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术交流的重要工具。在整个电路设计过程中,原理图设计是电路设计的基础和灵魂,只有设计好原理图的基础上,才可以进行印刷电路板的设计。
原理图设计就是将元器件符号放置在原理图图纸上,然后用导线或总线将元器件符号中的引脚连接起来,建立正确的电气连接。具体上来说,原理图的设计,主要是熟练使用对元件的放置及连接,正确设置元件参数的属性,并灵活运用对象的选取、取消、移动、旋转以及复制、剪贴、删除等操作。一般来说,原理图设计的流程可以按照图4-1所示的流程进行。
启动Protel DXP 2004设置图纸的环境参数放置元件及设置元件属性布局布线对原理图进行编辑修饰生成网络报表编译原理图文件保存及输出
图4-1 原理图设计的一般流程
4.2.2 绘制原理图的技巧
绘制原理图的技巧包括复制元件、快速查找元件、注释元件、全局变
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换等。
绘制原理图时经常会用到一些相同的元件,那么我们就会用到复制元件的功能,在 Protel DXP 2004 中除了与其他软件类似的“粘贴”操作外,还有自己特有的复制功能可以进行快速复制。
首先选中需要复制的对象,然后执行菜单命令Edit\\Rubber Stamp,或者使用快捷键 CTRL+R。执行命令后,移动光标到合适位置单击,就可以在光标位置立即放置一个复制对象,如果需要还可以继续点击放置多个复制对象。单击鼠标右键可退出当前状态。
数组式粘贴是一种特殊的粘贴方式,可以按指定的间距将同一元件一次粘贴多个到图纸上。首先把要复制的元件选中并按快捷键 CTRL+C 把元件复制到剪贴板中,然后用菜单命令 Edit\\Paste Array 打开“数组式粘贴”对话框:Item Count 对话框用于设置需要粘贴的个数;Primary Increment 用于设置要粘贴元件的序号增量。如果该值设定为 1,且元件序号为 C1,则重复放置的元件序号为 C2、C3、C4 等;如果该值设定为 2,且元件序号为 C1,则重复放置的元件序号为 C3、C5、C7 等;Horizontal 对话框和 Vertical对话框用于设置要粘贴元件的水平间距和垂直间距。设置好后点OK 就可以将多个元件一次性放到图纸上了。
当元件库管理器面板中的第一个下拉列表加载了所用的集成库,要快速查找某个元件,如电阻,有的人习惯在第二个下拉列表框,即元件过滤下拉列表框输入电阻名称的前几个英文字母“RES”,则在第三个下拉列表框即元件信息列表框中显示出所要的元件,鼠标单击放置后再删除第二下拉列表框中输入的字母,这种方法是可以使用。
更快的一种方法是:用鼠标在第三个下拉列表框中任意位置单击一下,然后从键盘上敲击相应字母,如“RES”,则“电阻”就显示在第三列表框的最上方,单击选中放置即可,不需再删除第二列表框中的字母。当所加载的元件不知道在哪一个集成库时,则可通过元件库管理器面板上方的“search”标签来查找所需元件。一般在元件名称的前后加上通配符“*”,查找速度更快,如查找74LS373,则查找对话框中可输入“*74LS373* ”
[15]
。
元件的标注可以在放置元件之前按TAB键在属性对话框里进行逐个
标注,但这种标注方法既耗费时间又有可能出现重复标注的情况,导致生成的电路板丢失元件。我们可以用 Protel DXP 2004 中的注释功能进行统一标注,不但节省时间而且避免了重复标注的错误。使用菜单命令“工具\\
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注释”(Tools\\Annotate)打开如图4-2所示“注释”对话框,在对话框中设置标注的方案(4 种)、标注的对象、被标注的文档等来进行注释。
图4-2 “注释”对话框
全局变换就是将一次设置或一次改变的结果复制到满足匹配条件的全部设置中去。Protel 99SE 中有这样的功能,在 Protel DXP 2004 中这方面的功能更强大,且可以对当前文档或所有打开的原理图文档中多个对象成批进行变换。 比如要把当前原理图中水平放置的电阻全部改为垂直放置,逐个更改显然很麻烦,这时可以进行全局变换。首先可以选定任意一个水平放置的电阻,右单击在弹出菜单中选择“查找相似对象”(Find Similar Objects),打开“查找相似对象”(Find Similar Objects)对话框 ,在对话框中设置筛选条件。把要筛选的元件“Resistor”和方向“Orientation”设置成“same”,其余默认,然后按“适用”(apply)命令按钮可以把水平方向放置的电阻筛选出来,然后按“OK”键自动打开“Inspector”对话框,如过没有自动打开“Inspector”对话框,可按 F11功能键打开。在对话框中将“orientation”选项设置成“90 Degrees”,再按回车键,所有水平放置的电阻就全部改为垂直放置了。利用这种方法可以编辑多个对象,很实用。
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4.2.3 绘图时的注意事项
(1)创建多组件元件时,注意引脚属性界面中零件编号0有一个特殊的用途,其用来表示对所有的组件都通用的引脚,当任何一个组件被放置到原理图上时,元件编号为0的引脚都会一同放置在原理图中。
(2)元件引脚的名称和引脚标识符要区别开。元件标识符一般用阿拉伯数字1、2、3等表示,一定要与元件封装中对应焊盘的标识符相同,否则,元件封装加载到PCB图后没有飞线连接焊盘。
(3)创建元件的原理图时,注意把引脚有电气特性的一端朝向实体外面,修改引脚属性时,注意用左手操作键盘上的Tab键来切换引脚不同属性,结合鼠标操作。
(4)绘制同一图形的各文件要保存在同一个文件夹中。绘制一个PCB图一般要创建五个文件,*.PrjPCB文件、*.SchDoc文件、*.PcbDoc文件、*.SchLib文件、*.PcbLib文件,这几个文件要保存在同一文件夹中,一般不保存在系统文件夹中,而且在“项目”面板中(Project面板)中四个可编辑的文档一定要属于当前这个项目,否则绘图中会出现在线检测错误,元件封装无法加载到*.PcbDoc等错误。
4.3 绘制PCB板图
4.3.1 将原理图导入PCB文件
在原理图绘制界面【设计】单击【Updata PCB Document*.PcbDoc】(*表示画好并保存的PCB文件名),弹出“工程变化订单”(ECO)。单击【执行变化】所有状态变灰、无错后(如出错,从原理图重做),单击【关闭】。在*.PcbDoc文件中会出现带斜纹阴影和用灰色半透明线连接的元器件,左键单击斜纹区域,按键盘Del键将其删除,为布元器件过程减少麻烦。 4.3.2 制作PCB文件
打开的【Projects】右击一下新建并保存的PCB文件。一般系统默认此时的PCB板为双层板,实际可以修改。画 PCB板的物理边界(即确定印制电路板的几何大小),左键单击PCB文件界面下方的【Mechanical】,单击【放置】单击【直线】(出现“十”字光标);画一个封闭的矩形框,
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画法与画导线方法类似,但注意一定要形成封闭矩形,该线的颜色一般默认是粉色。
画PCB板的布线区域(即确定印制电路板上可以布线区域的几何大小),左键单击PCB文件界面下方的【Keep-out layer】,单击【放置】单击【直线】(出现“十”字光标);画一个封闭的矩形框(特别需要注意的是布线区域的矩形框要画在PCB 板的物理边界矩形框里,并且不应超出物理边界矩形框;画法与画导线方法类似,但注意一定要形成封闭矩形;该线的颜色一般默认也是粉色)。
将原理图中所有转换过来的元器件及连接线选中(鼠标左键点住有元器件区域的从左上角拖到右下角);单击【工具】单击【放置元件】单击【自动布局】,弹出“自动布局”对话框;单击【确认】,选中的所有元件都会进入粉色矩形区域内(可以手动调整元件位置)[16]。
单击【自动布线】单击【全部对象】弹出“Situs布线策略”对话框;点击【Route All】弹出“Messages”对话框,关闭该对话框,稍后自动布线完毕。对自动布线有不满意的地方也可进行手动修改。由于有些产品的一些特殊要求,自动布线就不能用了,需要手工完成布线操作。
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