《电子CAD》教案2016年(48学时)—李院林(项目五).docx

项目五单管放大器电路印制电路板的设计1（2学时） 授课内容： 认识印制电路板 ； 进入PCB编辑器工作环境及参数设置； 印制电路板设计的基本操作 二、教学目的要求： 认识认识印制电路板 ； 熟悉PCB编辑器工作环境及参数设置; 了解印制电路板设计的基本操作 ； 三、教材分析： 教学重难点：掌握PCB编辑器工作环境及参数设置; 掌握印制电路板设计的基本操作； 四、教学设想： 1）教学方法设想：讲授、演示与上机操作相结合，使之更具有说服力和及时巩固的效果。 2）教具运用设想：计算机、投影仪。 五、教学过程： 任务一 认识印制电路板 【任务目标分析】 主要是明确设计印制电路板所必需的知识，如什么是印制电路板、怎么样进行印制电路板设计；印制电路板上组件的一些基本知识，如元件封装、铜膜走线、焊盘、过孔、禁止布线层等。 【基本讲解及指导】 一、印制电路板的结构和分类 二、印制电路板上的组件 1、元件封装（Footprint） 2、铜膜走线（Track） 铜膜走线就是用于连接各个焊盘的导线，也简称走线。它是印制电路板中最重要的部分，几乎所有的印制电路板的设计工作都是围绕如何走线进行的。一般铜膜走线在顶层走水平线，在底层走垂直线。而顶层与底层走线之间的连接采用过孔连接。另外，还有一种与铜膜走线密切相关的线叫飞线。飞线是系统在引入网络表以后，根据电路原理图中网络的连接情况生成的用来指示布置铜膜走线的一种连接。 3、焊盘（Pad）： 焊盘的作用是放置焊锡，连接铜膜走线和元器件引脚。 4、过孔（也称为金属化孔） 过孔（Via）的作用是用于连接不同板层间的铜摸走线。 过孔有三种类型：即穿透式过孔、半隐藏式过孔和隐藏式过孔， 5．禁止布线层（Keep Out Layer） 禁止布线层用于确定电路板的尺寸和布线的范围。 6．丝印层（Overlay） 丝印层用于书写文字、元件参数说明等。丝印层又分为顶层丝印层（Top Overlay）和底层丝印层（Bottom Overlay）。 7．机械层（Mechanical） 机械层用于放置指示性文字，如电路板尺寸。 三、如何设计印制电路板 在计算机上利用Protel 99来设计印制电路板有以下两种方法： 1、手工布线法： （1 ）进入（PCB ）编辑环境，人工确定电路板的层面和尺寸； （2 ）人工放置元件的封装； （3 ）调整元件封装的布局； （4 ）根据原理图，人工放置铜膜走线和标注； （5 ）存盘或打印文件。 2、自动布线法（利用原理图自动设计印制电路板） （1）使用原理图编辑器设计电路原理图，产生网络表（Netlist ）； （2）进入（PCB ）编辑器，确定电路板的层数、尺寸等参数； （3）加载网络表； （4）自动布局元件与人工调整元件相结合，将元件合理地分布在电路板上； （5）设置自动布线规则，进行自动布线； （6）手工修改走线以及调整元件标注； （7）存盘或打印文件。 任务二 进入PCB编辑器工作环境及参数设置 【任务目标分析】 主要对PCB编辑器界面有了一个基本的认识，掌握了如何设置PCB编辑器工作环境，例如窗口的缩放、印制电路板板层和栅格的设置、环境参数对话框的设置等。 【基本操作讲解及指导】 一、进入PCB编辑器工作环境 1．菜单栏：包含了“File”（文件）、“Edit”（编辑）、“View”（浏览）、“Place”（放置）、“Design”（设计）、“Tools”（工具）、“Auto Route”（自动布线）等菜单。 2．主工具栏：与原理图编辑器相似，在印制电路板编辑、设计过程中，除了可以使用菜单命令操作外，PCB编辑器也将一系列常用的菜单命令以工具按钮形式罗列在“主工具栏”内，用鼠标单击“主工具栏”上的某一“工具”按钮，即可迅速执行相应的操作。 3、 PCB管理器（Browse PCB）该管理器用于电路板中元件封装库（Library）、网络（Nets）、网络分类（Net Classes）、元件、元件分类（Component Classes）的管理。 4．放置工具栏； 5、板层切换标签；在编辑区下方显示了目前已打开的工作层和当前所处的工作层（用鼠标单击板层切换标签可以切换板层）。 6．印制板编辑区： 印制板编辑区内显示的栅格线是第二栅格线，大小为1000mil，即25.4mm。在Protel 99SE PCB编辑器中，可以选择英制（单位为mil）或公制（单位为mm）两种长度计量单位，彼此之间的换算关系如下： 1mil=0.0254mm 10mil=0.254mm 100mil=2.54mm 1000mil(1英寸)=25.4