電子產品制圖與制板競賽技巧

◆周麗梅

(江蘇省靖江市中等專業學校電氣部)

隨著計算機技術和電子技術的不斷發展，計算機輔助電路設計技術，已經成為人們進行電子設計不可缺少的工具。利用該工具，可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出印制板的整個過程在計算機上自動處理完成。

近年來，我指導學生參加了泰州市高職組和中職組電子產品裝配競賽，取得了一等獎、二等獎、三等獎的可喜成績，對技能大賽及相關課程教學改革深有感觸，現結合《Protel DXP2004》競賽要點談談技巧。

一、如何使學生快速入門

1.理論聯系實際，先認識電路圖和印制電路板

在學習Protel DXP軟件前，可先給學生展示一些現實生活中出現的電路圖和印制電路板，激發學生對所要學習的內容產生興趣。

2.必須新建項目工程文件

在這里強調一點，在教學過程中，應要求學生在新建原理圖之前要先新建一個工程項目，而不是自由文件(Free)。這樣要求可以使學生養成良好的設計習慣。因為在利用Protel DXP設計時，有一系列的工作要做，而不僅僅是畫一張電路原理圖。先新建一個工程再新建其他文件便于管理和設計。如果是只畫一張原理圖而無PCB板設計，那么只新建原理圖也可以。

二、競賽教學中注意的問題

Protel DXP包含了原理圖設計和PCB電路板設計兩個板塊。在教學時，可以先介紹原理圖設計部分，然后介紹PCB設計部分，分塊講授，逐層深入地進行講解。

1.原理圖設計部分

在Protel電子電路板設計中，原理圖的設計是其他設計的基礎和前提。在原理圖設計時，應注意向學生強調以下問題:

(1)放置元件。對于初學者來說，兩個基本元件庫就基本夠用了。復雜的電路畫法我們更多是采用搜索元件的辦法來查找元件。

(2)電氣對象和非電氣對象要區別開來。在教學過程中，常發現學生在初學時容易犯混淆電氣對象和非電氣對象的錯誤，常見的有兩種:①Wire(導線)和Line(直線)的混淆。Wire是電氣對象是電線;而Line是非電氣對象，是一種圖形，是畫圖的鉛筆，學生就明白了。

2.PCB 設計部分

PCB設計是Protel DXP設計的核心內容。在學習PCB設計時，應注意重點強調以下問題:

(1)規劃電路板。電氣邊界在Keep－Out Layer(禁止布線)層繪制，不管是電路板的物理邊界還是電氣邊界，都必須是閉合圖形。

(2)放置元件。PCB上元件的放置是指元件封裝的放置。放置元件封裝有自動放置和手動放置有兩種方式。一般采用自動放置，特殊情況可手工修改元件封裝。

(3)正確地設置布線規則。

三、電子設計競賽對實驗教學內容提出了新要求

1.快速制圖制板

除上述常規放置元件的方法外，還可以快速放置和修改元件。例如:

①先放一個元件R1，修改完屬性、封裝后按shift鍵，同時按鼠標左鍵拖動便會有R2，同樣的方法拖動放置R3、R4，等等。當然也可以采用全局設置的方法對元件屬性、封裝進行統一修改，大大提高了競賽設計速度。

②在元件庫欄點擊要放置的元件，移動鼠標到工作區，此時鼠標上有浮動的元件，按Tab鍵，出現元件屬性修改對話框，修改完R1元件屬性封裝后，放置R1，再單擊一次鼠標放置了R2，再單擊一次鼠標放置了R3……

③采用粘貼隊列的方法

2.舉例說明——2008年全國技能大賽電子產品裝配與調試技能競賽試題

要求:繪制雙面電路板圖

(1)電路板尺寸為不大于:4000mil(寬)×3800mil(高);

(2)將單片機控制與顯示電路和風扇及加熱電路分區域布局;所有元件均放置在TopLayer;

(3)信號線寬10mil，VCC線寬20mil，接地線寬30mil;

(4)對風扇及加熱電路區域進行鋪銅操作，填充格式為45Degree，與GND網絡連接，工作層為Bottom Layer;

(5)在電路板邊界外側注明自己的工位號。

布線規則要點:

①可以在Files中根據模板新建區域，點擊PCB Board Wizard來規劃電路板的尺寸，也可以在PCB文件中，在禁止布線層規劃尺寸。

②兩個電路元件放置時分區域布局，所有元件放置頂層;

③設置布線規則:最小間隙默認10mil，不要修改，拓撲結構不要修改;信號線寬設置是選擇全部，10mi默認不要修改，然后點擊Width，點擊鼠標右鍵，選擇新建規則出現Width_1對話框，在第一匹配對象中選擇網絡VCC，線寬20mil;點擊Width_1點擊鼠標右鍵，選擇新建規則，出現Width_2對話框，在第一匹配對象中選擇網絡GND，線寬30mil。

Routing Layers選擇TopLayer和Bottom Layer

④布線優先級Routing Priority全部對象優先級別0，如上新建規則Routing Priority_1，網絡VCC優先級別1，如上新建規則Routing Priority_2，網絡GND優先級別2，數字越大級別越高。

⑤自動布線全部對象，點擊Route All，完成自動布線。

⑥對風扇及加熱電路區域進行鋪銅操作。

3.加強實踐環節

原先的市賽DXP2004從給定電路圖生成PCB板，到江蘇省競賽給你一個產品實物，以給定實物來畫電路圖再制成電路板也就是駁圖競賽，這使我們充分認識到我們在訓練上更應嚴要求。

要掌握PCB識讀技巧，首先了解元件的布局、元件的功能和單元電路功能的劃分等。

要認清單元電路功能、要認清PCB板上芯片或元件的型號、平時多掌握一些元器件的封裝形式。此外還應抓住核心元件，以核心元件的供電和信號輸入輸出作為識別PCB的出發點來進行駁圖。通常核心元件是集成電路、三極管、場效應管、78系列三端穩壓器、數碼管、晶閘管等等。這些核心元件是有源器件，須供電才能工作。常見的封裝有TO－92、TO－220等。國產的90系列，除9012、9015是PNP管外，其余均是 NPN 管，管腳分別為1、2、3 分別為 E、B、C。

當然要學好駁圖不是一朝一夕，無論是電子工程師，還是電子維修人員、競賽的是學生還是老師，都應學無止靜，只有經過不懈的努力才能成功。

［1］任富民.電子 CAD－Protel DXP電路設計［M］.北京:電子出版社，2007.

［2］王正勇.Protel DXP實用教程［M］.高等教育出版社，2009.