10.1 学习自动布局与自动布线的基本步骤 印制板图设计流程 规划印制电路板 准备原理图

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1 10.1 学习自动布局与自动布线的基本步骤 10.1.1 印制板图设计流程 10.1.2 规划印制电路板 10.1.3 准备原理图
印制板图设计流程 规划印制电路板 准备原理图 绘制电路板边界 导入数据 元器件自动布局 手工调整布局 自动布线规则介绍 自动布线

2 10.2 自动布线中的单面板和双面板设置 10.2.1 单面板设置 10.3 自动布局与自动布线中的其他设置 10.4 利用向导创建电路板
单面板设置 双面板设置 10.3 自动布局与自动布线中的其他设置 在布局前进行元器件预布局 在布线前设置安全间距 在布线前设置线宽 在自动布线前进行预布线 10.4 利用向导创建电路板

3 本章重点： 2 自动布局和自动布线的基本方法 3 手工调整布线的方法
1 自动布局和自动布线的规则设置 2 自动布局和自动布线的基本方法 3 手工调整布线的方法 4 自动布线前的几种辅助设置（元器件预布局、设置安全间距、在布线前设置线宽等） 5 利用向导创建电路板

4 10.1 学习自动布局与自动布线的基本步骤 要求：绘制图10.1所示原理图，利用自动布局、自动布线方法将其转换为双面印制电路板图。
电路板尺寸：宽2000mil，高1200mil。 图 电路原理图

5 表10.1 可控多谐振荡器电路元器件属性列表

6 印制板图设计流程 图10.2 印制板图设计流程

7 规划印制电路板 双面印制电路板所使用的工作层共有以下几层： 顶层Top Layer：放置元器件、布线； 底层Bottom Layer：布线，也可以放置元器件； 顶层丝印层TopOver Layer：标注符号、文字等； 机械层Mechanical Layer：绘制电路板物理边界以及其他一些尺寸标注等； 禁止布线层KeepOut Layer：绘制电路板电气边界； 多层Multi Layer：放置焊盘。 如果底层Bottom Layer需要放置元器件，则还需底层丝印层BottomOver Layer。

8 准备原理图 电路图绘制要完整、规范。 新建一个设计数据库文件（ddb文件），按图10.1绘制原理图，并根据原理图创建网络表文件。 绘制电路板边界 1．当前原点 在“10.1.3”中建立的设计数据库中新建一个PCB文件，按照第9章介绍的方法设置当前原点。 2．创建机械层 执行菜单命令Design | Mechanical Layers，在弹出的对话框中，选取Mechanical 4（机械层4），层的名称采用默认值，并选取Visible（可见）和Display In Single Layer Mode（单层显示时在各层同时显示）两个复选框，如图10.3所示。

9 图 设置机械层对话框

10 单击Placement Tools工具栏中的 图标，以当前原点为起点，按尺寸要求绘制物理边界（宽2000mil，高1200mil）。
3．绘制物理边界 单击Placement Tools工具栏中的 图标，以当前原点为起点，按尺寸要求绘制物理边界（宽2000mil，高1200mil）。 4．绘制电气边界 ① 单击keepOut Layer工作层标签，将keepOut Layer设置为当前层； ② 单击Placement Tools工具栏中的 图标； ③ 在物理边界内侧距物理边界20mil的位置绘制电气边界； ④ 单击【保存】图标，对文件进行保存。 物理边界（外侧） 电气边界（内侧） 图 绘制完成的物理边界和电气边界

11 导入数据 1．加载元器件封装库 执行菜单命令Design | Add/Remove Library ，在存放路径下选择Advpcb.ddb元件封装库即可，加载后的PCB管理器如图10.6所示。 图 加载后的元器件封装库Advpcb.ddb

12 在图10.7中单击【Browse】按钮，选择根据原理图创建的网络表文件，单击【Ok】，如图10.8所示。
2．装入网络表 在PCB文件中执行菜单命令Design | Load Nets，弹出图10.7所示Load/Forward Annotate Netlist装入网络表对话框。 在图10.7中单击【Browse】按钮，选择根据原理图创建的网络表文件，单击【Ok】，如图10.8所示。 图10.8 系统生成的无错误网络宏 图 装入网络表对话框

13 若无错误，则在对话框下部的状态栏显示All macros validated，如图10
若无错误，则在对话框下部的状态栏显示All macros validated，如图10.8中Status状态栏中所示，单击【Execute】按钮，将元器件封装和连接关系装入到PCB文件中，如图10.9所示。 图 装入网络表后的PCB图

14 元器件自动布局 执行菜单命令Tools | Auto Placement | Auto Placer，系统弹出Auto Place自动布局对话框，按图10.10进行设置，布局后的效果如图10.11所示。 图 Auto Place自动布局对话框 图 自动布局后的效果

15 直接拖动元器件封装符号或元器件标号等可移动位置，用鼠标左键按住元器件封装符号或元器件标号再按【空格】键、【X】键、【Y】键可改变方向。
手工调整布局 直接拖动元器件封装符号或元器件标号等可移动位置，用鼠标左键按住元器件封装符号或元器件标号再按【空格】键、【X】键、【Y】键可改变方向。 图10.12是调整后的元器件布局。 图 调整后的元器件布局

16 执行菜单命令Design | Rules，系统弹出Design Rules对话框，在对话框中选择Routing选项卡，如图10.13所示。
自动布线规则介绍 执行菜单命令Design | Rules，系统弹出Design Rules对话框，在对话框中选择Routing选项卡，如图10.13所示。 图 Design Rules对话框中的Routing选项卡

17 1．设置安全间距（Clearance Constraint）
安全间距用于设置同一个工作层上的导线、焊盘、过孔等电气对象之间的最小间距。 本章例子采用的安全间距为10mil，该规则适用整个电路板。 2．设置布线拐角模式（Routing Corners） 该项规则主要用于设置布线时拐角的形状及拐角走线垂直距离的最小和最大值。 3．设置布线工作层（Routing Layers） 该项规则用于设置布线工作层及在该层上的布线方向。 4．设置布线优先级（Routing Priority） 该项规则用于设置各布线网络的优先级（布线的先后顺序）。系统提供了0~100共101个优先级，数字0代表优先级最低，数字100代表优先级最高。

18 5．设置布线的拓扑结构（Routing Topology）
该项规则用来设置布线的拓扑结构。拓扑结构是指以焊盘为点，以连接各焊盘的导线为线，则点和线构成的几何图形。 6．设置过孔类型（Routing Via Style） 该项规则用于设置过孔的外径（Diameter）和内径（Hole Size）的尺寸。 7．设置布线宽度（Width Constraint） 该项规则用于设置布线时的导线宽度。

19 执行菜单命令Auto Route，在下一级菜单中有多个自动布线的命令如图10.19所示。
自动布线 执行菜单命令Auto Route，在下一级菜单中有多个自动布线的命令如图10.19所示。 图 Auto Route菜单中的部分命令

20 1．对选定网络进行布线 在Auto Route的下一级菜单中选择Net，光标变成十字形。移动光标到某网络的其中一条飞线上，单击鼠标左键，对这条飞线所在的网络进行布线。 2．对选定飞线（连接）进行布线 在Auto Route的下一级菜单中选择Connection，光标变成十字形，移动光标到要布线的飞线上，单击鼠标左键，仅对该飞线进行布线，而不是对该飞线所在的网络布线。 3．对选定区域进行布线 在Auto Route的下一级菜单中选择Area，光标变成十字形，按住鼠标左键，拖动出一个矩形区域，在矩形的另一对角线位置单击鼠标左键，系统自动对这个区域进行布线。

21 4．对选定元器件进行布线 在Auto Route的下一级菜单中选择Component，光标变成十字形，移动光标到要布线的元器件（如U1）上，单击鼠标左键，可以看到与U1有关的导线全部布完。 5．全局布线 在Auto Route的下一级菜单中选择All，可对整个电路板进行自动布线。执行命令后，系统弹出如图10.24所示的Autorouter Setup自动布线设置对话框。

22 采用全局布线后的布线效果如图10.26所示。 图 自动布线设置对话框 图 全局布线效果

23 10.2 自动布线中的单面板和双面板设置 6．拆线 执行菜单命令Tools | Un-Route，下一级子菜单中的命令即为各种拆线命令。
单面板设置 1．单面板所需工作层 顶层Top Layer：放置元器件； 底层Bottom Layer：布线，也可以放置元器件； 顶层丝印层TopOver Layer：标注符号、文字等； 机械层Mechanical Layer：绘制电路板物理边界； 禁止布线层KeepOut Layer：绘制电路板电气边界； 多层Multi Layer：放置焊盘。 如果底层Bottom Layer需要放置元器件，则还需底层丝印层BottomOver Layer。

24 2．单面板布线设置 ① 执行菜单命令Design | Rules ，系统弹出Design Rules对话框； ② 在Design Rules对话框中选择Routing选项卡，在Rule Classes列表框中选择Routing Layers规则； ③ 单击【Properties】按钮，在右侧的Rule Attributes区域中将Top Layer设置为Not Used，Bottom Layer设置为Any； ④ 单击【Ok】按钮返回Design Rules对话框，单击【Close】按钮，单面板布线设置完毕。

25 10.3 自动布局与自动布线中的其他设置 10.2.2 双面板设置
双面板设置 系统默认设置为双面板，若打开PCB文件后直接进行双面板设计，可不进行此项设置。 在双面板设计中Top Layer与Bottom Layer的走线应互相垂直，即Top Layer和Bottom Layer应分别选择Horizontal（水平方向）和Vertical（垂直方向）。 10.3 自动布局与自动布线中的其他设置 在布局前进行元器件预布局 要求：将图10.11中的U2放置到底层BottomLayer，U2第一引脚的中心距印制板上侧边340mil，距右侧边260mil。

26 ① 双击U2，系统弹出Component属性对话框；
操作步骤： 在图10.11基础上进行以下操作。 ① 双击U2，系统弹出Component属性对话框； ② 在Component属性对话框中将Layer选为Bottom Layer，单击【Ok】按钮； ③ U2被放置到底层Bottom Layer。 拖动U2到指定位置，双击U2，在弹出的Component属性对话框中选中Locked选项，将U2锁定即可。 图 放置在底层的U2标号等是反字

27 设置安全间距 要求：设置10.1中实例的安全间距为15mil。 ① 执行菜单命令Design | Rules ，在Design Rules对话框中选择Routing选项卡，选择Clearance Constraint规则； ② 此时在对话框下部已有一个规则，默认安全间距为10mil，单击对话框中的【Properties】按钮，系统弹出设置安全间距对话框，将Minimum Clearance最小间距设置为15mil ； ③ 单击图10.35中的【Ok】按钮，返回Design Rules对话框，在对话框中单击【Close】按钮，设置完毕。

28 在布线前设置线宽 要求：将10.1中的实例在布线前设置VCC网络线宽为20mil、GND网络线宽为30mil，其余网络线宽为10mil。 ① 执行菜单命令Design | Rules，在Design Rules对话框中选择Routing选项卡，选择Width Constraint规则； ② 在图10.36下方，已有一个名为Width的规则，范围是Board（整个板），这个默认规则对应本例中的要求就是“其余网络线宽为10mil”； ③ 单击图10.36中【Add】按钮，在Max-Min Width Rule对话框Filter kind旁的下拉列表中选择Net，在Net下面的下拉列表中选择要设置线宽的网络名称如GND，在右边的线宽设置中将最大值Maximum Width和首选值Preferred Width设置为30mil ；

29 ④ 设置完毕，单击【Ok】按钮返回Design Rules对话框，此时对话框中增加了一个范围Scope是GND的新规则。
图10.39线宽全部设置完毕的情况，单击【Close】按钮，关闭Design Rules对话框。 图 所有线宽设置完毕的Design Rules对话框

30 要求：在自动布线前对10.1实例中的GND网络在Top Layer进行预布线。
在自动布线前进行预布线 要求：在自动布线前对10.1实例中的GND网络在Top Layer进行预布线。 ① 单击工作层标签中的Top Layer，将Top Layer设置为当前层； ② 在左边PCB管理器窗口中，按图10.40所示选择GND网络，图中Nodes区域显示了GND网络的所有节点（注：用这种方法可以查找任意网络包含的节点），即U1的第7引脚和U2的第7引脚； 图 显示GND网络所有节点

31 ③ 根据节点在PCB图中找到GND网络，单击Placement Tools工具栏中的 图标，按照飞线指示绘制铜膜导线。
④ 双击任意一段已经绘制好的导线，在弹出的Track导线属性对话框中选中Locked，将导线锁定，单击【Global】按钮，在Net旁的下拉列表中选择Same，单击【Ok】按钮，则GND网络的所有导线都被锁定。 10.4 利用向导创建电路板 新建一个宽2000mil高1600mil的矩形电路板，物理边界与电气边界的距离为40mil，四角开口，开口尺寸200×200mil，板内部无开口，不显示标题栏，不显示图例字符，不显示刻度尺，显示电路板尺寸标注，双层板，过孔电镀，使用针脚式元器件，导线最小宽度为20mil，走线最小间距15mil，元器件引脚间只允许穿过一条导线。

32 图10.43 在New Document对话框中选择Wizards选项卡
（1）在已经建立的设计数据库中双击Ducoments文件夹，在打开的Ducoments文件夹空白处单击右键，在快捷菜单中选择New，系统弹出New Document对话框，在对话框中选择Wizards选项卡，如图10.43所示，在图中选择Printed Circuit Board Wizard（印制电路板向导）图标，单击【Ok】按钮。 图 在New Document对话框中选择Wizards选项卡

33 （2）单击图10.44中的【Next】按钮，弹出图10.45所示选择电路板模板对话框。在列表框中可以选择系统已经预先定义好的板卡类型。
图 电路板生成向导对话框 （2）单击图10.44中的【Next】按钮，弹出图10.45所示选择电路板模板对话框。在列表框中可以选择系统已经预先定义好的板卡类型。 本例选择Custom Made Board自定义电路板尺寸等参数。

34 （3）单击【Next】按钮，弹出定义电路板物理尺寸、形状和显示内容对话框，如图10.46所示。
图 选择电路板模板对话框 （3）单击【Next】按钮，弹出定义电路板物理尺寸、形状和显示内容对话框，如图10.46所示。

35 （4）单击【Next】按钮，弹出定义电路板边框尺寸对话框，如图10.47所示。可在此对话框中修改电路板尺寸。
图 定义电路板物理尺寸和显示内容对话框 （4）单击【Next】按钮，弹出定义电路板边框尺寸对话框，如图10.47所示。可在此对话框中修改电路板尺寸。

36 （5）单击【Next】按钮，弹出定义电路板四角开口尺寸对话框，按要求将四角开口尺寸设置为200mil，如图10.48所示。
图 定义电路板边框尺寸对话框 （5）单击【Next】按钮，弹出定义电路板四角开口尺寸对话框，按要求将四角开口尺寸设置为200mil，如图10.48所示。

37 （6）单击【Next】按钮，弹出定义信号层层数和类型等对话框，如图10.49所示。
图 定义电路板四角开口尺寸对话框 （6）单击【Next】按钮，弹出定义信号层层数和类型等对话框，如图10.49所示。

38 （7）单击【Next】按钮，弹出定义过孔类型对话框，如图10.50所示。
图 定义信号层层数和类型对话框 （7）单击【Next】按钮，弹出定义过孔类型对话框，如图10.50所示。

39 （8）单击【Next】按钮，弹出定义将要使用的布线技术、选择元件封装类型对话框，如图10.51所示。
图 定义过孔类型对话框 （8）单击【Next】按钮，弹出定义将要使用的布线技术、选择元件封装类型对话框，如图10.51所示。

40 （9）按图10.51设置后，单击【Next】按钮，弹出最小线宽和最小间距设置对话框，如图10.53所示。
图 布线技术、元件封装类型选择对话框 （9）按图10.51设置后，单击【Next】按钮，弹出最小线宽和最小间距设置对话框，如图10.53所示。

41 （10）单击【Next】按钮，弹出是否作为模板保存对话框，如图10.54所示。
图 最小线宽和最小间距设置对话框 （10）单击【Next】按钮，弹出是否作为模板保存对话框，如图10.54所示。

42 （11）单击【Next】按钮，弹出完成对话框，单击【finish】按钮结束电路板生成过程，创建的电路板如图10.55所示。
图 是否作为模板保存对话框 （11）单击【Next】按钮，弹出完成对话框，单击【finish】按钮结束电路板生成过程，创建的电路板如图10.55所示。

43 图 利用向导创建的电路板图