嵌入式硬件篇---嘉立创PCB绘制

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前言

本文介绍了嘉立创PCB绘制的过程，原理图绘制的原理&注意事项、封装选取的原理&注意事项、PCB走线原理&注意事项。

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一、PCB绘制简介

1.1绘制步骤

1.1.1前期准备

前期准备：明确设计需求，确定电路板的功能、尺寸、形状、层数等基本参数，准备好所需的元件库和封装库。

1.1.2原理图设计

原理图设计：新建工程和原理图，使用快捷键 “Shift+F” 打开元件库，依据元件名称或编号选择所需元件并放置在原理图中，连接各元件以确定它们之间的电气连接关系。

1.1.3原理图转PCB

原理图转 PCB：点击 “顶部菜单> 设计 > 原理图转 PCB”。转换前需在设计管理器和封装管理器中检查是否存在错误，如元件与封装的对应信息异常等。转换成功后，会自动生成一个 PCB 边框，并将 PCB 封装按照顺序排列成一排，蓝色飞线表示两个焊盘之间需布线连接，属于同一网络。

1.1.4PCB布局

PCB 布局：根据电路板的结构和功能要求，合理安排各个元件的位置，使布线更加顺畅，同时要考虑到元件之间的间距、散热、电磁干扰等问题。

1.1.5布线

布线：使用快捷键 “W” 开始布线，单击左键开始绘制导线，再次单击左键确认布线，单击右键取消布线，再次点击右键退出绘制导线模式。可通过按 “+”“-” 键调节走线大小，按 “TAB” 键修改线宽参数，使用快捷键 “L” 进行布线角度切换，还可使用空格键改变当前布线的方向。

1.1.6布线优化和丝印

布线优化和丝印：检查布线是否合理，对不满意的地方进行调整和优化，如添加泪滴、调整线宽、优化过孔等。同时，添加丝印层的文字和图形，用于标注元件名称、编号、功能等信息，方便电路板的生产和调试。
网络和 DRC 检查：利用嘉立创 EDA 提供的设计规则检查（DRC）功能，检查电路板的设计是否符合规则要求，如线宽、间距、过孔大小等。如有错误，根据提示进行修改。

1.1.7制版

制版：完成上述步骤且检查无误后，即可将设计文件导出为制版所需的格式，如 Gerber 文件，提交给板厂进行生产制造。

1.2原理

1.2.1电气连接原理

电气连接原理：通过在 PCB 上绘制导线、焊盘和过孔等图元，实现各个元件之间的电气连接，使电流能够在电路板上按照设计的路径流动，从而实现电路的功能。

1.2.2信号传输原理

信号传输原理：不同的信号在 PCB 上通过特定的线路进行传输，需要考虑信号的完整性、抗干扰性等问题。例如，高速信号需要采用较短的传输线、合适的线宽和间距，以减少信号的反射和串扰。

1.2.3电源和接地原理

电源和接地原理：为电路中的各个元件提供稳定的电源和接地，通常将电源和地分别连接到相应的电源层和地层上，通过铺铜等方式来降低电源和地的阻抗，提高电源的稳定性和抗干扰能力。

1.3注意事项

1.3.1元件封装

元件封装：确保元件的封装与实际元件尺寸和引脚布局相匹配，否则可能导致元件无法安装或电气连接错误。

1.3.2布局规则

布线规则：遵守一定的布线规则，如信号线宽一般为 10-15mil，电源线宽 30-50mil；避免走锐角线和直角线，尽量采用 45 度角或圆弧拐角；双面板的两面导线尽量避免平行走线等，以减少信号干扰和电磁辐射。

1.3.3过孔设计

过孔设置：过孔孔径要根据实际需要进行选择，一般可选 12-24mil 等；过孔的数量和位置要合理安排，以保证信号的良好传输和电源、地的有效连接。

1.3.4DRC检查

DRC 检查：在绘制过程中及时开启 DRC 检查功能，实时检测设计中的错误，避免在设计后期才发现问题而导致大量的修改工作。

1.3.5制版要求

制版要求：在导出制版文件前，要了解板厂的制版工艺和要求，如最小线宽、最小间距、板边距等，确保设计文件符合板厂的生产能力，避免因设计不符合要求而导致制版失败或成本增加。

二、原理图

1.画