Protel 印刷电路板设计制作概述 Protel概 述 Protel 99 SE原理图设计快速入门 原理图的后处理 网络表文件的生成

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1 Protel 印刷电路板设计制作概述 Protel概 述 Protel 99 SE原理图设计快速入门 原理图的后处理 网络表文件的生成
印刷电路板（PCB）设计快速入门 如何提高印制电路板设计的可靠性 PCB设计工程注意事项

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4 Protel概述 Protel的发展演变 随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，87、88年由美国ACCEL Technologies Inc推出了第一个应用于电子线路设计软件包——TANGO，这个软件包开创了电子设计自动化（EDA）的先河。这个软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国内许多科研单位还在使用这个软件包。 随着电子业的飞速发展，TANGO日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了适应科学技术的发展，Protel Technology公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos作为TANGO的升级版本，从此Protel这个名字在业内日益响亮。 八十年代末，Windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持Windows操作系统。 Protel也不例外，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。这些版本的可视化功能给用户设计电子线路带来了很大的方便，设计者再也不用记一些繁琐的命令，也让用户体会到资源共享的乐趣。

5 Protel概述 Protel的发展演变 九十年代中，Win95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型软件不太稳定。 98年，Prote公司推出了给人全新感觉的Proel98。Protel98以其出众的自动布线能力获得了业内人士的一直好评。 99年，Protel公司又推出了最新一代的电子线路设计系统——Protel99。在Protel99中加入了许多全新的特色。

6 Protel概述 Protel的组成 包括原理图设计系统、印刷电路板设计系统、信号模拟仿真系统、可编程逻辑设计系统、Protel99内置编辑器。 原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SchLib。 印刷电路板设计系统是用于电路板设计的Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。 信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。 可编程逻辑设计系统是集成于原理图设计系统的PLD设计系统。 Protel99内置编辑器包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。

7 文件类型 CAM输出配置 印制电路板 印制电路板库 印制电路板打印 电路原理图 电路原理库文件 表格文件 文本文件 波型文件 新文件夹

8 Protel概述 Protel的主要特色 Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的纯32位电路设计制版系统。Protel99提供了一个集成的设计环境，包括了原理图设计和PCB布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。其Protel99的主要特性如下： 　(1) Protel99系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99设计系统运行稳定而且高效。 (2) SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中。 (3) SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理。设计数据库以.ddb为后缀方式，在设计管理器中统一管理。 使用设计管理器统一管理的文档是在Protel99中新提出来的，以前版本中没有。 (4) SmartTeam（智能工作组）技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。 

9 Protel概述 Protel的主要特色 (5) PCB自动布线规则条件的复合选项极大的方便了布线规则的设计。
(8) 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即Cluster Placer（组群式）和基于统计方式（Statistical Placer）。 在以前版本中只提供了基于统计方式的布局。 (9) Protel99新增加了自动布局规则设计功能，Placement标签页是在Protel99中新增加的，用来设置自动布局规则。 (10) 增强的交互式布局和布线模式，包括“Push-and-shove”（推挤）。 (11) 电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题。Signal Integrity标签页也是在Protel99中新增加的，用来进行信号完整性的有关规则设计。 (12) 零件封装类生成器的引入改进了零件封装的管理功能。

10 Protel概述 Protel的主要特色 (13) 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。
(14) 原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系。 (15) 完全支持制版输出和电路板数控加工代码文件生成。 (16) 可以通过Protel Library Development Center升级广泛的器件库。 (17) 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件。 (18) 集成的原理图设计系统收集了超过60000元器件。 (19) 通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真。 (20) 可以选择超过60中工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。 (21) Protel99开放的文档功能使得用户通过API调用方式进行三次开发。 (22) 集成的（Macro）宏编程功能支持使用Client Basic编程语言。

11 Protel99SE原理图设计 电路板设计步骤 一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。 1. 电路原理图的设计
　　1. 电路原理图的设计 电路原理图的设计主要是PROTEL99的原理图设计系统（Advanced Schematic）来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。 　　2. 产生网络表 网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动布线的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。 　　3. 印制电路板的设计 印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB制作而言的，在这个过程中，我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成PCB制作工作。

12 Protel99SE原理图设计 电路原理图的设计过程
　电路原理图的设计过程 （1）设计图纸大小。进入Protel 99/ Schematic后，首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。 （2）设置Protel 99/Schematic设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。 （3）放置零件。用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。 （4）原理图布线。利用Protel 99/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）调整线路。将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。 （6）报表输出　通过Protel 99/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。 （7）文件保存及打印输出　最后的步骤是文件保存及打印输出。

13 Protel99SE原理图设计 　　电路原理图的设计流程

14 Protel99SE原理图设计 　　1、启动Protel99

15 Protel99SE原理图设计 　2、选取菜单File/New来新建一个设计库，出现如下图的对话框。 　Database File Name处可输入设计库存盘文件名，点击Browse...改变存盘目录 。可点击Password选项卡用口令保护设计文件

16 Protel99SE原理图设计 　出现主设计窗口

17 Protel99SE原理图设计 　3、选取File/New...打开New Document对话框，如下图，选取Schematic Document建立一个新的原理图文档

18 主介面 画图工具栏 零件库管理器 电路图绘制工具栏 零件管理器 编辑区 零件显示 状态栏

19 原理图设计系统 设置图纸样本文件－设置图幅步骤 执行菜单命令Design/Option（或鼠标右键Document Options)
图纸大小设置（Standard Style-A) 设定图纸方向(Orientation-Landscape) 设置标题栏类型(Title Block-Standard) 设置显示参考边框（Show Reference Zone） 设置显示图纸边框（Show Border) 设置边框颜色（Border）和工作区颜色（Sheet） 设置图纸栅格（Grids） 设置自动寻找电气节点（Electrical Grid） 更改系统字型（Change System Font）

20 图纸规格 公制：A0（最大）、A1、A2、A3、A4（最小） 英制：A（最小）、B、C、D、E（最大）
Orcad图纸：Orcad A、Orcad B… Orcad E 其他：Letter、Legal、Tabloid

21 原理图设计系统 设置图纸样本文件－设置文件信息对话框 设置公司或单位名称 Organization 设置地址 设置原理图编号 文件的其它信息
标题Title 编号No. 版本号Revision

22 原理图设计系统 在工作平面上放置元件 利用元件库管理浏览器（Component Library Browser）放置元件
利用菜单命令放置元件 下拉菜单命令Place/Part 元件的位置调整 元件属性的编辑 元件的删除　Edit/Delete，Del , Ctrl+Del　

23 原理图设计系统 绘制电路原理图 绘制工具（Wiring Tool）及方法 绘制电路工具的打开与关闭
通过View/Toolbars/WiringTools　或　VbW 画导线（Wire） Place/Wire　Space键变线角度 电源及接地符号（Power Port）Place/Power Port 制作电路的I/O端口(Port)　Place/Port 设置网络标号（Net Label）Place/Net Label 画总线（Bus）Place/Bus 画总线分支（Bus Entry）Place/Bus Entry 放置元件（Part）Place/Part 放置线路节点（Junction）Place/Junction

24 电气对象与非电气对象 电气对象 非电气对象

25 电路绘制栏与绘画工具栏 画总线 放置元件 画导线 画总线分支线 放置网络标号 画直线 画多边形 画椭圆弧 画曲线 放置单行注释 放置文字区块
放置电源及接地 放置元件 画直线 画多边形 画椭圆弧 画曲线 放置单行注释 放置文字区块 画方块电路图 方块电路出入口 放置电路端口 放置电路接点 忽略ERC检查 放置PCB布线指示 画矩形 画圆角矩形 画椭圆 画馅饼图 放置图片 阵列式放置

26 主工具栏介绍 缩小显示 层次图切换 选择区域内对象 打开/关闭绘制电路 运行仿真 减少元件库 取消操作 激活帮助 打开文档 打印文档 剪切
移动选中对象 恢复取消的操作 增加元件库 增加元件的单元号 粘贴 取消全部选择 打开/关闭绘制图形 仿真分析设置 显示文档管理器 保存文档 放大显示 将整个文档显示在窗口 放置交叉探测点 主工具栏介绍

27 原理图设计系统 原理图文件的管理 新建原理图文件 File/New 打开原理图文件 File/Open 关闭原理图文件 File/Close
关闭所有图形文件　Windows/Close All 保存所有图形文件　File/Save All

28 原理图设计系统 建立网络表文件 网络表的作用和格式 产生网络表的步骤 Netlist Creation对话框中的各栏定义

29 图例

30 原理图设计系统 在工作平面上放置元件 利用元件库管理浏览器（Component Library Browser）放置元件
利用菜单命令放置元件 下拉菜单命令Place/Part 元件的位置调整 元件属性的编辑 元件的删除　Edit/Delete，Del , Ctrl+Del　

31 元器件的查找

32 元器件的查找

33 元器件的查找

34 元器件的查找

35 原理图设计系统 原理图文件的管理 新建原理图文件 File/New 打开原理图文件 File/Open 关闭原理图文件 File/Close
关闭所有图形文件　Windows/Close All 保存所有图形文件　File/Save All

36 原理图设计系统 建立网络表文件 网络表的作用和格式 产生网络表的步骤 Netlist Creation对话框中的各栏定义

37 Protel99SE原理图设计 　添加元件库 在放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存才行。如果一次载入过多的元件库，将会占用较多的系统资源，同时也会降低应用程序的执行效率。所以，通常只载入必要而常用的元件库，其它特殊的元件库当需要时再载入。

38 Protel99SE原理图设计 　添加元件 由于电路是由元件（含属性）及元件间的边线所组成的，所以现在要将所有可能使用到的元件都放到空白的绘图页上。 通常用下面两种方法来选取元件。 （1）通过输入元件编号来选取元件 （2）从元件列表中选取

39 元件属性 常用零件 常用零件库名称 二极管 电容器 电感 开关 石英振荡晶体 三极管类 熔丝
DEVICE.LIB零件库常用的零件库名称如下： 常用零件 常用零件库名称 电阻 RES2 二极管 DIODE 电容器 CAP ELECTRO1 电感 INDUCTOR 开关 SW 石英振荡晶体 CRYSTAL 三极管类 PNP　NPN 熔丝 FUSE

40 示例 取用零件列表： 电阻 RES2 滑线电阻 POT2 有极性电容器 ELECTRO1 三极管 NPN 无极性电容器 CAP 元件名
零件图形样本名 零件序号 零件名 电阻 RES2 滑线电阻 POT2 有极性电容器 ELECTRO1 三极管 NPN 无极性电容器 CAP

41 Protel99SE原理图设计 添加元件 （1）通过输入元件编号来选取元件
　添加元件 （1）通过输入元件编号来选取元件 通过菜单命令Place/Part或直接点击电路绘制工具栏上的按钮，打开如图所示的“Place Part”对话框，然后在该对话框中输入元件的名称及属性，如图所示。 输入元件的编号及属性  　

42 Protel99SE原理图设计 　添加元件 　Protel 99se的Place Part对话框包括以下选项。 （1）Lib Ref　在元件库中所定义的元件名称，不会显示在绘图页中。 （2）Designator　流水序号。 （3）Part Type　显示在绘图页中的元件名称，默认值与元件库中名称Lib Ref一致。 （4）Footprint　包装形式。应输入该元件在PCB库里的名称。 　放置元件的过程中，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框

43 Protel99SE原理图设计 　添加元件 　　2、直接从元件列表中选取 该操作必须通过设计库管理器窗口左边的元件库面板来进行。 　下面示范如何从元件库管理面板中取一个与门元件，如图示。首先在面板上的Library栏中选取Miscellaneous Devices.lib，然后在Components In Library栏中利用滚动条找到AND并选定它。接下来单击Place按钮，此时屏幕上会出现一个随鼠标移动的AND符号， 　放置元件的过程中，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框

44 Protel99SE（元件属性） 　编辑元件 　Schematic中所有的元件对象都各自拥有一套相关的属性。某些属性只能在元件库编辑中进行定义，而另一些属性则只能在绘图编辑时定义。 在将元件放置到绘图页之前，此时元件符号可随鼠标移动，如果按下〖TAB〗就可打开，如图示的Part对话框。

45 Protel99SE （元件属性）

46 Protel99SE原理图设计 放置电源与接地元件
　　 VCC电源元件与GND接地元件有别于一般的电气元件。它们必须通过菜单Place/Power Port或电路图绘制工具栏上的按钮不调用，这编辑窗口中会有一个随鼠标指针移动的电源符号，按Tab键，即出现如图所示的Power Port对话框。

47 Protel99SE原理图设计 放置电源与接地元件
　　在对话框中可以编辑电源属性，在Net栏中修改电源符号的网络名称，在Style栏中修改电源类型，Orientation修改电源符号放置的角度。电源与接地符号在Style下拉列表中有多种类型可供选择，如图所示。 各种电源与接地符号

48 Protel99SE原理图设计 连接线路 　所有元件放置完毕后，就可以进行电路图中各对象间的连线（Wiring）。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。 　　要进行操作，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place/Wire将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针由空心箭头变为大下字。只需将鼠标指针指向欲拉连线的元件端点，单击鼠标左键，就会出现一条随鼠标指针移动的预拉线，当鼠标指针移动到连线的转弯点时，单击鼠标左键就可定位一次转弯。当拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键，可在任何时候双击鼠标左键，就会终止该次连线。若想将编辑状态切回到待命模式，可单击鼠标右键可按下Esc键。 　　更快捷的连线方法：在待命模式，按鼠标右键，出现如图所示的右键菜单，点击Place Wire菜单项就可以进行连线。

49 Protel99SE原理图设计 放置接点 　在某些情况下Schematic会自动在连线上加上节点（Junction）。但通常有许多节点要我们自己动手才可以加上的。如默认情况下十字交叉的连线是不会自动加上接点的。如图所示。 　　要放置节点，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place/Junction，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字，还有一个小黑点。将鼠标指针指向欲放置节点的位置，单击鼠标左键即可，单击鼠标右键可按Esc键退出放置节点状态。

50 Protel99SE原理图设计 保存文件 　电路图绘制完成后要保存起来，以供日后调出修改及使用。当打开一个旧的电路图文件并进行修改后，执行菜单File/Save可自动按原文件名将其保存，同时覆盖原先的旧文件。 　　在保存文件时如果不希望覆盖原来的文件，可换名保存。具体方法是执行File/Save As...

51 Protel99SE原理图设计 保存文件 　　　我们在“Save As”对话框中打开“Format”下拉列表框，就可以看到Schematic所能够处理的各种文件格式： 　　Advanced Schematic Binary (*.sch)　Advanced Schematic电路绘图页文件，二进制格式 　　Advanced Schematic　ASCII (*.asc)　Advanced Schematic　电路绘图页文件，文本格式 　　　Orcad Schematic (*.sch)　SDT4　电路绘图页文件，二进制文件格式。 　　　Advanced Schematic template ASCII (*.dot)　电路图模板文件，文本格式。 　　　Advanced Schematic template binary (*.dot)　电路图模板文件，二进制格式。 　　　Advanced Schematic binary files (*.prj)　项目中的主绘图页文件。  　　　在默认情况下，电路图文件的扩展名为.Sch。

52 文件保存（导出） 轻点击鼠标右健另存 导出

53 文件打开（导入） 轻点击鼠标右健导入

54 原理图后处理 电气规则检查（ERC –Electrical Rules Check） 检查元件是否封装
　　在原理图绘制完成以后，必须对原理图进行一些必要的处理，才能最终制作出印制电路板（PCB），这些处理包括以下两项： 电气规则检查（ERC –Electrical Rules Check） 检查元件是否封装

55 电气规则检查ERC 　电气规则检查是对已经绘制完成的电路图进行后续处理，以确保原理图绘制软件能够精确地描述你所设计的电路，从而生成一个有效的网络表文件（.NET文件）。通过电气规则检查，即可以检查出电气特性上的矛盾，例如一个输出引脚连到另一个输出引脚（一般这是不允许的），还可以检查出绘图方面的矛盾， 　例如放了一个网络标号（net labels）却没有指定它连接到何处、元件标号（designator）重复等。若要执行ERC检查，可在原理图设计环境下，选择菜单Tools—>ERC以打开ERC检查规则设置对话框，如图所示：

56 电气规则检查ERC 执行该命令后，我们会看到ERC检查选项设置对话窗口，出现　

57 电气规则检查ERC

58 电气规则检查ERC 在ERC检查选项设置对话框中，可以根据需要对相关项目作出设置。其中的常用项目介绍如下： 1.ERC options选项卡
（1）Multiple net names on net : 在同一个网络上有多个网络名； （2）Unconnected net labels: 在图纸上存在有未连接的网络标号； （3）Unconnected power objects: 图纸是有未连接的电源对象； （4）Duplicate sheet numbers: 在一个工程中有图纸好重复的图纸； （5）Duplicate component designators:图纸上有两个以上的元件有相同的标号； （6）Bus label format errors: 图纸上有总线标号格式错误； （7）Floating input pins:输入引脚悬空 （8）Suppress warnings: 在报告文件中不出现警告信息。

59 电气规则检查ERC 2.Options选项卡 （1）Create report file: 生成报告文件；
（2）Adder error markers: 加上错误标志； 3.Net identifier scope 选项卡 该选项用于网络标号的有效范围，有三个可选项，分别用于设置网络标识符作用的不同范围。 运行ERC检查的结果是：第一、会产生一个文本报告文件（.erc）,该文件指出了当前工程或当前活动图纸上的电气连接及逻辑错误或警告。第二、查出错误以后，会自动在出错的地方加上一个标志（），以便于定位和修改错误。 图纸上有些点在ERC检查中会被加上标识，但你确信这些点的连接对此设计是无关紧要的，那么你可以在这些点上放置一个禁止检查标志（Place --Directive--No ERC）。

60 电气规则检查ERC 错误报告实例

61 电气规则检查ERC ERC检查后图纸的实例

62 元件的封装 通常我们设计完印刷电路板后，将它拿到制作电路板单位支制作电路板。取回的制好的电路板后，我们要将零件焊接上去。如何保证取用零件的管角和印刷电路板的焊点一致呢？这时要靠元件的封装了。 元件的封装指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。　 一般分为： 针脚式零件封装：要将零件焊点插入焊点导通孔，然后再焊接。故焊点属性Layer 设置为Multi Layer STM（表面粘着式）零件封装。STM只限于表面层板，其焊点属性Layer 设置为单一表面（Top Layer 或Bottom Layer）

63 元件的封装 零件封装的编号 元件封装的编号一般为：
元件类型＋焊点距离（焊点数）＋零件外形尺寸 如：AXIAL0.4 表示此零件封装为轴状的，两焊点之间的距离为400mil（约10mm）;DIP16 表示双排引脚的零件封装，两排共16个引脚；RB.2/.4 表示极性电容类零件封装，引脚间距离为200mil, 零件直径为400mil, 这里.2和0.2都表示200mil. 除了DEVICE.LIB零件库以外，其它零件库都有确定的零件封装，如74LS174的默认为DIP16. DEVICE.LIB零件库常用的零件封装如下：

64 印制电路板概述 印制电路板简称为PCB（Printed Circuit Board），又称印制版，是电子产品的重要部件之一。电路原理图完成以后，还必须设计印制电路板图，最后由制板厂家依据用户所设计的印制电路板图制作出印制电路板。 印制电路板结构 印制电路板的制作材料主要是绝缘材料、金属铜及焊锡等。 一般来说，可分为单面板、双面板和多层板。 1．单面板 一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。单面板只能在敷铜的一面放置元件和布线，适用于简单的电路板。

65 2．双面板 双面板包括顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）两层，两面敷铜，中间为绝缘层，两面均可以布线，一般需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路，是比较理想的一种印制电路板。 3．多层板 多层板一般指3层以上的电路板。它在双面板的基础上增加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。随着电子技术的飞速发展，电路的集成度越来越高，多层板的应用也越来越广泛。但由于多层电路板的层数增加，给加工工艺带来了难度，同时制作成本也很高。

66 元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊盘位置。
元件封装 元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊盘位置。 不同的元件可以共用同一个元件封装，同种元件也可以有不同的封装，元件的封装可以在设计电路原理图时指定，也可以在引进网络表时指定。 1．元件封装的分类 （1）针脚式元件封装，如图5.1所示。针脚类元件焊接时先将元件针脚插入焊盘导通孔，然后再焊锡。由于针脚式元件封装的焊盘导孔贯穿整个电路板，所以其焊盘的属性对话框中，“Layer”板层属性必须为“Multi Layer”（多层）。 （2）表面粘着式元件封装，如图5.2所示。SMD元件封装的焊盘只限于表面板层。

67 图5.1 针脚式元件封装

68 图5.2 表面粘着式元件封装

69 在其焊盘的属性对话框中，“Layer”板层属性必须为单一表面，即“Top Layer”（顶层）或者“Bottom Layer”（底层）。
在PCB板设计中，常将元件封装所确定的元件外形和焊盘简称为元件。 2．元件封装的编号 元件封装的编号一般为“元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸”。 可以根据元件封装编号来判别元件封装的编号规格。如AXIAL0.4表示此元件封装为轴状的，两焊盘间距为400mil（约等于10mm）；DIP16表示双排直列引脚的器件封装，两排共16个引脚。

70 5.1.3 印制电路板图的基本元素 1．元件封装 常见元件的封装介绍如下： （1）针脚式电阻
印制电路板图的基本元素 1．元件封装 常见元件的封装介绍如下： （1）针脚式电阻 封装系列名为“AXIALxxx”，其中“AXIAL”表示轴状的包装方式；AXIAL后的“xxx”（数字）表示该元件两个焊盘间的距离。后缀数越大，其形状越大。如图5.3所示。 图5.3 轴状元件封装

71 （2）扁平状电容 常用“RADxxx”作为无极性电容元件封装，如图5.4所示。 图5.4 扁平元件封装

72 （3）筒状封装 常用“RBx/x”作为有极性的电解电容器封装，“RB”后的两个数字，分别表示焊盘之间距离和圆筒的直径，单位是in（英寸），如图5.5所示。 图5.5 筒状封装

73 （4）二极管类元件 常用封装系列名称为“DIODExxx”，其中“xxx”表示功率，如图5.6所示。 图5.6 二极管类元件封装

74 常用封装系列名称为“TOxxx”，其中“xxx”表示三极管类型，如图5.7所示。
（5）三极管类元件 常用封装系列名称为“TOxxx”，其中“xxx”表示三极管类型，如图5.7所示。 图5.7 三极管类元件封装

75 2．铜膜导线 简称导线，用于连接各个焊盘，是印制电路板最重要的部分。印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。
另外有一种线为预拉线，常称为飞线，飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。 ※飞线与导线有本质的区别，飞线只是一种形式上的连线。它只是形式上表示出各个焊盘间的连接关系，没有电气的连接意义。导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。

76 3．助焊膜和阻焊膜 助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的浅色圆。阻焊膜是为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘焊，因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一种互补关系。 4．层 Protel的“层”是印制板材料本身实实在在的铜箔层。目前，一些较新的电子产品中所用的印制板不仅上下两面可供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层，并常用大面积填充的办法来布线。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用“过孔（Via）”来沟通。

77 5．焊盘和过孔 ※注意：一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被使用的层，以免布线出现差错。 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。
选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。 过孔的作用是连接不同板层的导线。过孔有3 种，即从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐蔽过孔。

78 6．丝印层 过孔从上面看上去，有两个尺寸，即通孔直径和过孔直径，通孔和过孔之间的孔壁，由与导线相同的材料构成，用于连接不同层的导线。
为方便电路的安装和维修，需要在印制板的上下两表面印制上所需要的标志图案和文字代号，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等，这就是丝印层(Silkscreen Top/Bottom Overlay)。

79 元件的封装 常用零件 常用零件封装 二极管类 无极性电容类零件 有极性电容类零件 可变电阻类 石英振荡晶体 三极管类
DEVICE.LIB零件库常用的零件封装如下： 常用零件 常用零件封装 电阻类或无极性双端类零件 AXIAL0.3~AXIAL1.0 二极管类 DIODE0.4~DIODE0.7 无极性电容类零件 RAD0.1~RAD0.4 有极性电容类零件 RB.2/.4~RB.5/1.0 可变电阻类 VR1~VR5 石英振荡晶体 XTAL1 三极管类 TO－3,TO-18,TO-92

80 检查元件封装 检查元件封装 由于我们最终要制作出印刷电路板（PCB），所以原理图上的所有元件都必须加以封装（FootPrint）。我们知道一个一个的查看元件的是否封装在元件数量较多时是非常麻烦的，那么如何才能快速的查看元件是不是封装了呢？我们可以通过生成一个报告文件来查看是否原理图上的每一个元件都已经封装了。这个报告文件就是生成器件清单（BOM）产生的。即执行Repots—Bill Of Material命令，如图所示

81 检查元件封装 如图所示 在执行该命令后，你将看到一个BOM Wizard，如图所示，

82 检查元件封装 如图所示

83 检查元件封装 　　我们生成器件清单的目的就是要检查是否还有一些元件没有封装，我们必须注意清单中的第三列，即：Footprint那一列，如果发现其中某些元件在对应该列的地方为空白，就标明该元件还没有封装，那么你就可以通过该元件的标号（Designator）回到原理图编辑器中加以修改，然后再重新生成器件清单，直到每一个元件都有封装为止，对应的就是在Footprint列中没有空白。 　在上述两步原理图的后处理都正确的完成以后，就表明已经具备了制作PCB的基本条件，可以以此来生成网络表了。

84 网络表文件的生成 　　网络表（NetList）是电路原理图与设计印刷电路板之间联系的纽带，是设计印刷电路板的灵魂，那么到底什么是网络表呢？简单地说，网络表就是组成一个电路的所有元件和连线的描述集合。一般来说，网络表都是简单的ASCII文本文件。在典型的网络表文件中包含有元件的描述信息，例如元件标号和它的封装类型，以及构成网络定义的元件的引脚和引脚之间的连接关系的描述等。 　如要生成网络表，可选Design—Create Netlist…命令，如图所示：

85 网络表文件的生成 　Design—Create Netlist…命令生成网络表，如图所示：

86 网络表文件的生成 　　执行该命令后，可看到如图所示的对话框，在该对话框中我们可以作出一些设置，用以控制最终生成的网络表的格式、网络标号的作用范围等。下面我们对一些常用的选项做一简单介绍： （1）Output Format： 用于选择生成的网络表格式，共有38个可选格式； （2）Net Identifier Scope：用于设定图纸上网络标号的有效作用范围；共有三个可选项，推荐选用第一个，即Net Labels and Ports Global; （3）Sheets to Netlist：用于设置工程中那张图纸被包含在网络表中，缺省选择第二项。

87 网络表文件的生成 　　执行该命令后

88 网络表文件的生成 综上所述可以生成一个完整的网络表文件，那么网络表文件生成之后，就可以用它来制作印刷电路板了
　　从该网络表文件，我们可明显看出该文件有两部分构成。第一部分是由方括号括起来的，每一组方括号构成一个独立的部分，它描述了原理图中的某个元件的标号（Designator）、封装（Footprint）及相关信息；第二部分是由圆括号括起来的，每一组圆括号构成一个独立的部分，它描述了原理图中的某个节点的连接情况，即共有多少个元件的引脚连到该节点上。 　　综上所述可以生成一个完整的网络表文件，那么网络表文件生成之后，就可以用它来制作印刷电路板了

89 Sch元件库 Miscellaneous Devices. ddb(电阻、电容、复位键、晶振)
Dallas Microprocessor.ddb单片机 Intel Databools.ddb（EPROM 27C256） Protel DOS Schematic Libraries.ddb（地址锁存器74LS373）

90 PCB库 Generallc.Lib Miscellaneous.Lib Pcb.footprints.Lib

91 示例 绘制如图电路图：

92 印制板的设计及制作概述 概述 印制板的设计 印制板的制造工艺

93 PCB制作 1、方案设计 2、绘制电路图 3、印刷电路板的设计及制作 4、试验 5、投入批量生产

94 PCB板分类 PCB板（Printed Circuit Board）按结构分为： 单面板：仅一面上有导电图形的印刷板。
双面板：两面都有导电图形的印刷板。 多层板：有三层或三层以上导电图形和绝缘材 料层压合成的印刷板

95 元件的层面

96 印刷电路板的形成 1、减成法（最普遍） 2、加成法 先将基板上敷满铜箔，然后用化学或机械方式除去不需要的部分。
＊蚀刻法：化学方法（最主要的制作方法） ＊雕刻法：机械方法（单件制作，快速） 2、加成法 在绝缘基板上用某种方式敷设所需的电路图形。 电渡法　和　粘贴法

97 印刷电路板的互连 一、焊接方式 二、印刷板/插座方式 1 导线焊接 2 排线焊接 3 印刷板之间直接焊接（两板呈90°）
1　导线焊接 2　排线焊接 3　印刷板之间直接焊接（两板呈90°） 4　通过标准插针连接（两板平行，垂直） 二、印刷板/插座方式 在印刷板边缘做出印刷插头，与专用印刷板插座相配。

98 印刷电路板的互连 三、插头/插座方式 1 条形：连接线从两根到十几根不等。多用于对外连接线较少的情况。
1　条形：连接线从两根到十几根不等。多用于对外连接线较少的情况。 如：计算机中的电源线、CD－ROM音频线 2　矩形连接器：从8根到60根不等，插头采用扁平电缆压接方式，多用于连接线多且电流不大的地方。 如：计算机中的硬盘、软驱、光驱的信号线 3　D形连接器：用于对外移动设备的连接（要求有可靠的定位和紧固） 如：计算机的串、并口对外连接等。 4　圆形连接器：专用部件 如：计算机的键盘、鼠标等

99 印刷电路板设计基础 一、设计要求 二、整机印刷板布局 正确、可靠、合理、经济 1 单板结构：所有元器件尽可能布局到一块印刷板上。
1　单板结构：所有元器件尽可能布局到一块印刷板上。　　 优点：结构简单，可靠性好，使用方便； 缺点：改动困难，功能扩展差，维护差。 2　多板结构（积木结构） 将整机电路按原理分为若干部分，分别设计为各自功能独立的印刷板。（中等复杂度以上的电子产品使用）以下是一个特例：

100 印刷电路板设计基础 二、整机印刷板布局 主辅型或母子型 即用一块集中基本功能的主板（母板）和若干扩展、扩充功能的辅板（子板）构成。
同一系列，甚至是不同厂商的板子均按某一标准和协议设计生产，因而有互换性和灵活组合特性。 如计算机的结构中的主板和其它（声卡，显卡等）

101 元件的排列方式 1、随机排列（不规则排列） 2、坐标排列 3、栅格（网格）排列
　优点：导线减少，减少线路板的分布参数，抑制干扰，特别对高频电路及音频电路有利。 2、坐标排列 　按元件轴线方向一致排列 3、栅格（网格）排列 　每个元件的孔位都在栅格的交点上（2.54mm）或（1.27mm） 　有利于机械化、自动化作业。

102 元件的安装尺寸 1、IC间距： 2、软尺寸、硬尺寸 IC间距为0.1inch，（2.54mm）
标准双列直插封装（DIP）集成电路引脚间距和列间距均为2.54mm的倍数。故设计时要使用该单位。 2、软尺寸、硬尺寸 软尺寸：引线允许折弯（电阻、电容） 硬尺寸：引线不允许折弯（插座、继电器）

103 工艺流程 单面板 敷铜板下料——表面去油处理——上胶——曝光——显影——固膜——修版——腐蚀 ——去除保护膜——孔加工——成形——印标记——涂助焊剂——检验——成品 双面板 敷铜板下料——孔加工——化学沉铜——电镀铜加厚——贴干膜——图形转移（曝光、显影）——二次电镀铜加厚——镀铅锡合金——去除保护膜——腐蚀 ——镀金（插头部分）——成型热烙——印标记——涂助焊剂——检验——成品 多层板 内层材料处理——定位孔加工——表面清洁处理——制内层走线及图形——腐蚀——层压前处理——外内层材料层压——孔加工——孔金属化——制外层图形——镀耐腐蚀可焊金属——去除感光胶——腐蚀——插头镀金——外形加工——热熔——涂焊剂——成品

104 PCB的设计

105 创建PCB文件

106 选择Design设计的Layer Stack Manager…项设置电路板层面

107 层次的增加

108

109 层次的删除

110

111 Pcb电气安全距离设置

112 Pcb电气安全距离设置

113 Pcb电气安全距离设置

114 Pcb电气安全距离设置

115 Pcb电气安全距离设置

116 Pcb电气安全距离设置

117 Pcb电气安全距离设置

118 Pcb电气安全距离设置

119

120

121 选择Design菜单下的Options…选择，出现 Document Options对话框进行设置背景网络尺寸
PCB背景网络尺寸设置 选择Design菜单下的Options…选择，出现 Document Options对话框进行设置背景网络尺寸

122 PCB背景网络尺寸设置

123

124

125 PCB封装库的添加

126 PCB封装库的添加

127 大

128 禁止布线层 禁止布线层

129 电路板外框的设置 选择画线工具

130

131 加载网络表

132 加载网络表

133

134

135 PCB板布局原则 1.元件排列规则 1).在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上，只有在顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。 2).在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列，以求整齐、美观，一般情况下不允许元件重叠；元件排列要紧凑，输入和输出元件尽量远离。 3).某元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。 4).带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 5).位于板边缘的元件，离板边缘至少有2个板厚的距离 6).元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。

136 PCB板布局原则 .2.按照信号走向布局原则 1).通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局。 2).元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。

137 PCB板布局原则 3.防止电磁干扰 1).对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。 2).尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。 3).对于会产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割，相邻元件磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。 4).对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应有良好的接地。 5).在高频工作的电路，要考虑元件之间的分布参数的影响。

138 PCB板布局原则 4. 抑制热干扰 1).对于发热元件，应优先安排在利于散热的位置，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减少对邻近元件的影响。 2).一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，并与其它元件隔开一定距离。 3).热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域，以免受到其它发热功当量元件影响，引起误动作。

139 PCB板布局原则 4 .双面放置元件时，底层一般不放置发热元件。 5.可调元件的布局     对于电位器、可变电容器、可调电感线圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应；若是机内调节，则应放置在印制电路板于调节的地方。

140 自动布线

141 自动布线 提示信息: 1.布通率100% 2.生成节点间的连线66条 3.没有布通的线段0条 4.所用时间:0:0:5

142

143 利用同步器装入网络表和元件 原理图内部网络连线方式 在网络名称上附加原理图编号 删除网络表上 在连接的敷铜区上设置网络 没有的元件
更新封装形式 删除网络表上 没有的元件 根据原理图生成PCB设计规则 生成所有原 理图的类型 由设计方案中的所有总线生成网络类型 利用同步器装入网络表和元件

144 利用同步器装入网络表和元件

145 鼠线 鼠线是在引入网络表后，系统根据布线规则自动生成的，用来指引布线的一种连线。
鼠线只是形式上的一种线，没有电气意义。它只是表示出各个焊点间的连接关系。

146 mm(毫米)和 mil(英毫米)换算关系：1mil=0.0254mm
公/英制的转换 用View菜单下Toggle units命令,可实现公/英制转换

147 用菜单下的命令实现距离测量 结果统计 距离测量

148

149 DRC设计规则检查 运行DRC设计规则检查

150 DRC设计规则检查

151 DRC设计规则检查

152 此命令可看 3D模拟显示 3D模拟显示 在这里可以调节观看PCB板的角度 此选项可以单独查看PCB板的分类