proteldxp2004--流水燈pcb設(shè)計

1、第24-26講 項目三 流水燈PCB設(shè)計,主 要 內(nèi) 容,一、流水燈產(chǎn)品介紹及設(shè)計說明二、元件預(yù)布局與裝載網(wǎng)絡(luò)表三、元件自動布局及手工調(diào)整四、PCB預(yù)布線五、自動布線規(guī)則設(shè)置六、自動布線及手工調(diào)整七、淚滴使用八、設(shè)計規(guī)則檢查,流水燈常用于電子玩具和場所裝飾中，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16個環(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)計說明,1.設(shè)計前的準(zhǔn)備 ⑴建立項目文件“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，對電路進(jìn)行編譯，修改原理圖中的錯誤。 ⑵參考圖6-2 ，設(shè)計MC7805的臥式封裝TO-220H，相鄰焊盤間距2.54mm。 ⑶參考圖6-3設(shè)計復(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”，在圖示位置放置3個3mm焊盤，焊盤編號均設(shè)置為0。,重復(fù)16次，標(biāo)號依次加1,元件旋轉(zhuǎn)角度22.5,元件圓形排列,三、元件自動布局及手工調(diào)整,1.元件自動布局 在進(jìn)行自動布局前，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”→“自動布局”，屏幕彈出“自動布局”對話框，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，體現(xiàn)節(jié)點間連接關(guān)系，但它不是實際連

5、線，布線時要用印制導(dǎo)線來代替。 2.手工布局調(diào)整 手工布局調(diào)整主要是通過移動元件、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)飛線的交叉。 對于處于鎖定狀態(tài)的元件必須先在“元件屬性”中去除鎖定狀態(tài)才能移動。 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 。,,自動布局效果不好,四、PCB預(yù)布線,頂

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

7、 電氣設(shè)計規(guī)則是PCB布線過程中所遵循的電氣方面的規(guī)則，主要用于DRC電氣校驗。共包含了4個子規(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、焊盤、過孔及覆銅等導(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)一個名稱為“Clearance”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱，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)線等對象是否允許短路。單擊圖6-19中的【Short-Circuit】規(guī)則，系統(tǒng)默認(rèn)一個名稱為“Short Circuit”的子規(guī)則，單擊該規(guī)則名稱，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)計時，這兩個地是屬于不同網(wǎng)絡(luò)的，但在電路設(shè)計完成之前，設(shè)計者必須將這兩個地在某一點連接起來，這就需要允許短路存在。為此可以針對兩個地線網(wǎng)絡(luò)單獨設(shè)置一個允許短路的規(guī)則，在兩個【匹配對象的位置】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.布線設(shè)計規(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，系統(tǒng)展開所有的布線設(shè)計規(guī)則列表，共包含了7個子規(guī)則，主要的子規(guī)則說明如下。 ⑴Width（導(dǎo)線寬度限制規(guī)則） 導(dǎo)線寬度限制規(guī)則用于設(shè)置自動布線時印制導(dǎo)線的寬度范圍，可以定義最小寬度（Min Width）、最大寬度（Max Width）和優(yōu)選尺寸（Preferred Width），單擊每個寬度欄并鍵入數(shù)值即可對其進(jìn)行設(shè)置，如圖6-22

11、所示。 在實際使用中，通常會針對不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不同的線寬限制規(guī)則，特別是地線網(wǎng)絡(luò)的線寬，此時可以建立新的線寬限制規(guī)則。,設(shè)置適用范圍,設(shè)置線寬大小限制,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)則用來限制具有導(dǎo)電特性的圖件之間的最小間距，在對話框的右下角有三個按鈕。 ⑴Add按鈕。用于新建間距限制規(guī)則，單擊后出

12、現(xiàn)圖7-28所示的對話框。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)計規(guī)則的設(shè)定，設(shè)定好的內(nèi)容將出現(xiàn)在設(shè)計規(guī)則對話框下方的具體內(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)計規(guī)則參數(shù)，修改后的內(nèi)容會出現(xiàn)在具體內(nèi)容欄中。,適用范圍GND,線寬大小0.75mm,雙面布線

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

14、行菜單“自動布線”→“全部對象”，屏幕彈出“Situs布線策略”對話框，如圖6-33所示。,六、自動布線及手工調(diào)整,布線時應(yīng)根據(jù)實際要求設(shè)置布線層的走線方式，如采用單面布線，設(shè)置Bottom Layer為Any（底層任意方向布線）、其它層Not Used（不使用）；采用雙面布線時，設(shè)置Top Layer為Vertical（垂直布線），Bottom Layer層為Horizontal（水平布線），其它層Not Used（不使用）。

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

16、、元件、Room空間拆除與元件連接的銅膜線。 手工布線調(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)線與焊盤或過孔相連時，為了增強連接的牢固性，在連接處逐漸加大印制導(dǎo)線寬度。采用淚珠滴后，印制導(dǎo)線在接近焊盤或過孔時，線寬逐漸放大，形狀就象一個淚珠，如圖6-42所示。 添加淚珠滴時要求焊盤要比線寬大，一般在印制導(dǎo)線比較細(xì)時可以添加淚珠滴。,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，圖中針對所有焊盤添加導(dǎo)線型淚珠滴。,八、設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）,設(shè)置DRC報告的內(nèi)容,DRC檢查的規(guī)則,各項規(guī)則設(shè)置完畢，單擊“運行設(shè)計規(guī)則檢查”按鈕進(jìn)行檢測，系統(tǒng)將彈出“Message”窗口，如果PCB有違反規(guī)則的問題，將在窗口中顯示錯誤信息，同時在PCB上高亮顯示違規(guī)的對象，并生成一個報告文件，擴(kuò)展名為“.DRC”，用戶可以根據(jù)違規(guī)信息對PCB進(jìn)行修改。 流水燈的設(shè)計規(guī)則檢