PCB设计基础知识(全_)

PowerLogic&PowerPCB第一章PowerLogic用户界面1.1PADSPower软件简介PADS(PersonalAutomatedDesignSystems)系列产品包括系统设计、系统验证、高速设计工具、PCB布线工具和生产输出软件等五个方面的软件。该系列软件几经易手后，现在成为MentorGraphics公司制板工具之一，主要面向低端用户，对计算机的配置要求不高，一般在Windows下运行，是低端PCB软件中最优秀的一款，具有好用、易上手作出的板子质量高，适合大多数中小型企业的需要。在1998年在美国被评为软件最佳容易使用奖，1999年获用户好评奖，是中国市场适用范围最广的一款EDA软件之一。PADSPower电路设计与制板软件主要包括PowerLogic和PowerPCB两部分，现分别更名为PADSLogic和PADSLayout，现在最高的版本是PADS2007。PADSLogic是一个界面友好、操作简便、功能齐全的原理图设计环境。它提供了元器件库管理、多页/页次式原理图设计、原理图符号创建向导、元器件与网络的浏览与检索、物料清单（BOM）输出、PCB设计规则定义及网表输出等全方位的前端设计功能。它和PADS的PCB环境紧密集成，实现原理图与PCB的交互定位，正反标注，帮助设计者高效率地完成原理图及PCB设计工作。PADSLayout环境作为业界主流的PCB设计平台。它是一个强有力的基于形状化以其强大的交互式布局布线功能和易学易用等特点，是通信，半导体等当前最活跃的工业领域中制作复杂的、高速印制板最终选择的设计环境。PADSLayout支持完整的PCB设计流程，涵盖了从原理图网表导入，规则驱动下的交互式布局布线，DRC/DFT校验与分析，直到最后的生产文件（Gerber）、装配文件及物料清单（BOM）输出等全方位的功能需求，确保PCB工程师高效率地完成设计任务。1.2PADSPower中电子电路设计的一般流程关于如何在PowerLogic和PowerPCB中完成电路板设计，对于初学者来说，首先要了解两个软件的设计环境及相关参数的设置；了解两个软件环境下工具盒（Toolboxes）的使用方法；了解两个独立软件环境元件库（Library）的关系；了解绘制完成后的原理图是怎样通过PowerLogic和PowerPCB的接口命令，将在原理图中生成的网表（Netlist）与当前工作中的所有元件自动从PowerPCB的元件库（Library）中调出，显示在PowerPCB设计工作区域中；了解在PowerPCB中如何设置设计规则、元件的布局布线、设计验证并且完成制造数据输出工作。本书软件版本为PowerLogic5.0.1和PowerPCB5.0.1。下面介绍在PADSPower中进行电子电路设计的一般步骤。在添加一个元件到设计中之前，这个元件必须是PADS库中已经存在的一个元件类型（PartType）。一个元件类型是由三部分组成：一是在PowerLogic中的逻辑符号或称为CAE封装（CAEDecal），二是在PowerPCB中的PCB封装（PCBDecal），三是元件的电性能参数。在进行原理图绘制和PCB布局布线之前，首先应根据实际器件的电气信息与物理信息资料来完成CAE逻辑封装的绘制和PCB封装的绘制，进而建立元器件的元件类型这一过程被称为元件制作。将制作好的元件保存到元件库（Library）中，以备随时调用、检索、导入和导出。1.在PowerLogic中进行原理图的设计步骤步骤一：在PowerLogic中定义元件库即建立新的设计项目元件库。步骤二：绘制元件逻辑封装（CAEDecal）也就是用于绘制原理图中的符号，如Or、And电路等的外形符号。步骤三：建立元件类型（PartType）将元件的CAE封装和PCB封装指定，然后定义电气性能。步骤四：在PowerLogic中设置启动文件，设置内容包括：设计图纸大小和页数、设计单位、设计栅格、设计颜色、绘图线宽等参数。步骤五：原理图的绘制，即从PowerLogic设计工具盒中添加元件类型（PartType），通过连线工具完成原理图绘制并且注意原理图的美观性。步骤六：定义设计规则，内容包括：安全间距、布线和高速约束等规则，该项可以在PowerLogic中设置，设计规则会通过网表（Netlist）传送给PowerPCB。通常的设计规则设计都在PowerPCB中进行，在原理图绘制中是不进行该项设置的。步骤七：产生网表（Netlist）、报告，也就是将原理图设计（Design）转化为网表（Netlist），生成未使用情况报告（Unused）、元件统计报表（PartStatist）、网络统计报表（NetStatist）、限度报表（Limits）、页间连接符报表（Off-page）、材料清单报表（BillofMaterials）。其中网表（Netlist）通过工具栏（Tools）中的【OLEPowerPCBConnection】使得当前原理图中的元件自动从PowerPC的元件库（Library）中调出，显示在PowerPCB的设计窗口中。2.在PowerPCB中进行PCB的设计步骤步骤一：建立元件的PCB封装（PCBDecal）也就是在PowerPCB的元件封装编辑器（DecalEditor）中建立元件的PCB封装，即元件的外观尺寸、丝印图形、元件端子、焊盘尺寸等，并且将完成的PCB封装保存在新建元件库中（也就是在PowerLogic中新建的元件库）。步骤二：给元件分配PCB封装并且建立元件类型（PartType），在PowerLogic中建立PCBDecal与PartType之间的联系，使元件有效能够被调用。注意：如果在PowerPCB中的元件封装编辑器（DecalEditor）制作PCB封装后，在保存该封装的时候建立了元件类型（PartType），那么该元件类型的名称一定要与PowerLogic中逻辑封装（CAEDecal）建立的元件类型同名，否则在元件调用时会出错。一般情况下，元件类型的建立是在逻辑封装（CAEDecal）和PCB封装（PCBDecal）都完成的之后，回到PowerLogic的元件类型编辑界面进行，这样就不容易出错。步骤三：在PowerPCB设计窗口中设置启动文件，设置内容包括：设计图纸大小、设计单位、设计栅格、设计颜色、绘图线宽等参数。步骤四：在PowerPCB设计窗口中绘制电路板边框。步骤五：从PowerLogic中将网表导入PowerPCB设计窗口中，通过工具栏中的【OLEPowerPCBConnection】使得PowerLogic中元件自动从元件库中调出，显示在PowerPCB设计窗口中。步骤六：如果在PowerLogic中未定义设计规则，在PowerPCB中可重新设置定义设计规则。步骤七：将传送到PowerPCB中的堆叠到原点周围的元件，进行布局布线。步骤八：进行设计检查（VerifyDesign）一旦出错，一定要修改布局和布线。步骤九：为制造电路板提供制造数据—CAM输出数据，如：布线、丝印、阻焊、外框、NC打孔数据等。PowerLogic是MentorGraphics公司印制电路板设计PowerPCB的配套绘制电路原理图的软件，一般是建议使用这样的搭配。同时现在国内也有相当一部分工程技术人员使用OrCAD绘制原理图，然后用PowerPCB设计印制电路板，这也是强强联合的典范。注意：在PowerLogic和PowerPCB的工作窗口中，如果打开的对话框中包含有帮助图标，那么只要单击按钮，就会打开该对话框的英文帮助说明，在对话框的每个栏目上单击就会弹出英文的功能说明内容。在PowerLogic和PowerPCB的工作窗口，单击下拉菜单中的Help（帮助），选择【Contents…】打开帮助主题对话窗口，在帮助窗口中单击目录，在目录中列出了对两个软件的全部功能说明、使用方法和用户向导等。在软件使用中如果遇到问题，要学会使用帮助内容。1.3PowerLogic用户界面介绍用户界面也就是工作窗口，它就是软件使用者的工作环境，了解和熟悉这个工作环境是掌握PowerLogic软件的第一步。PowerLogic的用户界面设计非常易于使用，在努力满足高级用户需要的同时，对于初次使用PowerLogic的人员也会很快入门。1.3.1PowerLogic用户界面组成启动PowerLogic，如果现在PowerLogic程序还没有运行，可以在WindowsXP环境下，通过开始/程序/PowerLogic(Start/Programs/PowerLogic)，使其运行或者直接双击桌面的快捷图标的方法来启动PowerLogic，如图1－1所示。－1为PowerLogic用户界面该图打开的是PowerLogic中自带原理图“C：\padspwr\LogicFiles\DEMO.SCH”。1、在PowerLogic的图形界面中各部分名称和功能说明在图1一1中的各部分说明如下：①菜单栏：提供了标准的下拉式菜单，菜单中的命令用于完成原理图绘制工作，快捷键为Ctrl+Alt+M。②主菜单条（工具条）：绘制原理图的功能图标，单击即可打开相关的功能。③工作区（WorkingAera）：绘制和显示原理图的区域。④快速选择图标：单击即可打开相关的功能。⑤前一个目标/前一个视图目标：通过该按钮可以快速浏览和查看当前或下一个视图。⑥启动PowerPCB（左边图标）和启动BlazeRouter（右边图标）：通过快捷键快速启动启动PowerPCB设计软件和启动BlazeRouter（自动布线器）设计软件。⑦缺省的连线宽度：显示当前原理图中缺省的线宽，热键为【W】。⑧缺省的设计栅格：设计栅格设置，热键为【G】。⑨X/Y光标位置：显示相对于设计中的X、Y坐标值。2、在PowerLogic的菜单栏中各下拉菜单功能说明【File】文件菜单【New】：新建新的设计工作区域。【Open】：打开LogicFiles文件夹下的后缀为.sch的原理图文件。【Save】：保存当前窗口的设计文件。【SaveAs】：另存当前窗口的设计文件。【Import】：导入对话框，导入文本格式的原理图。【Export】：导出对话框，将原理图导出为文本格式。【Library】：元件库，原理图中的设计元件需要从该元件库中调出。【Report】：将当前原理图设计中的内容以报表形式输出。【PrintSetup】：打印。【Print/Plot】：打印/绘图，完成打印原理图的相关设置。【Exit】：退出当前PowerLogic设计界面。图1－2文件菜单【Edit】编辑菜单【Paste】：与Windows的编辑命令相同。【CopyAsBitmap】：作为位图复制，执行该命令后，可以将选中的任何内容拷贝到粘帖板上并且可以应用到Word中。【PastefromFile】：从文件中粘帖原理图。【Move】：与Windows的编辑命令相同。【Delete】：与Windows的编辑命令相同。【Filter】：过滤选择原理图中的内容。【SelectSignalPinNets】：选择原理图中的信号网络。【InsertPowerPCBObject】：向原理图插入PowerPCB对象。【InsertNewObject】：在原理图中插入新对象。－3编辑菜单【View】视图菜单图1－4视图菜单【Zoom】：缩放图标功能。【Sheet】：以设计数据中的外框为参照，将框内的数据最大化显示在屏幕上。【Redraw】：画面刷新功能。【Extents】：将当前设计中的所有数据显示在屏幕上，当远处有数据时，可以显示在可视范围内。【PushHierarchy】：进入层次原理图设计的下一层原理视图。【PopHierarchy】：进入层次原理图设计的上一层原理视图。【Capture】：捕获，显示捕获窗口。【Pr