第5讲硬件电路的原理图与PCB版图设计

2.
Protel的模块分类 Protel的模块分类
1.
共分5个模块：分别是原理图设计、PCB设计 共分5个模块：分别是原理图设计、PCB设计 （包含信号完整性分析）、自动布线器、原 理图混合信号仿真和PLD设计。 理图混合信号仿真和PLD设计。
硬件电路原理图的设计流程
1.
建立新项目，生成一个.sch文件 建立新项目，生成一个.sch文件
印刷电路板图的基础知识
1.
①
I.
印刷电路板图概述
PCB的功能： PCB的功能：
提供集成电路等各种元器件的固定、装配的机械 支撑； 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电 气连接（信号传输）或电绝缘，提供所要求的电 气特性，如特性阻抗等； 为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、 维修提供识别字符和图形。
硬件电路的原理图与 PCB版图设计 PCB版图设计
硬件电路图设计的基础知识
1. 2.
3. 4.
PCB (Printed Circuit Board)概述 Board)概述 电路原理图绘制的一般要求（ ）（2 电路原理图绘制的一般要求（1）（2） （3） 电路原理图与电路维护图的区别 常用的电路原理图的绘制工具有： Protel 的Schematic OrCAD的Capure PADS的 OrCAD的 PADS的 PowerLogic
②
双面SMT（双面回流焊接技术） 双面SMT（双面回流焊接技术）
①
③
单面SMT+THT混装（单面回流焊接+ 单面SMT+THT混装（单面回流焊接+波峰焊 混装 接）
①
工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 插件→ 插件→波峰焊接
④
双面SMT+THT混装（双面回流焊接+ 双面SMT+THT混装（双面回流焊接+波峰焊 混装 接）
Protel
1.
Protel概述： Peotel电路设计工具，集电路原理 Protel概述： Peotel电路设计工具，集电路原理
图设计、电路模拟仿真、PCB版图设计、光绘文 图设计、电路模拟仿真、PCB版图设计、光绘文 件分解输出、PLD逻辑设计与模拟分析等于一体， 件分解输出、PLD逻辑设计与模拟分析等于一体， 是一个综合性的开发环境软件工具。
II.
单面PCB板 单面PCB板
双面PCB板 双面PCB板
多面PCB板 多面PCB板
③
I.
PCB的结构层次 PCB的结构层次
PCB是按层次结构组成的，其主要层次是各 PCB是按层次结构组成的，其主要层次是各 个铜箔信号连接层。
I. II.
铜箔层定义 铜箔层分类
II. III.
IV.
各个层次通过“过孔” 各个层次通过“过孔”相连接。 元器件层或焊接层上还有焊盘以及表示元器 件的丝印层。 若干虚拟层：机械层、多义层、禁止布线层 等
1. 2. 3.
布局 布线 焊盘 电源线设计 地线设计 退耦电容配置 阻挡的使用
2.
PCB及电路抗干扰措施 PCB及电路抗干扰措施
1. 2. 3. 4.
总结
使用EDA工具设计硬件体系电路的一般过 使用EDA工具设计硬件体系电路的一般过 程： 电路原理设计→电路功能仿真→ PCB版图 电路原理设计→电路功能仿真→ PCB版图 设计→ PCB模拟测试→ 设计→ PCB模拟测试→光绘文件输出
II.
I.
应用：
单列、双列直插器件通常采用THT形式 单列、双列直插器件通常采用THT形式
II.
贴片器件通常采用SMT形式 贴片器件通常采用SMT形式
PCB设计的相关概念 PCB设计的相关概念
1. 2.
贯空和过孔 丝印层
3. 4. 5.
表面焊装器件的特殊性SMD 表面焊装器件的特殊性SMD 网状填充区和填充区 焊盘
2.
3. 4. 5.
加载已有的元器件库，自制或修改所需的 元器件 放置元器件、布局、连线、编辑、调整 进行自动全局标注，手工修改局部标注 设置并运行电气规则检查（ERC），错误 设置并运行电气规则检查（定格式的器件清单和网络表 （Netlist） Netlist）
电路原理图的设计注意事项
专题： 专题：封装
1. 2. 3.
封装的定义 常用的封装形式 注100 mile=2.54 mm
①
工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 翻版→印胶→元器件贴装→胶固化→翻版→ 翻版→印胶→元器件贴装→胶固化→翻版→插件 →波峰焊装
EDA电路设计及其常用软件工具 EDA电路设计及其常用软件工具
1. 2. 3.
EDA电路设计自动化概述 EDA电路设计自动化概述 EDA电路设计软件工具简介 EDA电路设计软件工具简介 常用的EDA电路原理图的设计软件工 常用的EDA电路原理图的设计软件工 具有：Cadence-OrCAD的Capure、Mentor具有：Cadence-OrCAD的Capure、MentorPADS的 PADS的PADS Logic（Power Logic）、 Logic（ Logic）、 Altium的Protel-Schematic、Ivex的WinDraft、 Altium的Protel-Schematic、Ivex的WinDraft、 Microsoft-Visio的Visio、超伦的EDA2002等。 Microsoft-Visio的Visio、超伦的EDA2002等。
3. 4. 5. 6.
7.
标注加工要求，输出光绘文档（Gerber 标注加工要求，输出光绘文档（Gerber File） File）
8.
PCB板设计完成，交给加工厂，得到PCB PCB板设计完成，交给加工厂，得到PCB 电路板
PCB设计原则与抗干扰措施 PCB设计原则与抗干扰措施
1.
PCB设计的一般原则 PCB设计的一般原则
6. 7.
各类膜 飞线
PCB加工工艺及其要求 PCB加工工艺及其要求
1.
常用的PCB加工工艺有以下几种： 常用的PCB加工工艺有以下几种：
①
单面SMT（单面回流焊接技术） 单面SMT（单面回流焊接技术）
①
工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 手工焊接 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 翻版→锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 翻版→锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→手工 焊接
1. 2. 3. 4.
注意绘制电路原理图的可读性 规范化使用元器件引脚之间的电气连接线 有意识的在电路原理图中加入一些测试点 反复进行ERC操作，彻底消除错误与警告 反复进行ERC操作，彻底消除错误与警告 之处
硬件电路的PCB板图绘制 硬件电路的PCB板图绘制
1.
PCB板图的设计工作流程 PCB板图的设计工作流程
④
I.
元器件在PCB上的安装技术 元器件在PCB上的安装技术
分类：
I. II.
通孔插装技术THT（ 通孔插装技术THT（Through Hole Technology） Technology） 表面安装技术SMT（ 表面安装技术SMT（Surface Mount Technology） Technology）
1. 2.
建立PCB新文档，设置PCB设计环境 建立PCB新文档，设置PCB设计环境 安装常用元器件封装库，自制或提取没有的 元器件封装图 规划PCB总体结构，装载元器件网络表(Netlist) 规划PCB总体结构，装载元器件网络表(Netlist) 元器件布局，标注设计与摆放 铜箔布线及其策略 设置运行设计规则检查，纠正错误
II.
III.
②
I.
PCB的分类 PCB的分类
按照基材类型，可以划分为刚性PCB、柔性PCB 按照基材类型，可以划分为刚性PCB、柔性PCB 和刚柔结合PCB三种； 和刚柔结合PCB三种； 按照所含电气连接的铜箔层的多少，可以划分为 按照所含电气连接的铜箔层的多少，可以划分为 单面PCB、双面PCB和多面PCB。 单面PCB、双面PCB和多面PCB。