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1、武汉软件工程职业学院2010级毕业设计课题名称 基于Protel的多层电路板设计 学生姓名 胡 燕 学 号 1297810050238 班 级 通信1002班 指导老师 肖 春 华 完成时间： 2012 年 12 月 20日光电子与通信工程系1光电子与通信工程系毕业设计开题报告姓名胡燕系光电子与通信工程系专业通信技术班级通信1002设计题目基于Protel的多层电路板设计指导教师肖春华设计目的1. 熟悉并掌握单片机开发板的多层PCB板设计流程，学会熟练利用PROTEL软件绘制单片机板。 2. 提高自我集成运用电路方面文档的查找、阅读、分析、实践能力；设计摘要在现代电子设备中,印刷电路板(Pri
2、nted Circuit Board)发挥着越来越重要的作用,其质量的好坏在一定程度上决定了电子产品的性能。印刷电路板（Printing Circuit Board, PCB）是电子产品中电路元件的支撑件，它提供了电路元件和元件之间的电气连接。印刷电路板(Printed Circuit Board)在电子领域中有着广泛的应用，是电子信息制造业的重要基础和组成部分。设计规划2012年10月，完成资料收集工作，展开反复讨论，多次经过老师指导修改；2012年11月-2012年12月，完成原理图以及PCB设计；2013年1月-2013年3月，完成毕业设计论文的撰写。武汉软件工程职业学院毕业设计成绩鉴定
3、表姓名胡燕系光电子与通信工程系专业通信技术班级通信1002设计课题基于Protel的多层电路板设计指导教师肖春华设计思想摘要现如今电子产品日新月异其发展速度让人惊叹，作为一名学通信专业的学生来说我们更应该站在科技的前沿。Protel 99 SE实现了从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。它是一款有利于我们进行设计开发的软件，因此对该软件的熟练掌握是至关重要的。设计鉴定设计鉴定意见：设计鉴定等级： 指导教师签名： 答辩指导小组评定等级： 指导小组组长签名：系 盖 章： 年 月 日附：1毕业设计说明书（篇幅不得低于2000字）；2设计作品及相关材料。目 录前
4、言1一、 Protel软件介绍2（一）、Protel 99 SE的发展2（二）、 Protel 99 SE的特性3二、 设计印制电路板基本知识4（一）、 印刷电路板介绍41、 关于PCB的有关知识42、 电路板的发展及功能6（二）、印制电路板的分类71、印制电路板分类72、国内外电路板的发展趋势8三、 基于Protel的多层板设计步骤10（一）、电路原理图设计101、电路原理图的设计要求102、布局、布线设计的基本原则123、 电路原理图设计步骤144、绘制原理图时的注意事项18（二）、生成报表文件及其它报表181、生成网络表的操作步骤：182、 生成其它报表19（三）、 PCB设计191、
5、PCB板层192、 PCB板设计的基本原则213、 PCB设计流程254 、PCB展示（部分）28总结30参考文献34摘 要在现代电子设备中,印刷电路板(Printed Circuit Board)发挥着越来越重要的作用,其质量的好坏在一定程度上决定了电子产品的性能。印刷电路板（Printing Circuit Board, PCB）是电子产品中电路元件的支撑件，它提供了电路元件和元件之间的电气连接。印刷电路板(Printed Circuit Board)在电子领域中有着广泛的应用，是电子信息制造业的重要基础和组成部分。近年来,PCB的制作层数越来越多、密度越来越高,性能越来越强，其发展趋势也
6、越来越可观。本文对印刷电路板的发展趋势、印刷电路板的基础知识介绍、印刷电路板的功能及基本使用、人工作电路板及基本制作流程、手工制板过程中的注意事项作出了较全面的介绍，本论文就介绍了电路板的功能及使用。该电路板是一块多功能的双面电路板，其功能包括MAX232、I2C总线、串行口通信、1602液晶显示、点阵显示、4*4按键、单片机进行控制、18B20温度传感器、红外传输功能，1302定时功能等几大部分，增加了排针外扩展功能。该电路板的每部分都是独立的，即可单独使用，也可同时工作实现更多功能。关键字：发展趋势 性能要求 串口通信 单片机控制 I2C总线 前 言Protel 99 SE是Protel公
7、司（现已更名为Altium公司）近几年来致力于Windows平台于2000年开发的拳头产品。它能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。今天的Protel 99 SE软件已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具。它覆盖了以PCB为核心的全部物理设计。总的说来，在Protel系列产品中，Protel 99 SE以其强大的功能、方便快捷的设计模式和人性化的设计环境，赢得了众多电路设计者的青睐，成为当前电子工业中印刷电路板设计的主流软件。新版本的Protel软件可以毫无障碍地打开Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA格式的设
8、计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。在开始学习利用Protel 99 SE系统设计电路之前，读者应该初步了解Protel 99 SE系统，为后续学习奠定基础。为此，本次的毕业设计论文以PCB板的深远发展前景为背景，让自身对Protel有个更为全面的了解而得以展开。在设计过程中我们应按照Protel绘制PCB的设计要求及步骤来完成设计。在本毕业设计完成之时相信自身会对Protel软件更加了解，对PCB的绘制更为熟练。一、 Protel软件介绍（一）、Protel 99 SE的发展随着计算机技术的发展，从20世纪80年代中期开始，计算机的应用进入各个领域，计算机的发展促进了电子信息技术的发展
9、,促进了EDA技术的发展。许多厂商推出了多种电子CAD（Computer Aided Design）软件，其中Protel以Windows操作界面、操作简单、易学好用等优点而深受广大用户的欢迎，成为大多数电子设计者的首选。Protel设计系统是一套建立在PC环境下的EDA电子集成设计系统，它以其卓越的功能和旺盛的生命力紧跟计算机操作系统和EDA技术的发展步伐。Protel公司成立于1985年，2001年更名为Altium公司，其主要产品是基于PCB设计的EDA平台。早期Protel公司推出基于DOS坏境的EDA程序。Protel的前身是1988年由美国ACCEL公司推出的TANGO软件，用于电
10、子辅助设计。这个软件包开创了电子设计自动化（EDA）的先河。1991年Protel公司推出了第一个基于Windows平台下的PCB软件包，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等软件，与Protel for DOS相比，在界面、易操作性和设计能力上都有了长足的进步。1994年，Protel公司首创EDA Client/Server体系结构，使各种EDA工具可以方便地实现无缝连接，确定了当今桌面EDA系统的发展方向。1996年Protel公司收购了美国NeuroCAD公司，成为世界上拥有无网格布线技术的少数几家公司之一。1998年，Pr
11、otel公司推出Protel 98，它是第一个包含5个核心模块的真正32位的EDA工具，是将Advanced SCH98（电路原理图设计）、PCB98（印刷电路板设计）、Route98（无网格布线器）、PLD98（可编程逻辑器件设计）、SIM98（电路图模拟/仿真）集成于一体的一个无缝连接的设计平台。1999年，Protel公司又推出了新一代的电子线路设计系统Protel 99，此系统引进了MicroCode Engineering公司的仿真技术和IncaSEs Engineering Gmbh公司的信号完整性分析技术。2000年，Protel公司兼并了美国著名的EDA公司ACCEL（PCAD
12、）。随后推出了Protel 99 SE，进一步完善了Protel 99 软件的高端功能，其主要模块有：原理图设计、原理图仿真、PCB设计、PLD设计、信号完整性分析等。（二）、 Protel 99 SE的特性Protel 99 SE作为常用的电路设计软件，引进了许多新的概念和功能。下面介绍Protel 99 SE较以前Protel版本的新特性。l 灵活的文档管理。l 多样的模版。l 丰富的原理图原件库和PCB封装库。l 丰富的设计向导功能。l 增强的元件布局工具。l 增强的手动布线方式。l 增强的绘图及处理功能。l 优越的混合信号电路仿真。l 简单的同步设计。l 先进的信号完整性分析。l 更容
13、易进行PLD设计。l 增强的PCB布局规则。l 良好的兼容性。二、 设计印制电路板基本知识（一）、 印刷电路板介绍印刷电路板（Printed Circuit Board, 简称PCB）又称印制板，是进行电子产品设计工作的一个重要步骤，其质量将直接影响到成品质量与稳定性。因此，在整个设计工作工程中，印制电路板的设计工作时一个不容忽视的环节。对于Protel 99 SE的初学者来说，印制电路板的设计工作是一个不小的挑战。本论文就详细讲述了印制电路板的设计流程及方法。1、 关于PCB的有关知识（1）、PCB介绍PCB是电子产品的重要部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电
14、子设备、自动化控制系统，只要存在电子元器件、它们之间的电气互连就要使用PCB。在电子产品的研发过程中，影响电子产品成功的最基本因素之一是该产品的PCB的设计和制造，PCB的设计和制造质量直接影响到整个电子产品的质量和成本，甚至影响电子产品在市场竞争中的竞争力。在电子技术发展早期，元件都是用导线连接的，而元件的固定是在空间中立体进行的。电路由电源、导线、开关和元器件构成，就像实验室里电工实验电路那样。随着电子技术的发展，电子产品的功能、结构变得很复杂，元件布局、互连布线都不能像以往那样随便，否则检查起来就会眼花缭乱；因此，人们对元件和线路进行了规划。用一块板子为基础，在板上分配元件的布局，确定元
15、件的接点，使用铆钉、接线柱作为接点，用导线把接点按照电路要求，在板的一面布线，另一面装元件，这就是最原始的电路板。这种类型的电路板在真空电子管时代非常盛行。线路的接法有直线连接（接点到接点的连线拉直）和曲线连接。后来，大多数人采用曲线连接，尽量减少使用直线连接。线路都在同一个平面分布，没有太多的遮盖点，检查起来容易。这时电路板已初步形成了“层”的概念。单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制作新时代的标志。布线设计和制作技术都已发展成熟。先在敷铜板上用模板印刷防腐蚀膜图，然后再腐蚀刻线，这种技术就像在纸上印刷那么简便，“印刷电路板”因此得名，英文Printed Circuit Board,简称PC
16、B。印刷电路板的应用大幅度降低了生产成本，从晶体管时代到现在，这种单面印刷电路板一直得到了广泛的应用。随着技术进步，人们又发明了双面板，即在板子两面都敷铜，两面都可腐蚀刻线。（2）、PCB制造工艺我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而
17、成。这种线路板覆铜簿板材，我们就称它为刚性板。再制成印制线路板，我们就称它为刚性印制线路板。单面有印制线路图形我们称单面印制线路板，双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板，我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印制线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层、六层印制电路板了，也称为多层印制线路板。单面刚性印制板：单面覆铜板下料（刷洗、干燥）钻孔或冲孔网印线路抗蚀刻图形或使用干膜固化检查修板蚀刻铜去抗蚀印料、干燥刷洗、干燥网印阻焊图形（常用绿油）、UV固化网印字符标记
18、图形、UV固化预热、冲孔及外形电气开、短路测试刷洗、干燥预涂助焊防氧化剂（干燥）或喷锡热风整平检验包装成品出厂。双面刚性印制板：双面覆铜板下料叠板数控钻导通孔检验、去毛刺刷洗化学镀（导通孔金属化）（全板电镀薄铜）检验刷洗网印负性电路图形、固化（干膜或湿膜、曝光、显影）检验、修板线路图形电镀电镀锡（抗蚀镍/金）去印料（感光膜）蚀刻铜（退锡）清洁刷洗网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜或湿膜、曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）清洗、干燥网印标记字符图形、固化（喷锡或有机保焊膜）外形加工清洗、干燥电气通断检测检验包装成品出厂。贯通孔金属化法制造多层板工艺流程内层覆铜板双面开料刷洗钻定位孔贴光
19、致抗蚀干膜或涂覆光致抗蚀剂曝光显影蚀刻与去膜内层粗化、去氧化内层检查（外层单面覆铜板线路制作、B阶粘结片、板材粘结片检查、钻定位孔）层压数控制钻孔孔检查孔前处理与化学镀铜全板镀薄铜镀层检查贴光致耐电镀干膜或涂覆光致耐电镀剂面层底板曝光显影、修板线路图形电镀电镀锡铅合金或镍/金镀去膜与蚀刻检查网印阻焊图形或光致阻焊图形印制字符图形（热风整平或有机保焊膜）数控洗外形清洗、干燥电气通断检测成品检查包装出厂。2、 电路板的发展及功能（1）、电路板的发展由于电路的复杂性，有时也用到“飞线”。但电路的布线不是把元件按电路原理简单连接起来就可以，电路工作时电磁感应、电阻效应、电容效应的都会影响电路的性能，甚
20、至会引起严重的质量问题，如自激、信号不完整传输、电磁干扰等问题。飞线的方法只能解决少量的信号交错问题，数量太多是不可取的。而且，硬要把所有线路都排在有限的两个面上，又要降低电磁感应、电阻效应、电容效应，使得布线设计的任务十分艰巨。线太细太密，不但加工困难、干扰大，而且容易烧断和发生断路故障。若保证了线宽和线间距，电路板的面积就可能太大，不利于精密设备的小型化。这些问题的出现促使了印制电路板设计和制作工艺的发展。随着电子产品生产技术的发展，开始在双面电路板的基础上发展夹层，其实就是在双面板的基础上叠加上一块单面板，这就是多层电路板。起初，夹层多用做大面积的地线、电源线的布线，表层都用于信号布线。
21、后来，要求夹层用于信号布线的情况越来越多，这要求电路板的层数也要增加。但夹层不能无限增加，主要原因是成本和厚度问题。电子产品设计要考虑性价比这个矛盾的综合体，而最实际的设计方法仍然是以表层做信号布线层为首选。高频电路的元件也不能排的太密，否则元件本身的辐射会直接对其他元件产生干扰。层与层之间的布线应错开成十字走向，以减少布线电容和电感。（2）、印刷电路板的功能印制电路板在电子设备中具有如下功能：提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑；实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘；提供所要求的电气特性，如特性阻抗等；为自动焊锡提供阻焊图形，为元件插装、检查、维修提供识别字符
22、和图形。有关印制板的一些基本术语如下；在绝缘基材上，按预定设计，制成印刷线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形，称为印刷线路，它不包括印制元件。印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或印制线路板，也称印制板。电子设备采用印制板后，由于同类印制板的一致性，避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动监测，保证了电子产品的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，且便于维修。（二）、印制电路板的分类根据电路层数分类：分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达十几层。1、印制电路板分类（1）、单面板单面板（Single-Sided Boa
23、rds）在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。（2）、双面板双面板（Double-Sided Boards）这种电路板的两面都有布线，不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一
24、面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上（3）、多层板多层板（Multi-Layer Boards）为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计
25、算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，还是可以看出来。2、国内外电路板的发展趋势目前，全球PCB产业产值占电子元件产业总产值的四分之一以上，是各个电子元件细分产业中比重最大的产业，产业规模达400亿美元。同时，由于其在电子基础产业中的独特地位，已经成为当代电子元件业中最活跃的产业，2003和2004年，全球PCB产值分别是344亿美元和401亿美元，同比增长率分别为5.27%和16.47%。我国的PCB研制工作始于1956年，1963-1978年，逐步扩大形成PCB产业。改革开放后20多年，由于引进国外先进
26、技术和设备，单面板、双面板和多层板均获得快速发展，国内PCB产业由小到大逐步发展起来。2002年，成为第三大PCB产出国。2003年，PCB产值和进出口额均超过60亿美元，成为世界第二大PCB产出国。我国PCB产业近年来保持着20%左右的高速增长，并预计在2010年左右超过日本，成为全球PCB产值最大和技术发展最活跃的国家。 从产量构成来看，中国PCB产业的主要产品已经由单面板、双面板转向多层板，而且正在从46层向68层以上提升。随着多层板、HDI板、柔性板的快速增长，我国的PCB产业结构正在逐步得到优化和改善。在北美的许多印制板制造商们企盼着美国电子工业衰退的终结，但未见明显回升，美国的印制
27、板制造商们除了采取在本土裁员或关厂等应急措施外，为了长远的发展，他们将战略重点转移到亚洲。西方厂商看重东方市场，电子制造业在亚洲获得空前发展，尤其是在中国。目前，中国已经成为电子制造业大国。随着改革开放的深入，以及中国的长治久安和社会的稳定，吸引了越来越多的境外厂商。这是中国企业难得的机遇，只有牢牢抓住这个机遇，寻找差距，迅速提高自己，才能使中国的电子电路行业真正攀登世界高峰。三、 基于Protel的多层板设计步骤（一）、电路原理图设计设计电路原理图是进行电路设计的第一步，也是最重要的一步。电路原理图的设计是否正确、结构是否严谨将直接影响都产品的使用效果，且由于Protel 99 SE软件中，
28、绘制电路原理图是进行后面各种工作的前提，故电路原理图的设计工作就显得尤为重要。1、电路原理图的设计要求（1）、印制电路板设计中的基本要求:.印制线路板上的元器件放置的通常顺序： I、放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类。器件放置好后用软件的LOCK 功能将其锁定，使之以后不会被误移动。 II、放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC 、集成电路等。 III、放置小器件，例如阻容器件、二极管等。 .元器件离板边缘的距离：可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚，这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时，要提供给
29、导轨槽使用，同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损，如果印制线路板上元器件过多，不得已要超出3mm范围时，可以在板的边缘加上3mm的辅边，辅边开V 形槽，在生产时用手掰断即可。 （2）、印制电路板的布线： .印制导线的线长：印制导线的布设应尽可能的短，在高频回路中更应如此；印制导线的拐弯应成圆角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能；当两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。 .印制导线的宽度：铜膜线的宽度应以能满足电气性能要求而便
30、于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于0.2mm.只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm。一般情况下11.5mm的线宽，能够流过2A的电流，例如地线和电源线最好选用大于1mm的线宽。在集成电路座焊盘之间走两根线时，焊盘直径为50mil,线宽和线间隔都是10mil，当焊盘之间走一根线时，焊盘之间为64mil，线宽与线距都为12mil（1mil=0.0254mm）。（3）、印制导线间距及接地的设置.印制导线的间距相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及
31、其它原因引起的峰值电压。如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒，则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。 .印制导线的屏蔽与接地印制导线的公共地线，应尽量布置在印制线路板的边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，这样得到的屏蔽效果，比一长条地线要好，传输线特性和屏蔽作用将得到改善，另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状，这是因为当在同一块板上有许多集成电路，特别是有耗电多的元件时，由于图形上的限制产生了接地电位差，从而引起噪声容限
32、的降低，当做成回路时，接地电位差减小。另外，接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行，这是抑制噪声能力增强的秘诀；多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层，电源层、地线层均可视为屏蔽层，一般地线层和电源层设计在多层印制线路板的内层，信号线设计在内层和外层。 （4）、 焊盘的直径和内孔尺寸焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，焊盘的内孔一般不小于0.6mm，因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为0.7mm，焊盘直径取决
33、于内孔直径。（5）、跨接线的使用在单面的印制线路板设计中，有些线路无法连接时，常会用到跨接线，在初学者中，跨接线常是随意的，有长有短，这会给生产上带来不便。放置跨接线时，其种类越少越好，通常情况下只设6mm，8mm，10mm三种，超出此范围的会给生产上带来不便。2、布局、布线设计的基本原则首先需要完全了解所选用元器件及各种插座的规格、尺寸、面积等。合理地、仔细地考虑各部件的位置安排（从电磁兼容性、抗干扰性、走线要短、交叉要少、电源和地线的路径及去耦等发明考虑。），各部件位置定出后，就是各部件的连线，按照电路图连接有关引脚。布局和布线两者都很重要。（1）、印制电路板板上各元器件的布局应遵循以下基
34、本原则:. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开。.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。. 电阻、二极管、管状电容器等元器件有“立式”和“卧式”两种安装方式。立式指的是元器件体垂直于电路板安装、焊接，其优点是节省空间；卧式指的是元器件体平行并紧贴于电路板安装、焊接，其优点是元器件安装的机械强度较好。这两种不同的安装元器件，印制电路板上的元器件孔距是不一样的。 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布
35、过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。. 元器件的外侧距板边的距离为5mm。. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布。. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头
36、的插拔。. 其它元器件的布置：所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直。.贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过。（2）、印制电路板板上各元器件之间的布线应遵循以下基本原则:.印制电路板中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去，在特殊情况下如果电路很复杂，为简化设计也允许用导线跨接，解决交叉电路的问题。.画定布线区域距PCB板边1mm的区域内，以及安装
37、孔周围1mm内，禁止布线。.电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil。.正常过孔不低于30mil。.双列直插：焊盘60mil，孔径40mil。1/4W电阻： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil。无极电容： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil。.注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。.总地线必须严格按高频中频低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则，切不可随便乱接，级与级间的接线可长一些，特别是变频头、再生头、
38、调频头的接地线的安排要求更为严格，如有不当就会产生自激以致无法工作。调频头等高频电路常采用大面积包围式地线，以保证有良好的屏蔽效果。.强电流引线（公共地线，功放电源引线等）应尽可能宽些，以降低布线电阻及其电压降，可减小寄生耦合而产生的自激。.阻抗高的走线尽量短，阻抗低的走线可长一些，因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号，引起电路不稳定。电源线、地线、无反馈元器件的基极走线、发射极引线等均属低阻抗走线，射级跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开，各自成一路，一直到功效末端再合起来，如两路地线连接，极易产生串音，使分离下降。.板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8m
39、il(或0.2mm)。3、 电路原理图设计步骤（1）、电路原理图的设计电路原理图的设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进程。一般的，设计一个电路原理的工作包括：设置电路图纸参数，装入所需的元件库，防置元器件，进行原理图布线，调整，检查及修改，最后存盘打印图纸。设置图纸的大小启动Protel 99 SE电路原理图的编辑界面加载元件库进行原理图布线调整布线保存打印图3-1 电路原理图的设计流程在原理图设计过程中，首先设置好图纸，网格和光标，以及窗口大小，然后在元器件编辑器界面制作原理图所需器件，创建新元件，产生元件报表，绘制原理图设计进阶，做好元件的自动编号，原理图的电气检查，即ERC。在
40、这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。（2）、原理图模块展示（部分）.24C02/04/08/16/32/64是电可擦除PROM，分别采用2256/512/1024/2048/4096/8192*8-bit的组织结构以及两线串行接口。电压可允许低至1.8V，待机电流和工作电流分别为1uA和1mA。24C02/04/08/16/32/64具有页写能力，每页分别为8/16/16/16/32/32字节。24C02/04/08/16/32/64具有8-pin PDIP和8-pin SOP两种封装形式，如图3-
41、2所示。 图3-2 24C02原理图. TLC549是TI公司生产的一种性价比非常高的8位A/D转换器，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换，其转换速度小于17us，它能方便地采用三线串行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统，如图3所示。图 3-3 TLC549原理图.采用D/A转换器DAC7512是只有6个引脚贴片，输出直接是多需电压，电路连接简单，占的空间非常小，DAC7512是12位串行数模转换，输入有4096个不同的二进制组态，输出为4096个电压之一，精度非常高，时序也很简单，应用起来方便，如图3-4所示。 图 3-4 DAC7512原理图.红外线遥控器已被
42、广泛使用在各种类型的家电产品上，它的出现给使用电器提供了很多的便利。红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成。红外发射装置又可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成，如图3-5所示。图 3-5 SM0038原理图.DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire，即点总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便，如图3-6所示。图 3-6 DS18B20原理图4、绘制原理图时的注意事项在调整元器件的布局位置时
43、应使它们放置在原理图纸中的最佳位置，方便布线操作。在布线完成后，用户还要对所绘制的原理图进行进一步的调整和修改，以保证原理图的美观和正确。这都需要对元件位置的重新调整，导线位置的删除、移除，更改图形尺寸、属性及排列等。（二）、生成报表文件及其它报表Protel 99 SE系统具有丰富的报表功能，设计者可以利用Protel 99 SE各种不同类型的报表文件。通过这些报表文件，设计者可以掌握项目设计中各种重要的相关信息，以便及时对设计进行校对和修改，并为制作印制电路板作好准备。对于总项目来说，这些报表文件还将为预算和采购提供清单依据。1、生成网络表的操作步骤：（1）、 打开准备产生网络表的原理图文
44、件并执行菜单命令Design Create Netlist，系统将弹出Netlist Creation设置对话框，即根据网络表的输出格式和项目层次结构进行设置。生成网络表对话框包含2个选项卡：Preferences选项卡和Trance Options选项卡。（2）、 设置好后，进行生成网络表的过程，并生成网络表文件。其文件名与主电路图的文件名相同，扩展名为NET。图 3-7 网络表文件2、 生成其它报表（1）、生成元件列表元件列表一般又称为“元器件清单”（Bill of Material），主要用途是整理出一张原理图或一个项目中的所有元器件的标号、标注、封装等信息，以方便设计人员检查核对以及采
45、购人员预算和采购。（2）、生成元件引脚列表Protel 99 SE系统提供了生成元件引脚列表的功能，利用它可快速产生元件的引脚列表，以方便设计过程中对有关引脚进行查询，如元件标号和引脚号等。生成元件引脚列表分为两步来实现：首先选择需要查询的网络或元器件的引脚，可选择某一网络节点、某一元件或多个元件，然后执行生成引脚列表命令。（3）、生成网络比较表网络比较表（Netlist Comparison）可用来比较用户指定的两份网络表，并将两者的差别列成文件。网络表文件既可以从原理图中生成，也可以从印刷电路板电路中生成。（三）、 PCB设计印制电路板（PCB）是电子产品的重要部件之一，几乎每种电子设备，
46、小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、自动化控制系统，只要存在电子元器件、它们之间的电气互连就要使用PCB。在电子产品的研发过程中，影响电子产品成功的最基本因素之一是该产品的PCB的设计和制造，PCB的设计和制造质量直接影响到整个电子产品的质量和成本，甚至影响电子产品在市场竞争中的竞争力。1、 PCB板层（1）、信号层（Signal layers）主要放置玉电气信号相关的对象，一般双层板包括TopLayers(顶层)和BottomLayers(底层)，对于多层板还会包括MidLayers(中间层)，顶层用玉放置原件及部分信号线，底层用于做焊锡面，中间层通常布置信号线。（2）、内部电源/接地层（Internal planes）在多层板中经常会设置若干个内部电源/接地层，用于布置电源及接地，通常整层用做电源/底层，这样信号层的电源和底线都可以接到这些层面来，一方面简化了信号层的布线操作，另一方面通过合理的布置电源/接地层也有利于提高电路板的电磁兼容性。（3）、机械层（Mechanical layers）机械层用于绘制各种指示性标识和说明文字，新建的PCB文件系统默认信号层为两层，机械层是一层，通过管理层堆栈可以添加信号层