第5讲硬件电路的原理图与PCB版图设计

硬件电路的原理图与PCB版图设计硬件电路图设计的基础知识1.PCB(PrintedCircuitBoard)概述2.电路原理图绘制的一般要求（1）（2）（3）3.电路原理图与电路维护图的区别4.常用的电路原理图的绘制工具有：Protel的SchematicOrCAD的CapurePADS的PowerLogic印刷电路板图的基础知识1.印刷电路板图概述①PCB的功能：I.提供集成电路等各种元器件的固定、装配的机械支撑；II.实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘，提供所要求的电气特性，如特性阻抗等；III.为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。②PCB的分类I.按照基材类型，可以划分为刚性PCB、柔性PCB和刚柔结合PCB三种；II.按照所含电气连接的铜箔层的多少，可以划分为单面PCB、双面PCB和多面PCB。单面PCB板双面PCB板多面PCB板③PCB的结构层次I.PCB是按层次结构组成的，其主要层次是各个铜箔信号连接层。I.铜箔层定义II.铜箔层分类II.各个层次通过“过孔”相连接。III.元器件层或焊接层上还有焊盘以及表示元器件的丝印层。IV.若干虚拟层：机械层、多义层、禁止布线层等④元器件在PCB上的安装技术I.分类：I.通孔插装技术THT（ThroughHoleTechnology）II.表面安装技术SMT（SurfaceMountTechnology）II.应用：I.单列、双列直插器件通常采用THT形式II.贴片器件通常采用SMT形式PCB设计的相关概念1.贯空和过孔2.丝印层3.表面焊装器件的特殊性SMD4.网状填充区和填充区5.焊盘6.各类膜7.飞线PCB加工工艺及其要求1.常用的PCB加工工艺有以下几种：①单面SMT（单面回流焊接技术）①工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→手工焊接②双面SMT（双面回流焊接技术）①工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→翻版→锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→手工焊接③单面SMT+THT混装（单面回流焊接+波峰焊接）①工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→插件→波峰焊接④双面SMT+THT混装（双面回流焊接+波峰焊接）①工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→翻版→印胶→元器件贴装→胶固化→翻版→插件→波峰焊装EDA电路设计及其常用软件工具1.EDA电路设计自动化概述2.EDA电路设计软件工具简介3.常用的EDA电路原理图的设计软件工具有：Cadence-OrCAD的Capure、Mentor-PADS的PADSLogic（PowerLogic）、Altium的Protel-Schematic、Ivex的WinDraft、Microsoft-Visio的Visio、超伦的EDA2002等。Protel1.Protel概述：Peotel电路设计工具，集电路原理图设计、电路模拟仿真、PCB版图设计、光绘文件分解输出、PLD逻辑设计与模拟分析等于一体，是一个综合性的开发环境软件工具。2.Protel的模块分类1.共分5个模块：分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真和PLD设计。硬件电路原理图的设计流程1.建立新项目，生成一个.sch文件2.加载已有的元器件库，自制或修改所需的元器件3.放置元器件、布局、连线、编辑、调整4.进行自动全局标注，手工修改局部标注5.设置并运行电气规则检查（ERC），错误纠正6.生成指定格式的器件清单和网络表（Netlist）电路原理图的设计注意事项1.注意绘制电路原理图的可读性2.规范化使用元器件引脚之间的电气连接线3.有意识的在电路原理图中加入一些测试点4.反复进行ERC操作，彻底消除错误与警告之处硬件电路的PCB板图绘制1.PCB板图的设计工作流程1.建立PCB新文档，设置PCB设计环境2.安装常用元器件封装库，自制或提取没有的元器件封装图3.规划PCB总体结构，装载元器件网络表(Netlist)4.元器件布局，标注设计与摆放5.铜箔布线及其策略6.设置运行设计规则检查，纠正错误7.标注加工要求，输出光绘文档（GerberFile）8.PCB板设计完成，交给加工厂，得到PCB电路板PCB设计原则与抗干扰措施1.PCB设计的一般原则1.布局2.布线3.焊盘2.PCB及电路抗干扰措施1.电源线设计2.地线设计3.退耦电容配置4.阻挡的使用总结使用EDA工具设计硬件体系电路的一般过程：电路原理设计→电路功能仿真→PCB版图设计→PCB模拟测试→光绘文件输出专题：封装1.封装的定义2.常用的封装形式3.注100mile=2.54mm