電子線路CAD實驗指導書
張勁松 編寫
通信與電子信息工程學院

圖1-1   穩壓電源電路原理圖

圖1-8 工程保存菜單                                                                                    圖1-9 工程管理窗口

圖1-10 原理圖編輯器界面

圖1-11 圖紙參數設置對話框

圖1-12 庫對話框

圖1-13 庫搜索對話框

圖1-16 修改元器件屬性后的效果

參照范例要求繪制如圖1-18所示的兩級放大電路原理圖。

圖1-18 兩級放大電路

              1、如何修改元件屬性？

              2、如何設置相同元件的序號？

掌握繪制原理圖的基本步驟，會加載和移除元件庫，并查找元器件，會給放置好的元件自動編號。

    繪制出如圖2-1所示，555構成的多諧振蕩器。

圖2-1  555構成的多諧振蕩器

圖2-2  增刪元器件庫對話框

                        圖2-6 放置元器件

3. 調整元器件位置。按設計要求排列元器件，首先用鼠標單擊所要移動的元器件，則該元器件處于被選中狀態，此時光標成十形狀，單擊所需移動的元器件的同時拖動該元器件到合適位置，松開鼠標，即可實現元器件的移動。按此方法調整其他元器件，調整后的效果如圖2-7所示。

                           圖2-7   調整后的元器件效果

4. 設置元器件屬性。將光標移到要修改的參數上方，用鼠標左鍵雙擊，將彈出屬性對話框。以設置電阻R1為例，雙擊R？，彈出圖2-8所示Parameter Properties對話框，在“Valuer”文本框中填入R1。雙擊Res2，彈出圖2-9所示對話框，如果希望些參數不顯示，去掉“Visble”（可視）復選框前的勾。其他的修改與此相同，這里就不再重復。按此方法設置其他元器件的屬性，設置后的效果如圖2-10所示。

圖2-8元器件屬性編輯對話框

圖2-9元器件屬性編輯對話框

                      圖2-10   修改屬性后的效果

5. 連接導線、放置電源與接地。選取布線工具欄中的布線工具，此時光標變成十字形狀，按下Tab鍵設置線型與顏色，如圖2-11所示。

選取導線的設置為默認值：顏色為藍色，寬度為Small。將光標移至需要布線的元器件的一個引腳，單擊鼠標左鍵，然后拖動鼠標到另一個元器件的引腳，單擊鼠標左鍵，再單擊鼠標右鍵，即完成該段導線的繪制。放置電源、接地與網絡標簽，可以單擊工具欄中的、和按鈕，鼠標將變成十字形狀，將電源、接地及網絡標號移至合適位置，單擊鼠標左鍵，即可完成繪制。按上面的方法連接元器件，連接后的效果如圖2-12所示。

圖2-12    繪制出來的振蕩器電路圖

6. 更新元器件編號。若電路原理圖設計完成后，需要對元器件進行重新編號。通常在“Annotate”對話框中實現。執行Tools→Annotate命令，將彈出如圖2-13所示的對話框。

                        圖2-13    元器件編號設置對話框

在該對話框中單擊按鈕，將出現如圖2-14所示的瀏覽器信息。

圖2-14  瀏覽器提示的信息

單擊OK按鈕，可將原理圖中的元器件編號自動復位，如圖2-15所示。

                      圖2-15    復位后的元器件編號

單擊按鈕，系統將自動更新元器件列表，彈出如圖2-16所示的元器件序列號變更提示信息。

圖2-16元器件序號變更提示信息

單擊OK按鈕系統將自動更新元器件序列號，如圖2-17所示。

圖2-17   變更后的元器件序號

單擊按鈕，系統在變更列表的基礎上生成更為詳細的元器件變更列表，如圖2-18所示。

                             圖2-18   元器件變更列表

單擊元器件變更表中的按鈕，來確認元器件變更的有效性，若有效，在“Status”欄中的“Check”選項中是對鉤，如圖2-19所示。

圖2-19    確認變更有效對話框

確認元器件變更的有效后，單擊按鈕，可以實現元器件的自動編號，如圖2-20所示。

                            圖2-20  元器件自動編號

7. 保存文件。執行File→Save  As命令，進行保存即可。

圖2-21 單片機最小系統

1、如何添加一個元件？

采用自下而上的設計方法，先繪制出如圖 3-1所示的子圖power-7805. SchDoc、3-2所示的子圖555多諧振蕩器. SchDoc和3-3所示的子圖兩級放大電路. SchDoc，最后繪制出如圖3-4所示的電路原理圖，層次性原理圖結構如圖3-5所示。

圖 3-2子圖——555多諧振蕩器

圖3-3 子圖——兩級放大電路

圖3-4 主圖——top

圖3-5層次性原理圖結構

（1）創建工程文件

從 Protel DXP 的主菜單下執行命令 File/New/PCB Project，建立一份PCB設計項目，保存為放大電路層次圖。如圖如圖3-6所示。

（2）繪制子圖power-7805. SchDoc、555多諧振蕩器. SchDoc和兩級放大電路. SchDoc。      

在當前工程下，繪制好所有子圖�？梢詮椭埔延械脑�理圖，然后放上端口。值得注意的是，圖3-2和圖3-3子圖中輸入和輸出端口的設置，下面將簡單介紹其操作步驟。

執行 Place → Port 命令或單擊工具欄中的按鈕，此時光標變成十字形狀，并帶有虛線形式的端口圖形。在此狀態下單擊Tab 鍵，將彈出如圖 3-7所示的對話匡。

圖3-7執行放置輸入/輸出端口后的效果

在“Name”下拉列表框中輸入CLK，在“I/O Type”下拉列表框中選擇“Output”，在“Style”中選擇“Right”，即可完成設置，單擊 “OK”按扭，選擇相應位置單擊鼠標左鍵放置，即可完成輸入/輸出端口的設置。如圖3-8所示。注意：不能使用電源端口，因為它是全局的。

圖3-8  輸入/輸出端口的屬性設置對話框

（3）層次原理主圖top. SchDoc的繪制

① 在當前工程下，新建一張原理圖，保存為top. SchDoc。

② 執行Design/Create Symbol From Sheet，彈出所圖3-9所示選擇層次原理圖子圖文件對話框。

圖3-9 選擇層次原理圖子圖文件

圖3-10是否倒轉端口方向                      圖3-11 圖紙符號

③ 在選擇層次原理圖子圖文件對話框內自動列出屬于當前設計項目的所有原理圖文檔。從中選擇power-7805. SchDoc，點OK，會彈出一個是否倒轉方塊電路圖的輸入輸出端口方向對話框，如圖3-10所示。

④ 點No，表示不進行方向取反，此時光標將變成十字光標，并粘附一個圖紙符號，如圖3-11所示。

將光標移到合適位置后，單擊鼠標左鍵將圖紙放置在原理圖上。

⑤ 重復步驟②③④，分別產生與其它原理圖子圖相對應的圖紙符號。

⑥ 可以看出，DXP系統已經自動將原理圖子圖中的輸入輸出端口轉換為圖紙符號中的圖紙入口，默認的圖紙符號名與層次原理圖子圖的主文件名相同。

調整子圖符號布局，將圖紙符號之間有電氣連接關系的端口用導線或總線連接起來，得到如圖3-4所示的主圖。

⑦對元器件進行重新編號。

執行Tools→Annotate命令。在執行自動編號的時候一定要在主圖top. SchDoc中執行。因為它才是這個文件的原理圖，另外三個電路圖則相當于三個元件。

⑧ 打開projects面板，選中工程項目“放大電路層次圖.PrjPCB”，執行Projects/Compile PCB Project，完成對該項目的編譯。

⑨ 單擊工作區左邊的Navigator面板標簽，顯示導航面板，可以看到各原理圖之間的層次關系，如圖3-5所示。

⑩ 層次圖之間的切換。

執行Tool/ Up/Down Hierarchy或點擊按鈕，光標變為十字型。在主原理圖中單擊子原理圖相應的方塊電路端口，即可打開方塊電路對應的子原理圖；單擊子原理圖中的某一個原理圖電路端口，編輯器將自動切換到主原理圖中，且光標停留在子原理圖電路端口對應的方塊電路端口上。

繪制圖3-12所示的信號發生器電路圖，然后改為層次原理圖電路，其中方波形成電路為子圖1，三角波形成電路為子圖2。

圖3-12信號發生器電路圖

1、如何在一個工程中添加原理圖？

2、如何創建層次原理圖？

學習編譯項目，產生ERC報告，會糾正報告中的錯誤；會生成原理圖的網絡表、元器件列表。

計算機  1臺

以圖2-1所示的555定時器組成的振蕩器電路原理圖為例，生成該原理圖的ERC表、網絡表、元器件列表。

打開或新建一個工程文件Myproject1. PrjPCB，把振蕩器電路原理圖放入該工程下。

（1）產生ERC報告

ERC即電氣規則檢查。主要用于在進行PCB設計之前，對電路原理圖中電路連接匹配的正確性進行檢驗。執行完該檢查后，系統將自動在原理圖中有錯的地方加以標記，從而方便用戶檢查錯誤，提高設計質量和效率。

① 在對所繪原理圖進行ERC檢測之前應對ERC規則進行設置。ERC規則進行設置在“Options for Project”對話框實現，執行Project→Project Options命令，將彈出如圖4-1所示的對話框。其中涉及到電路原理圖檢查的有Error Reporting(錯誤報告)和Connection Matrix(連接矩陣)兩個。一般采用默認設置不需要對錯誤報告類型進行修改。

圖4-1 項目管理選項對話框

② 編譯項目 (ERC檢查)

編譯項目就是在設計文檔中檢查原理圖的電氣規則錯誤。執行菜單命令 Project / Compile PCB Project ，系統開始編譯 Myproject1. PrjPCB 。當項目被編譯時，在項目選項中設置的錯誤檢查都會被啟動，同時彈出 Message 窗口顯示錯誤信息。如果原理圖繪制正確，將不會彈出 Message 窗口。

故意把電阻R重名，編譯后彈出如圖4-2所示信息。

圖4-2 ERC錯誤報告

雙擊一個出錯信息前面的顏色方塊，則會彈出與此錯誤有關的原理圖信息，顯示在Compile Error 對話框。如圖4-3所示。

圖4-3  Compile Error 對話框

從 Compile Error 對話框中單擊錯誤跳轉到原理圖的違反對象進行檢查或修改。此時修改對象高亮顯示，電路圖上的其他元件和導線模糊。修改完成后，可以單擊圖紙有下方的 Clear 按鈕，清除圖紙的模糊狀態。

修改完成后，重新編譯項目，直至不再顯示錯誤為止。保存項目文件。

（2）生成網絡表

網絡表文件是簡單的ASCII碼文本文件，共包含兩部分：元器件描述和元器件的網絡連接描述。

執行主菜單命令 Design/Netlist/Protel，產生與原項目文件同名，后綴名為．net的網絡表，這里生成的網絡表名稱即為Myproject1. net，如圖4-4所示。

雙擊Myproject1. net 圖標，將顯示網表的詳細內容。如圖4-5所示。

圖4-4 網絡表的生成

（3）生成元器件列表

元器件列表主要用于整理電路原理圖或一個項目中的所有元器件，主要包括元器件的名稱、標注和封裝等。

首先打開原理圖文件，然后執行Report→Bill of Materials命令，系統將自動生成如圖4-6所示的元器件列表。

圖4-6元器件列表

單擊Excel，可用Excel程序打開報表，如圖4-7所示。

單擊Export輸出按鈕，可將報表導出到指定的文件夾，報表的擴展名為.xls。如圖4-8所示。

單擊Report報告按鈕，可以預覽想要打印的報表。如圖4-9所示。

圖4-7 用Excel程序打開的元件報表

圖4-8 報表存儲路徑選擇對話框

圖4-9 打印報表預覽

輸出文件清單(報表)：Report?Export保存清單，格式為.xls。

參照范例要求對圖2-21所示的單片機最小系統電路原理圖進行編譯，并生成網絡表及元件報表。

1、如何生成網絡表？

學會編輯原理圖元件；會創建原理圖元件；會把Protel 99 SE中的元件庫導入到Protel DXP中使用。

計算機  1臺

1．修改NPN三極管的原理圖符號

圖(a)為原三極管原理圖符號，需要的三極管符號如圖(b)。如圖5-1所示。

                  

(a)原三極管原理圖符號   (b）需要的三極管原理圖符號       圖5-2 數碼管符號

圖5-1 要修改的三極管符號

2．新建數碼管原理圖元件如圖5-2所示。

3．導入Protel 99 SE中的元件庫到DXP中。

1．修改NPN三極管的原理圖符號

（1）打開或創建一個項目文件，執行菜單命令File/New/Schematic Library，將在項目文件下新建一個默認文件名為Schlib1.Schlib的原理圖庫文件，并自動進入原理圖庫文件編輯器，如圖5-3所示。

圖5-3原理圖元件編輯器

點擊工具欄中的保存文件按鈕，在彈出的文件保存對話框中確定保存路徑和文件名，如保存為“自制原理圖庫.Schlib”。

（2）打開庫編輯面板

點擊面板中的Library Editer選項卡，打開庫編輯面板，如圖5-4所示，此時可以看到元件列表欄Components下已經有了一個默認元件名為Component_1的元件。

圖5-4 庫編輯窗口

（3）打開原元件庫復制原元件

打開原元件庫 c:\Program Files\Altium\Library\Miscellaneous Devices.IntLib，所圖5-4所示。

圖5-4打開三極管所在元件庫

點項目管理窗口下方Library Editer，選擇NPN三極管，在它上面點右鍵，選copy復制NPN三極管，或直接復制原理圖符號 。所圖5-5所示。

圖5-5復制元件符號

（4）在自制元件庫中粘貼原元件

　在自制元件庫編輯窗口中點右鍵，粘貼，或在圖紙中心按Ctrl+V粘貼原復制的三極管元件。如圖5-6所示。

圖5-6 粘貼原元件

執行Tools/Rename Component對復制過來的元件重命名，彈出輸入新元件名對話框，如圖5-7所示，輸入新元件名稱“ZZNPN”，表示自制的NPN型三極管。

圖5-7 新建元件

改名后的結果如圖5-8所示。

圖5-8 復制的元件

（5）編輯原元件

選擇繪圖工具中的繪制橢圓工具，按Tab鍵彈出如圖5-9所示的屬性對話框，因為圓內部不需要填充，所以不選中Draw Solid復選框，并將Border Width設置為Small，點擊OK按鈕完成設置。

圖5-9 橢圓屬性對話框

在原符號上繪制橢圓，如圖5-10所示。完成元件的復制，保存庫文件。

在移動圓圈時，受捕獲柵格的限制可能移不到想要的位置，此時可以修改捕獲柵格為5，畫好圓后再改回默認值10。

圖5-10 繪制好的新元件

完成原元件的復制和粘貼后，最好及時將打開的原元件庫關閉，如果關閉時出現是否保存修改對話框，注意在原元件庫Miscellaneous Devices.IntLib后選Don’t save 項，不要保存對原元件庫的修改，以免破壞原元件庫。

2．新建數碼管原理圖元件

（1）打開創建的“自制原理圖庫.Schlib”，點擊Library Editer庫編輯選項，打開庫編輯面板。出現圖5-10所示界面，點Add新加一個元件，取名為“DLED”。

（2）打開繪圖工具欄

如果編輯器中繪圖工具沒有打開，執行菜單命令View/Toolbars/Sch Lib Drawing打開。

繪圖工具的作用如表5-1所示。

表5-1 繪圖工具的作用

（3）繪制原理圖元件

①繪制矩形框。

用鼠標單擊繪圖工具欄中的繪制直角矩形按鈕 ，此時光標變成十字形狀，將光標移至4個象限的交點，單擊鼠標并向右下方拖動。根據元件管腳多少，繪制一個大小合適的矩形，這里大小為10格×12格，單擊鼠標左鍵，完成矩形的繪制。如圖5-11所示。

     

圖5-11 繪制矩形                                          圖5-12 繪制筆段       圖5-13繪制小圓點

②繪制數碼管的筆段

選擇繪制多邊形工具，繪制一個筆段，并設置好顏色。然后采取按Ctrl+C復制，Ctrl+V粘貼的辦法繪制數碼管的其它段，如圖5-12所示。

③繪制數碼管的小數點

把捕獲柵格設為5，放大工作區，選擇繪圖工具中的繪制橢圓工具，繪制小圓點。如圖5-13所示。把捕獲柵格設回10。

④添加元件管腳

選擇繪圖工具中的放置元件引腳工具，按下Tab鍵彈出屬性對話框，如圖5-14所示。

圖5-14引腳屬性

引腳主要屬性：

“Display Name”引腳名稱：一般以字母表示該引腳的作用。

“Designator”引腳序號：一般以數字表示實際元件的管腳號。

“Electrical”電氣特性：可以根據實際元件管腳在下拉列表框中進行設置。常用的設置有：Input輸入，IO雙向，Output輸出，Power接電源，Passive接地等。如果用戶不能確定的話，也可不設置，不影響后面PCB板的制作。

“Symbols”符號欄：設置管腳的各種附帶符號，以表示數字電路元件引腳的輸入信號類型等。

    例：要設置該引腳為時鐘引腳且低電平有效，可在Inside Edge內部邊緣中選Clock表示該引腳為時鐘，而在Outside Edge外部邊緣中選Dot表示該引腳低電平有效，則在引腳預覽圖片框中出現相應的符號。

“Length”引腳長度：設置引腳的長度。

“Hidden”隱藏：如果是數字集成塊的電源和接地管腳，可以選中該復選框將其隱藏起來，從而在圖紙上不顯示該引腳。因為默認情況下，數字集成塊的左上角管腳接電源VCC，右下角管腳接地GND。

管腳屬性設置好后，點擊OK放置管腳。注意放置時管腳的方向，確保電氣節點朝向元件外部，以便于原理圖中該引腳連線。 放置好管腳后的元件如圖5-15所示。

元件繪制完成后，點擊庫編輯面板中的Edit按鈕，彈出如圖5-16所示的元件屬性對話框。修改Designator元件編號欄為“DLED？”，保存元件庫。

圖5-16 元件屬性對話框

3．從Protel 99 SE中導入元件庫

   點擊工具欄的打開文件按鈕，在彈出的對話框中按以下路徑c:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch，找到要打開的元件庫，如Miscellaneous Devices.ddb，如圖5-17所示。

圖5-17 Protel 99 SE 庫

點擊“打開”按鈕，將彈出是否進行文件格式轉換的對話框，點擊Yes按鈕完成轉換。轉換后的庫如圖5-18所示。

圖5-18轉換后的庫

點擊工具欄中的保存按鈕，彈出選擇文件格式對話框，選中SCH library Version 5.0單選項，將保存轉換文件。

在“自制原理圖庫.Schlib”中，制作如圖5-19所示的電解電容、開關變壓器、和計數器和單片機等原理圖元件符號。

圖5-19 元件符號

1、如何查找元件庫？

2、如何原理圖中改變元件的名稱？

1．會設置PCB編輯器中顯示的層面。

2．會識別常用元件的封裝；能根據實際元件選用合適的封裝。

計算機  1臺

1．打開DXP安裝目錄自帶的PCB板例子，觀察其中每層顯示的內容，認識PCB印制電路板。

2．添加Miscellaneous Devices.IntLib以及其它封裝庫，瀏覽這些庫中的元件引腳封裝。

3．在PCB編輯區放置如圖6-1所示的電阻、電容、二極管、三極管、三端穩壓、雙排直插芯片等常用元件的封裝圖 。

圖6-1 需放置封裝的元件

1．認識印制電路板

（1）認識PCB印制電路板的層

① 打開DXP安裝目錄自帶的PCB板例子4 Port Serial Interface.pcbdoc，一般路徑為c:\Program Files\Altium\Examples\4 Port Serial Interface\4 Port Serial Interface.pcbdoc。如圖6-2所示。

圖6-2 DXP自帶PCB例子

② 按Shift+S鍵，切換到單層顯示模式，分別點擊編輯窗口下的頂層、底層、機械層、絲印層、禁止布線層及多層，觀察每層顯示的內容。點擊Toplayer后顯示結果如圖6-3所示。

圖6-3 Toplayer層

③ 設置顯示層面

執行Design/Board Layers菜單命令，將彈出如圖6-4所示的層面設置對話框，可根據不同的設計需要在相應板層后面的復選框中打上“√”，選中該項，以便顯示該層面�？扇サ舨挥蔑@示的層后的“√”，如圖中所示。

圖6-4 層面設置對話框

（2）放置銅膜導線

① 執行File/New/Pcb 命令，打開PCB編輯器，保存PCB文件為“導線焊盤.PCBDOC”。

② 切換到Bottom Layer層，點擊工具欄上交互式布線工具圖標，繪制導線如圖6-5所示。

雙擊導線，出現如圖6-6所示導線屬性對話框。修改導線寬度，點擊工具欄上，在Top Overlay放置寬度說明，修改寬度后效果如圖6-7所示。

  

圖6-6 導線屬性對話框               圖6-7 修改寬度后效果

（3）放置焊盤和過孔

① 切換到Multi層，點擊工具欄上圖標，放置焊盤。

雙擊焊盤，出現焊盤屬性對話框，一般包含如下參數：焊盤長度（X-Size）、焊盤寬度(Y-Size)、孔徑（Hole-Size）、序號(Designator)、形狀（Shape）等如圖6-8所示。

圖6-8 焊盤屬性對話框

修改焊盤屬性，并在Top Overlay放置焊盤大小說明，修改后效果如圖6-9所示。

圖6-9 放置焊盤                    圖6-10 交互式布線，自動放置過孔

②切換到Bottom Layer層，點擊工具欄上布線工具圖標，繪制導線A，按小鍵盤上的“*”鍵切換到頂層Top Layer，并自動放置過孔，接著繪制B，同樣方法，按小鍵盤上的“*”鍵切換到頂層Bottom Layer層，繪制C，并自動生成過孔。如圖6-10所示。

2．添加和瀏覽PCB元件庫

Protel DXP中常見的元器件封裝庫，基本上都在DXP安裝目錄下面的“c:\Program Files\Altium\Library\Pcb”目錄下。

在庫面板添加Miscellaneous Devices PCB.PcbLib常用元件封裝庫，從Components轉到Footprints模式，瀏覽其中各元件封裝，如圖6-11所示。

添加Cylinder with Flat Index.PcbLib塑封外殼三極管封裝庫，并瀏覽其中封裝，如圖6-12所示。

        

圖6-11 瀏覽常用元件封裝庫        圖6-12瀏覽三極管封裝庫

3．在PCB圖紙中放置圖6-1中所示元件的引腳封裝。

零件封裝是指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。不同的元件可共用同一零件封裝，同種元件也可有不同的零件封裝。封裝分針插式，表面貼片式兩種。圖6-1中全部為普通過孔元件，采用針插式封裝。

（1）電阻

電阻是各電路中使用最多的元件之一，編號一般以R開頭，根據功率不同，體積也差別很大，小的如1/8W電阻體積只有米粒大小，而大的功率電阻，如某些電器電源部分的限流或取樣電阻的體積超過七號電池，因此不同體積的電阻，應根據實際大小選擇合適的封裝。

電阻元件封裝命名一般由二部分組成，前面字母部分用于規定封裝的類別，如電阻為AXIAL，后一部分為數字，一般代表焊盤間距，單位為英寸。因此封裝AXIAL-0.4表示該封裝為電阻，焊盤間距為0.4英寸（=400mil=10.16mm=1.016cm），根據體積不同，電阻封裝可以從AXIAL-0.3～AXIAL-1.0。1/4W電阻一般選AXIAL-0.3。

（2）電位器

原理圖庫中電位器的常用名稱是“RPOT1”和“RPOT2”，常用的封裝為VR系列，從VR2～VR5，這里后綴的數字也只是表示外形的不同，而沒有實際尺寸的含義，其中VR5一般為精密電位器封裝。

（3）電容

① 無極性電容

無極性電容原理圖庫元件名稱為“CAP”，根據容量不同，體積外形差別較大，如圖6-13所示。 其封裝由二部分組成：前面字母部分為RAD，后一部分為數字，和電阻一樣代表焊盤間距，根據體積不同，無極性電容封裝可以從RAD-0.1～RAD-0.4。

② 有極性電容

有極性電容（如電解電容）體積根據容量和耐壓的不同，體積差別很大。

電解電容的引腳封裝也由二部分組成，字母部分為RB，如RB5-10.5，數字5表示焊盤間距為5mm，而10.5表示電解電容的圓筒外徑。根據體積不同，電解電容封裝RB5-10.5和RB7.6-15。

（4）二極管

二極管編號一般以D開頭，根據功率不同，體積和外形也差別很大。二極管常用的封裝有二種DIODE0.4（小功率）和DIODE0.7（大功率）。注意二極管為有極性元件，封裝外形上畫有短線的一端代表負端，和實物二極管外殼上表示負端的白色或銀色色環相對應。

（5）三極管

三極管在結構上分為二種類型，一種為PNP型 ，另一種為NPN型，根據功率不同，體積和外形差別較大，常用的有塑封和金屬外殼封裝。小功率塑封三極管封裝一般有BCY-W3系列，大功率的可采用SFM系列 ，金屬外殼三極管依功率大小一般E型可選用CAN-3系列封裝。

三極管在選擇封裝時主要考慮其安裝、定位和焊接，不考慮其內部結構和材料，即不管三極管是PNP或NPN型，是鍺材料或是硅材料，只要焊盤參數、管腳序號對應，均可采用相同的三極管封裝。

（6）雙列直插元件

常見的雙列直插元件如種類繁多的雙列直插集成塊，依據功能不同，它們在原理圖庫元件中的名稱也不盡相同。如數字電路中的與非門74LS20、模擬電路中的集成功放LM386等，它們常用的封裝一般采用“DIP”系列，后綴數字表示引腳數目。

放置元件封裝方法：

新建PCB文件，并保存為“瀏覽封裝.PCBDOC”。在庫面板選擇Miscellaneous Devices PCB.PcbLib常用元件封裝庫，選擇Footprints模式，找到合適的元件封裝，放置到工作區。放置效果如圖6-14所示。

圖6-14放置的各種封裝圖

1、如何區分PNP和NPN三極管？

2、如何在PCB圖中區分二極管的正負極？

熟悉PCB 板設計流程。

計算機  1臺

以如圖7-1所示的原理圖為例，生成該原理圖的PCB板。要求用單層板，尺寸為60mm×40mm，元件全部采用過孔元件，一般線寬為30mil，GND為60 mil，VCC為50 mil。

圖7-1   穩壓電源電路原理圖

1．繪制或打開圖7-1所示電路原理圖。

主菜單下執行命令 File/New/PCB Project，建立一份PCB設計項目。在此項目下，繪制或打開圖7-1所示電路原理圖power-7805.SCHDOC。

2．檢查元件封裝

圖7-2 元件屬性對話框

打開原理圖文件，雙擊元件，出現元件屬性對話框，在Model窗口可以查看元件的封裝。如果封裝不對，點擊Edit進行修改。例如，查看整流二極管。雙擊二極管后，出現如圖7-2所示元件屬性對話框，在元件屬性中可以看出封裝為DSO-C2/X3.3，這是一種貼片元件封裝，要改為針插式DIODE0.4。

點Edit出現如圖7-3所示PCB 模型對話框。

圖7-3 PCB Model對話框              圖7-4 找到合適封裝

修改庫路徑，點Browse找到DIODE0.4�；騊CB Library中選擇Any，直接在name欄輸入DIODE0.4。Selected Footprint顯示正確的封裝圖形，點OK。如圖7-4所示。

3．生成網絡表

檢查完原理圖元件封裝后，執行主菜單命令 Design/Netlist/Protel，生成網絡表。如圖7-5所示。

圖7-5 生成網絡表

4．新建PCB文檔

（1）手動創建 PCB 文檔

主菜單下執行命令 File/New/PCB，新建一PCB文檔，保存為Power-7805.PcbDoc。如圖7-6所示。

圖7-6空白的PCB圖

（2）PCB設置

①工作層　執行菜單命令Design/Board Layers，顯示Board Layers對話框。按范例要求使用單層板，所以可將頂層關閉，其他保留系統默認設置。如圖7-7所示。

圖7-7 Board Layers對話框

②使用環境設置和格點設置

執行菜單命令Design/Options，系統將會出現如圖7-8所示的Board Options對話框。

圖7-8  Board Options對話框

③ 特殊設置

執行菜單命令Tools/Preference，系統將彈出如圖7-9所示的Preferences對話框。它有Options（一般）、Display（顯示）、Show/Hide 和Defaults（違規）四個選項卡。

圖7-9  Preferences對話框

（3） 規劃印制板

① 繪制電路板物理邊界

§單擊PCB編輯器窗口下部工作層轉換按鈕，將當前工作層轉換到機械層Mechanical1。

§把單位由“mil”切換到“mm”(可利用鍵盤Q鍵切換），捕捉柵格設為2.5mm(按G)。

§單擊工具欄中的圖標 ，或者執行菜單Edit/Origin/Set，在十字光標狀態下在PCB編輯器的工作區的左下角某處單擊一下，該點就被定義為相對坐標原點(0，0)，沿此點往右為+X軸，往上為+Y軸。（按Ctrl+Eed可回到原點）

§單擊工具欄上的圖標，設置邊框線。此時光標連著十字形，表示處于劃線狀態，在剛定義的原點處單擊鼠標左鍵確定連線起點，然后按一下鍵盤上的J鍵，接著再按一下L鍵，屏幕彈出坐標跳躍對話框，如圖7-10所示。點擊OK，單擊左鍵確定，一條邊界就畫好了，重復此操作，畫一個矩形框，如圖7-11所示。

  

圖7-10 坐標跳躍對話框                  圖7-11 繪制物理邊界

② 繪制電路板的電氣邊框

電氣邊界用來限定布線及各元器件的放置范圍，與規劃物理邊界方法相同，小于等于物理邊框，只是要畫在禁止布線層Keep-Out Layer。

（4）加載元件封裝庫

除了DXP默認加載的常用封裝庫外，電路中三端穩壓還需用到ST Power Mgt Voltage Regulator.IntLib。打開庫面板，點擊Library進行加載。

（5）加載網絡表及元件

在PCB編輯界面執行Design→ImportChangesForm[PCB Profect1.PrjPCB]命令后，將會彈出如圖7-14所示的對話框。

圖7-14 網格變化對話框

單擊 按鈕后，將彈出如圖7-15所示對話框，在狀態欄“Check” 一列中出現 說明裝入的元器件正確，出現說明有問題，有可能是元件所在庫沒有加載，回到原理圖檢查�！癈heck”狀態欄全部為后，可以進行下一步操作。

圖7-15  元器件全部正確的網絡變化對話框

單擊 按鈕 ，出現如圖7-16所示檢查正確界面。

圖7-16 檢查正確

單擊Close，縮小顯示窗口，即可看見載入的元件和網絡飛線，如圖7-17所示。

圖7-17 加載網絡表和元件后的PCB編輯器

（6）自動布局

執行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer，彈出圖7-18所示的Auto Placer對話框。

圖7-18 Auto Placer對話框                圖7-19 Statistical Placer選項

在Auto Placer對話框中提供了兩種自動布局方式，每種方式均采用不同的計算、優化元件位置的方法。

Cluster Placer：適合于元件數量較少的PCB設計。

Statistical Placer：適合于元件數量較多的PCB設計。該種方式使用統計算法來放置元件，是元件間采用最短的導線來連接。Statistical Placer選項如圖7-19所示。

本例選擇Cluster Placer自動布局方式，單擊OK按鈕，系統開始自動布局。自動布局后飛線往往很亂，為了使飛線反映元件之間真實的連接情況，執行Design/Netlist/Clear Nets菜單命令，彈出如圖7-20所示Confirm確認對話框，單擊Yes，系統開始自動整理網絡，在PCB上將顯示飛線，如圖7-21所示。

      

圖7-20 Confirm對話框              圖7-21 清理后的自動布局效果

（7）手工調整元件布局

自動布局后的結果不太令人滿意，還需要用手工布局的方法，重新調整元件的布局，使之在滿足電氣功能要求的同時，更加優化、更加美觀。

  手工調整元件布局，包括元件的選取、移動和旋轉等操作。

  經過手工調整方式的調整后，穩壓電源電路的布局如圖7-22所示。

（8）設置自動布線規則

要采用自動布線，必須首先設置好布線規則，然后PCB編輯器才能按照預設的布線規則自動地完成導線的繪制，具體步驟如下：

執行Design/Rules菜單命令，出現如圖7-23所示PCB設計規則設置對話框。

圖7-23所示PCB設計規則設置對話框

布線規則一般只對導線寬度和布線層面的選擇進行設置，其它采用默認參數。

① 設置導線寬度規則Width

在電路板中，導線寬度關系到電路板的可靠性和布線難度，導線寬度太窄，一方面銅箔導線在焊接以及長期的使用過程中容易脫落、斷裂，特別對于高壓、大電流的導線，如電源、接地線太窄，可能造成銅箔導線電流過大而燒毀電路板等后果；另一方面導線太窄也造成電路板廠家制作困難，成本提高；但導線寬度也不是越寬越好，導線越寬，自動布線時走線越困難，布通率越低，因此在自動布線前，必須根據實際情況和具體設計要求合理設置自動布線時的導線寬度。

圖7-24設置一般導線寬度

為了滿足不同網絡導線寬度的不同要求，同時不使電路板面積過大，我們可以采取同時設置幾個導線寬度規則的辦法：一般先設置一個整體電路板導線寬度的普通規則，然后根據實際情況對于大電流的個別網絡導線分別設置較大的導線寬度。

一般導線寬度設置如圖7-24所示。

對于大電流網絡我們必須單獨設置導線寬度規則，如電源、接地網絡等，本例中設地線GND導線寬度為60mil（最大80mil,最小50mil），電源VCC導線寬度為50mil（最大60mil,最小40mil），操作方法如下：

在導線寬度設置對話框中，選中Width規則項，單擊鼠標右鍵，將彈出如圖所示的浮動菜單，選中New Rule新規則菜單，將在原Width規則項上增加一個Width1新導線寬度規則設置項，如圖7-25所示。

圖7-25 設置新導線寬度規則

圖7-26布線層面設置對話框

② 設置布線層面規則Routing Layers

系統默認設置為雙面板，即信號層為頂層和底層，其中頂層布線方向默認為水平方向，底層布線方向默認為垂直方向。

在自動布線規則設置對話框中，點擊Routing Layers布線層面選項，將彈出如圖7-26所示的布線層面設置對話框。

如果要制作單面板，布線層面可設置為頂層不使用，底層布線方向沒有限制。

（9）自動布線

執行菜單Auto Route/All命令，彈出如圖7-27所示的自動布線策略選擇對話框，一般采用默認第一項參數即可。

圖7-27 自動布線策略選擇對話框

點擊Route All布所有導線按鈕，將啟動自動布線過程，本例中元件較少，布線速度很快，自動布線過程中彈出如圖7-28所示的自動布線信息報告欄。

圖7-28自動布線信息報告欄

圖7-29自動布線結果

完成自動布線后，生成如圖7-29所示的PCB圖。從圖中可以看出，自動布線的結果存在諸多缺陷，還需手工修改改進。

參照范例要求，制作如圖7-30所示的多諧振蕩器PCB板，要求制作單面板，PCB板尺寸為60mm(2380mil)×40mm(1580mil)。

圖 7-30 振蕩器的電路原理圖

1、如何設置pcb板的尺寸？

2、如何改變不同板層的導線顏色？

1．會利用向導規劃電路板。

2．會集體修改參數。

3．會對PCB板進行DRC操作和排除違規錯誤

計算機  1臺

以如圖8-1所示的單片機最小系統原理圖為例，生成該原理圖的PCB板。要求用雙層板，尺寸為80mm×65mm，元件全部采用過孔元件，一般線寬為30mil，GND為50 mil，VCC為40 mil。把U1、U2的焊盤大小全部改為70×70mil ，所有電容的焊盤改為80×80mil，并補淚滴和覆銅，最后進行PCB的設計規則檢查。

圖8-1單片機最小系統

1．新建工程，導入原理圖文件

執行菜單命令File/New/PCB Project，建立項目工程，保存為“單片機最小系統.PRJPCB”。

鼠標右鍵點擊Projects面板中“單片機最小系統.PrjPCB”，執行菜單命令Add to Project，添加原理圖文件“單片機最小系統.Schdoc”到當前工程。

2．選擇PCB板向導規劃電路板

（1）單擊 File標簽，將出現如圖8-2所示的文件面板，選擇PCB Board Wizards PCB板向導，彈出圖PCB板向導歡迎界面。點next后，出現圖8-3所示尺寸選擇框。

   

圖8-2 File面板啟動PCB向導            圖8-3 尺寸選擇框

（2）尺寸單位選擇

尺寸單位選擇對話框，有英制（mil）和公制（mm）二種選擇，可以根據興趣選擇尺寸類型，本例選擇英制單位mil。

（3）選擇PCB板類型如圖8-4所示。

（4）自定義PCB板如圖8-5所示。

（5）選擇信號層、內電源層如圖8-6所示。

（6）選擇過孔類型如圖8-7所示。

圖8-4 選擇PCB板類型                     圖8-5 自定義PCB板

圖8-6 選擇信號層、內電源層          圖8-7選擇過孔類型

（7）選擇元件類型如圖8-8所示。

（8）設置導線、過孔、安全間距 如圖8-9所示。

圖8-8 選擇元件類型                  圖8-9設置導線、過孔、安全間距

（9）Finish結束向導，PCB板向導制作完成的電路板如圖8-10所示。 保存為“單片機最小系統.PcbDoc”

圖8-10 PCB板向導制作完成的電路板

3．同步功能更新PCB編輯器的封裝和網絡

打開原理圖文件，執行Design /Update PCB單片機最小系統.PcbDoc菜單命令，裝入電路板的PCB封裝元件，如圖8-11所示。

圖8-11 裝入電路板的PCB封裝元件

4．元件布局如圖8-12所示 。

圖8-12 元件布局

5．設置自動布線規則如圖8-13所示。

圖8-13設置自動布線規則

6．集成修改焊盤大小

①在要修改的焊盤上點右鍵，彈出如圖8-14所示菜單。選擇Find Similar Objects查找相似對象，出現如圖8-15所示

圖8-15 Find Similar Objects                       圖8-16  List窗口

② 點擊OK，出現如圖8-16所示List窗口，被選擇的對象以高亮顯示。

③ 點擊窗口下向按鈕，出現如圖8-17所示inspector測定器窗口，修改其中焊盤大小。

圖8-17 inspector測定器窗口

④ 修改后關閉窗口，點擊右下角按鈕，退出高亮顯示。

（7）自動布線

執行Auto Route/All菜單命令進行自動布線。自動布線結果如圖8-18所示。

圖8-18 自動布線結果

（8）手工修改雙面板導線

按Shift+S修改為單層顯示模式 ，觀察走線有無不美觀、彎曲、繞行太遠等情況，如圖8-19所示，

（9）DRC檢查和違規錯誤排除

進行完布線操作后，接下來最好做一次DRC檢查（設計規則檢查）。DRC用于檢查電路板中的對象（如導線、焊盤、過孔等）是否違反了前面通過Design/Rules菜單設置的各種規則要求，如安全間距，導線寬度等。

①　執行菜單Tools/命令，出現設計規則檢查窗口如圖8-20所示。

圖8-20 設計規則檢查窗口

點擊Run Design Rule Check 按鈕，出現檢查信息。沒有違規結果如圖8-21所示。

圖8-21沒有違規結果

當有違規現象發生時，必須認真分析報告文件中的錯誤信息，同時還可利用導航欄Navigator找到違規對象并進行修改，如圖8-22所示，表示違反了安全間距規則。

圖8-22 Navigator導航欄找到違規對象并進行修改

完成七段數碼顯示電路PCB板的設計，原理圖如圖8-23所示。要求用雙層板，尺寸為80mm×40mm，元件全部采用過孔元件，一般線寬為20mil，GND為30 mil，VCC為30 mil，進行PCB的設計規則檢查。七段數碼顯示電路PCB板參考效果如圖8-24所示。

圖8-23七段數碼顯示電路

圖8-24七段數碼顯示電路PCB板參考效果

1、如何區分電路板的正反面？

2、如何進行DRC檢查？

了解印制電路板的整體制作過程，培養制作電路板的實用技能，積累電路板制作經驗。

計算機  1臺

如圖9-1所示為DA2030A組成的BTL功放電路原理圖（立體聲只需要做兩組相同的電路即可），圖9-2為功放的電源電路。要求設計此電路的PCB板。

圖9-1 DA2030A組成的BTL功放電路原理圖

圖9-2 功放板的電源電路

1．制作原理圖元件、繪制原理圖

2．確定封裝形式并自制PCB引腳封裝

在繪制原理圖過程中或完成后，必須在原理圖元件屬性對話框中的FootPrint（引腳封裝）屬性欄中指定對應的引腳封裝，對于原封裝庫中沒有或不合適的封裝形式，必須采取自制或復制修改的方法。

自制引腳封裝

TDA2030            小電解電容封裝             整流橋堆封裝

3．制作各PCB板

電源板尺寸和元件布局

載入電路板引腳封裝并手工布局

電源板PCB布線

4．放置安裝孔、補淚滴、覆銅

①安裝孔，放置幾個焊盤即可。

②補淚滴

執行菜單命令Tools/Teardrops，彈出如圖8-20所示的補淚滴選擇對話框，左邊選擇操作的對象，右邊選擇操作動作和淚滴類型。補淚滴效果 如圖8-21所示。

  

圖8-20所示的補淚滴選擇對話框                  圖8-21補淚滴效果

③ 覆銅

PCB的敷銅一般都是連在地線上，增大地線面積。方法：切換到要鋪銅的層，執行菜單Place/Polygon plane命令（或按p再按G），在設置中選擇網絡，勾選去死銅，選擇全銅或風格銅并設置風格大小，完畢后圈出你要覆的區域后右鍵，

鋪銅一般應該在安全間距的2倍以上，在覆銅前打開Design-Rules，將其中的Clearance選項距離設大一點

從主菜單執行命令 Place/Polygon Plane …，也可以用元件放置工具欄中的 Place Polygon Plane 按鈕 。系統將會彈出 Polygon Plane （敷銅屬性）設置對話框，如圖 7-9 所示。

放置敷銅

設置好敷銅的屬性后，鼠標變成十字光標表狀，將鼠標移動到合適的位置，單擊鼠標確定放置敷銅的起始位置。再移動鼠標到合適位置單擊，確定所選敷銅范圍的各個端點。敷銅的區域必須為封閉的多邊形狀

1、導線寬度是？

2、如何自動布線？

計算機  1臺，PCB伴  1張

分別用熱轉印法和工業制板法制作如圖10-1所示的TDA2030 功放板。

圖10-1 TDA2030 功放板

一、熱轉印法制作

熱轉印法是制作少量單面板的最佳選擇。它利用了激光打印機墨粉的抗腐蝕特性，成本低廉。

1.設計布線規則

由于熱轉印制版的特點，在布線時要注意以下方面：

（1）線寬不小于15mil，線間距不小于10mil。為確保安全，線寬要在25～30mil，大電流線按照一般布線原則加寬。為布通線路，局部可以到20mil。

（2）盡量布成單面板，無法布通時可以考慮跳接線。仍然無法布通時可以考慮使用雙面板。盡量使用手工布線，自動布線往往不能滿足要求。

（3）0.8mm的孔焊盤要在70mil以上，推薦80mil。否則會由于打孔精度不高使焊盤損壞。

（4）bottomlayer的字要作鏡像，即翻轉過來寫。

2．制作步驟

（1）打印底層線路圖。

執行菜單File/Page setup命令進行打印設置，如圖10-2所示。

圖10-2 打印設置

點擊Advanced進入打印層的選擇，刪除不用的層，如圖10-3所示。

圖10-3選擇打印層

點擊OK，退出設置，執行菜單File/Print preview命令進入打印預覽，如圖10-4所示。

圖10-4 打印預覽

如果預覽正確，把熱轉印紙光面向上放于打印機，點擊預覽窗口的進行打印。

（2）裁板

裁板又稱下料，根據設計好的PCB圖大小來確定板材的尺寸規格，可根據具體需要進行裁板。

（3）鉆孔（如果電路元件較少，可跳過此步，待做完（7）后，用小臺鉆鉆孔）

① 準備好鉆孔文件，即把設計好的PCB文檔另存為PCB 2.8 ASCII格式。

② 把裁好的板子銅面向上，用膠帶固定在鉆臺底板上。

③ 運行Create-DCD，打開PCB 2.8 ASCII格式的PCB文檔，根據輸出中所列孔徑裝好鉆頭。

④ 打開數控鉆電源（紅），啟動鉆床主軸電機（綠），調整鉆頭起始位置及高度（鉆頭與待鉆板距離1-1.5mm），并設置原點，然后找終點。

⑤ 順序或選擇孔徑進行鉆孔。

⑥ 鉆完一種規格的孔，換另一規格鉆頭時，關掉主軸電機（綠），上升主軸。換好鉆頭后，打開主軸電機，下降到合適位置，鉆孔。此過程不能再設置原點、終點。

（4）拋光：把鉆好孔的板用砂紙稍加拋光。

（5）對孔轉�。�

將打印好圖的轉印紙墨面對著銅皮，置于上面與鉆好孔的板對好孔后用紙膠帶貼好，放入熱轉印機中，一般溫度設為180度，轉速1.2N，轉印兩遍即可，沒有印到的地方用油性墨筆涂上。注意熱轉印機一定不要直接開掉電源，應該用軟件關機，否則會燒壞機器。

關機方法：連續按右邊的NET鍵兩下，出現“OFF”，按住NET不動，“4OFF”倒數至“0OFF”，自動關機。

（6）腐蝕：轉印好后，揭下轉印紙，把印好線路圖的板子，用夾子夾好，放入腐蝕槽中，按下對流按鈕，3分鐘即可。（腐蝕機可事先預熱）

或將三氯化鐵（一般是用40%的三氯化鐵和60%的溫水）倒入塑料盒，轉印成功后的PCB板將銅皮面向上，不斷均勻搖動，邊搖邊觀察，直到腐蝕完成。

（7）用慢干水洗掉墨粉或用細砂紙打掉。

制作效果如圖10-5所示。

圖10-5制作效果圖

1、腐蝕覆銅板的化學藥劑名稱？

2、PCB板的打孔尺寸是多少？

2.1 原理圖編輯器與PCB編輯器通用的快捷鍵

2.2 原理圖編輯器快捷鍵

2.3  PCB編輯器快捷鍵

5．單層設計，線寬20mil，最小間距20mil。設計在bottom layer

6.  將所有文件放在文件夾里上傳。

電子線路CAD.doc (8.93 MB, 下載次數: 14)

2018-11-10 13:13 上傳

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