PCB设计与制作讲课稿.doc

《PCB设计与制作》

项 目： 三端稳压直流电源 PCB板设计
专 业： 应用电子技术
班 级： 09312
姓 名：武明乐、韩亚洲、梁园园、
卜贤召、孙玛利
学 号： 01、02、03、04、05
考 场： 陕航计算机实训中心5401

二〇一一年六月十三日

U盘PCB板设计
一、 原理图

二、设计步骤
①设计前准备
设计前，首先要画出控制器U2（IC1114）、存储器U3（K9F0BDUDB）、保护开关SW1、电压转换器U1(AT2101) 的电气符号。
这些元件在protel 2004里没有，必须新建原件库进行设计。设计如图：
图一为IC1114 图二为K9F0BDUDB 图三为保护开关SW1 图四为电压转换器U1(AT2101)
控制器U2（IC1114）

存储器U3（K9F0BDUDB）

电压转换器U1(AT2101)

USB接口

保护开关

晶体振荡器

U盘电路中各元器件的封装
元件类型
元件封装
封装库
电阻R
CR1005-0402
Miscellaneous Devices.IntLib
无极性电容C
C1005-0402
发光二极管
DSO-F2/D6.1
有极性电容
CC1608-0603
Chip Capacitor - 2 Contacts.PcbLib
U1（AT1201）
SO-G5/X.5
SOT 23 - 5 and 6 Leads.PcbLib
U2（IC1114）
F-QFP7X7-G48/X.3N
FQFP (0.5mm Pitch, Square) - Corner Index.PcbLib
U3（K9F0BDUDB）
TSSO12X16-G48
TSOP (0.5mm Pitch) .PcbLib
USB接口J1
USB
自制封装库“U盘.PcbLib”
写保护开关SW1
BHSW
晶体振荡器Y1
XTAL2

设计步骤：
建立一个名为“U盘.PrjPcb”的项目，然后在项目中创建一个原理图文件（U盘.Sch）和一个原理图库文件（U盘. SchLib）以及一个PCB封装库文件（U盘.PcbLib）并把它们保存在D盘“U盘”的文件夹中。
1、在D盘，建立一个名为“U盘”的文件夹，便于日后文件管理。
2、执行菜单命令［File］/［New］/［PCB Project］，建立一个空项目文件。
3、执行菜单命令［File］/［Save Project］，在弹出的保存项目对话框中输入“U盘”文件名，并保存在D盘，第一步建立的“U盘”文件夹中。
4、执行菜单命令［File］/［New］/［Schematic］，在上面建立的项目中新建电路原理图文件。
5、执行菜单命令［File］/［Save］，在弹出的保存文件对话框中输入“U盘”为该原理图文件名，并保存在D盘，第一步建立的“U盘”文件夹中，保存完后，一个新的原理图文件就建成了。
6、执行菜单命令［File］/［New］/［Schematic Library］，在上面建立的项目中新建原理图库文件。
7、执行菜单命令［File］/［Save］，在弹出的保存文件对话框中输入“U盘”为该原理图库文件名，并保存在D盘，第一步建立的“U盘”文件夹中，保存完后，一个新的原理图库文件就建成了。
8、执行菜单命令［File］/［New］/［PCB Library］，在上面建立的项目中新建PCB库文件。
9、执行菜单命令［File］/［Save］，在弹出的保存文件对话框中输入“U盘”为该PCB库文件名，并保存在D盘，第一步建立的“U盘”文件夹中，保存完后，一个新的PCB库文件就建成了。
10、在“U盘”原理图库编辑器“U盘.Schlib”中绘制控制器U2（IC1114）、存储器U3（K9F0BDUDB）、保护开关SW1、电压转换器U1(AT2101)等在在Protel DXP元件库中没有的元器件。
②绘制元器件
注意事项：
1、元件管脚是元件的核心部分。原理图元件的每一个管脚都要和实际元件的管脚相对应，而原理图元件管脚的位置是不重要的。每一个管脚都包含有序号和名称，管脚序号用来区分各个管脚，管脚名称用来提示管脚的功能。管脚序号是必须有的，而且不同的管脚要有不同的序号。管脚名称根据需要可以是空的。
2、编辑元件通常在以原点开始的第四象限进行。
3、放置管脚时一定要用管脚命令完成放置，不能用直线放置；管脚只有一端具有电气特性，与光标相连的一端不具有电气特性，放置管脚时将其与元件外形相连，使具有电气特性的一端离开元件外形。
4、放置元件管脚时，一定要注意捕捉栅格(Snap Grids)要么设置为10mil或者5mil，因为管脚的长度都是5mil的倍数。
5.对管脚名称有非得编辑方法时是加顺斜杠，如管脚名称是可以输成C\E\即可。
新建原理图元件写保护开关

③在“U盘”PCB封装库文件（U盘.PcbLib）中绘制USB接口（USB）、写保护开关(BHSW)、晶体振荡器（XTAL2）等在在Protel DXP PCB封装库中没有的封装器件。
④放置原理图元件
1、对于自制的原理图元件，可以直接在原理图库编辑器下，SCH Library面板中点击【Place】放置按钮，将选中的元件放置到原理图图纸中，也可以在原理图下先加载所需放置元件的库文件，再进行放置。
2、确定封装，
AT1201的封装

IC1114的封装

K9F0BDUDB的封装

U盘所需的封装库

3、利用全局修改为各类元件添加封装
由于U盘元件很多，而且大部分元件的封装都采用贴片封装形式，而不是采用原原理图元件中的默认封装，所以如果采用逐个修改的方法，工作量将会很大，可以采取全局修改的方法。（1）将光标移到U盘原理图中的任意一个电阻上，单击鼠标右键，在弹出的对话框中选菜单 ，弹出如图所示的查找相似对象对话框，在【Resistor】项后选择【Same】，表示将选中图纸中所有的电阻。
可以看到图纸中所有电阻均处于选中状态，此时点击工作区右下方的【Inspect】按钮，弹出如图所示的Inspect面板，将【Current Footprint】栏修改为“C1005－0402”，按回车键确认输入。

⑤新建PCB文件并绘制电路板边框
根据设计的要求和U盘外壳的限制，确定电路的长、高尺寸。经过分析，确定本电路板长、高参考尺寸为：45×15mm，并且受外壳固定柱的限制，中间有一个半径为1mm的半圆形的缺口，单击“File”,选择“New”,然后单击“PCB”，则出现如下页面：

1．使用工具栏中的，用里面的等几种做图工具画出PCB板的大小.外层的线要画在机械层,里层的线要画在禁止布线层,画好后再进行裁板.单击“Design”,选择“Board Shape”,单击“Redefine Board Shape”,沿外层线进行裁板,最后出现下图所示的PCB板:

2.载入元件

6.设置内电层的网络属性

7.布局调整
在高密度电路板中，是否需要双面放置元件是设计者首先要考虑的问题。一般情况下，如果在顶层能够完成元件的布局，尽量不要将元件放置在底层，因为一方面会提高电路板的设计难度和成本，另一方面也会增加元件装配的工序和难度。但对于U盘电路板而言，如果直接将元件放置在顶层，由于电路板太小，部分元件连放置的位置都没有，所以必须采取双面放置元件的办法。仔细分析原理图可以知道，U盘主要由以U2（IC1114）为核心的控制器电路和以U3（K9F0BDUDB）组成。所以可以考虑将二部分电路分别放置在顶层和底层，具体将U3（K9F0BDUDB）为核心的存储器电路放置在顶层元件面，而将U2（IC1114）为核心的控制器电路放置在底层的焊接面。
8.进行元器件调整
9.自动布线
执行菜单命令【Auto Route】/【All】菜单命令，将弹出如图所示的自动布线策略选择对话框对话框，选用【Via Miser】选项，表示将采用具有建议性最小过孔限制的多层板布线策略进行布线，点击【Route All】 按钮，PCB板编辑器开始自动布线

10. 设置自动布线规则
单击“Routing rules”,出现如下页面:

规则设计好之后,单击“Close”,然后单击“Route All”,则进行自动布线.
⑤．完成布线
顶层布线:

底层布线:

整体布线:

教师评语

指导教师：
年 月 日