跟我学做印制板（7）

（接上期）

（2）图层堆栈管理

在使用向导建立印制板设计文件时，需要设计者指定印制板的层数。如果已经预先确定，Protel2004 即自动按照设定对层进行管理。前面的例子，使用模板调用的PCI 总线短卡，默认是10 层设计，预设了8 个中间层，而多数情况下4 ～ 6 层就够用了。这时就需要对印制板的设计层进行管理，关闭不用的层，以免出错。在上期图12 或图13 的菜单中选择“层堆栈管理器”，即会弹出管理器对话框如图1。用户可以对工艺层进行增删，若是特殊设计，还可以对每个绝缘层和导电层的厚度等进行编辑修改（一般情况下保持默认值）。这里要注意，必须把某一层的所有内容都删除，才可以删除掉该层。

图1 图层堆栈管理器

（3） 层显示控制与颜色设置

在设计（或编辑修改）印制板图的过程中，如果所有的“层”都显示出来，设计界面会显得过于繁杂，造成不便。Protel 设计软件提供了对各个图层的显示控制管理和颜色编辑功能，以便于设计工作。在上期图12 或图13 中选择“PCB 板层次颜色”项，即出现“板层和颜色”设置对话框如图2。可以根据需要选择显示某些层，关掉某些层，并且可以任意设置各个层或者某些图形内容的颜色。

图2 图层显示控制和颜色设置对话框

3.准备印制板

（1） 外形与边框

前面已经谈到，如果是根据模板建立新的设计文件，则印制板外形甚至主要的固定件位置（例如安装螺钉孔）均已绘出，我们只需要在此基础上继续进行设计工作。如果是新建的空图纸，则需从头开始。

如果仅仅是设计一个实验板，可以任意画一个矩形，以后还可以根据元器件放置情况进行调整。

如果是产品设计，则首先应该根据产品的结构设计图确定印制板的尺寸和外形。图3 显示一个并非简单矩形的印制板例子，这种情况实际上是很普遍的。

图3 非矩形印制板的例子

图中必须绘出完整的边框， 作为外形加工的依据。通常是在机械1 层绘制印制板外形，而把与之配合的机壳等结构设计的内容绘在其他机械层。根据实际需要， 应绘出禁止布线区域。禁止布线不仅是针对边框，还应包括一些固定件、固定螺钉孔等。图3 中几个箭头指向的就是固定用的螺钉孔，周围的圆圈绘在禁止布线层上，作为禁止布线区域。

（2） 固定位置

固定位置一般受制于整机结构设计，必须在开始实施印制板元件布局之前确定固定方式和位置，结构用的附件在印制板上占的位置也应预先留出。

如果仅仅是一个实验用的板子，那么可以在四个角上确定螺钉孔，以便调试时放置稳定。

4.准备封装库

在开始进行印制板设计之前，原理图应完成并核对无误。印制板图使用的“元件”是封装图，每个元件采用的封装是由原理图规定的，它们之间有严格的对应关系。所有使用的元件的封装图形可能分别在不同的封装库中，在打开印制板设计文件时，必须保证已经调入所有需要用到的封装库。

为了提高工作效率，少占用计算机内存，建议卸载不用的库文件。库文件的调入、卸载均通过“元件库”操作面板进行，具体做法与原理图设计类似，就不罗嗦了。

设计实例

前面，我们已经概要叙述了新建设计项目，新建原理图文件，新建印制板图文件以及有关的准备知识。下面即以一个稳压电源设计实例，带着读者一步一步完成整个设计过程。设计过程中使用到了自建的元件库和封装库，关于这两个库的相关操作，我们放到本连载的最后。

1 .建立设计项目和文件

如前所述，启动运行Protel 2004，对设计环境进行必要的设置。绝大多数设置参数可保持默认值，对于SP2 建议首先设置成汉化环境。

新建项目，另存为“设计实例。PrjPCB”， 在项目中新添加原理图文件，更名另存为“设计实例。SchDoc”， 新添加印制板图文件，更名另存为“设计实例。PcbDoc”。新建项目的设计界面如图4 所示。注意图中黑色箭头所指处的项目工作面板显示模式图标，呈鼠标状为固定显示方式，呈键盘状则为浮动显示，鼠标指向项目图标“Projects”时该面板自动浮现，鼠标指向工作区时，该面板自动消失，以提供更大的工作显示区间。用鼠标左键单击该图标即可在两种显示模式之间切换。

图4 新建项目设计界面

现在，原理图文件与印制板图文件都是空的。

设置原理图文件幅面为A4，以便于打印保存。这仅仅是设计一个实验板，所以在印制板图上机械1 层任意画一个矩形，例如3000mil×2000mil，以后可以根据元器件放置情况进行调整。

　　2 .绘制电原理图

关于原理图的绘制操作，前面已经做过较详细的叙述，不再重复。绘制出的原理图如图5。对所有元件指定标识符（如D1、D2、D3 等）和注释（主要是型号参数），指定封装图，如C1 的封装是“RB200-500”，这是我们自建的封装库元件，意思是“圆柱形封装，焊盘中心距离200mil，外径500mil”。

　图5 原理图

可调式三端稳压器需用一个散热件。从原理上来讲，散热器与电路并无联系。由于散热器有一个金属脚用于在印制板上焊接以作固定，而金属散热器应做接地处理，所以在原理图中绘出了散热器HS1，且其引脚接地。注意三端稳压器中心脚与金属背板连通，但并不接地，所以在三端稳压器与散热器之间应有导热绝缘片，并涂覆硅脂。可调三端稳压器采用TO-220 封装，竖直安装，背靠散热器，所以封装图为“TO-220U”。

对完成的原理图进行保存，设计软件自动根据元件定义和电气连接关系建立网络表。

3 .印制板图更新

现在打开原理图，进入设计界面。如图6，在主菜单“设计”项下拉菜单中选择“Update PCBDocument 设计实例。PcbDoc”，此时即自动从原理图比对印制板图文件的当前状态，打开“工程变化订单”，显示从原理图向印制板图的更新内容。也可以打开印制板图文件设计界面，在主菜单“设计”项下拉菜单中选择“Import Changes from 设计实例。PRJPCB”，意即“从项目中导入变更”，同样显示出工程变化订单。工程变化订单见图7，目前印制板图还是空白的，仅有初步绘制的一个边框，所以更新内容包括了原理图的全部内容。此处工程变化订单涉及的修改项包括了4 项：（1）添加元件组（Add Components Classes）；（2）添加元件（AddComponents）；（3） 添加网络（Add Nets）；（4）添加元件组参考区域（Add Rooms）。单击左下方的“使变化生效”，在右边状态栏“检查”项下显示出检查结果，见图8。由图可见，各项下每条操作都是绿勾，即可操作。如果在检查项下有显示错误，则必须根据后面的简要说明找出错误所在予以改正，再重新执行工程变更操作。

图6 印制板图更新

图7 工程变化订单

图8 工程变化订单生效

点击“执行变化”，变化订单的执行结果见图9。

图9 工程变化订单执行结果

根据原理图设计所确定的元件封装和连接关系，即在原理图设计时形成的“网络表”，印制版图上出现了所有元件的封装图以及用“飞线”所表示的电气连接关系，如图10。

图10 印制板图更新结果

这个过程中最容易出的问题是封装缺失，即已经装载的封装图库中找不到指定的封装图。所以必须确保需用到的封装图库已装载。

（未完待续）