电子产品印刷电路板设计与制作学习单元2课件.ppt

1、2.1 学 习 内 容 与 学 习 目 标本学习单元通过完成绘制恒流源电路图，单片机最小系统原理图以及绘制电子台历三个学习型工作任务，掌握原理图设计的基本技能。如图2-1所示。2.1 学 习 内 容 与 学 习 目 标2.2 基 本 知 识u 1.2.1原理图的基本组成原理图主要有基本原理图和层次原理图两大类。基本原理图主要是由元器件、导线、节点、电源线、地线、总线、总线入口、网络标号、端口等组成。对于比较简单的原理图，都能运用上述对象比较容易地完成绘制任务。对于复杂的电路原理图，使用一张图纸无法完成，就需要建立层次原理图来完成设计。层次原理图主要包括两个部分：主电路图和子电路图。主电路图与子

2、电路图的关系是上一级电路和下一级电路的关系，在下一级电路中仍可包含再下一级电路。2.2.2 原 理 图 设 计 步 骤电路原理图设计是整个电路原理图设计是整个PCB 设计的基础，直接决定和影响了电路板的功能能设计的基础，直接决定和影响了电路板的功能能否实现。电路原理图设计步骤如下：否实现。电路原理图设计步骤如下：（1）启动软件启动软件（2）图纸参数设置图纸参数设置（3）加载元件库加载元件库（4）放置元件及调整位置放置元件及调整位置（5）原理图布线、调整原理图布线、调整（6）报表输出报表输出2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境如图2-1 右上角所示

3、，通过选择Document Options 对话框的Sheet Options 选项卡进行图纸尺寸设置。在该选项卡中Standard Style 编辑框即为标准图纸选择框。用鼠标单击编辑框内的下拉菜单，可弹出Protel 99SE 提供的标准图纸样式选择对话框，如图2-2 所示。Protel 99SE 为用户提供了A4、A3、A2、A1、A0 等多达18 种标准图号的图纸，用户可根据需要进行选用。当标准样式的图纸满足不了用户的需求时用户可以通过选中Custom Style 编辑框对图纸大小进行自定义，通常情况下标准图纸都可以满足需求。在表2-2 中给出了标准图纸的公英制尺寸对照关系。2.2.3

4、 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.图纸方向的设置在Document Options 选项下也可以对图纸的方向进行设置，如图2-3 所示为Options 对话框。Orientation 下拉列表框中Landscap 选项为水平页面，Portrait 选项为垂直页面。图纸默认为水平页面。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境4.光标设置Protel 99SE 可设置连线及放置元器件时的光标形式，其设置方法为：（1）执行菜单命令Tools|Preference 或直接单击鼠标右键，系统弹出Preference

5、对话框；（2）在Preference 对话框中选择Graphical Editing 选项卡；（3）单击Cursor/Grid Options 下拉列表框的下拉箭头，从中选择光标形式风格（样式）。如图2-4 所示。Large Cursor 90：大十字光标Small Cursor 90：小十字光标Small Cursor 45：小45十字光标可以根据自己的喜好来选择不同类型的光标形状。建议优先选择大十字光标，大十字光标的好处是：在放置元器件时可用于观察及标齐新放置元件与周边器件的相对位置。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境5.其它设置内容（1）图纸颜色及边框设置（如图2-3 所示）Bo

6、rder：图纸边框颜色；Sheet：图纸底色设置；Show Reference Zone：显示图纸参考边框。默认为选中，即显示图纸参考边框；Show Border：显示图纸边框。默认为选中，即显示边框。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境（2）标题栏设置在Document Options 对话框的Title Block 复选框前是否打勾表示是否显示标题栏和选择标题栏的模式，标题栏的模式共有两种。Standard：标准模式；ANSI：美国国家标准协会模式。（3）文件信息选项卡（Organization 选项卡）文件信息可与标题栏配合使用以形成完整的原理图文档信息，用户通过打开“Docume

7、nt Options”对话框，在“Organization”标签下可完善相关原理图的信息，如图2-5 所示。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境（4）标题栏内容设置Protel 99SE 系统提供了特殊字符串用来描述原理图的文件信息，系统提供的特殊字符串的类型在 Text 的属性窗口中可通过 Text 的下拉列表框进行选择，如图2-6 所示。各特殊字符串的含义如表2-3 所示。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境在如图2-5 文件选项卡下填入信息后，必须再进一步设置才能将选项卡中的信息显示在图纸的标

8、题栏中，具体的方法是：通过执行菜单命令Tools|Preferences进入Preferences 对话框，在图纸编辑对话框Graphical Editing 选项卡下选中Convert Special String，然后放置如表2-3 中的特殊字符串，就可以显示诸如标题等信息了。整个操作界面如图2-7 所示。2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.2.3 原 理 图 的 绘 制 环 境2.3 任 务 1 绘 制 恒 流 源 电 路 图u 2.3.1任务描述按照下列设计要求，绘制图 2-11 所示的恒流源电路原理图。2.3.1 任 务 描 述2.

9、3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程电源端口工具栏(Power Objects)电源端口工具栏Power Objects 如图2-15 所示，用户通过执行命令View|Tools|Power Objects可以打开该工具栏。2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程（3）加载原理图元件库绘制原理图文件主要的工作就是在图纸上放置与实际元件对应的元器件符号，简称为元器件。Pro

10、tel 99SE 将所有的元器件放置在不同的元件库中，系统自带的元件库的存放路径是Program FilesDesign Explorer 99SELibrarySch。初学者常用的元件库是Miscellaneous Devices.lib（综合元件库）及Protel DOS Schmatic Libraries.ddb，其中综合元件库在系统新建设计库文件时会默认打开。要在绘制原理图时放置元件，那么该元件所在的库文件必须被加载到原理图编辑器中，加载库文件的方法如下。2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程3.放置元器件（1）元器件的

11、四种属性图2-11 所示电路中共有五种种类，九种规格的元器件。Protel 99SE 规定每个元件有四种属性，如图2-20 所示。2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程（3）调整元器件放置好的元件的电路图如图2-26 所示。在绘制元器件之间的电气连接线之前，需要对元器件放置的位置进行调整以便使原理图更美观或符合相关标准。2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2 任 务 实 施 过 程2.3.2

12、 任 务 实 施 过 程5.放置电源端当所有导线连接完毕后，电路图上要放置电源端口。放置电源端方法主要有以下几种：执行菜单命令Place|Power Port（快捷键为P+O）；点击电源工具栏上对应的符号；点击Wiring Tools 面板上的“Place Power Port”按钮，系统均可进入电源端口放置状态，十字光标中心的电源符号处于浮置状态，如图2-31 所示。2.3.2 任 务 实 施 过 程将浮置的电源端口移动到目标位置时，点击鼠标左键即可放置电源端口。放置完的电源端口的网络标号及其风格未必符合需要，可以通过双击电源端口，进入电源端口属性修改页，对电源端口的属性进行修改，如图2-3

13、2 所示。2.3.3拓展提高电路原理图绘制的国家标准u电路图具有以下特点：（1）电路图的作用：阐述电的工作原理，描述产品的构成和功能，提供装接和使用信息的重要工具和手段。（2）元件和连接线是电路图的主要表达内容。（3）图形符号、文字符号（或项目代号）是电路图的主要组成部分。（4）对信号流（信号的流向和传递）、逻辑流（相互间的逻辑关系）、功能流（相互间的功能关系）的不同描述构成了电路图的多样性。常用的电气制图及电气图形符号现行国家标准主要包括：电气制图5 项、电气简图用图形符号13 项、电气设备用图形符号2 项、主要的相关国家标准11 项。2.3.3拓展提高电路原理图绘制的国家标准（1）电气制图

14、国家标准GBT 6988（2）电气简图用图形符号国家标准GBT 4728（3）电气设备用图形符号国家标准GBT 5465（4）与电气制图有关的相关国家标准2.4 绘制单片机最小系统电路原理图u 2.4.1任务描述按照下列设计要求，绘制图2-33 所示的单片机最小系统电路原理图。2.4.2 任 务 实 施 过 程1 1原理图绘制的原理图绘制的环境设置环境设置2 2放置元器件放置元器件3 3绘制电气连接绘制电气连接导线导线4 4绘制总线及放绘制总线及放置网络标号置网络标号5 5修改元件属性修改元件属性6 6自动标注元件自动标注元件标号标号2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范实际工作中，不同的企

15、业对于原理图绘制会给出不同的规范或要求。表 2-11 给出了一张某企业电气原理图绘制评审表，从中可以看出在原理图绘制的过程中企业的关注点及相应的规范要求。2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.4.3拓展提高电路原理图绘制企业规范2.5 任务3原理图元器件库的创建u 2.5.1任务描述2.5.2 任 务 知 识 准 备2.5.2 任 务 知 识 准 备2.原理图元件图形符号基本知识电路图又称为电路原理图，它是一种反映了电路中各元件之

16、间的电气连接的图纸。电路图由代表实际器件的元件图形符号、文字符号、电气连接线等要素构成。其中元件图形符号是构成电路原理图的主体，不同的元器件对应不同的元件图形符号，有时相同的器件在不同的国家也有着不同的表示方法。在原理图中用元件图形符号表示实际电路中的元器件，它的形状与实际的元件不一定相似，但是它一般能表示出元器件的特点，而且引脚的数目均与实际元件保持一致，需要特别注意的是有些数字器件的电源或地引脚均采用隐形方式不加以显示，为保障电气的正确连接电路中相关的电源与地网络名称应与隐形的引脚保持一致。更好的做法是对该元件进行编辑使所有引脚都能显示出来，这一规定在有些企业是被强制执行的。2.5.2 任

17、 务 知 识 准 备2.5.2 任 务 知 识 准 备4.设计元件图形符号的基本步骤2.5.2 任 务 知 识 准 备2.5.2 任 务 知 识 准 备2.5.3 任 务 实 施1.新建元件库元件（1）新建元件库文件文件夹（2）新建元件库文件2.5.3 任 务 实 施（3）新建原理图元件符号2.5.3 任 务 实 施（4）绘制元器件的外形2.5.3 任 务 实 施（5）放置引脚2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.编辑现有元件库元件符号2.5.3 任 务 实 施3.调用新建的元件库文件2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任

18、 务 实 施4.快速修改元件的方法2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施5.单元元件的绘制一个元件体内含有两个或两个以上相同功能的电路模块共享一个封装的元件即为多功能单元元器件，如在集成电路中具有相同功能的多个独立功能模块需要放置在原理图的不同位置，在这种情况下使用多功能单元元器件会使电路具有更好的可读性。下面以双运放TL072 为例介绍多功能元件的绘制方法，双运放TL072 的顶视图如图2-65 所示。2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.5.3 任 务 实 施2.5.4拓展提高电气图形符号国家标准GB/T 47282.5.4拓展提高

19、电气图形符号国家标准GB/T 47282.5.4拓展提高电气图形符号国家标准GB/T 47282.5.4拓展提高电气图形符号国家标准GB/T 47282.6任务4绘制电子台历电路原理图u 2.6.1任务描述本任务是按照下列设计要求，绘制图2-69、图2-70 所示的电子台历电路原理图。（1）原理图图纸大小尺寸为：A4（297mm210mm）；（2）掌握层次电路图的画法；（3）掌握自建原理图库文件的方法；2.6.2 任 务 实 施 过 程u1.原理图绘制的环境设置新建原理图main.sch，并选择合适的图纸类型为A4；设置光标类型；设置三种栅格的尺寸；放置特殊字符串；加载系统元件库及自建元件库。

20、2.6.2 任 务 实 施 过 程u2.放置元器件并调整布局（1）在图纸main.sch 中放置元器件，并调整元件的位置。（2）放置原理图符号，并添加入口标志。（3）放置子电路符号连接端口。（4）根据子电路符号生成原理图。2.6.2 任 务 实 施 过 程u3.原理图的后处理（1）自动标注自动标注（2）电气规则检查电气规则检查（3）排除错误排除错误（4）生成网络表及料单生成网络表及料单（5）生成材料清单生成材料清单（6）输出原理图输出原理图2.6.3拓展提高电路原理图绘制技巧1原理图绘制工作原理图绘制工作环境的设置环境的设置2元器件库的规范元器件库的规范与管理与管理3原理图布局及走原理图布局及走线线4检查检查