1、Protel99SE印制电路板设计教程第5章手工设计PCB 本文由gslxlibin2011贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 Protel 99 印制电路板 设计教程 第5 章 手工设计步骤 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 规划印制板 装载元件库 放置元件 手工设计PCB 手工设计PCB 元件手工布局 放置焊盘、 放置焊盘、过孔 手工布线 印制板输出 本章小结 手工设计步骤 手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图 手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图 PCB是用户直接在PCB 进行手工放置元
2、件、焊盘、过孔等， 进行手工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接 的操作过程，手工设计的一般步骤如下。 的操作过程，手工设计的一般步骤如下。 规划印制电路板。 规划印制电路板。 放置元件、焊盘、过孔等图件。 放置元件、焊盘、过孔等图件。 元件布局。 元件布局。 手工布线。 手工布线。 电路调整。 电路调整。 输出PCB PCB。 输出PCB。 以下采用阻容耦合放大电路为例介绍手工布线方 电路样图如图5 所示。 法，电路样图如图5-1所示。 VCC R1 R3 C3 R5 R7 C4 OUT C1 IN V1 V2 R2 R4 C2 R6 R8 C5 图5-1 阻容耦合放大器 返回 5.1 规
3、划印制板 在PCB设计中，首先要规划印制板，即定义印制板的机械轮 PCB设计中，首先要规划印制板， 设计中 廓和电气轮廓。 廓和电气轮廓。 印制板的机械轮廓是指电路板的物理外形和尺寸， 印制板的机械轮廓是指电路板的物理外形和尺寸，需要根 据公司和制造商的要求进行相应的规划，机械轮廓定义在4个机 据公司和制造商的要求进行相应的规划，机械轮廓定义在4 械层上， 械层上，比较合理的规划机械层的方法是在一个机械层上绘制电 路板的物理轮廓，而在其它的机械层上放置物理尺寸、 路板的物理轮廓，而在其它的机械层上放置物理尺寸、队列标记 和标题信息等。 和标题信息等。 印制板的电气轮廓是指电路板上放置元件和布线
4、的范围， 印制板的电气轮廓是指电路板上放置元件和布线的范围， 电气轮廓一般定义在禁止布线层上，是一个封闭的区域。 电气轮廓一般定义在禁止布线层上，是一个封闭的区域。 通常在一般的电路设计中仅规划PCB的电气轮廓， PCB的电气轮廓 通常在一般的电路设计中仅规划PCB的电气轮廓，本例中采 用公制规划，具体步骤如下。 用公制规划，具体步骤如下。 执行ViewToggle Units，设置单位制为公制(Metric) (Metric)。 执行ViewToggle Units，设置单位制为公制(Metric)。 在 工 作 层 设 置 中 选 中 Keep Out Layer复选框 复选框， Laye
5、r 复选框 ， 然后用鼠标单击工作区 下方标签中的 ， 将当前工 作层设置为Keep Layer。 作层设置为Keep Out Layer。 执行菜单PlaceLine 放置连线， PlaceLine放置连线 执行菜单 PlaceLine 放置连线 ， 一般规划印制板从工作区的左下角开始。 一般规划印制板从工作区的左下角开始。 将光标移到工作区的某一点 ， 如坐标 10，10） 单击鼠标左键， （10，10）处，单击鼠标左键，确定第 一条边的起点，将光标移到另一点， 一条边的起点，将光标移到另一点，如 坐标（60，10） 再次单击鼠标左键， 坐标（60，10），再次单击鼠标左键， 定下连线终点
6、，从而定下第一条边线。 定下连线终点，从而定下第一条边线。 采用同样方法继续画线，绘制一个尺寸为50mm 50mm的闭 50mm 采用同样方法继续画线，绘制一个尺寸为50mm50mm的闭 合边框，以此边框作为电路板的尺寸，如图5 所示。此后， 合边框，以此边框作为电路板的尺寸，如图5-2所示。此后，放 置元件和布线都要在此边框内部进行。 置元件和布线都要在此边框内部进行。 返回 5.2 装载元件库 在进行PCB设计时 必须先设置好元件所在的元件库， 在进行 PCB设计时， 必须先设置好元件所在的元件库 ， 然后 PCB 设计时， 才能从相应元件库中放置元件。 才能从相应元件库中放置元件。 1.
7、设置元件库 在设计管理器中选中Browse PCB选项 选项， Browse下拉列表框 在设计管理器中选中Browse PCB选项，在Browse下拉列表框 中选择Libraries 将其设置为元件库浏览器。单击Libraries Libraries， Libraries栏 中选择Libraries，将其设置为元件库浏览器。单击Libraries栏 下方的Add/Remove按钮，出现添加/删除库对话框， Add/Remove按钮 下方的 Add/Remove 按钮 ， 出现添加 / 删除库对话框 ， 在对话框中 找到所需的库文件，单击Add按钮装载库文件，单击OK Add按钮装载库文件 OK
8、按钮完成 找到所需的库文件， 单击 Add按钮装载库文件 ，单击 OK 按钮完成 操作。这时，元件浏览器中将出现已加入的库文件。 操作。这时，元件浏览器中将出现已加入的库文件。 PCB99 99SE PCB99SE 中 ， 印 制 板 库 文 件 位 于 Design Explorer 99 SELibrary SELibraryPcb 目 录 下 ， 常 用 的 印 制 板 库 文 件 是 Generic Footprint文件夹中的Advpcb.ddb，本例中的元件均在该库中。 文件夹中的Advpcb Footprint文件夹中的Advpcb.ddb，本例中的元件均在该库中。 元件也可以自
9、行设计， 元件也可以自行设计，调用自行设计的元件时必须装载自定 义的元件库。 义的元件库。 2. 浏览元件图形 打开了某个库文件后，元件库浏览器的Library栏内将出现 打开了某个库文件后，元件库浏览器的Library栏内将出现 Library 其库中的元件库名， Component栏中显示此元件库中所有元件 其库中的元件库名，在Component栏中显示此元件库中所有元件 的封装名称。选中某个封装， 的封装名称。选中某个封装，下方的监视器中将出现此元件封装 如图5 所示。 图，如图5-3所示。 觉得监视器太小，可单击元件库浏览器右下角的Browse 若觉得监视器太小，可单击元件库浏览器右下
10、角的Browse 按钮，屏幕弹出元件浏览窗口，进行元件浏览， 按钮，屏幕弹出元件浏览窗口，进行元件浏览，从中可以获得元 件的封装图，窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。 件的封装图，窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小。 返回 5.3 放置元件 1.从元件库中直接放置 从元件浏览器中选中元件后，单击右下角的Place按钮， 从元件浏览器中选中元件后，单击右下角的Place按钮， Place按钮 光标便会跳到工作区中，同时还带着该元件封装， 光标便会跳到工作区中， 同时还带着该元件封装 ，将光标 移到合适位置后，单击鼠标左键，放置该元件。 移到合适位置后，单击鼠标左键，放置该元
11、件。 双击元件，屏幕弹出图5 所示的元件属性对话框， 双击元件，屏幕弹出图5-4所示的元件属性对话框，可 以修改元件属性。 以修改元件属性。 此对话框共有Properties Designator、Comment三个 Properties、 此对话框共有Properties、Designator、Comment三个 选项卡， 用于设置元件的标号、 注释文字（ 选项卡 ， 用于设置元件的标号 、 注释文字 （ 标称值或型 元件封装所在层、元件封装是否锁定状态， 号 ）、 元件封装所在层、 元件封装是否锁定状态 ，注释文 字的字体、大小、所在层等。若按下Global按钮， Global按钮 字的字
12、体 、 大小 、 所在层等 。 若按下 Global 按钮 ， 可以 进行全局修改，方法与SCH99SE中的全局修改相同。 SCH99SE中的全局修改相同 进行全局修改，方法与SCH99SE中的全局修改相同。 2.通过菜单或相应按钮放置元件 2.通过菜单或相应按钮放置元件 执行菜单PlaceComponent或单击放置工具栏上按钮 执行菜单PlaceComponent或单击放置工具栏上按钮 PlaceComponent ， 屏幕弹出放置元件对话框，如图5 所示， Footprint栏中输 屏幕弹出放置元件对话框，如图5-5所示，在Footprint栏中输 入元件封装名，如图中的AXIAL0.4
13、 若不知道封装名， AXIAL0.4（ 入元件封装名，如图中的AXIAL0.4（若不知道封装名，可以单 击 Browse按钮进行浏览）；在Designator1栏中输入元件标号， Browse按钮进行浏览）；在Designator1栏中输入元件标号，如 按钮进行浏览）； 栏中输入元件标号 图中的R1 R1； Comment栏中输入元件的标称值或型号 栏中输入元件的标称值或型号， 图中的R1；在Comment栏中输入元件的标称值或型号，如图中的 10k。参数设置完毕，单击OK按钮放置元件。 OK按钮放置元件 10k。参数设置完毕，单击OK按钮放置元件。 放置元件后，系统提示继续放置，元件标号自动
14、加1 放置元件后，系统提示继续放置，元件标号自动加1（如R2 ），此时可以继续放置元件 单击Cancel按钮退出放置状态。 此时可以继续放置元件， Cancel按钮退出放置状态 ），此时可以继续放置元件，单击Cancel按钮退出放置状态。 在图5 所示的禁止布线框中， 在图5-2所示的禁止布线框中，根据原理图执行菜单 Place Component，依次放置电阻AXIAL0.4 电解电容RB.2/.4 AXIAL0.4， RB.2/.4和三极 Component，依次放置电阻AXIAL0.4，电解电容RB.2/.4和三极 TO如图5 所示。 管TO-5，如图5-6所示。 返回 5.4 元件手工
15、布局 元件放置完毕，应当从机械结构、散热、 元件放置完毕 ， 应当从机械结构 、 散热 、 电磁干扰及布线 的方便性等方面综合考虑元件布局， 的方便性等方面综合考虑元件布局 ，在布局时除了要考虑元件 的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号的位置。 的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号的位置。 1.手工移动元件 用鼠标拖动 光标移到元件上，按住鼠标左键不放， 光标移到元件上 ， 按住鼠标左键不放 ， 将元件拖动到目标 位置。这种方法对没有进行线路连接的元件比较方便。 位置。这种方法对没有进行线路连接的元件比较方便。 使用Move Move菜单下的命令移动元件 使用Move菜单下的命令移动元件
16、执行菜单EditMoveComponent 光标变为十字， EditMoveComponent， 执行菜单EditMoveComponent，光标变为十字，移动光 标到需要移动的元件处，单击该元件， 标到需要移动的元件处 ， 单击该元件 ， 即可将该元件移动到所 需的位置，单击鼠标左键放置元件。 需的位置，单击鼠标左键放置元件。 执行菜单EditMoveDrag，也可以实现元件拖动。 执行菜单EditMoveDrag，也可以实现元件拖动。 EditMoveDrag 移动元件时拖动连线的设置 对于已连接好印制导线的元件，希望移动元件时， 对于已连接好印制导线的元件，希望移动元件时，印制导 线也跟
17、着一起移动，则在进行移动前，必须进行拖动连线的系统 线也跟着一起移动，则在进行移动前， 参数设置，使移动元件时工作在拖动连线状态，设置方法如下： 参数设置，使移动元件时工作在拖动连线状态，设置方法如下： 执行菜单ToolsPreferences ToolsPreferences， 执行菜单ToolsPreferences，屏幕弹出系统参数设置对 话框，选择Options选项卡， Options选项卡 Drag区的Mode下拉列 区的Mode 话框，选择Options选项卡，在Component Drag区的Mode下拉列 表框，选中Connected Tracks即可 即可。 表框，选中Con
18、nected Tracks即可。 PCB中快速定位元件 在PCB中快速定位元件 PCB较大时 查找元件比较困难，此时可以采用Jump 较大时， Jump命令 在PCB较大时，查找元件比较困难，此时可以采用Jump命令 进行元件跳转。 进行元件跳转。 执行菜单EditJumpComponent 屏幕弹出一个对话框， EditJumpComponent， 执行菜单EditJumpComponent，屏幕弹出一个对话框， 在对话框中填入要查找的元件标号，单击OK按钮， OK按钮 在对话框中填入要查找的元件标号，单击OK按钮，光标跳转到 指定元件上。 指定元件上。 2.旋转元件方向 2.旋转元件方向
19、选中元件，按住左键不放，同时按键水平翻转； 选中元件，按住左键不放，同时按键水平翻转；按 键水平翻转 键垂直翻转；按空格键进行旋转， 键垂直翻转；按空格键进行旋转，旋转的角度可以通过执行菜单 ToolsPreferences进行设置 在弹出的对话框中选中Options 进行设置， ToolsPreferences进行设置，在弹出的对话框中选中Options 选项卡， Step中设置旋转角度 系统默认为90 中设置旋转角度， 90度 选项卡，在Rotation Step中设置旋转角度，系统默认为90度。 所示为布局调整后的印制板图。 图5-7所示为布局调整后的印制板图。 3.元件标注的调整 3.
20、元件标注的调整 元件布局调整后，往往元件标注的位置过于杂乱， 元件布局调整后，往往元件标注的位置过于杂乱，尽管并 不影响电路的正确性，但电路的可读性差， 不影响电路的正确性，但电路的可读性差，在电路装配或维修时 不易识别元件，所以布局结束还必须对元件标注进行调整。 不易识别元件，所以布局结束还必须对元件标注进行调整。 元件标注文字一般要求排列要整齐，文字方向要一致， 元件标注文字一般要求排列要整齐，文字方向要一致，不 能将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。 能将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。元件 标注的调整采用移动和旋转的方式进行，与元件的操作相似； 标注的调整
21、采用移动和旋转的方式进行，与元件的操作相似；修 改标注内容可直接双击该标注文字， 改标注内容可直接双击该标注文字，在弹出的对话框中进行修改 。 图5-7所示的元件布局图，图中元件的标注文字未调好，如 所示的元件布局图，图中元件的标注文字未调好， 标号C2 C3、C4、C5、R8、V2的文字方向与其它不同 标号R1 C2、 的文字方向与其它不同； 标号C2、C3、C4、C5、R8、V2的文字方向与其它不同；标号R1 C1位于元件的框中 由于元件的标注文字在顶层丝网层上， 位于元件的框中， 、C1位于元件的框中，由于元件的标注文字在顶层丝网层上， 标号将被元件覆盖。经过调整元件标注后的电路布局如图
22、5 标号将被元件覆盖。经过调整元件标注后的电路布局如图5-8所 示。 4.3D预览 4.3D预览 Protel99SE提供有3D预览功能， Protel99SE提供有3D预览功能，可以在电脑上直接预览电 提供有3D预览功能 路板的效果，根据预览的情况可以重新调整元件布局。 路板的效果，根据预览的情况可以重新调整元件布局。 执行ViewBoard 3D， 按钮， PCB进行 进行3D 执行ViewBoard in 3D，或单击 按钮，对PCB进行3D 预览，产生3D预览文件，在图形左边的设计管理器的Display 3D预览文件 预览，产生3D预览文件，在图形左边的设计管理器的Display 区中
23、，拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转3D视图。 3D视图 区中，拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转3D视图。 10分别对应为图 分别对应为图5 3D视图 视图， 图5-9、图5-10分别对应为图5-7、图5-8的3D视图，从图 中可以看出标号C1 R1被元件覆盖 C1和 被元件覆盖。 5-9中可以看出标号C1和R1被元件覆盖。 返回 5.5 放置焊盘、过孔 放置焊盘、 1.放置焊盘 焊盘有穿透式的， 焊盘有穿透式的 ， 也有仅放 置在某一层面上的贴片式（ 置在某一层面上的贴片式 （ 主要 用于表面封装元件） 用于表面封装元件 ） ， 外形有圆 正方形和正八边形等。 形、正方形和正八边形等。 执
24、 行 PlacePad 或 单 击 放 置 工具栏上按钮 ，进入放置焊盘 状态， 移动光标到合适位置后， 状态 ， 移动光标到合适位置后 ， 单击左键， 放下一个焊盘， 单击左键 ， 放下一个焊盘 ， 单击 鼠标右键，退出放置状态。 鼠标右键，退出放置状态。 在焊盘处于悬浮状态时， 在焊盘处于悬浮状态时 ， 按 Tab Tab 键 ， 调出焊盘的属性对话 如图5 11所示 所示。 框，如图5-11所示。 对话框中，Properties选项卡主要设置焊盘形状（Shape）、 对话框中，Properties选项卡主要设置焊盘形状（Shape）、 选项卡主要设置焊盘形状 大小（Size）、所在层（L
25、ayer）、编号（Designator）、 ）、所在层 ）、编号 ）、孔径 大小（Size）、所在层（Layer）、编号（Designator）、孔径 Size） Advanced选项卡主要设置焊盘所在的网络 选项卡主要设置焊盘所在的网络、 （Hole Size）等，Advanced选项卡主要设置焊盘所在的网络、 焊盘的电气类型及焊盘的钻孔壁是否要镀铜。 焊盘的电气类型及焊盘的钻孔壁是否要镀铜。一般自由焊盘的编 号设置为0 号设置为0。 在自动布线中，必须对独立焊盘进行网络设置， 在自动布线中，必须对独立焊盘进行网络设置，这样才能 完成布线。设置网络的方法为：在图5 11所示的焊盘属性对话 完
26、成布线。设置网络的方法为：在图5-11所示的焊盘属性对话 框中选中Advanced选项卡， Net下拉列表框中选定所需的网络 Advanced选项卡 下拉列表框中选定所需的网络。 框中选中Advanced选项卡，在Net下拉列表框中选定所需的网络。 对于已经放置好的焊盘，双击焊盘也可以调出属性对话框。 对于已经放置好的焊盘，双击焊盘也可以调出属性对话框。 用鼠标单击选中的焊盘，用鼠标左键点住控点， 用鼠标单击选中的焊盘，用鼠标左键点住控点，可以移动 焊盘。 焊盘。 本例中，必须在输入端、输出端、 本例中，必须在输入端、输出端、电源端及接地端添加焊 以便与外部连接，放置焊盘后的电路如图5 12所
27、示 所示。 盘，以便与外部连接，放置焊盘后的电路如图5-12所示。 2.放置过孔 2.放置过孔 过孔用于连接不同层上的印制导线， 过孔用于连接不同层上的印制导线，过 孔有三种类型，分别是穿透式（Multi孔有三种类型，分别是穿透式（Multilayer）、隐藏式（Buried）和半隐藏式（ ）、隐藏式 layer）、隐藏式（Buried）和半隐藏式（ Blind）。穿透式过孔导通底层和顶层， ）。穿透式过孔导通底层和顶层 Blind）。穿透式过孔导通底层和顶层，隐 藏式导通相邻内部层， 藏式导通相邻内部层，半隐藏式导通表面层 与相邻的内部层。 与相邻的内部层。 执行菜单PlaceVia Pla
28、ceVia或用单击放置工具 执行菜单PlaceVia或用单击放置工具 进入放置过孔状态， 栏上按钮 ，进入放置过孔状态，移动光 标到合适位置后，单击左键，放下一个过孔， 标到合适位置后，单击左键，放下一个过孔，此时仍处于放置过 孔状态，可继续放置过孔。 孔状态，可继续放置过孔。 在放置过孔状态下， Tab 调出属性对话框。 在放置过孔状态下，按Tab键，调出属性对话框。对话 框中包括两个选项卡，其中Properties选项卡设置过孔直径、 Properties选项卡设置过孔直径 框中包括两个选项卡，其中Properties选项卡设置过孔直径、 过孔钻孔直径、过孔所导通的层、过孔所在的网络等。
29、过孔钻孔直径、过孔所导通的层、过孔所在的网络等。 本例中由于是单面板设计，无须使用过孔。 本例中由于是单面板设计，无须使用过孔。 返回 5.6 手工布线 元件布局完成后，下一步就可以进行布线。所谓布线， 元件布局完成后，下一步就可以进行布线。所谓布线，就是 用实际的印制导线连接元件。 用实际的印制导线连接元件。布线方法有手工布线和自动布线两 种。 5.6.1 手工布线 在布线时，应遵守信号线之间一般不布直角（ 在布线时，应遵守信号线之间一般不布直角（特别是高频状 态下），电源线、地线要加粗等原则，合理地进行手工布线。 ），电源线 态下），电源线、地线要加粗等原则，合理地进行手工布线。 1.为手
30、工布线设置栅格 1.为手工布线设置栅格 在进行手工布线时，如果栅格的设置不合理， 在进行手工布线时，如果栅格的设置不合理，布线可能出现 锐角，或者印制导线无法连接到焊盘上， 锐角，或者印制导线无法连接到焊盘上，因此必须合理地设置捕 获栅格尺寸。 获栅格尺寸。 设置捕获栅格尺寸可以在电路工作区中 单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Snap 单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Snap Grid，屏幕弹出图5 13所示的对话框 所示的对话框， Grid，屏幕弹出图5-13所示的对话框，从中 选择捕获栅格尺寸。 选择捕获栅格尺寸。 2.放置印制导线 2.放置印制导线 导线可放置在任何工作层上， 导线可放置
31、在任何工作层上，当放在信 号层上时，具有电气特性，称为印制导线； 号层上时，具有电气特性，称为印制导线； 当放置在其它层时， 当放置在其它层时，代表无电气特性的绘图 标志线。本例中是单面板，故布线层为Bottom Layer(底层 底层) 标志线。本例中是单面板，故布线层为Bottom Layer(底层)。 单击小键盘上的 键 将工作层切换到Bottom Layer。 单击小键盘上的键，将工作层切换到Bottom Layer。执 行菜单PlaceLine PlaceLine或单击放置工具栏上按钮 行菜单PlaceLine或单击放置工具栏上按钮 ，进入放置印 制导线状态，将光标移到所需位置，单击
32、鼠标左键， 制导线状态，将光标移到所需位置，单击鼠标左键，定下印制导 线起点，移动光标，拉出一条线， 线起点，移动光标，拉出一条线，到需要的位置后再次单击鼠标 左键，即可定下一条印制导线。 左键，即可定下一条印制导线。 在放置印制导线过程中，同时按下Shift+空格键，可以 在放置印制导线过程中， 同时按下Shift+空格键， 空格键 切换印制导线转折方式， 共有六种，分别是45 度转折、 45度转折 切换印制导线转折方式 ， 共有六种 ， 分别是 45 度转折 、 弧线转 90度转折 圆弧角转折、任意角度转折和1 圆弧转折， 度转折、 折、90度转折、圆弧角转折、任意角度转折和1/4圆弧转折，如 14所示 所示。 图5-14所示。 3.设置手工布线的线宽 在手工放置印制导线时，系统默认的线宽是10mil， 10mil 在手工放置印制导线时， 系统默认的线宽是10mil，如果要 修改铜膜的宽度，可以在放置铜膜的过程中按下 键 修改铜膜的宽度，可以在放置铜膜的过程中按下键，屏幕 弹出线宽设置对话框， 如图5 15所示 所示， 弹出线宽
