電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程

前言

EDA（Electronic Design Automation）技術(shù)，即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)歸根結(jié)底就是電子線路板即PCB（Printed-Circuit Board）的設(shè)計(jì)。 PCB設(shè)計(jì)軟件種類很多，如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、TANGO、PCBWizard等。目前在我國(guó)用得最多的當(dāng)屬Protel軟件，它是PCB設(shè)計(jì)者的首選軟件。其最新版本為Protel DXP，現(xiàn)在普遍使用的是Protel 99 SE，在很多大中專、高職院校的電子類專業(yè)還專門開設(shè)“電子CAD”課程，很多高職院校的電類專業(yè)還開設(shè)了“電子CAD實(shí)訓(xùn)”。CAD（Computer Aided Design）即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是利用Protel 99 SE軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)及電子線路板設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為電類專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技能。這是本書選用Protel 99 SE軟件的原因。 Protel 99 SE主要包括：電路原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)及電路仿真等，本書主要介紹原理圖設(shè)計(jì)及印刷電路板設(shè)計(jì)。 本書按任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化方式編寫，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成兩個(gè)教學(xué)情境：原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)，通過幾個(gè)子項(xiàng)目來完成每個(gè)教學(xué)情境。為了完成每個(gè)子項(xiàng)目，以任務(wù)為載體，將相關(guān)的知識(shí)、技能融入到任務(wù)中，通過完成任務(wù)來學(xué)習(xí)知識(shí)、技能。在開始的簡(jiǎn)單項(xiàng)目中，詳細(xì)地介紹各種菜單、命令的使用，在后續(xù)項(xiàng)目中再用到某個(gè)菜單、命令時(shí)，就能逐步達(dá)到熟練應(yīng)用。每個(gè)教學(xué)情境結(jié)束后，都有測(cè)驗(yàn)題與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，通過測(cè)驗(yàn)題的訓(xùn)練復(fù)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)檢查知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。每位設(shè)計(jì)者完成了幾個(gè)項(xiàng)目后，就可以了解電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想了，也會(huì)熟悉每個(gè)任務(wù)需要的菜單、命令。

內(nèi)容概要

　　《電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)方式編寫，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成兩個(gè)大的教學(xué)情境：原理圖設(shè)計(jì)和印刷電路板設(shè)計(jì)，每個(gè)項(xiàng)目都有學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，并且都是完整的電子線路板制作過程。學(xué)習(xí)者在完成不同項(xiàng)目的過程中，可以由淺入深，由易到難學(xué)習(xí)Protel 99 SE軟件，同時(shí)也學(xué)習(xí)了電子線路板設(shè)計(jì)的思路。　　《電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》介紹了印刷電路板的功能、組成、制作方法及Protel 99 SE軟件的安裝及啟動(dòng)方法，重點(diǎn)介紹了單面板的制作方法，新建原理圖文件、PCB文件的方法，元件庫(kù)的加載方法及常用的元件庫(kù)、庫(kù)中的元件名稱，放置元件、編輯元件的方法，元件的封裝認(rèn)識(shí)、元件的手工布局及手動(dòng)布線的方法；元件自動(dòng)編號(hào)及一次性修改元件屬性選項(xiàng)、網(wǎng)絡(luò)表的生成及單面板元件自動(dòng)布局與線寬設(shè)置方法、自動(dòng)布線的方法以及電路板的檢查方法；管腳號(hào)不一致的處理、引出端的處理、預(yù)布線、補(bǔ)淚滴、包地、放置螺絲孔及填充的方法；元件庫(kù)的制作方法、復(fù)合式元件及總線結(jié)構(gòu)原理圖的繪制及雙面板自動(dòng)布線的方法；層次電路圖的畫法及模擬地與數(shù)字地的處理方法?！　　峨娮泳€路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》可作為高職高專院校EDA技術(shù)、PCB設(shè)計(jì)等相關(guān)課程的教材，也可供從事電路設(shè)計(jì)的工作人員參考。

書籍目錄

0 基礎(chǔ)部分 1 學(xué)習(xí)情境0.1 PCB的功能與組成認(rèn)知 1 0.1.1 印刷電路板的功能 1 0.1.2 印刷電路板的組成 1 學(xué)習(xí)情境0.2 PCB制作工藝流程認(rèn)知 4 0.2.1 印刷電路板的制作工藝流程 4 0.2.2 熱轉(zhuǎn)印法制單面板基本流程 5 0.2.3 雕刻法制板 9 學(xué)習(xí)情境0.3 Protel 99 SE軟件的安裝與初識(shí) 10 0.3.1 Protel 99 SE軟件的運(yùn)行環(huán)境及安裝 10 0.3.2 Protel 99 SE軟件的啟動(dòng)及初識(shí) 13 項(xiàng)目1 秒脈沖發(fā)生器的制作 18 學(xué)習(xí)情境1.1 秒脈沖發(fā)生器原理圖設(shè)計(jì) 18 1.1.1 項(xiàng)目描述 18 1.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 19 1.1.3 技能訓(xùn)練 19 子項(xiàng)目1 原理圖選項(xiàng)設(shè)置 19 子項(xiàng)目2 常用元件庫(kù)介紹、加載原理圖元件庫(kù)及移出元件庫(kù) 23 子項(xiàng)目3 元件放置與編輯 26 子項(xiàng)目4 繪制電路原理圖 28 子項(xiàng)目5 元件清單的產(chǎn)生和原理圖的導(dǎo)出、打印 30 1.1.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 34 測(cè)驗(yàn)題目 34 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 35 學(xué)習(xí)情境1.2 秒脈沖發(fā)生器的單面PCB制作 35 1.2.1 項(xiàng)目描述 35 1.2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 35 1.2.3 技能訓(xùn)練 35 子項(xiàng)目1 常用元件封裝庫(kù)介紹及加載元件封裝庫(kù) 35 子項(xiàng)目2 認(rèn)識(shí)元件封裝（Footprint） 38 子項(xiàng)目3 了解PCB各層 42 子項(xiàng)目4 了解元件布局 45 子項(xiàng)目5 單面電路板手工布線 52 子項(xiàng)目6 PCB圖的導(dǎo)出、打印 54 子項(xiàng)目7 電路板的加工焊接與調(diào)試 56 1.2.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 56 測(cè)驗(yàn)題目 56 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 57 項(xiàng)目2 兩級(jí)放大器的制作 59 學(xué)習(xí)情境2.1 兩級(jí)放大器原理圖設(shè)計(jì) 59 2.1.1 項(xiàng)目描述 59 2.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 59 2.1.3 技能訓(xùn)練 60 子項(xiàng)目1 繪制電路原理圖 60 子項(xiàng)目2 原理圖的電氣規(guī)則檢查 66 子項(xiàng)目3 網(wǎng)絡(luò)表的生成與導(dǎo)出 68 2.1.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 70 測(cè)驗(yàn)題目 70 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 71 學(xué)習(xí)情境2.2 兩級(jí)放大電路PCB的單面PCB制作 71 2.2.1 項(xiàng)目描述 71 2.2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 72 2.2.3 技能訓(xùn)練 72 子項(xiàng)目1 元件封裝庫(kù)的加載 72 子項(xiàng)目2 網(wǎng)絡(luò)表的加載 73 子項(xiàng)目3 元件自動(dòng)布局 76 子項(xiàng)目4 設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則 80 子項(xiàng)目5 單面電路板自動(dòng)布線 82 子項(xiàng)目6 檢查印刷電路板 83 子項(xiàng)目7 電路板的加工焊接與調(diào)試 87 2.2.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 87 測(cè)驗(yàn)題目 87 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 89 項(xiàng)目3 直流穩(wěn)壓電源的制作 90 學(xué)習(xí)情境3.1 直流穩(wěn)壓電源的電路原理圖設(shè)計(jì) 90 3.1.1 項(xiàng)目描述 90 3.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 91 3.1.3 技能訓(xùn)練 91 子項(xiàng)目1 繪制電路原理圖 91 子項(xiàng)目2 網(wǎng)絡(luò)表的生成與導(dǎo)出 94 子項(xiàng)目3 產(chǎn)生元件清單和導(dǎo)出元件清單 94 3.1.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 95 測(cè)驗(yàn)題目 95 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 96 學(xué)習(xí)情境3.2 直流穩(wěn)壓電源的單面PCB制作 96 3.2.1 項(xiàng)目描述 96 3.2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 96 3.2.3 技能訓(xùn)練 96 子項(xiàng)目1 二極管整流橋等元件管腳的處理 96 子項(xiàng)目2 網(wǎng)絡(luò)表的加載 99 子項(xiàng)目3 元件布局 99 子項(xiàng)目4 單面電路板自動(dòng)布線（預(yù)布線、線寬設(shè)置） 99 子項(xiàng)目5 印刷電路板引出端的處理 103 子項(xiàng)目6 補(bǔ)淚滴、包地 105 子項(xiàng)目7 放置螺絲孔、放置填充（鋪銅） 108 子項(xiàng)目8 電路板的加工焊接與調(diào)試 112 3.2.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 112 測(cè)驗(yàn)題目 112 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 113 項(xiàng)目4 數(shù)字頻率計(jì)的制作 115 學(xué)習(xí)情境4.1 數(shù)字頻率計(jì)的原理圖設(shè)計(jì) 115 4.1.1 項(xiàng)目描述 115 4.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 115 4.1.3 技能訓(xùn)練 115 子項(xiàng)目1 原理圖元件符號(hào)的自定義繪制 115 子項(xiàng)目2 復(fù)合式元件和總線結(jié)構(gòu)的原理圖繪制 131 4.1.4 測(cè)驗(yàn)與評(píng)估 137 測(cè)驗(yàn)題目 137 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 137 學(xué)習(xí)情境4.2 數(shù)字頻率計(jì)的雙面PCB制作 139 4.2.1 項(xiàng)目描述 139 4.2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 139 4.2.3 技能訓(xùn)練 139 子項(xiàng)目1 PCB元件封裝的創(chuàng)建 139 子項(xiàng)目2 原理圖到PCB圖的過渡 148 子項(xiàng)目3 雙面PCB的自動(dòng)布局與手工布線 151 子項(xiàng)目4 PCB的電源板層、螺絲孔及敷銅的設(shè)置 158 子項(xiàng)目5 電路板的加工焊接與調(diào)試 161 4.2.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 161 測(cè)驗(yàn)題目 161 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 162 項(xiàng)目5 開關(guān)電源的制作 163 學(xué)習(xí)情境5.1 開關(guān)電源的電路原理圖設(shè)計(jì) 163 5.1.1 項(xiàng)目描述 163 5.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 163 5.1.3 技能訓(xùn)練 163 子項(xiàng)目1 原理圖元件和元件庫(kù)的自建與使用 163 子項(xiàng)目2 層次原理圖設(shè)計(jì) 164 子項(xiàng)目3 模擬地與數(shù)字地的處理 172 5.1.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 173 測(cè)驗(yàn)題目 173 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 174 學(xué)習(xí)情境5.2 開關(guān)電源的雙面PCB制作 174 5.2.1 項(xiàng)目描述 174 5.2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 174 5.2.3 技能訓(xùn)練 174 子項(xiàng)目1 元器件PCB封裝庫(kù)的自制 174 子項(xiàng)目2 網(wǎng)絡(luò)表的加載與PCB的雙面布局、布線 178 子項(xiàng)目3 PCB圖中引出端的處理 185 子項(xiàng)目4 PCB中模擬地與數(shù)字地的處理 189 子項(xiàng)目5 電路板的加工焊接與調(diào)試 190 5.2.4 測(cè)驗(yàn)及評(píng)估 190 測(cè)驗(yàn)題目 190 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 192 附錄 193 附錄1 原理圖常用元件名與所在的元件庫(kù) 193 附錄2 常用元件封裝名與所在的元件封裝庫(kù) 201 參考文獻(xiàn) 204

章節(jié)摘錄

插圖：（2）PCB的雙面布線布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計(jì)者檢查器件封裝的正確性，并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)確認(rèn)無誤后方可開始布線。在自動(dòng)布線之前，設(shè)置布線規(guī)則，這里設(shè)置雙面布線，只把AGND地線都設(shè)置在底層。安全間距10mil，信號(hào)線寬設(shè)置為25mil，電源線寬30mil，地線寬35mil。如果自動(dòng)布線后完成顯示不是100 9'6，仍有幾條線無法自動(dòng)布線，尤其在兩個(gè)貼片元件封裝的地方容易出現(xiàn)，則光標(biāo)選擇Top Layer層，用手工布線，在要畫過孔處，按小鍵盤上的“+”鍵，畫一個(gè)過孔，然后根據(jù)飛線指示連線到相應(yīng)焊盤處。子項(xiàng)目3 PCB圖中引出端的處理本項(xiàng)目中插接連接件J1外接由項(xiàng)目3所作的直流電源信號(hào)，插接連接件J2外接充電電池組。但該開關(guān)電源的充放電由單片機(jī)控制，單片機(jī)信號(hào)接入沒有插接連接件，況且該開關(guān)電源的輸出電源信號(hào)也沒有插接連接件，所以該P(yáng)CB還需要做引出端的處理，既可以用焊盤引出，也可以增加插接件。其方法有以下幾種。

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《電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》特色：《電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》按工作過程導(dǎo)向，以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn)設(shè)計(jì)各個(gè)教學(xué)部分，圍繞電路板圖的設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜安排項(xiàng)目，讀者按照任務(wù)步驟去做，就會(huì)看到最后設(shè)計(jì)完成的產(chǎn)品。使讀者真正掌握電路板圖的設(shè)計(jì)技能。使用《電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》開展項(xiàng)目教學(xué)，首先明確工作任務(wù)，教師進(jìn)行示范與講解，然后，通過教師與每個(gè)學(xué)生面對(duì)面的“一對(duì)一”教學(xué)，真正做到“教、學(xué)、做”合一?！峨娮泳€路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Protel 99 SE)》以軟件應(yīng)用、原理圖繪制及PCB圖繪布局布線技術(shù)為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，從軟件技能的訓(xùn)練過程中，培養(yǎng)讀者的PCB設(shè)計(jì)能力；在教學(xué)中通過完成具體的CAD任務(wù)，總結(jié)掌握技能，取得舉一反三的良好教學(xué)效果。

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