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第1章 Protel 99 SE简介1.1 Protel 99 SE的组成1.2 Protel 99 SE的运行环境1.3 Protel 99 SE的操作环境及特点1.4 电路板设计的基本步骤11.1 Protel 99 SE的组成Protel 99 SE主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。21原理原理图设计图设计系系统统原理图设计系统是一个易于使用的具。它有大量元件库的原理图编辑器,主要用于原理图的设计。原理图设计系统可以为印制电路板设计提供网络表。除了具有强大的原理图编辑功能以外,其分层组织设计功能、设计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能,使用户可以轻松完成所需的设计任务。32印制电路板设计系统印制电路板设计系统是一个功能强大的印制电路板设计编辑器,具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点,用于印制电路板(PCB)的设计并最终产生PCB文件,直接关系到印制电路板的生产。Protel 99 SE的印制电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计,交互式的元件布置工具极大地减少了印制板设计的时间。4它还包含一个具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、功能强大的打印管理系统、一个先进的PCB三维视图预览工具。Protel 99 SE还包含一个功能强大的基于SPICE 3f5的模/数混合信号仿真器,使设计者可以方便地在设计中对一组混合信号进行仿真分析。它提供了一个高效、通用的可编程逻辑器件设计工具。51.2Protel99SE的运行的运行环环境境1运行Protel 99 SE的推荐配置 CPU:Pentium II 400及以上PC机 内存:64M 显卡:支持80060016位色以上显示 光驱:24倍速62运行环境Windows NT/95/98及以上版本操作系统。由于系统在运行过程中要进行大量的运算和存储,所以对机器的性能要求也比较高,配置越高越能充分发挥它的优点。71.3Protel99SE的操作的操作环环境及特点境及特点1.3.1 专题数据库管理环境 1.3.2 原理图设计环境1分层次组织设计功能2强大的元件及元件库的组织、编辑功能83方便的连线工具4高效、便捷的编辑功能5电气设计检测功能6与印制电路板的紧密连接 7自定义原理图模块 8强大而完善的输出功能 91.3.3 印制电路板设计环境1丰富的设计规则2易用的编辑环境3智能化的交互式手工布线4丰富的封装元件库及便简的元件库编辑和组织操作5智能化的基于形状的自动布线功能6可靠的设计校验 101.4 电路板设计的基本步骤 一般而言,设计电路板最基本的过程可以分为以下3大步骤:1电路原理图的设计 电路原理图的设计主要是用Protel 99 SE的原理图设计系统来绘制电路原理图。112产生网络报表 网络表可以从电路原理图中获得,同时Protel 99 SE也提供了从电路板中提取网络表的功能。3印制电路板的设计 印制电路板的设计主要是利用Protel 99 SE的PCB设计系统来完成印制电路板图的绘制。12第2章 原理图设计2.1 原理图设计的步骤2.2 绘制原理图前的必要准备2.3 放 置 元 件2.4 绘制原理图2.5 绘制原理图的方法总结2.6 层次电路设计 132.1 原理图设计的步骤14图2-1 原理图设计步骤 152.2 绘制原理图前的必要准备1 启动Protel 99 SE16 图2-2 protel99se启动画面172创创建原理建原理图设计图设计文件文件如果在此之前用户没有打开任何设计数据库,可以选择主菜单区的【File】/【New】选项。如果在此之前已经打开了一个或多个设计数据库,可以选择主菜单区的【File】/【New Design】选项,单击鼠标或按回车键即可。按照上面的操作将弹出如图2-3图所示的窗口。18 图2-3 新建设计数据库 对话框 19 图2-4 新建设计数据库 203 启动原理图编辑器双击【Document】图标,执行菜单命令【File】/【New】,如图2-2所示。或者在空白处单击鼠标右键,选择【New】会出现如图2-5所示的选择类型对话框。21 图2-5 新建文件对话框22 图2-6 选择文件类型23在上图2-6所示的对话框中单击【Schematic Document】图标,选中原理图编辑器图标,单击【OK】按钮或双击该图标就可以完成新的原理图文件的创建,如图2-10所示。默认的文件名为“sheet1.sch”,文件名可以修改,例如改为“dzz.sch”。注意文件名后缀为.sch24 图2-7 新建原理图文件254 设计管理器启动protel99se后设计管理器处于打开状态,以树状结构显示出设计数据库中的文件、组织形式和库中各文件间的逻辑关系。双击文件夹可展开一个树,并可通过单击小加号展开分支,单击小减号折叠分支,如图2-8所示。设计管理器主要用于管理各种文档,包括创建、打开、关闭和删除设计数据库文件,删除访问成员和修改密码与权限等操作。26 图2-8 设计管理器275 进入protel99se原理图设计环境双击mydesign.ddb中sheet1.sch或者点击设计管理器中sheet1.sch进入原理图编辑器,如图2-9所示。原理图界面由标题栏、菜单栏、工具栏、设计起窗口、设计管理器(包括文档管理器explorer和浏览管理器browse sch)、状态栏和命令提示栏等部分组成。28 图2-9 protel99se 原理图编辑器窗口29标题栏:分别为当前窗口最小化、还原、最大化或关闭等功能菜单栏 工具栏30(1)设置原理图图纸一般系统默认图纸的大小为B号图纸。当构思好原理图后,最好能先根据构思的整体布局设置好图纸的大小。当然,在画图中或以后可以再修改也是可以的。有两种方法可以改变图纸的大小。在设计窗口中,单击鼠标右键选择浮动菜单下的文档选项Document Option或者执行菜单命令design|option出现如图2-10的对话框。31 图2-10 文档属性对话框32Sheet option标签有以下内容:图纸走向(orientation):landscape为水平走向,portrait为垂直走向。图纸颜色:border color为图纸边框颜色,sheet color为图纸颜色。图纸尺寸:standard style为国际认可的标准图纸,有18种可供选择。Custom style为用户自定义图纸,可根据需要设置图纸的尺寸、边框分度和边框宽度。图纸边框:show reference zone 表示显示有分度的边框,show boder表示显示边框,title block表示显示标题栏。标题栏设置(title block):有standard(标准标题栏)和ANSI(美国国家标准协会标题栏)两种标题栏格式。栅格设置(grids):snap grid表示捕捉栅格;visiable grid表示可示栅格Origanization 标签:如图2-11所示,origanization 输入制图单位或设计人员,address输入origanization的详细信息,sheet分别表示原理图号(No.)和原理图总数(Total),Document分别表示标题(title)、资料号(No.)和版本号(revision)33 图2-11 organization 标签34(2)设置元件库 在画原理图放置元件之前,需先将元件所在的元件库调入系统打开原理图管理浏览器。在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下,单击设计管理器顶部的【Browse Sch】标签即可打开原理图管理浏览器窗口,如图2-13所示。单击【Add/Remove】按钮,出现如图2-14所示的添加/删除元件库对话框。35 图2-12 原理图管理浏览窗口36 图2-13 添加/删除元件库对话框372.3 放 置 元 件1 利用浏览器放置元件在如图2-12所示中的【Browse】选项的下拉式选框中,选中【Libraries】项。然后单击列表框中的滚动条,找出元件所在的元件库文件名,单击鼠标左键选中所需的元件库;再在该文件库中选中所需的元件。382 利用菜单命令放置元件具体的实现方法有下面4种。执行菜单命令【Place】/【Part】。直接单击鼠标右键,在浮动菜单上选择“Place Part”。直接点击电路绘制工具栏上的按扭。使用快捷键【P】/【P】。39 执行以上任何一种操作,都会打开如图2-14所示的对话框。输入所需元件的名称,然后单击【OK】按钮或按【Enter】键确认,即可出现相应的元件跟随光标的移动而移动的情形。40 图2-14 放置元件对话框413 元件的删除可以执行菜单命令【Edit】/【Delete】,当光标变为十字形状后,将光标移到想要删除的元件上,单击鼠标左键,即可将该元件从工作平面上删除。选中所要删除的多个元件,然后执行菜单命令【Edit】/【Clear】。424 元件移动方法.直接用鼠标拖动。.执行菜单【Edit】/【Move】/【Move】命令,再用鼠标移动。.用鼠标单击选中再移动。.用鼠标拖动选择多个元件,再移动。.用【Edit】/【Move】/【Move Selection】命令移动。435 元件方向的调整【Space】键(空格键):每按一次,被选中的元件逆时针旋转90。【X】键:使元件左右对调。【Y】键:使元件上下对调。446 改变元件属性【Attributes】选项卡中的内容较为常用,它包括以下选项。(1)Lib Ref:在元件库中定义的元件名称,不会显示在绘图页中。(2)Footprint:封装形式,应该输入该元件在PCB库里的名称。45(3)Designator:流水序号。(4)Part Type:显示在绘图页中的元件名称,默认值与元件库中名称“Lib Ref”一致。(5)Sheet Path:成为绘图页元件时,定义下层绘图页的路径。(6)Part:定义子元件序号,如与门电路的第一个逻辑门为1,第二个为2等。46(7)Selection:切换选取状态。(8)Hidden Pins:是否显示元件的隐藏引脚。(9)Hidden Fields:是否显示“Part Fields 1-8”、“Part Fields 9-16”选项卡中的元件数据栏。(10)Field Name:是否显示元件的数据栏名称。47 在元件的某一属性上双击鼠标左键,则会打开一个针对该属性的对话框。如在文字“U?”上双击,由于这是Designator流水序号属性,随后出现对应的Part Designator对话框,如图2-15所示。48 图2-15 元件属性对话框49 图2-16 流水序号属性设置对话框502.4 绘制原理图1 画导线执行画导线命令的方法可以有以下几种。单击画原理图工具栏中的画导线按钮。执行菜单命令【Place】/【Wire】,如图2-26所示。按快捷键【P】/【W】。51 图2-17 画导线菜单522 利用网络标号实现电气连接 在电路图中,有些本该连接的元件之间是悬空的,取而带之的是有标号的引出线段,这实际上是一种利用网络标号实现电气连接的方法。网络标号实际意义就是一个电气节点,具有相同网络标号的元件引脚、导线、电源及接地符号等具有电气意义的图件,在电气关系上是连接在一起的。53 图2-18 网络标号属性设置对话框543 放置电路节点放置的方法有以下几种。单击画原理图工具栏上的。执行菜单命令【Place】/【Junction】按快捷键【P】/【J】。55 图2-19 节点属性设置对话框564 放置电源及接地符号 电源元件及接地元件有别于一般的电气元件,它们必须通过菜单【Place】/【Power Port】或电路图绘制工具栏上的按钮来调用,这时,工作区中会出现随着十字光标移动的电源符号,按【Tab】键,会出现如图2-20所示的属性对话框。57 图2-20 电源属性设置对话框585 画总线 为了简化原理图,可以用一条导线来代表数条并行的导线,这条线就是总线。从另一角度来看,总线是由数条性质相同的导线所组成的线束。在图上,总线比导线要粗。59 但是总线与导线有根本性的不同:总线本身并不具备电气意义,而需要由总线接出的各单一导线上的网络名称来完成电气意义上的连接。在总线本身不一定需要放置网络的名称,但由总线接出的各单一导线必须放置网络名称。画总线可以单击画原理图工具栏上的按钮或执行菜单命令【Place】/【Bus】。606 绘制总线分支线单击画原理图工具栏的按钮。执行菜单命令【Place】/【Bus Entry】。61627 放置输入/输出端口下面介绍具体的实现方法。单击原理图工具栏中的按钮。执行菜单命令【Place】/【Port】。63 图2-24 放置输入/输出端口64 图2-25 端口属性设置对话框652.5 元件库制作在绘制原理图放置元件时,尽管protel99se有非常庞大的元件库,但也未完全涉及所有器件尤其是新增器件,所以需要具备元件库编辑知识。661原理原理图图元件元件库编辑库编辑器的启器的启动动 首先,要启动原理图元件库编辑器。单击【Document】标签,进入设计文件夹【Document】,执行菜单命令【File】【New】或在工作区单击鼠标右键选择【New】命令,出现【New Document】对话框,67双击对话框中的【Schematic Library Document】图标,即可创建一个新的元件库文件。默认的文件名“Schlib1.lib”,在工作窗口中该文件的图标上双击或在设计浏览器中该文件的文件名上单击鼠标左键,即可进入如图2-26所示的原理图元件库编辑器。68图2-26 原理图元件库编辑器692 制作元件前的准备(1)编辑器的窗口组成(2)绘图工具(3)符号工具 70 图2-27 原理图元件库绘图工具栏71 图2-28 IEEE符号工具栏723 绘 制 元 件(1)、绘制元件外形 在绘图工具箱中选择绘图工具,在第四象限完成图形 的绘制。(2)、放置元件引脚并编辑其属性 单击工具箱中 工具,放置引脚,并对引脚名称、编号、方向和电气特性等属性进行编辑。73 图2-29 制作完成的数码管元件744设置元件属性并保存文件 5 单击元件管理器中的Description按钮或执行菜单命令Tools|Description,出现元件属性对话框,针对元件输入属性设置。65 元件设计完成后存盘,将元件存入元件库。751 完成原理图设计(1)回到原理图设计编辑环境(2)在原理图中添加自己制作的元件 2.6 完成原理图设计762 美化原理图 1 画图形工具(Drawing Tools)介绍 在前面的内容中,都没有用上画图形的工具。主要是因为这些工具只是起标注的作用,并不代表任何电气意义。图2-27所示的就是画图形的工具栏,下面就来逐个介绍一下各个按钮的功能。77 图2-30 原理图画图工具栏78画直线画多边形画椭圆弧线画贝塞尔曲线添加文字添加文本画矩形画圆角矩形画椭圆画扇型粘贴图片粘贴复制文件 793给给原理原理图图添加文字添加文字 为了读图方便,原理图中最好能够添加文字说明,添加文字的方法通常有两种。(1)添加文字标注(2)添加文本框804 产 生 报 表(1)生成网络表文件 生成网络表文件的方法可以执行菜单命令【Design】/【Create Netlist】,将会出现如图2-31所示的网络表对话框。81 图2-31 网络表生成对话框82 图2-29 网络表生成跟踪选项设置对话框83(2)生成元件列表文件 元件列表主要包括元件的名称、序号、封装形式。这样可以对原理图中的所有元件有一个详细的清单,以便检查,校对。执行菜单命令【Report】/【Bill of Material】84 3种列表元件定义格式分别为:Protel格式,文件后缀名为*.bom 电子表格可调用格式,文件后缀名为*.csv Protel99的表格格式,文件后缀名为*.xls 85 图2-32 元件列表生成向导步骤五86 图2-33 元件清单格式一87(3)生成电气规则测试报告执行菜单命令【Tools】/【ERC】88 图2-34 电气法则检查设置对话框89 2-33 电气法则测试设置数组对话框902-34 电气规则检查测试报告912.5 绘制原理图的方法总结原理图的绘制并不复杂,主要是要学会熟练运用,要熟悉工具栏上的按钮和元件库的一些常用元件。这里要着重提出的是关于画面的管理的问题。在前面的内容中没有做特别的介绍,而关于画面的管理对于整个绘制过程又是非常重要的。922.6 层次电路图设计1 概念 在前面的内容中已经提到过层次图。其实,层次图就是要把整个设计项目分成若干原理图表达。为了达到这一目的,必须建立一些特殊的图形符号、概念来表示各张原理图之间的连接关系。93原理原理图图的打印的打印1 设置打印机要想打印出Protel 99 SE环境下的原理图,首先要设置打印机,设置打印机的方法为执行菜单命令【File】/【Setup Printer】。或者直接在主工具栏中单击按钮。之后,会弹出打印机设置对话框,如图4-37所示。9495Select Printer(选择打印机)Batch Type(选择输出的目标图形文件)Color(设置输出颜色)96 Margins(设置页边距)Scale(设置缩放比例)Preview(预览)Vector Font Option(向量字体选项)其他项目设置972 打印输出设置好打印机后用户就可以打印输出了。用户可以执行菜单命令【File】/【Print】,或者在设置打印机的对话框中单击【Print】按钮,程序就会按照上述设置进行打印。打印时会出现如图4-41所示的对话框。98995 关于层次原理图1 概念在前面的内容中已经提到过层次图。其实,层次图就是要把整个设计项目分成若干原理图表达。为了达到这一目的,必须建立一些特殊的图形符号、概念来表示各张原理图之间的连接关系。100在绘制层次图时常用的不同于一般原理图的按钮有如下几个。是层次图中用于画方块电路的按钮 是用于画方块电路图端口的按钮 是用来画I/O端口的按扭 1014.5.2 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法通常有两种,一种是自顶向下的设计方法,一种是自底向上的设计方法。1自顶向下设计用自顶向下设计时,首先建立一张总图(Master Schematic)。102103层次原理总图的设计过程。1.放置方块电路图2.对方块电路图属性进行设置3.用同样的方法完成其他方块电路的绘制 1041051061074.放置方块电路的端口的 按钮设置端口的属性 1081095.将具有电气连接关系的方块电路端口用导线或总线连接起来,也就是绘制导线。6.把总图中的每一个方块电路对应的层次原理图子图绘制出来。1101111122自底向上设计 先设计出下层模块的原理图,再由这些原理图产生方块电路,进而产生上层原理图。这样层层向上组织,最后生成总图。(1)绘制好底层模块,把需要与其他模块相连的端口用I/O端口的形式画出。(2)在设计数据库中建立一个新的原理图文件。113(3)执行菜单命令【Design】/【Create Symbol From Sheet】,选择模块文件。(4)选择是否转换端口输入/输出方向。(5)对方块图属性进行修改。(6)绘制完所有方块电路后,将方块电路之间有电器连接关系的端口用导线或总线连接起来。1141151163层次原理图之间的切换 注意:1.掌握从总图切换到方块电路图对立的子图的方法。2.掌握从子图切换到总图的方法。117 在绘制层次图时常用的不同于一般原理图的按钮有如下几个。是层次图中用于画方块电路的按钮 是用于画方块电路图端口的按钮 是用来画I/O端口的按扭 118第3章 印制电路板的设计3.1 印制电路板的设计步骤3.2 创建PCB图文件3.3 装载元件库3.4 设置电路板工作层面3.5 规划电路板3.6装入网装入网络表与元件表与元件3.7 设置设计规则3.8 元 件 布 局3.9 自 动 布 线3.10 给电路板添加标注3.11 三 维 视 图3.12 元件封装图的设计与修改1193.1 印制电路板的设计步骤 设计印制电路板的大致步骤可以用下面的流程图图3-1来表示。120图3-1 印制电路板的设计步骤 1213.2 创建PCB图文件 新建一个PCB图文件可以进入设计文件夹“【Document】”,执行菜单命令【File】/【New】或在工作区内单击鼠标右键,选择【New】选项,会弹出如图3-2所示的选择文件类型的对话框。122 图3-2 选择文件类型对话框123 双击该对话框中的【PCB Document】图标,即可创建一个新的印制板电路图文件,默认的文件名为“PCB1.PCB”。在工作窗口中该文件的图标上单击、或在设计浏览器中该文件的文件名上双击鼠标左键,即可进入如图3-3所示的印制电路板编辑器。124 图3-3 PCB编辑器1251 主工具栏:3D显示。选中该按钮将PCB图以三维立体图方式呈现,加强视觉效果:元件封装管理。:浏览元件封装库中的元件。:设置捕捉栅格。1262工具箱3(1)放置工具箱 图3-4 放置工具箱127图标 功能图标 功能交互式布线放置元件绘制连线边缘法绘制圆弧放置焊盘中心法绘制圆弧放置过孔边缘法绘制任意角度圆弧放置字符串放置整个圆弧放置位置坐标放置矩形填充放置尺寸标注放置多边形填充放置坐标原点放置内部电源/接地层放置限制元件的区域将剪贴板中内容粘贴在工作平面上128(2)元件布局工具箱 图3-5 元件布局工具箱129图标功能图标功能左对齐垂直等距离水平中间对齐垂直增加右对齐垂直减少水平等距离元件屋内排列水平增加矩形范围内排列水平减少移动到栅格顶端对齐创造联合体垂直中间对齐解散联合体低端对齐运行对准对话框1303.3 装载元件库 在浏览器的组合框中,选择库【Libraries】,如图3-6所示。用鼠标左键单击【Add/Remove】按钮,将出现如图3-7所示的关于引入库文件的对话框。131 图3-6 装载元件库132 图3-7 元件库管理对话框1333.4 设置电路板工作层面1 有关电路板的几个基本概念铜膜线:简称导线,是敷铜经腐蚀后形成的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。134飞线:用来表示连接关系的线。它只表示焊盘之间有连接关系,是一种形式上的连接,并不具备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可起引导作用,从而方便手工布线。飞线是在引入网络表后生成的,而飞线所指的焊盘间一旦完成实质性的电气连接,则飞线自动消失。当同一网络中,部分电气连接断开导致网络不能完全连通时,系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利用飞线的这一特点,可以根据电路板中有无飞线来大致判断电路板是否已完成布线。135焊盘:焊盘(Pad)的作用是放置、连接导线和元件引脚。过孔(Via)的主要作用是实现不同板层间的电气连接。过孔主要有3种。穿透式过孔(Through):从顶层一直打到底层的过孔。136半盲孔(Blind):从顶层遇到某个中间层的过孔,或者是从某个中间层通到底层的过孔。盲孔(Buried):只在中间层之间导通,而没有穿透到顶层或底层的过孔。137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。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。138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。长度单位及换算:Protel 99 SE 的PCB编辑器支持英制(mil)和公制(mm)两种长度计量单位。它们的换算关系是:100mils=2.54mm(其中1000mils=1Inches)。139执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键Q进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度信息的单位都会转换为mm(或mil)。安全间距:进行印刷电路板的设计时,为了避免导线、过孔、焊点及元件的相互干扰,必须使它们之间留出一定的距离,这个距离称之为安全间距(Clearance)。1402 工作层面的类型 Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层面信号层(Signal layers)内部电源/接地层(Internal plane layers)机械层(Mechanical layers)阻焊层(Solder mask layers)锡膏防护层(Paste mask layers)丝印层(Silkscreen layers)钻孔位置层(Drill Layers)其他工作层面(Others)。141下面介绍各工作层面的功能。(1)信号层(Signal layers)信号层主要是用来放置元件(顶层和底层)和导线的。(2)内部电源/接地层(Internalplanelayers)内部电源/接地层主要用来放置电源线和地线。142(3)机械层(Mechanical layers)机械层一般用于放置有关制板和装配方法的信息。(4)阻焊层(Solder mask layers)阻焊层有2个Top Solder Mask(顶层阻焊层)和Bottom Solder(底层阻焊层),用于在设计过程中匹配焊盘,并且是自动产生的。143(5)锡膏防护层(Paste mask layers)锡膏防护层的作用与阻焊层相似,但在使用“hot re-flow”(热对流)技术安装SMD元件时,锡膏防护层用来建立阻焊层的丝印。144(6)丝印层(Silkscreen layers)丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。(7)钻孔层(Drill layer)钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息,该层是自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层。145(8)禁止布线层(Keep Out Layer)禁止布线层用于定义放置元件和布线区域的。(9)多层(Multi layers)多层代表信号层,任何放置在多层上的元件会自动添加到所在信号层上,所以可以通过多层,将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。146(10)DRC错误层(DRC Errors)用于显示违反设计规则检查的信息。(11)连接层(Connection)该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线。1473 设置工作层面 设置方法可以执行菜单命令【Design】/【Option】,出现【Document Option】对话框,选择其中的【Layers】标签即可进入工作层面设置对话框,如图3-8所示。148 图3-8 工作层面设置对话框149 进入【Option】选项卡,结果如图3-9所示。在该选项卡中可对【Grid】(栅格)、【Electrical Grid】(电气栅格)、【Measurement】(计量单位)等选项进行设定。150图3-9 网格、电气栅格及计量单位设置对话框151(1)设置信号层和内部电源/接地层 执行菜单命令【Design】/【Layer Stack Manager】,在屏幕上弹出如图5-9所示的工作层面管理对话框。152 图3-10 工作层面管理对话框153(2)设置Mechanical layers 执行菜单命令【Design】/【Mechanical Layers】,弹出如图5-11所示的机械层设置对话框,单击【Mechanical】复选框,可打开机械层,并可设置机械层名称等参数。设置完信号层、内部电源/接地层和机械层后,设置工作层面对话框变为如图3-11所示。154 图3-11 机械层设置对话框155图3-12 设置完信号层,内部电源/接地层和机械层后的设置工作层面对话框1563.5 规划电路板 所谓规划电路板,就是根据电路的规模以及公司或制造商的要求,具体确定所需制作电路板的物理外形尺寸和电气边界。电路板规划的原则是在满足公司或制造商的要求的前提下,尽量美观且便于后面的布线工作。157 首先设定当前的工作层面为【Keep Out Layer】。单击下方的【KeepOutLayer】标签即可将当前的工作层面切换到Keep Out Layer层面,如图3-13所示。在该层面上确定电路板的电气边界位置。图3-13工作层面设置158 图3-14 导线设置属性对话框159 图3-15 绘制电路图边界1603.6装入网装入网络表与元件表与元件规划好电路板后,接着就是要装入网络表和元件。网络表和元件是同时装入的。网络表与元件的装入过程,实际上就是将原理图设计的数据装入印制电路板的设计系统PCB的过程。161 利用原理图生成的网络表文件装入网络表和元件.生成网络表的方法,可以在原理图的设计的工作环境下,执行菜单命令【Design】/【Create Netlist】,可以看到随后会出现网络表文件“*.net”。在利用网络表文件装入网络表和元件时,可以在PCB编辑器中执行菜单命令【Design】/【Load Nets】,出现如图3-16所示的装入网络表的对话框。162 3-16 装入 网络表对话框163 图3-17 选择网络表文件对话框164 图3-18 打开网络表文件165 图3-19 载入元件及网络表1663.7 设置设 计 规 则1 设计规则概述在PCB窗口中执行菜单命令【Design】/【Rules】将出现如图9-1所示的设计规则(Design Rules)设置对话框。167 图3-20 设计规则设置对话框168 图3-21 规则范围设置为整个电路板1692 布线设计规则设置(1)【Clearance Constraint】选项 170 图3-22 安全间距设置对话框171(2)【Routing Corners】选项 图3-23 拐角模式设置对话框172 图3-24 拐角模式90 degrades 45 degrades rounded173(3)【Routing Layers】选项 图3-25 布线动作层面设置对话框174(4)【Routing Priority】选项 设置布线优先级别。布线优先级别是指程序允许用户设定各个网络布线的顺序。优先级高的网络布线早,优先级低的网络布线晚。Protel 99 SE提供了0100共101个优先级选择,数字0代表的优先级最低,100代表的优先级最高。布线优先级设置对话框如图9-22所示。在Rule Attributes栏中的Routing Priority下拉列表框处设置优先级。175 图3-26 布线优先级别设置176(5)【Routing Topology】选项在Rule Attributes栏中的下拉列表框中有7种拓扑结构可选:最短连线(Shortest)、水平连线(Horizontal)、垂直连线(Vertical)、简单菊花形(Daisy-Simple)、由中间向外的菊花形(Daisy-MidDriven)、平衡菊花形(Daisy-Balanced)、放射星形(Starburst)。177(6)【Routing Via Style】图3-27 过孔尺寸设置对话框178(7)【SMD To Neck-Down Constraint】选项 图3-28 布线宽度与焊盘底座宽度179 图3-29 布线宽度与焊盘底座宽度比例设置对话框180(8)【SMD To Corner Constraint】选项 图3-30 焊盘与拐角处的间距181 图3-31 焊盘与拐角处的最小间距设置对话框182(9)【Width Constraint】选项 图3-32 导线的最大最小宽度183 图3-33 导线最大最小设置对话框1843【Hole Size Constraint】选项 图3-34 孔径尺寸限制规则设置对话框185(1)【Layer Pairs】选项 图3-35 层面对匹配规则设置对话框186(2)【Minimum Annular Ring】选项 图3-36 焊盘和过孔环形铜模的有关尺寸187图3-37 焊盘和过孔最小环径设置对话框1884 元件布局规则设置在设计规则对话框中选择Placement选项卡出现如图所示的窗口。189(1)【Component Clearance Constraint】选项 图3-38 元件间距限制规则设置对话框190(2)【Component Orientations Rule】选项 图3-39 元件布置方向规则设置对话框191(3)【Net To Ignore】选项 图3-40 网络忽略规则设置对话框192 图3-41 选择待忽略的网络193(4)【Permitted Layers Rule】选项(5)【Room Definition】选项 194 图3-42 允许元件放置层规则设置对话框195 图3-43 区域定义设置对话框1965 其他相关规则设置Other选项卡的窗口如图3-44所示。197 图3-44 other选项卡对话框1986 设计规则检查(1)设计规则检查启动【Tool】菜单中的【Design Rule Check】命令,屏幕上会弹出如图9-87所示的电路设计规则检查设置对话框。199 图3-45 设计规则检查设置窗口200(1)Report选项卡该选项卡分为6个区域。Routing Rules 区域本区的功能是采用下面哪些布线规则检查电路。Manufacturing Rules 本区的功能是采用下面哪些电路板制造规则检查电路。201High Speed Rules区域 本区的功能是设置采用下列哪种高频电路设计规则检查电路。Placement Rules区域 本区的功能是设置采用下列哪种放置元件的设计规则检查电路。Signal Integrity Rules区域 本区的功能是设置采用下列哪种信号完整性设计规则检查电路。202(2)On-Line选项卡(3)执行电路板检查功能 清除错误标记执行菜单命令【TOOL】/【Reset Error Markers】,该命令能将违规位置高亮绿色错误标记清除掉。2035自动布线器的参数设定自动布线器的参数设定的方法,可以执行菜单命令【Auto Routing】/【Setup】,进入自动布线器设置对话框,如图5-48所示。204 图3-46 自动布线参数设置对话框205对话框中的各项设置说明如下。1Router Passes选项区域Router Passes区域包含5个复选框。【Memory】复选框:即采用内存模式的布线策略。【Fan Out Used SMD Pins】复选框:适用于SMD焊盘,采用这种布线方案,将从SMD焊盘引出一段铜膜线,并在铜膜线未端放置一个过孔。206【Pattern】复选框:在自动布线过程中,该布线方案有多种算法,每种算法对应一类模块,是一种搜索式布线方法。【Shape Router-Push and Shove】复选框:推挤布线方式。【Shape Router-Rip Up】复选框:设置该项,能够使布线器撤消发生间距冲突的走线,并重新布线以消除间距冲突。2072Manufacturing Passes区域 该区域用于设置与制作电路板有关的自动布线方案,包含4个复选框。【Clean Up During Routing】复选框:在布线期间对电路板上的连线和焊盘进行整理。【Clean After Routing】复选框:在布线完毕后对电路板上的连线和焊盘进行整理。208【Evenly Space Tracks】复选框:在焊盘之间均匀布线。【Add Testpoints】复选框:在网络上增加测试点。一般情况下不用设置测试点。2093Pre-Routes区域 该区域用于设置对预布线的处理方式。只有一个复选框。【Lock All Pre-Route】复选框:锁定已有的布线。4Routing Grid 设置布线栅格大小,这里将栅格值设置为“20mil”。210布线参数设置完毕后,就可以开始自动布线了。Protel 99 SE中
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