嵌入式系统硬件设计 PCB设计流程和规范,常用的EDA软件,(Electronic Design Automation),Multisim、Pspice、Orcad 、 Protel、 PowerPCB、 Cadence Maxplus、Quartus（VHDL、 Verilog HDL）,Protel是Protel Technology公司开发的功能强大的电路CAD系列软件，基本上可以分为5个组件： 原理图设计组件 PCB设计组件 自动布线组件 可编程逻辑器件组件 电路仿真组件,PROTEL 介绍,电路原理图设计,产生网络表 印刷电路板PCB设计,报表输出,电路板设计基本,原理图设计基本流程： 设置图纸 装载元件库 元件布局 电路布线 元件封装与序号 报表输出,印刷电路板(PCB)设计基本流程： 规划电路板和环境参数 引入网络表 元件布局和调整 布线规则设置 自动布线和手工调整 报表输出 存盘与打印,.ddb 设计数据库文件 .lib 元件库文件 .sch 原理图文件 .pcb 印制电路板文件 .net 网络表文件 .pld 可编程逻辑器件描述文件 .rep 报告文件 .prj 项目文件 .bk 自动备份文件,Protel文件类型：,Protel环境设置,新建一个. ddb文件,此项默认即可,自定义.ddb文件名,修改ddb文件路径,Protel环境设置,设置访问密码,最后确定,Protel环境设置,设计组：设定设计小组成员 回收站：存放临时性删除文档 设计管理器：文件管理编辑和访问权限,Protel环境设置,新建.sch文件,Protel环境设置,新建.sch文件,最后确定,Protel环境设置,修改文件名,Protel环境设置,添加/删除零件库,设计管理器,菜单栏,工具栏,绘图工具栏,状态栏,命令栏,编辑区,帮助按钮,元件管理器,Protel环境设置,设置sch操作环境,Protel环境设置,图纸大小设置,图纸颜色,图纸边框颜色,图纸立式还卧式,Protel环境设置,Protel环境设置,原理图元件制作,在原理图编辑过程中，由于下列原因之一，可能需要修改已有元件的 电气图形符号或创建新元件的电气图形符号： (1) 在Protel99元件电气图形符号库文件中找不到所需元件的电气图形符号。 (2) 元件图形符号不符合要求，例如分立元件电气图形库Miscellaneous.lib中二极管、三极管的电气图形符号与GB 472885标准不一致。 (3) 元件电气图形符号库内引脚编号与PCB封装库内元件引脚编号不一致。 (4) 元件电气图形符号尺寸偏大，如引脚太长，占用图纸面积多，不利于绘制元件数目多的原理图。 在Protel99中修改、创建元件电气图形符号非常容易、 方便，在元件电气图形符号编辑器SchLib窗口内，通过“画图”工具即可绘制出元件电气图形符号的外形，添加引脚后即可获得元件的电气图形符号。既可以在原有元件库内增加新元件的电气图形符号，也可以创建新元件库。,原理图元件制作,手工绘制元件具体操作步骤： 1. 新建元件库mysch.lib 2. 新建元件并命名，增加画图工具 3. 放置元件外框 4. 放置引脚并修改属性 5. 保存文件 利用库元件绘制其他元件步骤： 1. 查找相似库元件进入编辑界面 2. 复制库元件到新建库文件中 3. 修改元件形状或引脚 4. 保存文件,原理图元件制作,原理图元件制作文件,修改文件名,原理图元件制作,修改元件名,原理图元件制作,增加主工具和画图工具,注意画图工具没有电气特性,原理图元件制作,常用的库元件绘制快捷键： P/P：画元器件引脚 P/L：画直线 P/R：画矩形 T/E：元器件重命名 T/C：创建一个新元器件 T/W：创建一个新的子件 T/R：删除元器件 T/T：删除子件 X：水平翻转 Y：竖直翻转,左键：确定 右键：取消 Tab：查看属性 Space：翻转90度 Page up：放大 Page down：缩小 END：刷新,原理图元件制作,画外框工具,原理图元件制作,将第一引脚定位在工作区（0，0）点，放置位置偏移,光标定位于（0，0）点,引脚号,引脚名称,电气特性,原理图元件制作,对于连续放置的同一类元器件、网络标号、引脚等，选择放置第一个时，按下Tab键，对其属性进行修改并放置后，连续放置后面的同类部件时，属性同上并会自动为后面的部件标识加1,圆头为电气结点,带有上划线的引脚名称输入方法：每输入一个字母后，紧随一个,原理图元件制作,电气结点表示芯片的引脚与外导线发生电气连接，故一定要在引脚外端点,修改元件属性,元件标号,元件描述,元件封装,用同样的方法创建TLC542芯片,原理图元件制作,原理图元件制作,元件报表,元件库报表,元件规则检查报表,编辑元器件,原理图元件制作,注意元件库,选中元器件，按ctl+c并左击元件,原理图元件制作,新建元件TL431，按ctl+v复制元件，并左击确定,原理图元件制作,切换到.lib文件,取消选择,原理图元件制作,设置属性,按ctl可随意放置选中区域,注意Show和Pin选项设置,元件属性设置,引脚要和交叉点匹配,原理图元件制作,用同样的方法创建数码管,添加/删除零件库,原理图元件制作,添加,去掉已添加库,确定,原理图元件制作,添加自定义元件库,原理图元件制作,原理图布局,对于元件名信息不全的元器件，建议用通配符*和?,快速查找元件,不清楚元件在哪个库中，则用元件查询查找元件,原理图布局,放置芯片AT89C52、TLC542、TL431、LM148、6N137数码管DPY、PNP三极管元件、晶振CRYSTAL、电阻RES2、电容CAP、电解电容ELECTROL、接口CON6 元件布局原则：功能模块化、元件就近,输入元件的首英文字母可快速查找元件,提取元件,选择元件库,双击元件可提取,提取元件按Tab键修改属性后再单击放置,原理图布局,不清楚元件在哪个库中，则用元件查询查找元件,零件库名称,元件封装,元件序号,元件型号,注意： 封装和序号是元件的关键属性，必须设置；并且序号在整个工程中是唯一的，不能重复。,确定,原理图布局,1.3 原理图布局,信号调理电路元件设置,A/D转换电路元件设置,原理图布局,MCU电路元件设置,原理图布局,数码管显示电路元件设置,原理图布局,原理图绘制,导线,网络标号,电源,注意： 导线与直线的区别 布局与连线是一个反复的过程,常用的原理图编辑器快捷键： P/W：画连线 P/B：画总线 P/U：画总线分支线 P/O：画电源 P/N：画网络标号 P/J：画电路接点 Ctrl+Delete：删除选中电路 E/D：删除单一元件或导线,原理图绘制,原理图三要素： 电源 负载 电气连接关系,原理图绘制,圆点代表电气连接,复原与取消只能在所有改动没有存盘的条件下进行,双击右键退出连线,左击确定起始点,左击确定终点后右击结束,原理图绘制,原理图绘制,原理图绘制,接点表电气连接交叉无电气连接,网络标号属性设置,原理图绘制,网络标号表电气连接,原理图绘制,网络标号和导线连接异同点： 一个网络标号表示一个电气结点，相同的网络标号引脚上就建立了电气连接关系。 网络标号作用和导线的作用一样，表示电气连接，导线表达形式更直观但布线繁多易发生短路或连线错误；网络标号可代替两个元件的连线，净化图面。,原理图绘制,Ctrl+x可使元件反向,原理图绘制,电气法测试规则设置窗,总线,总线分支,其它原理图绘制技巧总线,总线是电路中一组具有相关性的信号线，不具有实际的电气连接意义,其它原理图绘制技巧总线,点击Global进行整体修改,双击元件编辑属性,旧文本新文本,匹配属性选择,其它原理图绘制技巧全局编辑,显示sch中所有有效元件,其它原理图绘制技巧,元件自动编号,自动编号前应先将原理图中的所有元件编号重置为？,其它原理图绘制技巧,其它原理图绘制技巧封装查漏,本电路元件封装： 电阻R1R17：0805 无极性电容C1C4：RAD0.1 电解电容E1E3：RB.2/.4 三极管：TO-92A 单排多针插座：SIP6 双列直插元件：DIP40、DIP20、DIP14、DIP4 TL431：TO-92A 晶振：OSC（自定义） 数码管：DPY（自定义）,表格编辑器,注意选项,其它原理图绘制技巧封装查漏,其它原理图绘制技巧封装查漏,直接修改后按File/Update即可完成对元件属性的修改,生成网络表,网络表是sch和pcb的接口,其它原理图绘制技巧生成网络表,使用同步器生成PCB,一般操作是在sch画好部分电路后进行一次PCB更新，这样当sch画好后，PCB也基本完成,其它原理图绘制技巧同步器,注意选项设置,其它原理图绘制技巧同步器,印刷电路板基础,1.印刷电路板结构分类 单面板、双面板、多层板 2. 元件封装分类 针脚式、贴片式 3.常用元件封装 针脚式电阻元件类：AXIAL0.4AXIAL0.7(kmil) 针脚式电容元件类： RAD0.2RAD0.5.(kmil) 贴片电阻、电容元件类： 0805、0402、1210 极性电容元件类：RB.2/.4RB.5/1.(kmil) 可变电阻元件类：VR1VR 二极管：DIODE0.4(小功率) DIODE0.7(大功率) 三极管：TO-92A，TO-18，TO-220H 单排多针插座：SIP2SIP20,印刷电路板基础,双列直插元件：DIP4 贴片双列元件类：SOT、SO 接插件：DBx，IDCx 4.导线与预拉线(飞线) 飞线指示导线的实际布置，导线实现飞线的意图。 5.工作层面类型 Signal Layers：信号层，包括Top和Bottom以及MidLayer Internal Plane：内层电源/接地层 Mechanical Layers：机械层 Masks：阻焊层 Silkscreen：丝印层 Others：Keep out层、Multi Layer、Drill Gride 6.过孔形式 穿透式过孔、半盲孔、盲孔,PCB图元件制作,手工绘制元件具体操作步骤： 1. 新建元件库mypcb.lib 2. 定义封装名称 3. 工作环境设置 4. 放置焊盘 5. 确定外框轮廓线 5. 保存文件,PCB图元件制作,常用的库元件绘制快捷键： P/P：放置焊盘 P/A：放置弧线 P/V：放置过孔 P/S：放置字符串 P/T：放置线段 T/E：元器件重命名 T/C：创建一个新元件 T/R：删除元件,Space：翻转90度 Page up：放大 Page down：缩小 END：刷新 M/I：测量距离 Q：切换单位,PCB图元件制作,新建PCB零件库文件并重命名,PCB图元件制作,公/英制转换,1mil=0.0254mm,PCB图元件制作,新建元件,PCB图元件制作,取消向导,注意：焊盘外直径的尺寸取为内孔直径的2倍，而内孔直径要稍大于引脚尺寸,PCB图元件制作,元件重命名,确定,PCB图元件制作,设置网络标准,PCB图元件制作,2.54mm是DIP封装管脚之间的标准间距,PCB图元件制作,画线,图层选择,测量距离,创建元件首先要用精密测量工具确定实际元件的尺寸或查看元件的Datasheet,PCB图元件制作,测垂直距离,测水平距离,测焊盘距离,测焊盘距离,焊盘形状选择,注意：焊盘的名称要和sch管脚名称对应 焊盘间距必须与元件管脚的实际间距相符,焊盘名称,焊盘孔的大小,焊盘图层,注意保证焊盘编号与原理图库元件对应的引脚编号一致,PCB图元器件制作,PCB图元件制作,确定参考点,注意：元件封装的起始位置必须定位