实验九PCB设计基础.doc

物理与机电工程学院（20132014 学年第 一 学期）计算机辅助电路设计上机实验报告专 业：电子信息科学与技术学 号： 姓 名： 任课教师： 实验地点： 理工实验楼407 项目编号： 实 验 九 实验九 PCB设计基础一、实验目的 1 熟悉印制电路板的结构及基本元素 2 熟练掌握 PCB 编辑器 3 学会规划电路板及电气定义 4 熟悉常见元器件封装库二、实验内容：1建立PCB图文档2参数设置3印制板图的规划4元器件封装库操作5接触式防盗报警电路的网络表导入三、实验操作步骤1 新建 PCB 文件 方法一：执行菜单命令“FileNewPCB方法二：使用PCB向导创建新的PCB文件1)单击Protel DXP工作区底部的按钮，即弹出如图1所示的“Files”面板。 图1 “Files”面板 图2 启动PCB向导 2)在“Files”面板的“New from Template”单元单击PCB Board Wizard命令，启动PCB向导。如图2所示。 3)单击按钮，出现度量单位对话框。默认的度量单位为英制(Imperial)，。也可以选择公制单位(Metric)。二者的换算关系为：1inch=25.4mm。 4) 单击按钮，选择自定义电路板的轮廓和尺寸，即选择“Custom”。5) 单击按钮，显示自定义电路板对话框，如图5所示。设置PCB为2in1.5in矩形的电路板。 图5 自定义电路板选项 图6 电路板层数设置对话框 6) 单击按钮，显示电路板层数设置对话框，如图6所示。设置信号层(Signal Layers)数和电源层(Power Planes)数。设置了两个信号层，不需要电源层。7) 单击按钮，向导显示导孔类型选择对话框，图7所示，选择穿透式导孔(Thruhole Vias)8）单击按钮，设置元件和布线技术对话框，如图8所示。9)单击按钮，屏幕显示如图9所示的导线导孔尺寸设置对话框。主要设置导线的最小宽度、导孔的尺寸和导线之间的安全距离等参数。 10) 单击按钮， PCB向导完成 图7 导孔类型选择对话框 图8 设置元件和布线技术对话框 图9 导线导孔尺寸设置对话框11) 单击关闭该向导。执行菜单命令FileSave As，将新的PCB文件重新命名，用*.PcbDoc表示，并给出文件保存的路径。本例子的文件名为接触式防盗报警电路.PcbDoc。如图12所示。 图12 由向导生成的PCB 图13 右键菜单提示：如果创建或打开的是自由文档，在Projects面板的Free Documents单元用鼠标右键单击接触式防盗报警电路.PcbDoc文件，弹出如图13所示的右键菜单。执行添加到设计项目命令(Add to Project接触式防盗报警电路.PrjPCB4 规划电路板1）板层设置 Design Broad Layers & Colors，或在PCB编辑窗口单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择OptionsBroad Layers & Colors命令，就可以看到如图14所示的“Broad Layers”板层设置对话框。2）PCB图纸设置 DesignBroad Options，或在PCB编辑窗口单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择DesignBroad Options命令，就弹出如图15所示的“Broad Options”对话框。印制电路板的选项设置包括移动栅格（Snap Grid）设置、电气栅格（Electrical Grid）设置、可视栅格（Visible Grid）设置、计量单位和图纸大小设置等。 图14 “Broad Layers”对话框 图15 “Broad Options”对话框3）定义电路板形状及尺寸 a) 将光标移至编辑区下面的工作层标签上的“Keep Out Layer”(禁止布线层)，单击鼠标左键，将禁止布线层设置为当前工作层。b) 单击放置工具栏上的布线按钮，也可以执行 Place line命令或先后按下P、L字母键。 c) 在编辑区中适当位置单击鼠标左键，开始绘制第一条边。 d) 移动光标到合适位置，单击鼠标左键，完成第一条边的绘制。依次绘线，最后绘制一个封闭的多边形。这里是一个矩形，如图16所示。 图16 电路板形状5) 单击鼠标右键或按下Esc键取消布线状态。要查看印制电路板的大小ReportsBoard Information命令。也可以先后按下R和B键。5元件封装库的操作1）装入元件库 打开防盗报警电路.PcbDoc文件，进入PCB编辑环境。执行DesignAdd/Remove Library，或单击控制面板上的Libraries，打开元件库浏览器，再单击“Libraries”按钮，即可弹出如图17示的“Availalble Library”对话框。单击添加Miscellaneous Devices.IntLib，如图18所示，然后单击按钮完成该操作。 图17添加元件库 图18 “浏览元件库”对话框 2） 浏览元件库 DesignBrowse Components命令，执行该命令后，系统会弹出“浏览元件库”对话框， 单击“Libraries”按钮，则可以进行元件库的装载操作。单击“Search”按钮，则系统弹出“搜索元件库”对话框。单击“Place”按钮可以将选中的元件封装放置到电路板。3）搜索元件库方法1：在Miscellaneous Devices.IntLib库中查找“AXIAL”，在Library面板空白处输入“*AXIAL*”，如图19所示。方法2：单击Library面板“搜索”按钮，如图20选中“Available Libraries”时，则在已经装载的元件库中查找；当选中“Libraries on path”时，则在指定的目录中进行查找。在空白处输入“DIP-8“封装，如图21所示。单击按钮，搜索结果如图22。注意：搜索格式需“(Name like *DIP-8*)“，其中DIP-8为封装名称 图19 元件封装浏览器 图20 元件搜索 图21 搜索DIP-8封装 图22搜索结果2 导入网络表装载元件库以后，就可以往PCB文档装入网络与元件了。网络与元件的装入过程实际上是将原理图设计的数据装入到PCB的过程。 1) 打开设计好的接触式防盗报警电路原理图文件，如图23所示。 2) 打开已经创建的接触式防盗报警电路PCB文件，如图24所示。 图23接触式防盗报警电路 图24 PCB图3) 执行命令DesignImport Changes From命令，系统会弹出如图25所示的对话框。单击按钮，如果有效，将在右边Check烂对应位置打勾，否则将显示红色错误标识。单击按钮，如果执行成功，Status下Done列表栏将被钩选，结果如图26所示 图25 更改命令管理对话框 图26 显示所有修改过的结果单击按钮，可将更新后的结果生成报表。单击按钮，关闭该对话框。最后生成结果如图27。图27 元件和网络添加到PCB编辑器四 思考题1 PCB板有哪些工作层面？各有何作用？答：单面板，双面板和多面板。多面板包括顶层和底层。多面板包括多个工作层面的电路板。最简单的多面板有四个层。整个电路板将包括顶层，底层，内层和中间层。层。与层之间是绝缘层。绝缘层用于隔离电源层和布线层。2 电路板的电气边界有何作用？应绘制在哪个层面？答：用来限定布线和放置元件的范围的范围称为电气边界。它是通过在禁止布线层绘制边界来实现的。3 如何在指定目录下查找元器件封装并添加该元器件库？答：单击控制面板上的Libraries，打开元件库浏览器，再单击“Libraries”按钮，即可弹出如图17示的“Availalble Library”对话框。单击添加Miscellaneous Devices.IntLib，如图18所示，然后单击按钮完成该操作。