protelSE库元件和pcb板的制作.pptx

如果元件库中找不到我们所需要的元件，怎么办？自己制作库元件。用什么来制作库元件？原理图库编辑器。如何打开？。2原理图库编辑器 原理图库编辑器的主要功能就是制作和管原理图库编辑器的主要功能就是制作和管理原理图符号理原理图符号。3原理图符号和元器件封装 元件的封装：元件的封装：元件焊接到电路板时所指的外观和焊盘位置。焊盘的位置和大小必须和实际元件完全对应。所有PCB板以及它里面的元件和位置与实际尺寸都是1:1的。4PCB编辑器 在在PCB编辑器中，将完成电路板设计第二阶段的编辑器中，将完成电路板设计第二阶段的任务，即根据原理图设计完成电路板设计。电路板设任务，即根据原理图设计完成电路板设计。电路板设计主要包括电路板选型、规划电路板的外形、元器件计主要包括电路板选型、规划电路板的外形、元器件布局、电路板布线、覆铜和设计规则校验等工作布局、电路板布线、覆铜和设计规则校验等工作。5元器件封装库编辑器 在元器件封装和网络表载入在元器件封装和网络表载入PCB编辑器之前，学编辑器之前，学生们必须确保所有用到的元器件封装所在的元器件封生们必须确保所有用到的元器件封装所在的元器件封装库都已经载入了装库都已经载入了PCB编辑器，否则将导致元器件封编辑器，否则将导致元器件封装和网络表载入的失败。装和网络表载入的失败。6常用编辑器之间的关系 72.1 原理图符号的组成原理图符号主要由三部分组成：原理图符号主要由三部分组成：表示元器件的电气功能或几表示元器件的电气功能或几 何外形的示意图何外形的示意图 元器件的引脚元器件的引脚 必要的注释必要的注释 82.2 制作原理图符号的基本步骤92.3 原理图库编辑器管理窗口管理窗口主要包括三部分：管理窗口主要包括三部分：原理图符号列表栏原理图符号列表栏 原理图符号操作栏原理图符号操作栏 原理图符号引脚列表栏原理图符号引脚列表栏102.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏 一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作 ：单击该按钮可以直接回到原理图符号列表的顶端，此：单击该按钮可以直接回到原理图符号列表的顶端，此时编辑器工作窗口中将会显示该原理图符号，如图所示。时编辑器工作窗口中将会显示该原理图符号，如图所示。显示列表顶端的原理图符号 112.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏 一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作 ：单击该按钮可以直接回到原理图符号列表的底端，此：单击该按钮可以直接回到原理图符号列表的底端，此时编辑器工作窗口中将会显示该原理图符号，如图所示。时编辑器工作窗口中将会显示该原理图符号，如图所示。显示列表底端的原理图符号 122.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏 一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作一、浏览原理图符号的操作 ：单击该按钮可以在原理图符号列表中从下往上逐个浏：单击该按钮可以在原理图符号列表中从下往上逐个浏览原理图符号览原理图符号。：单击该按钮可以在原理图符号列表中从上往下逐个浏：单击该按钮可以在原理图符号列表中从上往下逐个浏览原理图符号览原理图符号。132.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作 ：单击该按钮，即可将当前选中的原理图符号放：单击该按钮，即可将当前选中的原理图符号放置到原理图设计中。如果当前没有激活的原理图设计文置到原理图设计中。如果当前没有激活的原理图设计文件，则系统将会在库文件所属设计数据库文件新建并打件，则系统将会在库文件所属设计数据库文件新建并打开一个原理图设计文件，以放置该元器件开一个原理图设计文件，以放置该元器件。142.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏原理图符号列表栏三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作三、放置元器件的操作 ：单击该按钮，即可打开：单击该按钮，即可打开【Find Schematic Component】（查找原理图符号）对话框，如图所示。（查找原理图符号）对话框，如图所示。查找元器件152.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号操作栏原理图符号操作栏原理图符号操作栏原理图符号操作栏 ：单击该按钮，系统将会执行添加元器件的命令，打开：单击该按钮，系统将会执行添加元器件的命令，打开【New Component Name】（为新建元器件命名）对话框，（为新建元器件命名）对话框，如图所示如图所示。为新建的元器件命名 162.3 原理图库编辑器管理窗口原理图符号操作栏原理图符号操作栏原理图符号操作栏原理图符号操作栏 ：单击该按钮可以打开：单击该按钮可以打开【Component Text Fields】（原理图符号属性）对话框，主要包括添加该原理（原理图符号属性）对话框，主要包括添加该原理图符号默认序号、注释和默认的元器件封装等，如图图符号默认序号、注释和默认的元器件封装等，如图所示。所示。设置原理图符号属性对话框 ：单击该按钮可以删除原理图库中当前选中的原理图：单击该按钮可以删除原理图库中当前选中的原理图符号符号。2.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚 对对于于规规则则元元件件，通通常常可可以以使使用用矩矩形形来来定定义义元元件件的的边边框框图图形形；对对于于不不规规则则的的元元件件则则需需要要使使用用画画线线、画画多多边边形形等等方方式进行绘制。式进行绘制。元件图形绘制完毕，就可以元件图形绘制完毕，就可以在图形上添加管脚。在图形上添加管脚。执行菜单执行菜单PlacePinsPlacePins或单击或单击画图工具栏上按钮画图工具栏上按钮 ，进入放，进入放置元件管脚状态，此时光标上悬置元件管脚状态，此时光标上悬浮着一个管脚，按浮着一个管脚，按键，屏幕键，屏幕弹出图弹出图3-63-6所示的管脚属性对话框。所示的管脚属性对话框。对话框中主要参数含义如下。对话框中主要参数含义如下。NameName：设置管脚的名称。：设置管脚的名称。NumberNumber：设置管脚号。：设置管脚号。OrientationOrientation下拉列表框：设置管脚的放置方向。下拉列表框：设置管脚的放置方向。Dot Dot SymbolSymbol复复选选框框：选选中中后后管管脚脚末末端端出出现现一一个个小小圆圆圈，代表该管脚为低电平有效。圈，代表该管脚为低电平有效。Clk Clk SymbolSymbol复复选选框框：选选中中后后管管脚脚末末端端出出现现一一个个小小三三角形，代表该管脚为时钟信号管脚。角形，代表该管脚为时钟信号管脚。Electrical Electrical TypeType下下拉拉列列表表框框：设设置置管管脚脚的的类类型型，共共有有八八种种管管脚脚类类型型，即即InputInput输输入入型型、I/OI/O输输入入/输输出出型型、OutputOutput输输出出型型、Open Open CollectorCollector集集电电极极开开路路输输出出型型、PassivePassive无无源源型型、Hiz Hiz 三三态态输输出出型型、Open Open EmitterEmitter发发射射极极开路输出型、开路输出型、PowerPower电源型。电源型。HiddenHidden复复选选框框：选选中中后后管管脚脚具具有有隐隐藏藏特特性性，管管脚脚不不显示。显示。Pin LengthPin Length：设置管脚的长度。：设置管脚的长度。参参数数设设置置完完毕毕，单单击击OKOK按按钮钮，将将管管脚脚移移动动到到合合适适位位置后，单击鼠标左键，放置管脚。置后，单击鼠标左键，放置管脚。放置管脚时要注意管脚只有一端具有电气特性，在放置时应将不具有电气特性的一端（即光标所在端），与元件图形相连。192.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用 202.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用绘制原理图符号工具栏的运用 212.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚二、放置元器件的引脚二、放置元器件的引脚 正确放置元器件引脚的电气热点。正确放置元器件引脚的电气热点。元器件引脚的名称应当能够直观地体现该引脚的功能。元器件引脚的名称应当能够直观地体现该引脚的功能。一般地，元器件引脚的名称要求能够直观地体现出元器件一般地，元器件引脚的名称要求能够直观地体现出元器件引脚的电气功能，目的是增强原理图的可读性。引脚的电气功能，目的是增强原理图的可读性。四、定义原理图符号的属性四、定义原理图符号的属性定义原理图符号的属性，主要包括添加该原理图符号默认定义原理图符号的属性，主要包括添加该原理图符号默认序号、注释和默认的元器件封装等序号、注释和默认的元器件封装等三、给原理图符号添加注释三、给原理图符号添加注释222.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚IEEEIEEE符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用 IEEE（美国电气及电子工程师学会）是美国制定电气标（美国电气及电子工程师学会）是美国制定电气标准的专业性组织。准的专业性组织。Protel 99SE的原理图符号编辑器所绘制的的原理图符号编辑器所绘制的原理图符号使用标准的原理图符号使用标准的IEEE符号。符号。IEEE符号通常用来表示元符号通常用来表示元器件引脚的输入器件引脚的输入/输出属性，它们仅仅是一种用来修饰原理图输出属性，它们仅仅是一种用来修饰原理图符号的图形，没有任何电气意义。符号的图形，没有任何电气意义。Protel 99SE提供了一个专提供了一个专门的门的IEEE符号工具栏，如下图所示符号工具栏，如下图所示。232.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚 IEEE符号工具栏中各个按钮的功能见表符号工具栏中各个按钮的功能见表。242.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚IEEEIEEE符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用252.4 2.4 绘制元件图形与编辑元件管脚绘制元件图形与编辑元件管脚IEEEIEEE符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用符号工具栏的运用 IEEE符号工具栏中各个按钮的功能也可以通过选取菜单符号工具栏中各个按钮的功能也可以通过选取菜单【Place】/【IEEE Symbols】中的对应命令来实现中的对应命令来实现。262.5 修改原理图库元件符号 272.5 修改原理图符号 第一步：单击管理窗口中的第一步：单击管理窗口中的 按钮，系统会按钮，系统会自动打开设计数据库文件自动打开设计数据库文件“Miscellaneous Devices.ddb”，并且进入原理图符号编辑器，如，并且进入原理图符号编辑器，如下图所示下图所示。282.5 修改原理图符号 第二步：在工作窗口中双击电阻元件其中一个引脚，然第二步：在工作窗口中双击电阻元件其中一个引脚，然后在弹出的后在弹出的【Pin】（引脚属性）对话框中将（引脚属性）对话框中将【Pin】（引脚长度）项更改为（引脚长度）项更改为“10”（mil），修改完毕），修改完毕后单击后单击 按钮确认。用同样的方法将另外一个按钮确认。用同样的方法将另外一个引脚的长度也改为引脚的长度也改为“10”（mil）。第三步：单击原理图符号编辑器管理窗口中的第三步：单击原理图符号编辑器管理窗口中的 按钮，更新原理图中的元器件属性，此后再打开原按钮，更新原理图中的元器件属性，此后再打开原理图时用户便会发现所有的电阻引脚都变短了理图时用户便会发现所有的电阻引脚都变短了。第四步：选取菜单命令第四步：选取菜单命令【File】/【Save】或单击主工具或单击主工具栏中的栏中的 按钮即可将所作的修改保存下来，用户在按钮即可将所作的修改保存下来，用户在再次放置电阻元件时，会发现它们的引脚长度都为再次放置电阻元件时，会发现它们的引脚长度都为“10mil”。思考：思考：1.1.如何利用已有的库元件绘制新元如何利用已有的库元件绘制新元件件？2.2.如何在原理图中添加自己创建的如何在原理图中添加自己创建的元件库中的元件？元件库中的元件？30作业：动手练习1制作高速光电耦合器 6N137是目前应用非常广泛的一款高速光电耦合器，它采用标准的8脚双列直插式封装。本节练习的目的是使学生掌握8脚双列直插式封装元器件绘制的方法和步骤。完成下图高速光电耦合器原理图符号绘制。31作业 动手练习2绘制继电器原理图符号 电路设计中常用的元器件原理图符号，Proetl 99SE自带的原理图符号库通常已经提供，即使没有与要使用的元器件完全相同的符号，也可以找到近似的。用户在绘制电路原理图时，通过修改似符号，可以达到事半功倍的效果。下图所示元器件为Matsushita公司的“NC4D-P”继电器。一般类型的继电器通常由线圈和一组或多组触点组成。Proetl 99SE已提供了多组继电器原理图符号，但是没有提供与下图完全相符的继电器符号，下面就通过已有符号来创建NC4D-P继电器的原理图符号，如下图所示。32作业 动手练习2绘制继电器原理图符号 通过对该继电器原理图符号的绘制，使学生掌握利用已有符号创建新元器件符号、相似引脚的阵列粘贴等内容。完成下图继电器原理图符号的绘制。Advanced PCB 99 入门入门 PCB（Printed Circuit Board）电路板设计）电路板设计Advanced PCB 99 界面构成 PCB 图素导线圆弧焊盘过孔尺寸标注坐标字符串原点设置多边形覆铜内电层分割元件填充粘贴常用元件封装常用元件封装在在Protel 99SE中，常用的元器件封装库主要包括以中，常用的元器件封装库主要包括以下几个元器件封装库：下几个元器件封装库：目录目录LibraryPcb Generic Footprints Advpcb.ddb；General IC.ddb；Miscellaneous.ddb常用元件封装常用元件封装集成块：DIP系列：DIP-4 DIP-64CFP系列：CFP-14 CFP-56电阻：AXIAL0.3 AXIAL1.0电容：RAD0.1 RAD0.4 RB.2/.4 RB.5/1.0 二极管：DIODE0.4 DIODE0.7 三极管：TO-3 TO-220串并口：DB9/F DB37RA/M熔丝（FUSE）：FUSE电位器：VR1 VR5制作制作PCBPCB板过程板过程一）准备工作二）制作PCB板1.绘制好原理电路图。2.对电路图进行ERC检查。3.进行封装形式检查。4.生成网表文件。1.定制好PCB板尺寸，划定布线区域。2.调入封装库元件。3.调入网表文件。4.自动布局。5.手动布线。6.对电路图进行DRC检查。PCB PCB 设计的流程设计的流程调入封装库手工调整调入网表放置元件使用设计规则自动布线定义PCB板40单面板 单面板指的是仅在电路板的一面上有导电图形的印制电路板 双面板 双面板指的是在电路板的顶层和底层都有导电图形的印制电路板 多层板 多层板指的是由3层或3层以上的导电图形层与其间的绝缘材料层相隔离、层压后结合而成的印制电路板，其各层间导电图形按要求互连 电路板类型的选择41电路板类型的选择可靠性 单面板 双面板 递减 多层板成本 单面板 双面板 递增 多层板结论：综合考虑电路板的可靠性、布线方便性和制作成本42电路板设计中常用工作层面 双面板示例 43电路板设计中常用工作层面 一、【Top Layer】（顶层信号层）在双面板中，顶层信号层用来放置铜箔导线，以连接不同的元器件、焊在双面板中，顶层信号层用来放置铜箔导线，以连接不同的元器件、焊盘和过孔等实现特定的电气功能，如下图所示。盘和过孔等实现特定的电气功能，如下图所示。44电路板设计中常用工作层面 二、【Bottom Layer】（底层信号层）底层信号层的功能与顶层信号层的功能相同，也是用来放置导线的，如底层信号层的功能与顶层信号层的功能相同，也是用来放置导线的，如下图所示。下图所示。45电路板设计中常用工作层面 三、【Mechanical1】（机械层）机械层主要用来对电路板进行机械定义，包括确定电路板的物理边界、机械层主要用来对电路板进行机械定义，包括确定电路板的物理边界、尺寸标注和对齐标志等。然而在电路板设计过程中，通常将电路板的物理边尺寸标注和对齐标志等。然而在电路板设计过程中，通常将电路板的物理边界等同于电路板的电气边界，而不对电路板的物理边界进行规划界等同于电路板的电气边界，而不对电路板的物理边界进行规划。四、【Top Overlay】（顶层丝印层）顶层丝印层主要用来绘制元器件的外形和注释文字，如下图所示顶层丝印层主要用来绘制元器件的外形和注释文字，如下图所示。46电路板设计中常用工作层面 五、【KeepOut Layer】（禁止布线层）禁止布线层，主要用来规划电路板的电气边界，电路板上所有导电图件禁止布线层，主要用来规划电路板的电气边界，电路板上所有导电图件均不能超出该边界，否则系统在进行均不能超出该边界，否则系统在进行DRC设计校验时汇报错误。如下图所示设计校验时汇报错误。如下图所示为一规划好的电路板的电气边界为一规划好的电路板的电气边界。47电路板设计中常用工作层面 六、【MultiLayer】（多层面）多层面主要用来放置元器件的焊盘和连接不同工作层面上的导电图件的多层面主要用来放置元器件的焊盘和连接不同工作层面上的导电图件的过孔等图件，如下图所示过孔等图件，如下图所示。48认识电路板上的图件安装孔安装孔元器件元器件焊盘焊盘过孔过孔矩形填充矩形填充导线导线接插件接插件电路板边界电路板边界多边形填充多边形填充1.建立一个.pcb文件如图3-7所示，然后双击该文件的图标启动PCB编辑器(见图3-8所示)。图3-7 新建印制板文件画面2.调入封装库 元件封装库FootprintsAdvpcb.ddb General IC.ddb等装入：在PCB编辑器中执行菜单命令：Design/Add/Remove Library。3、定义PCB板1.单击设计区域下方的工作板层标签单击设计区域下方的工作板层标签KeepOut，切换到禁止布线层。切换到禁止布线层。2.根据需要放大窗口。根据需要放大窗口。3.执行菜单命令执行菜单命令View/Toggle Units 进行公制进行公制/英制英制单位切换。（快捷键单位切换。（快捷键vu）4.定义坐标原点。定义坐标原点。Edit/Origin/Set。5.以稍大于实际印刷电路板尺寸布放导线。以稍大于实际印刷电路板尺寸布放导线。4.调入网络表网表的产生：在 SCH编辑器中打开电气原理图，执行菜单命令Tools/Create Netlist。网络表是联系原理图.sch和PCB板的中间文件，后缀为.net。网表生成后，就可以进行PCB设计了。调入网表:在PCB编辑器中执行菜单命令：Design/load Netist。5.放置元件，调整元件布局1.自动放置:执行菜单命令Tool/AutoPlace2.手工放置：执行菜单命令 Edit/Move/Component Tools/Align Component 6、设置规则执行菜单命令：Design/Rules,系统弹出设计规则修改对话框，设置各项参数。布线规则生产加工规则高速电路规则其它规则7.自动布线l执行菜单命令：Auto Rout/Set up定义布线过程中的规则。l 执行菜单命令:Auto Routing 进行自动布线。8.手动调整9.电气规则检查 10.信号完整性分析 11.生成GERBER文件选择“File”主菜单下的“CAM Manager”，按照输出导航，可以方便的生成光绘文件和数控钻孔文件。11.3D显示点击VIEWBoard in 3D选项，可以看到设计板的三维图形，并且可以任意旋转、隐藏元件或字符等操作，PCB设计的基本原则 1 PCB板的尺寸大小板的尺寸大小要合适，尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近导线容易受干扰。2 根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局。3 布线原则布线原则 输入和输出的导线应尽量避免相邻平行；导线的宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定；导线拐弯一般取圆弧形。4 焊盘大小焊盘大小 比器件引线直径稍大一些。5 电源线的设计电源线的设计 尽量加粗电源线的宽度，减少环路电阻。6 地线设计地线设计 数字地与模拟地分开；接地线应尽量加粗；接地线构成闭环路。7 各元件之间的接线原则各元件之间的接线原则印制电路中不允许有交叉电路；同一级电路的接地点应尽量靠近；总地线必须严格按照高频-中频-低频逐级按由弱电到强电的顺序排列原则；强电流引线应尽可能宽些；阻抗高的走线尽量短；IC座上的定位槽放置的方位一定要正确。PCB设计的基本原则 作业1.完成作业1第一个图的原理图，并制作作业1的pcb电路图。2.制作作业2的原理图和pcb电路图。作作业业2