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【摘要】PCB设计是电子产品的核心技术所在，也是设计软件ProtelDXP2004制作电子产品中最重要的一个环节。本文主要探讨PCB在ProtelDXP2004中的设计及实现。
【关键词】PCB设计 ProtelDXP2004 印制电路板
【中图分类号】TN710-4 G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）05-0284-01
随着科学技术的快速发展，电子仪器和电子设备大量增加并趋向复杂化，对印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB板）导电图形的布线密度、导线精度和可靠性要求越来越高。为满足对PCB板的高性能要求，PCB板的生产也越来越专业化、标准化。Protel DXP提供了丰富、全面的集成输入系统，全面支持PCB设计，其庞大的功能和灵活的使用方法使之成为PCB设计领域内一款很好的应用软件。
一、认识印制电路板
1.什么是印制电路
印制电路板（PCB）是指以绝缘基板为基础材料加工成一定尺寸，在其上面有电阻、电容、二极管、三级管、集成电路芯片、各种连接插件以及印制线路连接着各种元器件引脚的板子。由于是采用电子印刷术制作，故又称印刷线路板。
2.PCB的功能作用
在电子设备中，印制电路板通常起到的作用：
a.为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。
b.提供电路的电气连接，实现集成电路等各种元件之间的布线或电绝缘。
c.提供电路所需的电气特性，如特性阻抗等。
d.用符号将板上安装的各个元器件标注出来，便于插装、检查及调试。
3.印制电路板种类
根据导电板层数不同划分：
（1）单层板
单层板指仅一面有导电图形的印制板，它是在一面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路。单层板具有不用打孔，成本低等优点，适用于布线简单的PCB设计。
（2）双层板
双层板指两面都有导电图形的印制板，两面都可以布线，两层之间的走线由过孔或焊盘连通。适用要求较高的电子设备，目前使用最广泛。
（3）多层板
多层板是包含多个工作层的电路板，层与层间相互绝缘，两层之间的电气连接常通过金属化过孔实现。多层印制板的连接线短而直，便于屏蔽，但工艺复杂，失败率会增加，成本也相对提高，所以只在高级电路中使用。
二、PCB图的设计
整个电子产品设计过程中，PCB设计是最重要的环节，也是电子产品设计的核心技术。
1.创建PCB设计文件
（1）手动创建PCB
点击菜单“File”→“New”→“PCB”启动PCB编辑环境界面。这是创建PCB最通用的方法。
（2）通过向导创建PCB
单击右下角System弹出的菜单中选择File，在File面板的New from template区域单击PCB Board Wizard项，打开PCB向导。然后根据出现的对话框进行下一步设置。通过PCB向导可以完成外形，板层接口等各项设置，省去手动设置PCB的麻烦。
（3）通过模板创建PCB
单击File面板的 New from template栏中的PCB template…项，在choose existing Document对话框中根据需要引入合适模板。此法最简单，但需要有合适模板。
2.设置系统参数
设置系统参数，目的为提高绘制PCB效率。在PCB编辑器空白处，单击右键，弹出菜单中选择Options→Board Options，对Visible Grid1、Visible Grid2及Electrical Grid等数值进行设置，其它均保持默认值。
3.设置PCB边界
有物理边界和电气边界，物理边界设定PCB外形轮廓，电气边界设定元件放置和布线区域范围。电气边界小于或等于物理边界。
（1）设置物理边界
选择机械层（Mechanical1），单击菜单“Design”→“Board Shape”→ “Redefine Board Shape”就可根据电路板实际情况，绘制PCB大小及形状。
（2）设置电气边界
切换到禁止布线层（Keep-out Layer），单击菜单“Place”→“Keep out”→“Track”就可设置电气边界。
4.加载网络表和元件更新PCB文件
ProtelDXP2004可直接通过原理图编辑器内的更新PCB文件按钮实现网络和元件封装的载入，单击Design菜单下的Update PCB Document…项，便可把完成的电路原理图导人到PCB文件中。（前提要确认原理图和PCB在同一工程管理下并保存 原理图各元件封装与实际所需封装一致）
5.PCB布线规则设置
单击Design菜单下的Rules项进人PCB规则和约束编辑器，便可根据需要设计PCB规划，常用有Clearance，Width，Routing Lavers等，其他均保持默认设置。在PCB规则和约束编辑器里可以增加新的规则，主要用于设置局部约束条件。另外，也可通过Design菜单下的规则向导来设置。
6.PCB的布局与布线
将各元器件封装拉进到已设置好的框内，合理摆放好位置，接着布局与布线（先自动布线然后手动修改），尽可能按照原理图，以各个功能电路为核心对应进行布局，元器件安排均匀、整齐、紧凑以减少和缩短各元件间的引线和连接。
元件布局好后，单击Tools菜单下的Auto Route项进行自动布线，如果没有完全布好，可取消进行微调后再次进行自动布线。元器件布局和布线环节很重要，决定着电路板能否获得最佳性能。
7.输入版权信息
切换到顶层丝印层（Top Overlay），点击菜单“Place”→“String”放置文字，在放置状态按Tab键，弹出对话框的String栏中输入版权信息，在合適位置点击OK放置。
8.显示3D效果图
点击菜单“View”→“Board in 3D”可预览到PCB的3D效果。通过3D效果图，可清楚地看到元件封装和焊盘的大小，也可在PCB板底层看到铜膜走线和焊盘。
三、总结
设计PCB的目的是为了得到加工制作在绝缘覆铜板上的导电图形和孔位特征的电路板。最后在覆铜板上经过印制、蚀刻、钻孔及一些后续处理生成电子产品所需的印制电路板。
参考文献：
[1]倪燕.Protel DXP 2004应用与实训[M].北京：科学出版社，2012.
[2]孟祥忠.电子线路制图与制版[M].北京：电子工业出版社，2009（08）
[3]姜沫岐. Protel DXP 2004原理图与PCB设计[M]北京：机械工业出版社，2005.
【关键词】PCB设计 ProtelDXP2004 印制电路板
【中图分类号】TN710-4 G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）05-0284-01
随着科学技术的快速发展，电子仪器和电子设备大量增加并趋向复杂化，对印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB板）导电图形的布线密度、导线精度和可靠性要求越来越高。为满足对PCB板的高性能要求，PCB板的生产也越来越专业化、标准化。Protel DXP提供了丰富、全面的集成输入系统，全面支持PCB设计，其庞大的功能和灵活的使用方法使之成为PCB设计领域内一款很好的应用软件。
一、认识印制电路板
1.什么是印制电路
印制电路板（PCB）是指以绝缘基板为基础材料加工成一定尺寸，在其上面有电阻、电容、二极管、三级管、集成电路芯片、各种连接插件以及印制线路连接着各种元器件引脚的板子。由于是采用电子印刷术制作，故又称印刷线路板。
2.PCB的功能作用
在电子设备中，印制电路板通常起到的作用：
a.为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。
b.提供电路的电气连接，实现集成电路等各种元件之间的布线或电绝缘。
c.提供电路所需的电气特性，如特性阻抗等。
d.用符号将板上安装的各个元器件标注出来，便于插装、检查及调试。
3.印制电路板种类
根据导电板层数不同划分：
（1）单层板
单层板指仅一面有导电图形的印制板，它是在一面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路。单层板具有不用打孔，成本低等优点，适用于布线简单的PCB设计。
（2）双层板
双层板指两面都有导电图形的印制板，两面都可以布线，两层之间的走线由过孔或焊盘连通。适用要求较高的电子设备，目前使用最广泛。
（3）多层板
多层板是包含多个工作层的电路板，层与层间相互绝缘，两层之间的电气连接常通过金属化过孔实现。多层印制板的连接线短而直，便于屏蔽，但工艺复杂，失败率会增加，成本也相对提高，所以只在高级电路中使用。
二、PCB图的设计
整个电子产品设计过程中，PCB设计是最重要的环节，也是电子产品设计的核心技术。
1.创建PCB设计文件
（1）手动创建PCB
点击菜单“File”→“New”→“PCB”启动PCB编辑环境界面。这是创建PCB最通用的方法。
（2）通过向导创建PCB
单击右下角System弹出的菜单中选择File，在File面板的New from template区域单击PCB Board Wizard项，打开PCB向导。然后根据出现的对话框进行下一步设置。通过PCB向导可以完成外形，板层接口等各项设置，省去手动设置PCB的麻烦。
（3）通过模板创建PCB
单击File面板的 New from template栏中的PCB template…项，在choose existing Document对话框中根据需要引入合适模板。此法最简单，但需要有合适模板。
2.设置系统参数
设置系统参数，目的为提高绘制PCB效率。在PCB编辑器空白处，单击右键，弹出菜单中选择Options→Board Options，对Visible Grid1、Visible Grid2及Electrical Grid等数值进行设置，其它均保持默认值。
3.设置PCB边界
有物理边界和电气边界，物理边界设定PCB外形轮廓，电气边界设定元件放置和布线区域范围。电气边界小于或等于物理边界。
（1）设置物理边界
选择机械层（Mechanical1），单击菜单“Design”→“Board Shape”→ “Redefine Board Shape”就可根据电路板实际情况，绘制PCB大小及形状。
（2）设置电气边界
切换到禁止布线层（Keep-out Layer），单击菜单“Place”→“Keep out”→“Track”就可设置电气边界。
4.加载网络表和元件更新PCB文件
ProtelDXP2004可直接通过原理图编辑器内的更新PCB文件按钮实现网络和元件封装的载入，单击Design菜单下的Update PCB Document…项，便可把完成的电路原理图导人到PCB文件中。（前提要确认原理图和PCB在同一工程管理下并保存 原理图各元件封装与实际所需封装一致）
5.PCB布线规则设置
单击Design菜单下的Rules项进人PCB规则和约束编辑器，便可根据需要设计PCB规划，常用有Clearance，Width，Routing Lavers等，其他均保持默认设置。在PCB规则和约束编辑器里可以增加新的规则，主要用于设置局部约束条件。另外，也可通过Design菜单下的规则向导来设置。
6.PCB的布局与布线
将各元器件封装拉进到已设置好的框内，合理摆放好位置，接着布局与布线（先自动布线然后手动修改），尽可能按照原理图，以各个功能电路为核心对应进行布局，元器件安排均匀、整齐、紧凑以减少和缩短各元件间的引线和连接。
元件布局好后，单击Tools菜单下的Auto Route项进行自动布线，如果没有完全布好，可取消进行微调后再次进行自动布线。元器件布局和布线环节很重要，决定着电路板能否获得最佳性能。
7.输入版权信息
切换到顶层丝印层（Top Overlay），点击菜单“Place”→“String”放置文字，在放置状态按Tab键，弹出对话框的String栏中输入版权信息，在合適位置点击OK放置。
8.显示3D效果图
点击菜单“View”→“Board in 3D”可预览到PCB的3D效果。通过3D效果图，可清楚地看到元件封装和焊盘的大小，也可在PCB板底层看到铜膜走线和焊盘。
三、总结
设计PCB的目的是为了得到加工制作在绝缘覆铜板上的导电图形和孔位特征的电路板。最后在覆铜板上经过印制、蚀刻、钻孔及一些后续处理生成电子产品所需的印制电路板。
参考文献：
[1]倪燕.Protel DXP 2004应用与实训[M].北京：科学出版社，2012.
[2]孟祥忠.电子线路制图与制版[M].北京：电子工业出版社，2009（08）
[3]姜沫岐. Protel DXP 2004原理图与PCB设计[M]北京：机械工业出版社，2005.