电路板PCB设计的基本步骤

PCB 设计技巧

1、Protel 软件设计的PCB 文件为何在我的电脑里调出来不是全图？

有许多老电子工程师在刚开始用电脑绘制PCB 线路图时都遇到过这样的问题，难道是我的电脑内存不够吗？ 我的电脑可有64M 内存呀！可屏幕上的图形为何还是缺胳膊少腿的呢？不错，就是内存配置有问题，您只需在您的CONFIG.SYS 文件（此文件在C:\根目录下，若没有，则创建一个）中加上如下几行，存盘退出后 重新启动电脑即可。

DEVICE=C:\WINDOWS\SETVER.EXE

DEVICE=C:\WINDOWS\HIMEM.SYS

DEVICE=C:\WINDOWS\EMM386.EXE 16000

2、何确定大电流导线线宽？请见1989年国防工业出版社出版的《电子工业生产技术手册》Vol12中的图形说明。

3、何要将PCB 文件转换为GERBER 文件和钻孔数据后交PCB 厂制板？

大多数工程师都习惯于将PCB 文件设计好后直接送PCB 厂加工，而国际上比较流行的做法是将PCB 文件转换为GERBER 文件和钻孔数据后交PCB 厂，为何要“多此一举”呢？

因为电子工程师和PCB 工程师对PCB 的理解不一样，由PCB 工厂转换出来的GERBER 文件可能不是您所要的，如您在设计时将元件的参数都定义在PCB 文件中，您又不想让这些参数显示在PCB 成品上，您未作说明，PCB 厂依葫芦画瓢将这些参数都留在了PCB 成品上。这只是一个例子。若您自己将PCB 文件转换成GERBER 文件就可避免此类事件发生。

GERBER 文件是一种国际标准的光绘格式文件，它包含RS-274-D 和RS-274-X 两种格式，其中RS-274-D 称为基本GERBER 格式，并要同时附带D 码文件才能完整描述一张图形；RS-274-X 称为扩展GERBER 格式，它本身包含有D 码信息。常用的CAD 软件都能生成此二种格式文件。

如何检查生成的GERBER 正确性？您只需在免费软件Viewmate V6.3中导入这些GERBER 文件和D 码文件即可在屏幕上看到或通过打印机打出。

钻孔数据也能由各种CAD 软件产生，一般格式为Excellon ，在Viewmate 中也能显示出来。没有钻孔数据当然做不出PCB 了。

4、何提高布通率？

完成一个印制板图的设计一般都要经过原理图输入--网络表生成--定义

Keepout Layer -- 网络表（元件）加载--元件布局--自动（手动）布线等过程。现今市面上流行的几种软件在元件自动步局功能上都不是很强大，往往通过手工步局更能提高布通率，但请别忘了充分运用Move to Gird 功能，她能将元件自动移到网格交叉点上，对提高布通率大有益处。

5、CB 文件中如何加上汉字？在PCB 文件中加汉字的方法有很多种，本人比较喜欢的方法还是下面将要介绍的：

A. 前提条件：您的PC 中应安装有Protel99软件并能正常运行.

B. 步骤：将windows 目录中的client99.rcs 英文菜单文件copy 到另一目录下保存起来; 下载Protel99cn.zip 解包后将其中的client99.rcs 复制到windows 目录下; 再将其他文件复制到Design Explorer 99目录中；重新启动计算机后运行Protel99即会出现中文菜单，在放置|汉字菜单中可实现加汉字功能。

电路板设计的基本步骤

一般而言，印制电路板设计最基本的完整过程大体可分为以下三个步骤：

1、原理图的设计：

原理图的设计主要是利用protel 99的原理图设计系统（Advanced Schematic）绘制一张电路原理图。设计者应充分利用protel 99所提供的强大而完善的原理图绘图工具、测试工具、模拟仿真工具和各种编辑功能，来实现其目的，最终获得一张正确、精美的电路原理图，以便为接下来的工作做好准备。

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 ）之间的桥梁和纽带，它是印制电路板设计中自动布线的基础和灵魂。网络表可以由电路原理图生成，也可以从已有的钱制电路板文件中提取。

3、钱制电路板的设计

印制电路板的设计主要是针对protel 99的另外一个强大的设计系统---钱制电路板设计系统PCB 而言的，设计者可以充分利用protel 99所提供的无可比拟的强大的PCB 功能来实现印制电路板的设计工作。

简而言之，电路板的设计过程首先是绘制电路原理图，然后由电路原理图文件生成网络表，最后在PCB 设计系统中根据网络表完成自动布线工作。也可以根据电路原理图直接进行手工布线而不必生成网络表。完成布线工作后，可以利用打印机或绘图仪进行输出打印。除此之外，用户在设计过程中可能还要完成其他一些工作，例如创建自已的元件库、编辑新元件、生成各种报表等。

了解了电路板设计的基本步骤之后，是不是觉得设计一块自已的电路板并不是一件难事了。事实上要真正设计出一块满足技术要求、功能完善、布局合理且可靠、实用、美观的电路板绝不是一朝一夕能做到的。还过没关系，万丈高楼平地起。只要你认真的学，一定没问题的

利用飞线手工布局和布线

一个印制板的布线是否能够顺利完成，主要取决于布局，而且，布线的密度越高，布局就越重要。几乎每个设计者都遇到过这样的情况，布线仅剩下几条时却发现无论如何都布不通了，不得不删除大量或全部的已布线，再重新调整布局！合理的布局是保证顺利布线的前提。

一个布局是否合理没有绝对的判断标准，可以采用一些相对简单的标准来判断布局的优劣。

最常用的标准就是使飞线总长度尽可能短。

一般来说，飞线总长度越短，意味着布线总长度也是越短（注意：这只是相对于大多数情况是正确的，并不是绝对正确）；走线越短，走线所占据的印制板面积也就越小，布通率越高。在走线尽可能短的同时，还必须考虑布线密度的问题。

如何布局才能使飞线总长度最短并且保证布局密度不至于过高而不能实现是个很复杂的问题。因为，调整布局就是调整封装的放置位置，一个封装的焊盘往往和几个甚至几十个网络同时相关联，减小一个网络飞线长度可能会增长另一个网络的飞线长度。如何能够调整封装的位置到最佳点实在给不出太实用的标准，实际操作时，主要依靠设计者的经验观查屏幕显示的飞线是否简捷、有序和计算出的总长度是否最短。

飞线是手工布局和布线的主要参考标准，手工调整布局时尽量使飞线走最短路径，手工布线时常常按照飞线指示的路径连接各个焊盘。Protel 的飞线优化算法可以有效地解决飞线连接的最短路径问题。

飞线的连接策略

Protel 提供了两种飞线连接方式供使用者选择：顺序飞线和最短树飞线。

在布线参数设置中的飞线模式页可以设置飞线连接策略，应该选择最短树策略。

动态飞线在有关飞线显示和控制一节中已经讲到： 执行显示网络飞线、显示封装飞线和显示全部飞线命令之一后飞线显示开关打开，执行隐含全部飞线命令后飞线显示开关关闭。

飞线显示开关打开后，不仅规定的网络飞线自动在屏幕上显示，而且每当你手工调整布局移动封装位置时，与该封装连接的飞线也被自动显示。另外，自动显示连接封装飞线时， 除了与该封装相连接的飞线显示外，其余所有飞线都被自动关闭。

执行" 编辑/移动/移动封装" 命令，如果当前飞线显示开关处于打开状态，除了与该封装相连接的飞线自动显示外，其余所有飞线都被自动关闭。

当飞线策略为" 最短树" 时，飞线的起始终止点是变化的。 我们知道，最短树飞线并不是按照网络表中引脚的连接顺序来显示飞线的，而是根据封装引脚的实际位置经最短树计算后再决定一个网络中封装引脚的连接顺序；当一个封装的位置发生变时，依照最短树理论计算出的连接顺序也会发生变化，也即飞线的起始和终止点会发生变化，因此，在" 最短树" 策略下移动封装时，与该封装引脚相连接的飞线会随着封装位置的变化而变化，这就是所谓的动态飞线。

动态飞线采用就近找点连接入网和保证整个网络连接长度最短的飞线策略，所以，动态飞线连同最短树飞线总长度为我们布局时提供了相对最佳的判断标准。

具体地说：布局时，我们通过下述方式来确保动态飞线状态下布局的有效性。

(1)在整板范围内快速移动一个封装，如果与这个封装连接的飞线不发生大的变化，说明与这个封装引脚连接的电网络中结点数少，近于一一对应的连接，这个封装的位置不能任意放置并有较高的定位优先级，参照屏幕右下角显示的飞线长度可以找到该封装的最佳放置位置。 (2)在整板范围内快速移动一个封装，如果与这个封装连接的飞线变化比较大，说明与这个封装引脚连接的电网络中结点数多，这个封装不一定非固定放置在某个位置并具有较低的定位优先级，可以按照其他一些判别准则（如布局是否美观等）并参照屏幕右下角显示的飞线长度找到该封装的相对最佳放置位置。

(3)移动封装，右下角显示的飞线长度最小时放置的位置相对最佳。

(4)如果两个封装不论怎样移动位置其间的飞线连接关系不变，说明这两个封装间具有强的约束关系，应优先放置在一起；如果一个封装不论怎样移动位置与某几个封装间的飞线连接关系不变，说明这个封装与这几个封装间具有强的约束关系，应优先放置在这几个封装的重心或相对接近重心的位置；如果一个封装移动位置时飞线可以不断变化，即总能就近找到连接结点，说明这个封装与其他所有封装间具有弱约束关系，这个封装的位置可以最后确定并且所定的位置可以比较灵活。

动态飞线无疑是一个功能强大的布局工具，但是，由于每移动一下封装都必须重新计算相关网络的最短树，这需要一定的时间。因此，在低档PC 机或大型设计上使用动态飞线时会感到移动封装不太灵活。这时，可以通过设置部分飞线模式和控制显示飞线网络的接点来解决这个问题。

动态飞线状态下移动封装时，按R 键可以调整飞线的重显频率。重显频率分为5个等级，为1时飞线重显频率最高，适合于速度较快的机器；为5时飞线重显频率最低，适合于速度较慢的机器。