有龙在少林寺的动画片:Protel DXP5——PCB电路设计(2),Protel技术,电子知识

Protel DXP5——PCB电路设计(2)

来源：全民业务网 作者：不详

5.7
生成网表和更新 PCB 板

在原理图设计完成后，可以生成网络表供 PCB 使用。

5.7.1
网表的生成

Netlist( 网表）分为 External Netlist （外部网络表）和 Internal Netlist （内部网络表）两种。从
SCH 原理图生成的供 PCB 使用的网络表就叫做外部网络表，在 PCB 内部根据所加载的外部网络表所生成表称为内部网表，用于 PCB 元件之间飞线的连接。一般用户所使用的也就是外部网络表，所以不用将两种网络表严格区分。

为单个 SCH 原理图文件创建网络表的步骤如下：

（ 1 ）双击文件工作面板中对应的 SCH 原理文件，打开要创建网表的原理图文档。

（ 2 ）执行主菜单命令 Design ／ Netlist ／ Protel ，如图 5 － 41 所示。

所产生的网络表与原项目文件同名，后缀名为．
net ，这里生成的网络表名称即为 CLOCK ． NET 。图标位于文件工作面板中该项目的 Generated Protel Netlist 选项下，文件保存在
Generated Protel Netlist 文件夹下，如图 5 — 42 所示。

　　
图
5 － 41 从 SCH 图生成网表操作 图 5 － 42 网表的生成

双击 CLOCK ． NET 图标，将显示网表的详细内容。

5.7.2
P rotel 的网表格式 Protel 网表的格式由两部分组成，一部分是元件的定义，另一部分是网络的定义。

1 ．元件的定义

网络表第一部分是对所使用的元件进行定义，一个典型的元件定义如下：

[ ；元件定义开始

C1 ；元件标志名称

RAD － 0 ． 3 ；元件的封装

10n ；元件注释

] ；元件定义结束

每一个元件的定义都以符号“ [ ”开始，以符号“ ] ”结束。第一行是元件的名称，即 Designator
信息；第二行为元件的封装，即 Footprint 信息；第三行为元件的注释。

2 ．网络的定义

网络表的后半部分为电路图中所使用的网络定义。每一个网络意义就是对应电路中有电气连接关系的一个点。一个典型的网络定义如下：

（ ；网络定义开始

NetC2_2 ；网络的名称

C2 一 2 ；连接到此网络的所有元件的标志和引脚号

X1
－ 1 ；连接到此网络的元件标志和引脚号

） ；网络定义结束

每一个网络定义的部分从符号“（”开始，以符号“）”结束。“（”符号下第一行为网络的名称。以下几行都是连接到该网络点的所有元件的元件标识和引脚号。如
C2 一 2 表示电容 C2 的第 2 脚连接到网络 NetC2_2 上； X1 — 1 表示还有晶振 X1 的第 1 脚也连接到该网络点上。

5.7.3
更新 PCB 板

生成网表后，即可将网表里的信息导人印刷电路板，为电路板的元件布局和布线做准备。 Protel 提供了从原理图到 PCB 板自动转换设计的功能，它集成在
ECO 项目设计更改管理器中。启动项目设计更改管理器的方法有两种。

● 在 SCH 原理图编辑环境下，本例先打开 CLOCK ． SCHDOC
文件。执行主菜单命令 Design ／ Update PCB CLOCK ． PCBDOC ，如图 5 — 43 所示。

● 先进人 PCB
编辑环境下，本例中打开 CLOCK ． PCBDOC 文件，执行主菜单命令 Design ／ Irnport Changes From CLOCK ． PRJPCB
，如图 5 — 44 所示。

　　
图
5 － 43 SCH 原理图编辑环境下更新 PCB 图 图 5 － 44 PCB 编辑环境下更新 PCB 图

执行以上相应命令后，将弹出
Engineering Change Order （更改命令管理）对话框，如图 5 — 45 所示。

图
5 — 45 更改命令管理对话框

更改命令管理对话框中显示出当前对电路进行的修改内容，左边为 Modifications （修改）列表，右边是对应修改的
Status （状态）。主要的修改有 Add Component 、 Add Nets 、 Add Components Classes 和 Add Rooms
几类。

单击 Validate Changes 按钮，系统将检查所有的更改是否都有效，如果有效，将在右边 Check 栏对应位置打勾，如果有错误，
Check 栏中将显示红色错误标识。

一般的错误都是由于元件封装定义不正确，系统找不到给定的封装，或者设计 PCB 板时没有添加对应的集成库。此时则返回到
SCH 原理图编辑环境中，对有错误的元件进行更改，直到修改完所有的错误即 Check 栏中全为正确内容为止。

单击 Execute Changes
按钮，系统将执行所有的更改操作，如果执行成功， Status 下的 Done 列表栏将被勾选，执行结果如图 5 — 46 所示。

图
5 － 46 显示所有修改过的结果

在更改命令管理对话框中，单击 Report Changes …按钮，将打开 Report Preview
（报告预览）对话框，在该对话框中可以预览所有进行修改过的文件，如图 5 — 47 所示。

图
5 － 47 报告预览对话框

在报告预览对话框中，单击 Export …按钮，将弹出文件保存对话框，如图 5 — 48 所示。在该对话框中，允许将所有的更改过的文件以
Excel 文件格式保存。

图
5 － 48 ECO 报告保存对话框

但是所有元件几乎都重叠在一起，如图 5
— 49 所示，超出 PCB 图纸的编辑范围，因此必须对元件进行重新布局。

图
5 — 49 更新后生成的 PCB 图

5.8 元件布局

在以上步骤中，所有元件已经更新到
PCB 板上，但是元件布局过密，甚至出现重叠现象。

合理的布局是 PCB 板布线的关键。如果单面板设计元件布局不合理，将无法完成布线操作；如果双面板元件布局不合理，布线时将会放置很多过孔，使电路板导线变得非常复杂。合理的布局要考虑到很多因素，比如电路的抗干扰等，在很大程度上取决于用户的设计经验。

Protel DXP 提供了两种元件布局的方法，一种是自动布局，一种是手动布局。这两种方法各有优劣，用户应根据不同的电路设计需要选择合适的布局方法。

5.8.1 元件自动布局

元件的自动布局（ Auto Place ）适合于元件比较多的时候。 Protel DXP 提供了强大的自动布局功能，定义合理的布局规则，采用自动布局将大大提高设计电路板的效率。

自动布局的操作方法是在 PCB 编辑环境下，执行主菜单命令 Tools ／ Auto Placement ／ Auto Placer …，如图
5 － 50 所示，在弹出的 Auto Place （自动布局）对话框中，有两种布局规则可以供选择，如图 5 — 51 所示。

　　
图
5 — 50 元件自动布局 图 5 一 51 自动布局对话框

选中 Cluster Placer （集群方法布局）选项，系统将根据元件之间的连接性，将元件划分成一个个的集群（
Cluster ），并以布局面积最小为标准进行布局。这种布局适合于元件数量不太多的情况。选中 Quick Component Placement 复选项，系统将以高速进行布局。

选中 Statistical Placer （统计方法布局）选项，系统将以元件之间连接长度最短为标准进行布局。这种布局适合于元件数目比较多的情况（比如元件数目大于
100 ）。选择该选项后，对话框中的说明及设置将随之变化，如图 5 — 52 所示。

图
5 － 52 统计方法布局对话框

统计方法布局对话框中的设置及功能如下：

● Group Components 复选项：用于将当前布局中连接密切的元件组成一组，即布局时将这些元件作为整体来考虑。

● Rotate Components 复选项：用于布局时对元件进行旋转调整。

● Au tomatic PCB Update
复选项：用于在布局中自动更新 PCB 板。

● Power Nets 文本框：用于定义电源网络名称。

● Ground Nets
文本框：用于定义接地网络名称。

● Grid Size 文本框：用于设置格点大小。

如果选择 Statistical Placer
单选项的同时，选中 Automatic PCB Update 复选项，将在布局结束后对 PCB 板进行自动元件布局更新。

所有选项设置完成后，单击
OK 按钮，关闭设置对话框，进人自动布局。布局所花的时间根据元件的数量多少和系统配置高低而定。布局完成后，系统出现布局结束对话框，单击 OK 按钮结束自动布局过程，此时所需元件将布置在
PCB 板内部，如图 5 — 53 所示。

图
5 — 53 自动布局结果

图 5 — 53 中的布局结果只是将元件布置在 PCB 板中，但是飞线却没有布置。执行菜单命令 Design ／
Netlist ／ Clean All Nets …或者执行 Clean Nets …命令，将清除所有的网络，然后再撤销一次该操作，将在 PCB 图纸上显示飞线连接。

在布局过程中，如果想中途终止自动布局的过程，可以执行主菜单命令 Tools ／ Auto Placement ／ Stop Auto Placer
，即可终止自动布局。从图 5-54 中可以看到 , 使用 Protel 的元件自动布局功能 , 虽然布局的速度和效率都很高 , 但是布局的结果并不令人满意。元件之间的标志都有重叠的情况
, 有时布局后元件非常凌乱。因此 , 很多情况下必须对布局结果进行局部的调整 , 即采用手动布局 , 按用户的要求进一步进行设计。

5.8.2
元件手动布局

在系统自动布局后，手动对元件布局进行调整，自动布局功能，直接进入元件的手工布置。 手动调整元件的方法和 SCH 原理图设计中使用的方法类似，即将元件选中进行重新放置。使用左键选中元件后拖动，此过程中元件之间的飞线不会断开。本例采用自动布局后的结果和又进行了手动调整后的效果比较，如图
5 — 54 和图 5 — 55 示。

图
5 — 54 自动布局后 PCB 图

图
5 － 55 手动调整后的 PCB 图

5 ．
9 布线规则设置

Protel DXP 提供了 10 种不同的设计规则，包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等。

电路可以根据需要采用不同的设计规则，如果设计双面板，其很多规则可以采用系统默认值，这是因为系统默认就是针对双面板布线而设置的。

进人设计规则设置对信框的方法是在
PCB 电路板编辑环境下，执行主菜单命令 Design ／ Rules …，弹出如图 5 — 56 所示的 PCB Rules and Constraints
Editor(PCB 设计规则和约束 ) 对话框 。

图
5 — 56 PCB 设计规则和约束对话框

该对话框左侧显示的是设计规则的类型，共分 10 类。 包括 Electrical （电气类型）、
Routing （布线类型）、 SMT （表面粘着元件类型）等等。右侧则显示对应设计规则的设置属性。

该对话框左下角有按钮 Priorities
，单击该按钮，可以对同时存在的多个设计规则进行优先权设置。

对这些设计规则的基本操作有几种：新建规则、删除规则、导出和导入规则等。我们将在第
6 章中，详细介绍各类设计规则的设置和使用方法。

5.10 自动布线和手动布线

在对布线规则进行了完整正确的设置后，还必须对所设计的印刷电路板进行网络管理操作后，才可以进行自动布线和手动布线操作。

5.10.1
自动布线

在对印刷电路板进行了自动布局并且设置好布线规则后，即可给元件布线。布线可以采取自动布线和手动布线调整两种方式。 Protel DXP
提供了强大的自动布线功能，它适合于元件数目较多的情况。

1 ．自动布线设置

利用系统提供自动布线操作之前，先要对自动布线进行规则设置。在
PCB 操作界面下，执行主菜单命令 Auto Route ／ Setup …，如图 5 － 57 示。进人自动布线状态后，将弹出如图 5 — 58 所示的
Situs Routing Strategies （布线设置）对话框。

图
5 － 57 选择自动布线菜单命令

该对话框显示 Available Routing Strategies （有效布线策略），一般情况下均采用系统默认值。

图
5 — 58 自动布线设置对话框

2 ．自动布线

自动布线菜单中几个菜单项用于对自动布线进行操作。

● All 菜单项：对整个印刷板所有的网络均进行自动布线。

● Net 菜单项：对指定的网络进行自动布线。选中后，鼠标将变成十字光标形状，可以选中需要布线的网络，再单击鼠标，系统会进行自动布线。