隨著電(dian)子(zi)(zi)信息技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)飛速(su)發展，手(shou)工(gong)設(she)計(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)產品的(de)(de)(de)PCB(印(yin)制電(dian)路板)已不(bu)能適應電(dian)子(zi)(zi)技(ji)(ji)術發展的(de)(de)(de)需要。我們必(bi)須借助(zhu)計(ji)(ji)算機(ji)來完成PCB的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)工(gong)作，它不(bu)僅速(su)度快，準確性(xing)高(gao)，并能極(ji)大(da)的(de)(de)(de)減輕(qing)工(gong)程(cheng)技(ji)(ji)術人員的(de)(de)(de)勞動強度。其中涉及(ji)的(de)(de)(de)軟件有(you)許(xu)多種，Protel是其中比較經典的(de)(de)(de)一種。

Protel是Altium公司推出的(de)電(dian)路輔助設(she)計(ji)系統，它(ta)是第一個將所有(you)的(de)設(she)計(ji)工具(ju)集成于一身的(de)板卡級(ji)設(she)計(ji)系統，包括了原理圖(tu)設(she)計(ji)、PCB設(she)計(ji)、電(dian)路仿真、PLD設(she)計(ji)等(deng)。它(ta)最早的(de)版(ban)(ban)本(ben)是TANGO軟件包，后來發展為Protel for DOS版(ban)(ban)、Protel for Windows版(ban)(ban)、Protel 98版(ban)(ban)、Protel 99 SE版(ban)(ban)、Protel DXP版(ban)(ban)及Protel 2004版(ban)(ban)。隨著(zhu)版(ban)(ban)本(ben)的(de)不斷升級(ji)，它(ta)的(de)功能越來越強大(da)。

和其他版本相(xiang)比，Protel 2004新增的許多功能，使操(cao)作(zuo)更簡(jian)單、自動化程(cheng)度更高，使我們(men)可以輕(qing)松進(jin)行各種復雜的電路板設計。

2 PCB設計

PCB是英文Printed Circuit Board的(de)縮寫，譯為(wei)印制電(dian)(dian)路(lu)(lu)板，簡稱電(dian)(dian)路(lu)(lu)板或PCB板。印制電(dian)(dian)路(lu)(lu)板是用印制的(de)方法制成導電(dian)(dian)線(xian)路(lu)(lu)和元(yuan)件(jian)(jian)封裝，它的(de)主要(yao)功(gong)能(neng)是實現(xian)(xian)電(dian)(dian)子元(yuan)器件(jian)(jian)的(de)固定(ding)安裝以及管腳之間的(de)電(dian)(dian)氣(qi)連接，從而(er)實現(xian)(xian)電(dian)(dian)器的(de)各種(zhong)特定(ding)功(gong)能(neng)。制作(zuo)正確(que)、可(ke)靠、美觀的(de)印制電(dian)(dian)路(lu)(lu)板是電(dian)(dian)路(lu)(lu)板設計的(de)最(zui)終目的(de)。

PCB設計(ji)的一般流程(cheng)包(bao)括(kuo)：制作前(qian)期準(zhun)備、制作PCB元件(jian)引(yin)(yin)腳封裝、新(xin)建PCB文件(jian)，規(gui)劃電路板、載入(ru)元件(jian)引(yin)(yin)腳封裝和網絡(luo)、布局、布線、DRC設計(ji)規(gui)則檢查等(deng)。

3 Ni-MH電池充電器PCB設計

Ni-MH電池充電器是我們生活中(zhong)常見的一(yi)種電子產品。借助Protel 2004設計該(gai)電路(lu)的印(yin)制電路(lu)板(ban)(PCB)基本步驟如下(xia)。

3.1創建項目文件

為方便各(ge)設(she)計(ji)(ji)文(wen)(wen)件(jian)(jian)的管(guan)理(li)(li)和(he)它們之間的無(wu)縫(feng)連接及(ji)同(tong)步設(she)計(ji)(ji)。在(zai)(zai)Protel 2004中采用(yong)項目文(wen)(wen)件(jian)(jian)進行(xing)管(guan)理(li)(li)，首先(xian)要創建一個(ge)項目文(wen)(wen)件(jian)(jian)，然后在(zai)(zai)該項目文(wen)(wen)件(jian)(jian)下再(zai)新建或添(tian)加各(ge)設(she)計(ji)(ji)文(wen)(wen)件(jian)(jian)。

3.2創建原理圖文件并完成電池充電器電路的原理圖設計

Ni-MH電池充電器電路原理圖如(ru)下圖1所示。

圖1電池充電器原理圖

3.3創建PCB文件并進(jin)行規(gui)劃(hua)

在Protel 2004中(zhong)創(chuang)(chuang)(chuang)建(jian)PCB文(wen)件有兩種方法：用文(wen)件菜單創(chuang)(chuang)(chuang)建(jian)和用向導(dao)創(chuang)(chuang)(chuang)建(jian)，要(yao)注意(yi)的是用向導(dao)創(chuang)(chuang)(chuang)建(jian)的PCB文(wen)件不在項目文(wen)件中(zhong)，創(chuang)(chuang)(chuang)建(jian)完成之(zhi)后必(bi)須把它放入項目文(wen)件中(zhong)，否則后面的步驟(zou)就沒(mei)辦法進行了(le)。根據充(chong)電器電路的組成，首(shou)先規劃板子(zi)的形狀為(wei)長方形，根據元(yuan)器件的數目確定板子(zi)的的大小為(wei)2400mil×1300mil，單層布(bu)線即設(she)計為(wei)單面板。

3.4載入元件引腳封裝和網絡(luo)并進行元件布(bu)局

本電路(lu)中(zhong)全部元(yuan)(yuan)件采(cai)用插孔(kong)封(feng)裝(zhuang)形(xing)式(shi)。除了電池組(zu)正極性的封(feng)裝(zhuang)，其他元(yuan)(yuan)器件封(feng)裝(zhuang)均(jun)采(cai)用Protel 2004元(yuan)(yuan)器件庫中(zhong)的標準封(feng)裝(zhuang)，我們需要根(gen)據實際電路(lu)為(wei)電池組(zu)的正極性端設(she)置出封(feng)裝(zhuang)，首先創(chuang)建(jian)(jian)自己的元(yuan)(yuan)器件封(feng)裝(zhuang)庫，在(zai)庫里創(chuang)建(jian)(jian)如圖(tu)2中(zhong)BT1—BT4所示封(feng)裝(zhuang)，然(ran)后將此封(feng)裝(zhuang)設(she)置為(wei)電池組(zu)的封(feng)裝(zhuang)即可。

圖2電池充電器PCB圖

元(yuan)件布局(ju)可采用先自動布局(ju)然后手工(gong)調整(zheng)的(de)(de)方法進行。注意變壓器不在(zai)此板子(zi)上(shang)放置(zhi)。布局(ju)時注意元(yuan)器件的(de)(de)排列、分布要合理和均勻，力求整(zheng)齊，美(mei)觀(guan)，合乎電路(lu)結構工(gong)藝(yi)要求。

3.5設置布(bu)線規(gui)則(ze)，進行布(bu)線

所謂“布(bu)(bu)線(xian)(xian)”，就是(shi)利用印制導(dao)線(xian)(xian)完成原(yuan)理圖(tu)中各元(yuan)件的連(lian)線(xian)(xian)關系。任何一塊電(dian)路板(ban)在(zai)完成元(yuan)器件布(bu)(bu)局(ju)后，接下來(lai)要做的就是(shi)將(jiang)元(yuan)器件用導(dao)線(xian)(xian)連(lian)接起來(lai)，使其具有電(dian)氣特性(xing)，從而形成一塊完整的電(dian)路板(ban)。

Protel 2004中(zhong)布線(xian)時首先(xian)要(yao)(yao)設(she)置(zhi)好布線(xian)規則(ze)(ze)，以滿(man)足(zu)安全原則(ze)(ze)等(deng)電(dian)(dian)氣(qi)要(yao)(yao)求。根據充(chong)電(dian)(dian)器電(dian)(dian)路的實際要(yao)(yao)求，這里設(she)置(zhi)安全間距為10mil，頂層布線(xian)、普通線(xian)寬10mil、電(dian)(dian)源線(xian)20mil、地線(xian)30mil.布線(xian)采用自動布線(xian)，對不合乎要(yao)(yao)求的地方最后可(ke)以進行手工修改。布線(xian)時在滿(man)足(zu)安全原則(ze)(ze)等(deng)電(dian)(dian)氣(qi)要(yao)(yao)求的前提下，導(dao)(dao)線(xian)要(yao)(yao)精(jing)簡(jian)，盡(jin)(jin)可(ke)能(neng)短，盡(jin)(jin)量少拐彎，力求導(dao)(dao)線(xian)簡(jian)單明了。

另外，走線(xian)設(she)計要考(kao)慮組裝是否方便等(deng)。最后還要求板子美觀、經(jing)濟(ji)，好的PCB板布線(xian)美觀，做功(gong)精細(xi)，看(kan)上去就像一件藝術品。

3.6 DRC設計(ji)規(gui)則檢(jian)查和錯誤排除。

電(dian)路(lu)板設(she)計完(wan)成(cheng)之后(hou)，為了保證所進行的設(she)計工(gong)作(zuo)符合(he)要求，可以(yi)由(you)計算(suan)機自動完(wan)成(cheng)檢查(cha)工(gong)作(zuo)，即(ji)DRC設(she)計規則檢查(cha)。檢查(cha)完(wan)成(cheng)后(hou)，系(xi)統(tong)會彈出Messages信息(xi)框，根(gen)據此信息(xi)提(ti)示，對(dui)設(she)計進行修改，直至(zhi)沒有錯誤。到這里電(dian)路(lu)的PCB設(she)計工(gong)作(zuo)就完(wan)成(cheng)了，設(she)計好的充電(dian)器(qi)PCB文件如上(shang)圖2所示。最后(hou)可以(yi)打印(yin)輸出圖紙和報(bao)表，進行實際制板等(deng)相應后(hou)續工(gong)作(zuo)。