电动车报警器遥控板PCB设计.doc

《PCB设计与制作》期末上机考试

项 目： 电动车报警遥控器PCB板设计
专 业：
班 级：
姓 名：
学 号： 20_ __
地 点：

任务五 电动车报警器遥控板PCB设计
一、 产品介绍

电动车防盗报警器用于电动车的保护，处于保护状态时，电动车的震动、开启电门都会进行报警。
设计时要求报警器的遥控板足够小，以便携带，因此主要使用贴片元件。
电动车遥控报警器原理图
电路工作原理如下。

该遥控器采用LA2260A作为遥控编码芯片，其A0～A7为地址引脚，用于地址编码，可置于“0”、“1”和“悬空”三种状态，通过编码开关K1进行控制；遥控按键数据输入由D0～D3实现，VD1和LED1作为遥控发射的指示电路；当S1～S4中有按键按下时，VD1导通，为U1提供VDD电源，同时LED1发光，无按键按下时，VD1截止，保持低耗；OSC为单端电阻振荡器输入端，外接R1；DOUT为编码输出端，其编码信息通过V2发射出去。
电路采用印制导线做为发射电感，其电感量的变化可以改变印制导线上的焊锡的厚薄实现，该印制导线必须设置为露铜。
P_VCC和P_GND为遥控器供电电池的连接弹片。
二、设计前准备
电动车报警遥控器体积很小，元件主要采用贴片式，个别元件在原理图库中不存在，所以必须重新设计个别元件的图形和元件封装，并为元件重新定义封装。
1. 绘制原理图元件
在原理图中，编码开关和遥控编码芯片LX2260A需要自行设计，元件图如下所示。

遥控编码芯片LX2260A 编码开关 KO1

自制原理图元件图形
2.元件的封装
元件的封装采用游标卡尺实测元件的方式进行。
1） 通孔式LED封装图形：焊盘中心间距2.2mm，焊盘直径：1.6mm，孔径1.0mm，焊盘编号分别为1和2，封装名LED，如图 元件封装所示。

通孔式LED封装图形

电池弹片封装图形

通孔式按键开关封装图形
元件封装
2） 通孔式按键开关封装图形：焊盘中心间距6.2mm，焊盘直径1.8mm，孔径1.0mm，焊盘编号分别为1和2，封装名KEY-1，如图所示。
3）电池弹片封装图形：焊盘中心间距3.8mm,焊盘“X-尺寸”为2.7mm,“Y-尺寸”为2.mm,“形状”为Octagonal(八角形)，孔径1.3mm,由于每个电池弹片两个固定脚均接于同一点，故两个焊盘编号均设置为1，封装名POW，如图所示。
3.原理图设计
根据绘制电路原理图，并进行检查，元件的参数如表1所示。将自行设计的元件封装库设置为当前库，一次将原理图中的元件封装修改为合适的封装形式，并将原来的原件自带的封装删除。
设计时注意熟悉贴片元件的封装。
表1电动车遥控报警器元件参数表
元件类别
元件标号
库元件名
元件所在库
元件封装
贴片电容
C1-C5
Cap
Miscellaneous Devices. InLib
CC1608-0603
贴片电阻
R1-R4
RES2
Miscellaneous Devices. InLib
CR1608-0603
贴片电感
L1
inductor
Miscellaneous Devices. InLib
INDC3216-1206
LX2260A
U1
Lx2260A自制
自制
SO-16
编号开关
K1
KO1自制
自制
无
高频三极管
V1
PNP
Miscellaneous Devices. InLib
SOT23

高频三极管
V2
NPN
Miscellaneous Devices. InLib
SOT23
发光二极管
LED
LED0
Miscellaneous Devices. InLib
LED自制
按键开关
S1-S4
SW-PB
Miscellaneous Devices. InLib
KEY-1自制
电池弹片
P-VCC
P-GND
P-1
Miscellaneous Devices. InLib
POW自制
三、设计PCB是考虑的因素
电动车报警遥控器PCB是双面异形板，其按键位置、发光二极管的位置必须与面板相配合。设计时考虑的主要因素如下。
（1） 根据面板的特征定义好PCB的电器轮廓。
（2） 先安排优发射电路用的印制电感的位置。并设置为露铜，以便通过上锡改变电感量。
（3） 根据面板的位置，放好遥控器四个按键的位置。
（4） LED置于板的顶端，并对准面板上按键的位置。
（5） 电池弹片正负极间的间距根据电池的尺寸确定，中心间距20mm,两边沿间距28mm。
（6） 为减小遥控器的体积，编码开关K1不适用实际元件、通过焊盘、过孔和印制导线的配合来实现编码功能、将其设计在编码芯片LX2260A的背面以便进行编码，通过过孔连接要进行编码的引脚，具体编码可以在焊接时通过焊锡电路所需焊盘和过孔实现，需将该部分焊盘喝过孔设置为露铜。
（7） 在空间允许的条件下，加宽地线和电源线。
（8） 为保证印制导线的强度，为焊盘和过孔添加泪滴。
四、规划PCB板
规划好的PCB板图
五、有关SMD元件的布线规则设置
执行菜单“设计”→ “规则”，弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框进行设置。
1. Fanout Con trol(扇出式布线规则)
扇出是布线规则是针对贴片式元件在布线时，从焊盘引出连线，通过过孔到其它层的约束。从布线的角度看，扇出就是把贴片元件的焊盘通过导线引出来并加上过孔，使其可以在其他层面上继续布线。
单击“PCB规则约束编辑器”的规则列表栏中的【Fanout Con trol】
，系统展开所有的布线设计规则列表，选其中的“Fanout Con trol”（扇出式布线规则），默认状态下包含5个子规则，分别针对BGA类元件、LCC类元件、SOIC类元件、Small类元件和Deafulat(缺省)设置，可以设置扇出的风格和扇出的方向，一般选用默认设置，本例中的元件属于Small类元件。
2. SMT元件布线设计规则
SMT元件布线设计规则是针对贴片元件布线设置的规则， 主要包括3个子规则选的PCB规则和约束编辑器的规则列表栏中的【SMT】项可以设置SMT子规则，系统默认为未设置规则。
（1） SMD TO Corner (SMD焊盘于拐角处最小间距限制规则)
此规则用于设置SMD焊盘与导线拐角处最小间距大小。
执行菜单“设计” →“规则”，屏幕弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框，单击【SMT】项打开子规则，用鼠标右击“SMD TO Ccorner”子规则，系统弹出一个子菜单，“选中新建规则”系统建立“SMD TO Ccorner”子规则，单击该规则名称，编辑区右侧区域将显示该规则的属性设置信息。
图中的【第一个匹配对象的位置】区中可以设置规则的适用范围，【约束】区中的【距离】用于设置SMD焊盘拐角的最小距离。
六、PCB布线及调整
1.预布线
本例中印制电感、电池弹片的电源和地需要进行预布线，印制电感在底从进行布线，电源和底线则双面布线，布线采用印制导线和覆铜相结合的方式进行，编码开关的PCB设计师，在LX2260A的引脚1~8的正上方和正下方放置8个矩形底层铁片焊盘，焊盘尺寸为0.8mm╳1mm,并将上面一排8个焊盘连接在一起，与VDD网络相连，下面一排8个焊盘连接在一起，与GND网络相连，在LX260A的引脚上依次放置8个过孔，过孔尺寸为0.9mm孔径为0.6mm,每个过孔上放置一个0.8mm╳1.7mm矩形底层铁片焊盘，以便在底层进行编码设置。
2.自动布线规则设置
执行菜单设计” →“规则”，屏幕弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框，进行自动布线设置，具体内容如下。
安全间距规则设置：全部对象为0.254mm；短路约束规则：不允许短路；布线转角规则：45；导线宽度限制规则：最小0.35mm,最大1mm,优选0.6mm;布线规则：选中Bottom Layer进行双面布线。过孔类型规则：过孔尺寸0.9mm,过孔直径：0.6mm,其他规则选择默认，单击“确认”按钮完成设置
3. 自动布线及手工调整
执行菜单“自动布线”→“全部对象”，屏幕弹出“Situs布线策略”对话框，图中将显示U1的1~8交的错误信息，忽略该信息（U1的1 ~8脚为前面设置的编码开关）单击选中【锁定全部预布线】复选框锁定与布线，单击“RouteAll”按钮对整个电路板进行布线，系统弹出“Messages”窗口显示当前布线过程。
自动布线结束进行手工调整完成PCB布线，在调整过程中可以微调原件和与布线的位置以满足布线的要求，顶层铁片元件与底层连线的连接可以在焊盘上增加过孔实现。
手动调整后的PCB板图。

4. 添加泪珠滴
执行菜单“工具”→“泪滴焊盘”，屏幕弹出“泪滴选项”对话框，选中【全部焊盘】和【全部过孔】复选框，选中【圆弧】和【追加】
，单击“确认”按钮，系统自动添加泪珠滴
七、PCB板各层次图
1．电动车报警控制器PCB顶层图

2．电动车报警控制器PCB底层图

3．电动车报警遥控器装配图

八、露铜设置
铜箔露铜一般是为了在过锡时能上锡，增大铜箔厚度，增大带电流的能力，通常应用于电流比较大的场合。
本例中的露铜主要是为了过锡时用有两处必须设置露铜，即发射用的印制电感和编码开关的焊盘和过孔。
将工作层切换到底层阻焊层（Bottom Solder） 在前述24个底层焊盘的位置放置略大于焊盘的矩形填充区；再印制电感的相应位置放置圆弧，这样再印制板时该区域不会覆盖阻焊漆，而是露出铜箔，如图6-82所示，图中关闭了顶层，故只显示底层、通孔式元件、通孔式焊盘和过孔，至此PCB布线完毕。
覆铜设置图
3D效果图