后，程序将依据这些规则进行自动布线。因此，自动布线之前，首先要进行参数设置。则进行自动布线。因此，自动布线之前，首先要进行参数设置。图14四冲程柴油机示意图1.自动布线设计规则的设定自动布线设计规则的设定 （1）布线基本知识）布线基本知识下面将结合本项目单片机流水灯的设计与制作实例，讲述一下布线的基本知识。下面将结合本项目单片机流水灯的设计与制作实例，讲述一下布线的基本知识。工作层工作层信号层（信号层（Signal Layer）。对于双面板而言，信号层必须要求有两个，即顶层）。对于双面板而言，信号层必须要求有两个，即顶层（Top Layer）和底层（）和底层（Bottom Layer），这两个工作层必须设置为打开状态，），这两个工作层必须设置为打开状态，而信号层的其他层面均可以处于关闭状态。而信号层的其他层面均可以处于关闭状态。丝印层丝印层(Silkscreen Layer)。对于双面板而言，只须打开顶层丝印层。对于双面板而言，只须打开顶层丝印层。其他层面（其他层面（Others）根据实际需要，还需要打开禁止布线层（）根据实际需要，还需要打开禁止布线层（Keep OutLayer）和多层（和多层（Multi-Layer），它们主要用于放置电路板板框和文字标注等。），它们主要用于放置电路板板框和文字标注等。图14四冲程柴油机示意图布线规则布线规则安全间距允许值（安全间距允许值（Clearance Constrant）。在布线之前，需要定义同一个层）。在布线之前，需要定义同一个层面上两个图元之间所允许的最小间距，即安全间距。根据经验并结合本项目面上两个图元之间所允许的最小间距，即安全间距。根据经验并结合本项目的具体情况，可以设置为的具体情况，可以设置为10mil。布线拐角模式。根据电路板的需要，将电路板上的布线拐角模式设置为布线拐角模式。根据电路板的需要，将电路板上的布线拐角模式设置为45角模式。角模式。布线层的确定。对于双面板而言，一般顶层布线方向与底层布线方向互为垂布线层的确定。对于双面板而言，一般顶层布线方向与底层布线方向互为垂直。直。布线优先级（布线优先级（Routing Priority）。在这里布线优先级设置为）。在这里布线优先级设置为 2。布线的拓扑结构（布线的拓扑结构（Routing Tepology）。一般说来，确定一条网络的走线方式）。一般说来，确定一条网络的走线方式以布线的总线长为最短作为设计原则。以布线的总线长为最短作为设计原则。过孔的类型（过孔的类型（Routing Via Style）。电源）。电源/接地线以及信号线的过孔应区别对接地线以及信号线的过孔应区别对待，在这里设置为通孔（待，在这里设置为通孔（Through Hole）。对电源）。对电源/接地线的过孔要求的孔径接地线的过孔要求的孔径参数为：孔径（参数为：孔径（Hole Size）为）为20mil，宽度（，宽度（Width）为）为50mil。一般信号类型。一般信号类型的过孔则为孔径的过孔则为孔径20mil，宽度，宽度40mil。对走线宽度的要求。根据电路的抗干扰性和实际的电流大小，将电源和接地对走线宽度的要求。根据电路的抗干扰性和实际的电流大小，将电源和接地的线宽确定为的线宽确定为20mil，其他的走线宽度为，其他的走线宽度为10mil。图14四冲程柴油机示意图（2）工作层的设置）工作层的设置进行布线前，还应该设置工作层，以便在布线时可以合理安排线路的布局。工作层的进行布线前，还应该设置工作层，以便在布线时可以合理安排线路的布局。工作层的设置步骤如下：设置步骤如下：执行命令执行命令“DesignOptions”，系统将会弹出设置工作层的对话框，如图，系统将会弹出设置工作层的对话框，如图3-31所示。所示。在对话框中进行工作层的设置，双面板需要选定信号层的在对话框中进行工作层的设置，双面板需要选定信号层的Top Layer和和Bottom Layer复选框，其他选取系统默认值即可。复选框，其他选取系统默认值即可。图3-31 设置工作层的对话框图14四冲程柴油机示意图2.设置自动布线规则设置自动布线规则 Protel 99 SE为用户提供了自动布线的功能，可以用来进行自动布线。在自动布线之前，必须先进为用户提供了自动布线的功能，可以用来进行自动布线。在自动布线之前，必须先进行其参数的设置，下面讲述自动布线规则的设置过程。行其参数的设置，下面讲述自动布线规则的设置过程。首先执行命令首先执行命令“DesignRules”，系统将会弹出如图，系统将会弹出如图3-32所示的对话框，在此对话框中可以设置所示的对话框，在此对话框中可以设置布线规则。打开图布线规则。打开图3-32中的中的Routing选项卡，即可进行布线规则参数的设定。布线规则一般都集中在规则选项卡，即可进行布线规则参数的设定。布线规则一般都集中在规则类（类（Rule Classes）选项组中，在该选项组中可以设置走线最小间距约束（）选项组中，在该选项组中可以设置走线最小间距约束（Clearance Constrant）、布）、布线转角模式（线转角模式（Routing Corners）、布线工作层（）、布线工作层（Routing Layers）、布线优先级（）、布线优先级（Routing Priority）、）、布线的拓扑结构（布线的拓扑结构（Routing Topology）、过孔的类型）、过孔的类型(Routing Via Style)、走线拐弯处与磁敏二极管的距、走线拐弯处与磁敏二极管的距离（离（SMD To Corner Constraint）、走线宽度（）、走线宽度（Width Constraint）等参数。）等参数。图14四冲程柴油机示意图图3-32 设置布线参数对话框图14四冲程柴油机示意图（1）设置走线最小安全间距（Clearance Constraint）该选项用于设置走线与其他对象之间的最小距离。将光标移动到图3-32中的Clearance Constraint处单击鼠标右键，系统会弹出如图3-33所示的快捷菜单，从快捷菜单中选取Add命令，即可进入安全间距设置对话框，如图3-34所示。单击图3-32中Properties（特性）按钮或者直接双击Clearance Constraint选项，系统也可以弹出该对话框。图3-33 快捷菜单 图14四冲程柴油机示意图图3-34 安全间距设置对话框图14四冲程柴油机示意图该对话框主要设置两部分内容：该对话框主要设置两部分内容：规则范围（规则范围（Rule scope）。主要用于指定本规则适用的范围。一般情况下，指定该规则适用于整个电路板）。主要用于指定本规则适用的范围。一般情况下，指定该规则适用于整个电路板（Whole Board）。）。规则属性（规则属性（Rule Attributes）。用户可以根据实际的情况输入允许的图元之间的最小间距。）。用户可以根据实际的情况输入允许的图元之间的最小间距。（2）设置布线拐角模式（）设置布线拐角模式（Routing Corners）该选项用来设置走线拐弯的样式。双击该选项用来设置走线拐弯的样式。双击Routing Corners选项，系统将弹出如图选项，系统将弹出如图3-35所示的对话框。单击图所示的对话框。单击图3-35中中Properties（特性）按钮，在弹出的拐角模式设置窗中，规则属性（特性）按钮，在弹出的拐角模式设置窗中，规则属性（Rule Attributes）用于设定拐）用于设定拐角模式，拐角模式有角模式，拐角模式有45、90和圆弧三种。一般系统默认的和圆弧三种。一般系统默认的45拐角模式最为常用，因为这种拐角模式拐角拐角模式最为常用，因为这种拐角模式拐角处电阻小，布线密度较大。处电阻小，布线密度较大。图14四冲程柴油机示意图图3-35 布线拐角模式对话框图14四冲程柴油机示意图（3）设置布线工作层及走线方向（Routing Layers）该选项用来设置在自动布线过程中哪些信号层可以使用。双击Routing Layers选项，系统将会弹出如图3-36所示的布线工作层对话框。元件面锡焊面中间层图3-36 布线工作层对话框图14四冲程柴油机示意图默认状态下，仅允许在顶层（默认状态下，仅允许在顶层（Top Layer）和底层（）和底层（Bottom Layer）布线，而中间层布线，而中间层114处于关闭状态（处于关闭状态（Not Used）。）。单击工作层右侧下拉按钮，即可选择该层走线方向，其中：单击工作层右侧下拉按钮，即可选择该层走线方向，其中：Horizontal：水平方向。：水平方向。Vertical：垂直方向。：垂直方向。Any：任意方向（即水平、垂直、斜：任意方向（即水平、垂直、斜45等均可）。等均可）。而当工作层走线方向设为而当工作层走线方向设为“Not Used”时，表示不在该层走线。一般双面板两层选择水平或垂直走线，这样上下两时，表示不在该层走线。一般双面板两层选择水平或垂直走线，这样上下两层信号耦合最小，有利于提高系统的抗干扰能力。层信号耦合最小，有利于提高系统的抗干扰能力。图14四冲程柴油机示意图（4）设置布线优先级（）设置布线优先级（Routing Priority）该选项可以设置布线的优先级，即布线的先后顺序。先布线的网络的优先级比后布线的网络的该选项可以设置布线的优先级，即布线的先后顺序。先布线的网络的优先级比后布线的网络的优先级要高。优先级要高。Protel提供了提供了0100个优先级，数字个优先级，数字0代表的优先级最低，数字代表的优先级最低，数字100代表该网络的布线优代表该网络的布线优先级最高。双击先级最高。双击Routing Priority选项，系统将会弹出如图选项，系统将会弹出如图3-37所示的布线优先级对话框。用户也可以所示的布线优先级对话框。用户也可以将光标移动到将光标移动到Routing Priority处单击鼠标右键，然后选择快捷菜单中的处单击鼠标右键，然后选择快捷菜单中的Properties选项，也可进入布选项，也可进入布线优先级设置对话框。线优先级设置对话框。图14四冲程柴油机示意图图3-37 布线优先级对话框图14四冲程柴油机示意图（5）设置布线拓扑结构（）设置布线拓扑结构（Routing Topology）该选项用来设置布线的拓扑结构。双击该选项后，系统将会弹该选项用来设置布线的拓扑结构。双击该选项后，系统将会弹出如图出如图3-38所示的布线拓扑结构对话框。通常系统在自动布线所示的布线拓扑结构对话框。通常系统在自动布线时，以整个布线的线长最短为目标。用户也可以选择时，以整个布线的线长最短为目标。用户也可以选择Horizontal、Vertical、DaisySimple、DiasyMidDriven、DiasyBalanced和和Starburst等拓扑选项，选中各选项时，相应的拓扑结构会显示等拓扑选项，选中各选项时，相应的拓扑结构会显示在对话框中。本项目使用默认值在对话框中。本项目使用默认值Shortest。图14四冲程柴油机示意图 图3-38 布线拓扑结构对话框图14四冲程柴油机示意图（6）设置过孔的类型（）设置过孔的类型（Routing Via Style）该选项用来设置自动布线过程中使用的过孔的样式。双击该选项用来设置自动布线过程中使用的过孔的样式。双击Routing Via Style选项，系统将会弹出如图选项，系统将会弹出如图3-39所示的过孔类型所示的过孔类型对话框。用户也可以将光标移动到对话框。用户也可以将光标移动到Routing Via Style处单击鼠标处单击鼠标右键，然后选择快捷菜单的右键，然后选择快捷菜单的Properties选项，也可进入过孔类型选项