目 录
实验三 层次原理图设计
实验四 绘制原理图和印刷电路板
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图1 模块电路属性
图2 放置四个模块电路
图4 连线
图5 自动生成的I/0端口
元件标号 | 元件名 | 所在元件库 | 元件标示值 | 元件封装 |
R1 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 270Ω | AXIAL0.4 |
R2 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
C1 | Cap | Miscellaneous Devices.IntLib | 33pF | RAD-0.3 |
C2 | Cap | Miscellaneous Devices.IntLib | 33pF | RAD-0.3 |
C3 | Cap | Miscellaneous Devices.IntLib | 33pF | RAD-0.3 |
S1 | SW-PB | Miscellaneous Devices.IntLib |
| SPST-2 |
Y1 | XTAL | Miscellaneous Devices.IntLib |
| R38 |
VCC |
| 电源工具栏 |
|
|
GND |
| 电源工具栏 |
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图6 复位 晶振电路
元件标号 | 元件名 | 所在元件库 | 元件封装 |
U1 | DS80C310-MCL | Dallas Microcontroller 8-Bit.IntLib | DIP40B |
| VCC | 电源工具栏 |
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| GND | 电源工具栏 |
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图7 DS80C310-MCL元件搜索 图8 CPU电路模块
元件标号 | 元件名 | 所在元件库 | 元件值 | 元件封装 |
DS1 | Dpy Yellow-CA | Miscellaneous Devices.IntLib |
| LEDDIP-10 |
R3 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R4 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R5 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R6 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R7 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R8 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R9 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
R10 | RES2 | Miscellaneous Devices.IntLib | 1k | AXIAL0.4 |
VCC |
| 电源工具栏 |
|
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图9 显示电路模块
元件标号 | 元件名 | 所在元件库 | 元件封装 |
K1 | Relay-SPDT | Miscellaneous Devices.IntLib | MODULE5B |
P1 | Header 3 | Miscellaneous Connectors.IntLib | HDR1X3 |
P2 | Header 3 | Miscellaneous Connectors.IntLib | HDR1X3 |
VCC |
| 电源工具栏 |
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图10 控制电路模块
一．实验目的
1．掌握原理图元件库的制作过程。
2．熟悉菜单和工具栏的基本使用。
3．掌握PCB设计流程，手动布局以及自动布线的方法；
4．理解导向生成PCB的方法以及布线规则的设置；
5．了解PCB布局的方法。
二．实验内容
1.创建一个库元件——STC11F02
2.为库元件添加封装
3.绘制STC11F02单片机最小系统电路
4.设计“STC11F02单片机最小系统电路”的PCB板
三．库元件实验步骤
1.创建一个库元件
（1）执行【文件】-【新建】-【库】-【原理图库】命令，保存，命名为:myschlib.SCHlib。如图3-1所示。
图3-1 新建库元件界面
单击右下角【SCH】→【SCH library】调出SCH library面板，如图3-2所示。该库中已经默认添加了一个元件component_1 。
图3-2SCH library面板 图3-3 【PIN特性】对话框
（2）执行【工具】→【文档选项】命令，设置相关参数
（3）执行【放置】→【矩形】命令，放置一个矩形
（4）执行【放置】→【放置引脚】命令，放置引脚，注意带“×”的一段朝外，按下TAB键，弹出3-3所示的【PIN特性】对话框。
图3-4整个名称取反 图3-5 一个字符取反
图3-6 放置所有引脚图 3-7 调整后放置所有引脚
（5）设置完毕，单击“确定”按钮，关闭对话框。放置引脚，同样的方法放置其他引脚，如图3-6所示。
（6）为了便于绘图对原理图符号进行适当调整，如图3-7所示。
（7）设置器件属性：单击SCH library面板的【元件名】栏中的【编辑】，或者原理图符号上【单击鼠标右键】-【工具】-【器件属性】，弹出Library Component Properties对话框，如图3-8所示。
图3-8 Library Component Properties对话框
2.为库元件添加封装
（1） 执行【工具】-【模式管理器】命令，打开【模型管理器】，如图3-9
图3-9【模型管理器】对话框 图3-10 【PCB模型】对话框
（2） 单击【add footprint】，打开【PCB模型】对话框，如图3-10所示。
（3） 单击【浏览】，打开【浏览库】对话框，如图3-11所示，【浏览库】对话框中显示了当前可用的封装库信息。单击【发现】按钮，进入【搜索库】对话框，如图3-12所示。
图3-11 【浏览库】对话框 图3-12 【搜索库】对话框
在图3-12界面中设置完成后，点【搜索】开始搜索库，进入【浏览库】对话框，如图3-13所示。
图3-13 【浏览库】对话框 图3-14加载封装提示框
在图3-13中，选择合适的封装，点【确定】，关闭【浏览库】对话框，弹出加载封装提示框，如图3-14所示。单击【是】，加载相应的库，【PCB模型】对话框中已经加载选中的封装，如图3-15所示。单击【确定】，关闭【PCB模型】对话框。封装显示在【模型管理器】对话框中，如图3-16所示。
图3-15 加载封装 图3-16封装已经添加
3.同样的方法绘制MAX813L看门狗芯片的SCH库元件。
4.绘制STC11F02单片机最小系统电路
图3-17 STC11F02单片机最小系统电路
四．PCB实验步骤
1． 新建和设置PCB文件
执行菜单命令：【文件】-【新建】-【PCB】，新建一个PCB文件，保存为STC11F02.PcbDoc，如图4-1所示
图4-1 新建PCB文件 图4-2 PCB filter面板
2．绘制改变板子形状
第1步：首先是在 Keep Out Layer层。使用绘图工具绘制板子形状。
第2步：选中绘制的板子外形边框线；绘制完后，采用查找相似对象的方法，选中绘制的线条；或采用“PCB filter面板”如图4-2所示， 输入“iskeepout”过滤词，可选中在Keep Out Layer层绘制的线条。
图4-3 生成的板框 图4-4 焊盘属性
第4步，执行【设计】-【板子形状】-【按照选择对象定义】，生成PCB外形，如图4-3所示。
2．加螺丝孔：
切换到机械层，即点击Mechanical 1
方法一：在合适的位置画个圆圈即可。不在赘述
方法二：在PCB上放置焊盘，设置好直径，将孔属性中进行如下设置即可。“镀金的”的对钩去掉。因为是螺丝孔，无需镀金。如图4-4所示
方法三：放置过孔，螺丝孔，经常把“网络”连接到GND，如图4-5所示
图4-5过孔属性 图4-6 加螺丝孔后线路板
在此采用过孔的方法放置4个螺丝孔，如图4-6所示。
3．装载元件和手动布局
（1）原理图中，使用【设计】/update PCB document命令，或者在在PCB编辑器中【设计】/Import Changes From 命令，系统打开如图4-7的【工程更改顺序】窗口
图4-7 【工程更改顺序】窗口 图4-8验证后的【工程更改顺序】窗口
（2）单击【工程更改顺序】窗口中的“生效更改”按钮，对进行更改验证，并显示出手影响元素检查后的结果，如图4-8所示。检查无误的信息以绿色的“√”表示，检查出错的信息以红色的“×”表示，显示检测不通过的原因。
（3）根据检查验证结果重新更改原理图中存在的缺陷，直到通过为止。单击“执行更改”按钮，将元器件、网络表装载到PCB文件中，如图4-9所示。所有元件的封装导入到PCB环境中，如图4-10所示。
图4-9接受后的【工程更改顺序】窗口 图4-10导入封装后
（4）根据信号流动方向，以及将接口类元器件放置在PCB板边缘的原则对元器件进行手动布局。交互选择：当在SCH原理图中选中元器件时，PCB环境下对应的元器件，也被选中。
（5）手动布局过程中常用快捷键表4-1；完成布局，如图4-11所示。
表4-1 手动布局常用快捷键
快捷键 | 说明 |
A | 调出“排列”菜单 |
I+L | 在矩形区域内排列 |
L | 调出【视图配置】对话框 |
空格 | 旋转元件 |
G | 点出标尺;例如G+G是设置跳转栅格 |
R+P | 测量两个部件之间的距离 |
R+M | 测量两个点之间的距离 |
Q | 公尺和英尺切换 |
图4-11 完成布局 图4-12 规则对话框
4．布线规则设置：尤其是一些线的宽度和距离。例如地线和电源线。
【设计】→【规则】→【Routing】→【Width】，在此单击鼠标右键→【新规则】，可以添加规则，如图4-12所示，其中“优先权”设置优先权，前面的优先权高。
5．手动布线：手动布线完成，如图4-13所示。
快捷键 | 说明 |
P+P | 放置焊盘 |
P+T | 放置导线： 按~键，跳出快捷菜单提示 按Ctrl，单击Net，可在两个焊盘之间自动布线。 按大键盘的1键切换预布线 按大键盘的2键可以添加一个过孔（在拐角处） 按小键盘/放置过孔（过孔出现在导线末尾） 按l键切换布线层 按小键盘*放置过孔（在拐角处）并在布线层切换。 按“空格键”改变布线起始角度 按Shift+空格，改变布线拐角类型弧形的拐角的弧度可以通过快捷键“，”（逗号）或“。”（句号）进行减小或增加弧的半径。使用shift+“<”快捷键或Shift＋“>”快捷键则以10倍速度增加或减小控制。 按Shift+A，调出蛇形布线，再按1和2改变转角，3和4改变间距，<和>改变宽度。 按Shift+R，改变穿越方式。 按Shift+W，选择布线宽度（只能在min和max之间选择 ）。 |
P+D+L | 放置尺寸标注 |
Shift+S | 只显示当前层的对象 |
Ctrl+点某线 | 选中NET上的布线，变亮，其他变暗。 |
Ctrl+Pagedown | 图纸充满屏幕 |
鼠标滚轮 | 上下移动 |
Shift+鼠标滚轮 | 左右移动 |
Ctrl+鼠标滚轮 | 放大缩小 |
D+S+V | 通过设定定点，而改变PCB板边界形状 |
D+S+R | 直接画出板子形状 |
U | 删除布线 |
P+D+L | 标出量的尺寸 |
R+M(CTRL+M) | 测量两点之间距离 |
J+L | 定位到指定的坐标的位置。定位坐标应该为吸附尺寸的整数倍 |
J+C | 定位到指定的元件处。在弹出的对话框内输入该元件的编号。 |
6．添加泪滴
第1步：打开需要放置泪滴的PCB板，执行【工具】→【滴泪】命令，弹出泪滴设置对话框，如图4-14所示。
第2步：在“通常”设置栏中，如果选择“全部焊盘”，将对所有的焊盘放置泪滴；如果选择“全部过孔”，将对所有的过孔放置泪滴；如果选择“仅选择的对象”，将只对所选择的元素所连接的焊盘和过孔放置泪滴。
在“行为”设置栏，“添加”单选按钮表示此操作将添加泪滴；“删除”单选按钮表示此操作将删除泪滴。
在“泪滴类型”设置栏，设置泪滴的形状，其中“Arc”和“Track”选择泪滴的形状。
第3步：单击OK按钮，系统将自动按所设置的方式放置泪滴，效果如图4-15所示。
7．覆铜：可以增强抗干扰能力或散热能力。
单击工具栏“放置多边形平面”图标或单击【放置】→【多边形覆铜】，如图4-16所示，可进行覆铜设置。具体方法是：
第1步：设置好覆铜属性：
层:选择要覆铜的层，Top Layer或者Bouttom Layer。
连接到网络 ：选择覆铜连接的NET。多数选择GND。
Pour Over Net Polygons Only:覆铜不跟要连接的NET成为一体。即覆铜不覆盖连接的NET。
pour over all same net objects: 即覆铜覆盖拟连接的NET。
死铜移除：打钩，可以出去死铜
第2步：在要覆铜的层上画出铺皮外形即可完成覆铜。如图4-17所示。
图4-17 覆铜效果图
8．生成元器件表：
生成XLS格式的元器件列表，便于元件采购等。
1．简述制作原理图元件库的基本过程？
2．创建原理图元器件有那几种方法？
3．如何设置布线规则？
4．简述PCB板设计的流程。
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详细步骤
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