电路板(PCB)设计流程知识讲解

电路板（PCB）设计流程

电路板制作是一门专业的学问，它涉及了很多方面的知识，如电学、磁学、美学、机械学、空间想象思维等多方面的知识，还需要了解市场行情，电子科技发展等。可以说，一块简单或要求不高的电路板，只要学会了制作工具就可以制作。但一块好的要求高的电路板，你就要从原理图优化设计，到PCB的合理布置都要经过精心的考虑。电路板的绘制要有讲究，不能随便放置元件，在考虑电气性能通过良好的基础上，要考虑到元件的大小、高低搭配一致，做到有层次感。电路板上属于同一功能块的元件应尽量放在一起，发热量大的元件要用较宽的敷铜区把元件底部与元件外的空区域连接在一起，利用了铜的良导热性把热量导走到外面的大面积处，增大散热面积，便于散热。好的板需要考虑线路简洁，电路通畅，电磁兼容，抗干扰能力强，是高频要上得去，元件在电路板上密度要大致均匀，高低适当，尽量美观大方。

拿到一幅电路图，首先看清楚电路的原理、功能，控制和被控对象，理清电路的逻辑。制作电路板，尽可能做到“一次定型”，避免浪费现象。

绘制电路板的过程步骤，一般如下：

1．检查标注。给各个元件一个标号。一般元件的标号规则，在下表列出：

根据各元件的功能不同，也可直接给它一个功能名字，如电源指示灯用POWER、运行指示灯用RUN，复位按键用RST或RESET等。也可使用自动标注，把各个元件标注不同的序号，但一般都是自动标注带问号（？）的，如R？，D？等，这样使个类元件名称分开，方便查阅和检查。

2．电气规则检查。简单的原理图出错几率比较小，复杂的电路原理图由于所用元件较多，网络节点较多，网络繁复，这样人为检查就容易漏掉一些错误，如网络标号多一字母或少一字母，有时又只写了一个网络标号，或者有两个元件用同一个名的，这些错误使用电气规则检查一般都能检查出来。还有一些电路原理上的错误，可以在后来绘制PCB时，通过仔细的分析发现。

3．封装。给元件一个合适的外形形状，便于使实物与所绘制的PCB板对应。一个元件可以使用不同的封装，一个封装也可用于不同的元件。适当的封装应该是和元件刚好配合，这样就需要在元件封装前了解实物的大小，管脚间距，外形尺寸。常用封装如：

上表为常用的一些元件封装，个别情况可在库里查找，或自己建立封装，封装尽量用常用的，或容易找的。

4．创建网络表。计算机会根据此网络表把相同的网络连接起来，在绘制PCB板时有飞线连接，便于布线。

5．启动一个新的PCB，在PCB里加入所需的元件封装库。

6．更新PCB。更新PCB使用原理图菜单中[Design]/[Update Design]的命令对话筐，点击[Preview Changes]，这里是看原理图里的封装和库里的封装是不是对应或PCB里库是否加了，我们会根据这里出现的错误、警告来修改原理图，直到把所有的错误清除，后点击[Execute]，回到PCB里，元件就生成到PCB 里了。

7．确定外形尺寸。根据电路的用途、难易程度，找一个合适的板面，确定板面的边框、固定孔、接口位置、指示灯位置，如果有以前用过的外壳能适合本电路的用途，就根据它的电路版面绘制。尽量采用现成模版库的电路模板。

8．放置元件。放置元件的规则是先把各种需要固定的接口放好，如电源接口，串行口，外露的指示灯等。其他不须外露的元件就放置在各种接口侧，元件按功能块分置，按电路逻辑排列先后，尽量按连线最短安放，大元件与大元件之间排列要有一定的美观性（横齐、竖齐或中对），小元件也要整齐排列。注意：在排元件时就要考虑放置元件标注和各种说明性文字的地方。

9．电路连线，把相同网络的节点连起来。连线一般按就近原则连，其中要考虑的问题有：网络线条的频率高低，抗干扰与电磁兼容，线条的载荷能力等。现在用的大部分都是贴片加插件元件和双面板，所以线条一般尽量布在元件面，另一面是大面积的敷铜地。双面都走线的地方应尽量错开，保证一面有敷铜，这样可以更好地抗外界的电磁干扰。布线可以使用自动布线，但自动布线布的有很多不如人意的地方，所以一般都是手工连线，连线时是从一个个功能块开始的，一般先把地网络隐藏，把其他网络布好后再连电源正网络，电源一般星形网和树形网或者是两个混合网，主干采用星形，支采用树形。

线条的拐弯不能是直角，如有要用两个四十五度角或圆弧代替，是T字形的地方要把它的直角的地方填充为斜边。各网络之间有很多交叉的，看是否可以改原理图来照顾PCB板图，如LM324有四个运放，绘制时就要看电路板的结构来分配芯片四个运放的位置。单片机的很多腿也可以改换，要看具体的电路而定，CPLD的腿就更容易改了。其他的还有各种与门、非门、或门，各种多路驱动器，多路隔离器等。

10．线路调整，纵观全局，把不合理的地方改一改。载流大的线条要加粗，多条排状的地方要均匀，

使看起来美观，元件不合理的地方要把线删掉调整。

11．敷铜。先敷底面，敷后就可在适当的地方加一些导孔，便于上下层之间的连接。上层的线走得多，因此很多地方的地网络都没有连通，所以这时就用导孔把它同底层连通。再敷上层铜。

12．标注。标上说明形文字，如电源接口的电压、极性，排针接口的针脚定义，重要器件的说明，电路板名称，公司徽记等，这些都标在丝印层。还有公司的网址一般标在底层的下部适当的地方，注意：标在底部的文字要镜象，也就是说从正面看过去是反的。

13．设计规则检查[Tools]/[Design Rule Check]，运行检查（Run DRC）。计算机可以按所设计的规则进行检查，可以检查出网络的通断，是否按所设计的规则布线，根据出现的问题仔细校对，修整。

14．再次检查原理图SCH，确定它的正确性；再次检查印制板PCB，确定它的正确性。检查内容包括：A．电源接口的孔径及形状、标号、电压大小、交直流。

B．有串行口的要看看发射和接收是否连接正确。

C．电路中存在CPLD元件，则看是否设有JTAG标记等。

D．电解电容的极性标志是否搞反，指示灯极性方向是否放错，蜂鸣器、桥堆的正极对否。

E．三极管的基极、发射极、集电极是否放对。

F．有插针引出的针脚说明是否标好、标对。

15．如果一切正常，则导出PCB文件。

16．按“电路制板要求.dlt”模版填写电路制板要求文件，然后将导出的PCB文件、电路制版要求用压缩软件WINRAR打成“文件名.ZIP”包

17.按照EXCEL标准模板列出元件清单。格式如下：

模版文件名为：电路元件清单（excel）.

补充：1电路板的长度单位一般都使用英制（mil）,100mil=2.54mm .但我们已习惯用公制，在不能想象长度的地方我们就把它切换为公制，公制与英制之间的转换用快击键（Q）键转换。

2：在把原理图生成PCB板图的过程中，会出现有些元件找不到封装，而里面又有的情况，原因是有些原理图封装库里的元件脚的数目写成了（A，k）之类的符号了，而PCB库里用的又是（1，2）等，这样就对应不上，只要把原理图库里和PCB里的数目改为一致就行了，一般改原理图库，把它的管脚号按1，2，3，----- 这样排列。出现这样的情况一般有二极管，三极管，桥堆等。