复变函数与积分变换第1章省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

21世纪高等学校计算机规划教材,第1章 电路板设计基础,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,Protel 99SE 实用教程,刘 晓,1/96,我.,联络方式：,办公室：教务办公室 机电楼C320,电子信箱：sidescan,2/96,课程,课时分配,总课时32，其中理论24，试验8,考评方式,上机考试70%，试验20%，平时10%,3/96,Protel 99SE 实用教程,第一章 电路板设计基础,4/96,目 录,1.1 电路板类型,1.2 电路板类型选择,1.3 惯用工作层面、图件和电气组成,1.4 电路板设计基本步骤,1.5 惯用编辑器,1.6 初识Protel 99SE,1.7 自 测 练 习,小结,5/96,在正式学习Protel 99SE之前，有必要先对电路板设计有个粗略了解，这对于提升学习效率是十分有帮助。,本章主要介绍电路板分类、怎样选择电路板、电路板设计基本步骤、电路板设计过程中惯用编辑器，以及Protel 99SE基础知识，目标是让读者从感性上认识电路板、电路板设计和Protel 99SE。,6/96,1.1 电路板类型,通常意义上说电路板指就是印制电路板，即完成了印制线路或印制电路加工板子，包含印制线路和印制元器件或者由二者组合而成电路。,详细来讲，一个完整电路板应该包含一些含有特定电气功效元器件和建立起这些元器件电气连接铜箔、焊盘及过孔等导电图件,。,7/96,按照工作层面多少，电路板能够分为单面板、双面板和多层板，下面对这几类电路板进行简明介绍。,8/96,1.单面板,单面板是指仅在电路板一面上有导电图形印制电路板，如图1-1所表示。,图1-1 单面板,（a）单面板顶层 （b）单面板底层,9/96,单面板特点,优点：,单面板只在电路板一面上进行放置导线操作，所以制造成本较低。,缺点：,因为电路板全部走线都必须放在一个面上，使得单面板布线相对较复杂。,单面板只适合用于比较简单电路设计,。,10/96,2.双面板,双面板是指在电路板顶层和底层都有导电图形印制电路板，如图1-2所表示。,（a）双面板顶层 （b）双面板底层,图1-2 双面板,11/96,双面板特点,双面板是最常见、最通用电路板。,原因：,双面板在顶层和底层都能够进行走线，元器件通常放置在电路板顶层，上下两层间电气连接主要经过过孔后者焊盘连接，中间为绝缘层，因为双层都能够走线，所以大大降低了走线难度，所以被广泛采取。,12/96,3多层板,多层板是指由3层或3层以上导电图形层与其间绝缘材料层相隔离、层压后结合而成印制电路板，其各层间导电图形按要求互连。,当前，惯用是4层板，包含顶层、低层、内部电源层（简称“内电层”）1（+12V）和内电层2（GND），其示意图如图1-3（a）所表示，图1-3（b）所表示为一设计好多层板。,13/96,在电路设计中，多层板普通是指层板或层以上印制电路板。,（a）多层板示意图 （b）多层板实例,图1-3 多层板,14/96,多层板特点,优点：,多层板因为增加了内电层（电源层和接地层）甚至增加了内部信号层（比如6层板），很好处理了由芯片集成度越来越高引发电路板布线困难问题，同时提升了电路板抗干扰性。,缺点：,伴随电路板层数增加，电路板制造难度和成本也大大增加了。,15/96,1.2 电路板类型选择,在设计电路板时，选择电路板类型主要从电路板可靠性、工艺性和经济性等方面进行综合考虑，尽可能从这几方面最正确结合点出发来选择电路板类型。,印制电路板可靠性，是影响电子设备和仪器可靠性主要原因。,16/96,在设计印制电路板整个过程中，设计人员应该一直考虑印制电路板制造工艺要求和装配工艺要求，尽可能有利于制造和装配。,印制电路板设计人员也应该把产品经济性纳入设计过程中，这在商品性生产竞争激烈今天尤为必要。,17/96,1.3 惯用工作层面、图件和电气组成,在设计电路板过程中通常要用到许多工作层面，不一样工作层面含有不一样功效。,1.3.1 惯用工作层面,双面板设计过程中惯用工作层面如图1-4所表示。,18/96,在Protel 99SEPCB编辑器中，按,Shift+S,组合键，将电路板显示模式切换到单层显示模式，即可逐层显示电路板工作层面,。,19/96,图1-4 普通双面板包含,工作层面,图1-5 双面板示例,20/96,（1）【Top Layer】（顶层信号层）,图1-6 顶层信号层,放置铜箔导线，以连接不一样元器件、焊盘和过孔等实现特定电气功效。,21/96,（2）【Bottom Layer】（底层信号层）,图1-7 底层信号层,与顶层信号层功效相同，也是用来放置导线。,22/96,实用技巧:,普通情况下，顶层信号层导线是红色，底层是蓝色；而且为了提升电路板抗干扰性能。顶层布线横线居多，底层布线竖线居多。,23/96,（3）【Mechanical1】（机械层）,主要用来对电路板进行机械定义，包含确定他物理边界、尺寸标注和对齐标注等。,24/96,（4）【Top Overlay】（顶层丝印层）,图1-8 顶层丝印层,主要用来绘制电路板顶层元器件外形、放置元器件序号和注释文字等。,25/96,（5）【KeepOut Layer】（禁止布线层）,图1-9 禁止布线层,主要用来规划电路板电气边界，电路板上全部导电图件都不能超出这个边界。,26/96,（6）【MultiLayer】（多层面）,图1-10 多层面,主要用来放置元器件焊盘和连接不一样工作层面上导电图件过孔等图件。,27/96,1.3.2 认识电路板上图件,电路板上图件包含两大类：导电图件和非导电图件。,导电图件主要包含焊盘、过孔、导线、多边形填充、矩形填充等。,非导电图件主要包含介质、抗蚀剂、阻焊图形、丝印文字、图形等。下面主要介绍一下导电图件。,28/96,图1-11 PCB电路板,安装孔,元器件,焊盘,过孔,矩形填充,导线,接插件,电路板边界,多边形填充,29/96,（1）安装孔：主要用来把电路板固定到机箱上，图1-11中安装孔是用焊盘制作。,（2）焊盘：用于安装并焊接元器件引脚金属化孔。,（3）过孔：用于连接顶层、底层或中间层导电图件金属化孔。,30/96,（4）元器件：这里是指元器件封装，普通由元器件外形和焊盘组成。,（5）导线：用于连接含有相同电气特征网络铜箔。,（6）矩形填充：一个矩形连接铜箔，其作用同连接导线，将含有相同电气特征网络连接起来。,31/96,（7）接插件：属于元器件一个，主要用于电路板之间或电路板与其它元器件之间连接。,（8）电路板边界：是指定义在机械层和禁止布线层上电路板外形尺寸。制板商最终就是按照这个外形对电路板进行剪裁，所以用户所设计电路板上图件不能超出该边界。,32/96,（9）多边形填充：在后续章节中，还将提到多边形填充，它主要用于地线网络覆铜。,33/96,1.3.3 电路板电气连接方式,电路板电气连接方式主要有两种：板内互连和板间互连。,电路板内电气组成主要包含两部分，电路板上含有电气特征点（包含焊盘、过孔以及由焊盘集合组成元器件）和将这些点互连连接铜箔（包含导线、矩形填充、多边形填充等）。,含有电气特征点是电路板上实体，连接铜箔是将这些点连接到一起实现特定电气功效伎俩。,板间互联指是多块电路板之间相互连接，主要经过接插件或者接线端子进行连接。,34/96,1.4 电路板设计基本步骤,电路板设计过程就是将设计者电路设计思绪变为能够制作电路板文件过程，其基本步骤如图1-12所表示。,35/96,图1-12 电路板设计基本步骤,36/96,（1）原理图设计。,（2）原理图符号设计。,（3）PCB电路板设计。,（4）元器件封装设计。,（5）送交制板商。,37/96,1.5 惯用编辑器,从电路板设计基本步骤能够看出，电路板设计过程中惯用编辑器主要有原理图编辑器、原理图库编辑器、PCB编辑器和元器件封装库编辑器。,下面简明介绍一下这些惯用编辑器主要功效。怎样开启这些惯用编辑器，将在1.6.4节中进行介绍。,38/96,1.5.1 原理图编辑器,在介绍电路板设计基本流程时提到，一个完整电路板必须经过原理图设计和PCB电路板设计两个阶段。,电路板设计第一阶段原理图绘制就是在原理图编辑器中完成。,原理图编辑器操作界面如图1-13所表示。,39/96,图1-13 原理图编辑器,图纸区域工作窗口,状态栏,原理图编辑器管理窗口,主工具栏,菜单栏,命令行,绘图工具栏【Drawing Tools】,放置工具栏【Wiring Tools】,40/96,原理图编辑器主要功效是设计原理图，为PCB电路板设计准备网络表文件和元器件封装。,在原理图设计过程中，能够为每一个原理图符号指定元器件封装。,在原理图设计完成后，执行【Design】/【Create Netlist】菜单命令能够生成网络表文件。,另外，在原理图编辑器中利用原理图库提供大量原理图符号优势，,还能够快速绘制电子设备接线图。,41/96,1.5.2 原理图库编辑器,在绘制原理图过程中，经常需要自己动手制作原理图符号。,在正式制作原理图符号之前，需要创建一个原理图库文件，以存放即将制作原理图符号。,新建一个原理图库文件或者是打开已经有原理图库文件就能够激活原理图库编辑器。,激活后原理图库编辑器如图1-14所表示。,42/96,图1-14 原理图库编辑器,图纸区域工作窗口,原理图库编辑器管理窗口,原理图库绘图工具栏【SchLib Drawing Tools】,43/96,原理图库编辑器主要功效就是制作和管理原理图符号。,44/96,1.5.3 PCB编辑器,在原理图绘制完成后，下一步工作就需要将元器件封装和网络表载入到PCB编辑器中进行电路板设计。,PCB编辑器激活能够经过打开已经存在PCB文件或者是经过创建新PCB文件来完成。,打开一个已经存在PCB文件，如图1-15所表示。,45/96,在PCB编辑器中，将完成电路板设计第二阶段任务，即依据原理图设计完成电路板设计。,电路板设计主要包含电路板选型、规划电路板外形、元器件布局、电路板布线、覆铜、设计规则校验等工作。,46/96,图1-15 PCB编辑器,图纸区域工作窗口,PCB编辑器管理窗口,放置工具栏,【Placement Tools】,47/96,1.5.4 元器件封装库编辑器,在元器件封装和网络表载入PCB编辑器之前，设计者必须确保全部用到元器件封装所在元器件封装库都已经载入了PCB编辑器，不然将造成元器件封装和网络表载入失败。,假如个别元器件封装在系统提供元器件封装库中不能找到，处理方法就是,自己动手制作元器件封装。,48/96,图1-16 元器件封装库编辑器,图纸区域工作窗口,元器件封装库编辑器管理窗口,元器件封装库放置工具栏【PCBLib Placement Tools】,49/96,1.5.5 惯用编辑器之间关系,原理图编辑器、原理图库编辑器、PCB编辑器和元器件封装库编辑器贯通了电路板设计全过程。,依据电路板设计不一样阶段要求，设计者能够激活对应编辑器来完成特定任务。,在电路板设计过程中，4个惯用编辑器之间关系如图1-17所表示。,50/96,图1-17 4个惯用编辑器之间关系,51/96,1.6 初识Protel 99SE,Protel 99SE就是众多计算机辅助电路板设计软件中佼佼者。,Protel 99SE以其强大功效、方便快捷设计模式和人性化设计环境，赢得了众多电路板设计人员青睐，成为当前电路板设计软件主流产品，是当前影响最大、用户最多电子线路CAD软件包之一。,52/96,1.6.1 开启Protel 99SE,本书将以Protel 99SE为载体向读者介绍电路板设计基础知识。,下面介绍开启Protel 99SE详细操作步骤以下。,（1）在Windows桌面上选取【开始】/【程序】/【Protel 99 SE】/【Protel 99 SE】菜单命令，即可开启Protel 99SE，如图1-18所表示。,53/96,图1-18 开启Protel 99SE菜单命令,54/96,（2）在开启Protel 99SE应用程序过程中，显示器幕上弹出Protel 99SE开启画面，如图1-19所表示。接下来系统便打开Protel 99SE主窗口，如图1-20所表示。,55/96,图1-19 Protel 99SE开启画面,56/96,图1-20 Protel 99SE主窗口,57/96,开启Protel 99SE还有以下两种简便方法。,（1）假如读者在安装Protel 99SE过程中，在桌面上创建了快捷方式，那么双击Windows桌面上Protel 99SE图标也能够开启Protel 99SE。,（2）直接单击【开始】菜单中Protel 99SE图标，即可开启Protel 99SE，如图1-21所表示。,58/96,图1-21 从【开始】菜单中开启Protel 99SE,59/96,在Protel 99SE设计浏览器中，主要包含菜单栏、工具栏、浏览器管理窗口、工作窗口、命令行、状态栏等，如图1-22所表示。,60/96,图1-22 Protel 99SE设计浏览器,工作窗口,命令行,状态栏,浏览器管理窗口,工具栏,菜单栏,61/96,Protel 99SE设计浏览器是电路板设计大平台。,在这个大平台上，依据电路板设计需要设计者能够激活原理图编辑器进行原理图设计，在原理图设计完成后能够激活PCB编辑器进行电路板设计，以及完成电路分析和仿真设计等。,62/96,1.6.3 Protel 99SE文件存放方式,Protel 99SE系统为用户了提供两种可选择文件存放方式，即【Windows File System】（文档方式）和【MS Access Database】（设计数据库方式），如图1-23所表示。,63/96,图1-23 文件存放方式,64/96,图1-24 文档方式存放电路板设计文件,65/96,1.6.4 开启惯用编辑器,开启编辑器能够经过新建设计文件或者是打开已经有设计文件来实现。,Protel 99SE采取设计数据库文件来组织管理设计文件，将全部设计文档和分析文档都放在一个设计数据库文件中，进行统一管理。,1新建设计数据库文件,66/96,设计数据库文件相当于一个文件夹，在该文件夹下能够创建新设计文件，也能够创建下一级文件夹。,这种管理方法在设计一个大型电路系统时非常实用，设计者在电路板设计过程中应该掌握这种分门别类管理方法。,所以，在新建设计文件之前，应该首先新建一个设计数据库文件。,下面介绍新建设计数据库文件操作。,67/96,（1）开启Protel 99SE，打开设计浏览器。,（2）执行菜单命令【File】/【New】，系统打开【New Design Database】（新建设计数据库文件）对话框，如图1-25所表示。,68/96,图1-25 新建设计数据库文件,69/96,（3）在【Database File Name】（设计数据库文件名称）文本框中输入设计文件名称。本例中命名为“MyfirstDesign.Ddb”。,（4）单击按钮，打开【Save As】（存放文件）对话框，然后将存放位置定位到指定硬盘空间上，结果如图1-26所表示。,70/96,图1-26 保留后设计数据库文件,71/96,（5）单击按钮，回到新建设计数据库文件对话框，确认各项设置无误后，单击按钮即可创建一个新设计数据库文件，结果如图1-27所表示。,72/96,图1-27 新建设计数据库文件,73/96,2开启原理图编辑器,开启原理图编辑器方法非常简单，新建一个原理图设计文件或者打开已经有原理图设计文件，就能开启原理图编辑器。,下面介绍怎样新建一个原理图设计文件。,（1）双击图1-27中图标，打开该文件夹，将新建原理图设计文件放置在该文件夹下。,74/96,（2）执行菜单命令【File】/【New】，打开【New Document】（新建设计文件）对话框，如图1-28所表示。,75/96,图1-28 新建设计文件,76/96,（3）在新建设计文件对话框中，单击【Schematic Document】（原理图设计文件）图标选中新建原理图设计文件选项，然后单击按钮，新建一个原理图设计文件，结果如图1-29所表示。,77/96,图1-29 新建原理图设计文件,78/96,（4）给原理图设计文件命名为“MyfirstSch.Sch”。,（5）执行菜单命令【File】/【Save All】，将该原理图设计文件存放至当前设计数据库文件中。,79/96,3开启PCB电路板编辑器,下面介绍怎样新建PCB设计文件。,（1）执行菜单命令【File】/【New】，打开新建设计文件对话框。,（2）在新建设计文件对话框中，单击【PCB Document】（PCB设计文件）图标，选中新建PCB设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个PCB设计文件，结果如图1-30所表示。,80/96,图1-30 新建PCB设计文件,81/96,（3）给PCB设计文件命名为“MyfirstPCB.PCB”。,（4）执行菜单命令【File】/【Save All】，将该PCB设计文件存放至当前设计数据库文件中。,82/96,4开启原理图库编辑器,当原理图设计过程中需要编辑或自己制作原理图符号时，就需要开启原理图库编辑器。,下面介绍怎样经过新建原理图库文件来开启原理图库编辑器。,（1）执行菜单命令【File】/【New】，打开新建设计文件对话框。,83/96,（2）在新建设计文件对话框中，单击【Schematic Library Document】（原理图库文件）图标，选中新建原理图库设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个原理图库设计文件，结果如图1-31所表示。,84/96,图1-31 新建原理图库设计文件,85/96,（3）给原理图库设计文件命名为“MyfirstSchLib.Lib”。,（4）执行菜单命令【File】/【Save All】，将该原理图库设计文件存放至当前设计数据库文件中。,86/96,5开启元器件封装库编辑器,在电路板设计过程中，假如元器件封装在系统提供元器件封装库中找不到，这时就需要设计者自己制作元器件封装。元器件封装制作是在元器件封装库编辑器中完成。下面介绍怎样经过新建一个元器件封装库设计文件来开启元器件封装库编辑器。,（1）执行菜单命令【File】/【New】，打开新建设计文件对话框。,87/96,（2）在新建设计文件对话框中，单击【PCB Library Document】（PCB元器件封装库文件）图标，选中新建元器件封装库设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个元器件封装库设计文件，结果如图1-32所表示。,88/96,图1-32 新建PCB设计文件,89/96,（3）给元器件封装库设计文件命名为“MyfirstPCBLib.LIB”。,（4）执行菜单命令【File】/【Save All】，将该元器件封装库设计文件存放至当前设计数据库文件中。,90/96,6编辑器窗口切换与关闭,在Protel 99SE中，假如同时打开或新建多个设计文件，则全部打开设计文件在工作窗口上部会有一个对应标签，而工作窗口中只显示当前处于激活状态编辑器工作窗口。,单击这些标签就能够在不一样设计文件之间自由切换。,要关闭其中一个文件，能够在标签上单击鼠标右键，在打开菜单命令中选择【Close】，即可关闭对应设计文件。,91/96,1.7 自 测 练 习,请依据图1-33回答以下问题。,（1）请指出图1-33所表示电路板中标示图件各指什么？,（2）指出该电路板结构类型属于哪种电路板？,（3）为何该电路板要选择这种结构类型？请应用本章知识进行分析。,92/96,（4）图1-33所表示电路板电气连接有何特点？,图1-33 看图识物示例,93/96,小 结,本章主要介绍了相关电路板设计和Protel 99SE基础知识，目标是让读者从感性上建立起对电路板设计和Protel 99SE认识。,（1）对电路板分类方法进行了介绍。电路板分类普通是按照电路板层数多少进行，主要能够分为3类：单面板、双面板和多层板。,94/96,（2）介绍了电路板选型标准。,电路板选型标准是：可靠性是选择电路板结构类型首要前提，工艺性是电路板能够加工成型确保，经济性也必须考虑。,（3）以双面板设计为例，介绍了电路板设计过程中惯用工作层面和图件，目标是让读者认识电路板及电路板上图件。,95/96,（4）介绍了电路板电气组成。电路板连接方式主要有板内互连和板间互连。,（5）简明介绍了电路板设计基本步骤。,（6）介绍了电路板设计过程中惯用编辑器和惯用编辑器之间关系。,（7）简单介绍了Protel 99SE开启方法，以及惯用编辑器开启方法，使读者初步认识了Protel 99SE。,96/96,