proteldxp2004--流水燈pcb設(shè)計(jì)

1、第24-26講 項(xiàng)目三 流水燈PCB設(shè)計(jì),主 要 內(nèi) 容,一、流水燈產(chǎn)品介紹及設(shè)計(jì)說(shuō)明二、元件預(yù)布局與裝載網(wǎng)絡(luò)表三、元件自動(dòng)布局及手工調(diào)整四、PCB預(yù)布線(xiàn)五、自動(dòng)布線(xiàn)規(guī)則設(shè)置六、自動(dòng)布線(xiàn)及手工調(diào)整七、淚滴使用八、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,流水燈常用于電子玩具和場(chǎng)所裝飾中，可以美化環(huán)境，渲染氣氛。本例中的流水燈電路采用雙面圓形PCB，通過(guò)16個(gè)環(huán)形排列的發(fā)光二極管進(jìn)行流水顯示，發(fā)光二極管的顯示由微處理器89C51編程控制。,一、流水燈

2、產(chǎn)品介紹及設(shè)計(jì)說(shuō)明,1.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 ⑴建立項(xiàng)目文件“流水燈.PRJPCB”，根據(jù)圖6-1繪制流水燈原理圖，元件的參數(shù)參考表6-1，對(duì)電路進(jìn)行編譯，修改原理圖中的錯(cuò)誤。 ⑵參考圖6-2 ，設(shè)計(jì)MC7805的臥式封裝TO-220H，相鄰焊盤(pán)間距2.54mm。 ⑶參考圖6-3設(shè)計(jì)復(fù)位按鈕的封裝SW，外型尺寸為6mm×6mm。 ⑷根據(jù)表6-1重新設(shè)置好各元件的封裝。,7,二、元件預(yù)布局與裝載網(wǎng)絡(luò)表,1

3、.規(guī)劃PCB 采用公制規(guī)劃尺寸，PCB的機(jī)械輪廓半徑51mm，電氣輪廓50mm。,2.放置螺絲孔 根據(jù)圖6-4所示的位置，執(zhí)行菜單“放置”→“焊盤(pán)”，在圖示位置放置3個(gè)3mm焊盤(pán)，焊盤(pán)編號(hào)均設(shè)置為0。,重復(fù)16次，標(biāo)號(hào)依次加1,元件旋轉(zhuǎn)角度22.5,元件圓形排列,三、元件自動(dòng)布局及手工調(diào)整,1.元件自動(dòng)布局 在進(jìn)行自動(dòng)布局前，必須在禁布層（Keep out Layer）上規(guī)劃PCB的電氣邊界，然后才能載入網(wǎng)絡(luò)表文

4、件，預(yù)布局的元件必須設(shè)定為鎖定狀態(tài)。 執(zhí)行菜單“工具”→“放置元件”→“自動(dòng)布局”，屏幕彈出“自動(dòng)布局”對(duì)話(huà)框，如圖6-12、6-13所示。,在元件較少的電路中使用,在元件較多的電路中使用,需設(shè)置參數(shù),自動(dòng)布局的效果都不是很理想，存在較多不合理的地方，因此在自動(dòng)布局后還要進(jìn)行手工布局調(diào)整。 本電路采用分組布局，選中【快速元件布局】復(fù)選框，布局效果如圖6-14所示，各元件之間存在網(wǎng)絡(luò)飛線(xiàn)，體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系，但它不是實(shí)際連

5、線(xiàn)，布線(xiàn)時(shí)要用印制導(dǎo)線(xiàn)來(lái)代替。 2.手工布局調(diào)整 手工布局調(diào)整主要是通過(guò)移動(dòng)元件、旋轉(zhuǎn)元件等方法合理地調(diào)整元件的位置，減少網(wǎng)絡(luò)飛線(xiàn)的交叉。 對(duì)于處于鎖定狀態(tài)的元件必須先在“元件屬性”中去除鎖定狀態(tài)才能移動(dòng)。 布局調(diào)整結(jié)束后，執(zhí)行菜單“查看”→“顯示三維PCB板”，顯示元件布局的3D視圖，觀察元件布局是否合理。 手工布局調(diào)整后的流水燈電路如圖6-15所示 。,,自動(dòng)布局效果不好,四、PCB預(yù)布線(xiàn),頂

6、層露銅,底層覆銅,4.鎖定預(yù)布線(xiàn) 有些電路在自動(dòng)布線(xiàn)前已經(jīng)針對(duì)某些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了預(yù)布線(xiàn)，如果要在自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)保留這些預(yù)布線(xiàn)，可以在自動(dòng)布線(xiàn)器選項(xiàng)中設(shè)置鎖定所有預(yù)布線(xiàn)。 執(zhí)行菜單“自動(dòng)布線(xiàn)”→“設(shè)定”，屏幕彈出“Situs布線(xiàn)策略”對(duì)話(huà)框，選中對(duì)話(huà)框下方的【鎖定全部預(yù)布線(xiàn)】復(fù)選框，鎖定全部預(yù)布線(xiàn)，單擊“OK”按鈕退出設(shè)置狀態(tài)。,五、自動(dòng)布線(xiàn)規(guī)則設(shè)置,設(shè)計(jì)規(guī)則列表欄,設(shè)計(jì)詳細(xì)內(nèi)容欄,1.電氣設(shè)計(jì)規(guī)則（Electrical）

7、 電氣設(shè)計(jì)規(guī)則是PCB布線(xiàn)過(guò)程中所遵循的電氣方面的規(guī)則，主要用于DRC電氣校驗(yàn)。共包含了4個(gè)子規(guī)則。 ⑴Clearance（安全間距規(guī)則設(shè)置） 安全間距規(guī)則用于設(shè)置PCB上不同網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線(xiàn)、焊盤(pán)、過(guò)孔及覆銅等導(dǎo)電圖形之間的最小間距。通常情況下安全間距越大越好，但是太大的安全間距會(huì)造成電路布局不夠緊湊，增加PCB的尺寸，提高制板成本。 安全間距通常設(shè)置為10mil～20mil（0.254mm～0.508mm）。

8、 用鼠標(biāo)左鍵單擊圖6-19中的【Clearance】規(guī)則，系統(tǒng)默認(rèn)一個(gè)名稱(chēng)為“Clearance”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱(chēng)，顯示該規(guī)則的屬性設(shè)置信息，可以進(jìn)行設(shè)置。,設(shè)置最小間距,設(shè)置適用范圍,⑵Short-Circuit（短路約束規(guī)則設(shè)置） 短路約束規(guī)則用于設(shè)置PCB上的導(dǎo)線(xiàn)等對(duì)象是否允許短路。單擊圖6-19中的【Short-Circuit】規(guī)則，系統(tǒng)默認(rèn)一個(gè)名稱(chēng)為“Short Circuit”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱(chēng)，顯示

9、該規(guī)則的屬性設(shè)置信息，如圖6-21所示。 系統(tǒng)默認(rèn)的短路約束規(guī)則是不允許短路。但在一些特殊的電路中，如帶有模擬地和數(shù)字地的模數(shù)混合電路，在設(shè)計(jì)時(shí)，這兩個(gè)地是屬于不同網(wǎng)絡(luò)的，但在電路設(shè)計(jì)完成之前，設(shè)計(jì)者必須將這兩個(gè)地在某一點(diǎn)連接起來(lái)，這就需要允許短路存在。為此可以針對(duì)兩個(gè)地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)設(shè)置一個(gè)允許短路的規(guī)則，在兩個(gè)【匹配對(duì)象的位置】區(qū)中分別選中數(shù)字地和模擬地，然后選中【允許短回路】復(fù)選框即可。,不選中表示不允許短路,2.布線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則

10、（Routing） 在PCB規(guī)則和約束編輯器的規(guī)則列表欄單擊【Routing】項(xiàng)，系統(tǒng)展開(kāi)所有的布線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則列表，共包含了7個(gè)子規(guī)則，主要的子規(guī)則說(shuō)明如下。 ⑴Width（導(dǎo)線(xiàn)寬度限制規(guī)則） 導(dǎo)線(xiàn)寬度限制規(guī)則用于設(shè)置自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)印制導(dǎo)線(xiàn)的寬度范圍，可以定義最小寬度（Min Width）、最大寬度（Max Width）和優(yōu)選尺寸（Preferred Width），單擊每個(gè)寬度欄并鍵入數(shù)值即可對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，如圖6-22

11、所示。 在實(shí)際使用中，通常會(huì)針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不同的線(xiàn)寬限制規(guī)則，特別是地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)寬，此時(shí)可以建立新的線(xiàn)寬限制規(guī)則。,設(shè)置適用范圍,設(shè)置線(xiàn)寬大小限制,1.Clearance Constraint（間距限制規(guī)則） 圖7-27中選中Clearance Constraint，進(jìn)入間距限制規(guī)則設(shè)置。該規(guī)則用來(lái)限制具有導(dǎo)電特性的圖件之間的最小間距，在對(duì)話(huà)框的右下角有三個(gè)按鈕。 ⑴Add按鈕。用于新建間距限制規(guī)則，單擊后出

12、現(xiàn)圖7-28所示的對(duì)話(huà)框。左邊一欄用于設(shè)置規(guī)則適用的范圍，右邊一欄是設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的參數(shù)，Connective下拉列表框設(shè)置適用網(wǎng)絡(luò)。 設(shè)置完畢，單擊OK按鈕，完成間距設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)定，設(shè)定好的內(nèi)容將出現(xiàn)在設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)話(huà)框下方的具體內(nèi)容一欄中。 ⑵Delete按鈕。用于刪除選取的規(guī)則。 ⑶Properties按鈕。用于修改設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)，修改后的內(nèi)容會(huì)出現(xiàn)在具體內(nèi)容欄中。,適用范圍GND,線(xiàn)寬大小0.75mm,雙面布線(xiàn)

13、,若單面布線(xiàn),則只選中Bottom Layer,本例中布線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置主要內(nèi)容如下。 安全間距規(guī)則設(shè)置：0.254mm，適用于全部對(duì)象； 短路約束規(guī)則：不允許短路； 導(dǎo)線(xiàn)寬度限制規(guī)則：GND的線(xiàn)寬為0.75mm，VCC的線(xiàn)寬為0.65mm，其它信號(hào)線(xiàn)的線(xiàn)寬為0.5mm，優(yōu)先級(jí)依次降低； 布線(xiàn)層規(guī)則：雙面布線(xiàn)； 布線(xiàn)轉(zhuǎn)角規(guī)則：45°拐彎； 其它規(guī)則選擇默認(rèn)。,在PCB設(shè)計(jì)界面中，執(zhí)

14、行菜單“自動(dòng)布線(xiàn)”→“全部對(duì)象”，屏幕彈出“Situs布線(xiàn)策略”對(duì)話(huà)框，如圖6-33所示。,六、自動(dòng)布線(xiàn)及手工調(diào)整,布線(xiàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求設(shè)置布線(xiàn)層的走線(xiàn)方式，如采用單面布線(xiàn)，設(shè)置Bottom Layer為Any（底層任意方向布線(xiàn)）、其它層Not Used（不使用）；采用雙面布線(xiàn)時(shí)，設(shè)置Top Layer為Vertical（垂直布線(xiàn)），Bottom Layer層為Horizontal（水平布線(xiàn)），其它層Not Used（不使用）。

15、 一般在兩層以上的PCB布線(xiàn)中，布線(xiàn)層的走線(xiàn)方式可以選擇Automatic，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)設(shè)置相鄰層采用正交方式走線(xiàn)。,5.手工布線(xiàn)調(diào)整 調(diào)整布線(xiàn)常常需要拆除以前的布線(xiàn)，PCB編輯器中提供有自動(dòng)拆線(xiàn)功能和撤消功能，當(dāng)設(shè)計(jì)者對(duì)自動(dòng)布線(xiàn)的結(jié)果不滿(mǎn)意時(shí)，可以使用該工具拆除電路板圖上的銅膜線(xiàn)而只剩下網(wǎng)絡(luò)飛線(xiàn)。 ⑴撤消操作 ⑵自動(dòng)拆線(xiàn) 自動(dòng)拆線(xiàn)的菜單命令在“工具”→“取消布線(xiàn)”的子菜單中,可以針對(duì)全部對(duì)象、網(wǎng)絡(luò)、連接

16、、元件、Room空間拆除與元件連接的銅膜線(xiàn)。 手工布線(xiàn)調(diào)整后的流水燈PCB如圖6-41所示。,七、淚滴使用,所謂淚珠滴，就是在印制導(dǎo)線(xiàn)與焊盤(pán)或過(guò)孔相連時(shí)，為了增強(qiáng)連接的牢固性，在連接處逐漸加大印制導(dǎo)線(xiàn)寬度。采用淚珠滴后，印制導(dǎo)線(xiàn)在接近焊盤(pán)或過(guò)孔時(shí)，線(xiàn)寬逐漸放大，形狀就象一個(gè)淚珠，如圖6-42所示。 添加淚珠滴時(shí)要求焊盤(pán)要比線(xiàn)寬大，一般在印制導(dǎo)線(xiàn)比較細(xì)時(shí)可以添加淚珠滴。,淚珠滴,參數(shù)設(shè)置完畢，單擊“確認(rèn)”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)添加

17、淚珠滴。圖6-44所示為添加淚珠滴的流水燈PCB，圖中針對(duì)所有焊盤(pán)添加導(dǎo)線(xiàn)型淚珠滴。,八、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）,設(shè)置DRC報(bào)告的內(nèi)容,DRC檢查的規(guī)則,各項(xiàng)規(guī)則設(shè)置完畢，單擊“運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查”按鈕進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)將彈出“Message”窗口，如果PCB有違反規(guī)則的問(wèn)題，將在窗口中顯示錯(cuò)誤信息，同時(shí)在PCB上高亮顯示違規(guī)的對(duì)象，并生成一個(gè)報(bào)告文件，擴(kuò)展名為“.DRC”，用戶(hù)可以根據(jù)違規(guī)信息對(duì)PCB進(jìn)行修改。 流水燈的設(shè)計(jì)規(guī)則檢