PCB布局基础第1部分：如何放置组件

Allure · 发表于 2020-7-30 16:50

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　　PCB布局基础第1部分：如何放置组件

　　因此，您可以在纸上将该电路作为原理图设计在Autodesk EAGLE上获得，但是现在面临着真正的挑战。您如何将所有电子理论转化为实际的物理设计？如今，工程师已经完成了从原理图到PCB布局的所有工作，并且无需其他人来完成它，这一切都与您有关。尽管这可能给您带来一系列新的挑战，但PCB布局可能是PCB设计中最令人兴奋和最有意义的部分之一。这就像是一个巨大的谜题，正等着用一些原创的思维和创造力来解决。您从哪里开始？您需要首先放置所有组件。

　　事前须知

　　将原理图转换为物理电路板布局时，您需要注意一些事情，包括：

　　PCB布局是一门艺术

　　许多工程师将PCB布局过程视为一种艺术形式。如果将原理图提供给一百个不同的工程师，那么很可能您会获得一百个不同的电路板布局，并具有其独特的特性。与原理图设计完全基于数学的确定性不同，您的PCB布局更灵活，更灵活。

　　人们仅需一些痕迹和过孔就可以变得非常有创意

　　因此，在进行PCB布局时必须记住一件事–没有正确或错误的方法。您如何选择放置组件和完成布线的方式都是设计观点的唯一代表。对于某些人来说，起初可能有点不知所措，这就是为什么我们在此博客中坚持采用非常简单的设计。我们只有少量的组件可以放置，因此您可以花些时间放置，更换并可能需要重新做一遍。

　　只要对整个过程感到满意。

　　您需要考虑制造

　　最终，您可能会设计PCB，以便由制造商实际制造。因此，在进行设计时，您需要牢记一些注意事项。首先是组件方向。每当您在板上放置想法相同的组件（例如一组电阻器或LED）时，都需要确保它们始终朝向相同的方向。为什么？这将使您的电路板更容易由制造商安装，测试和检查。

　　要考虑的第二点是如何将组件相互放置在一起。当您完成的电路板移交给制造商时，他们将把它通过焊炉发送，以将所有零件连接到您的裸电路板上。如果您有较高的组件而阻塞了较小的组件，则很可能会收到焊点连接不良的电路板。放置组件时，不仅要注意它们在二维空间中的大小，还要注意它们的高度和宽度。有关零件放置技巧的完整列表。

　　确保将较小的组件放在较大的组件之前，以确保可靠的焊接过程

　　考虑您的路由

　　毋庸置疑，许多初学者的设计者犯了一个错误，即在开始布局时，它们的组件在第一个布局上的间距太小，以至于空间不足。这种情况最常见于集成电路，该集成电路具有许多需要在整个板上连接的引脚。如果您没有给这一组件足够的空间来呼吸，那么您可能会用完空间，必须从头开始重新布局。放置组件时，请始终考虑如何布置它们，并在零件之间留出足够的空间以简化该过程。

　　定义您的流程

　　尽管您的元件放置和布线过程充满了无限的创造机会，但我们认为从结构化过程入手是一件好事。这并不是要扼杀您的创造力，而只是提供一个可以发展您的创造力的基础。一旦知道了墙的限制和行进路线，您就可以自由设计。我们将用来完成组件放置过程的过程包括：

　　第1步–您首先要获取之前完成的原理图，然后将其转换为新的PCB布局

　　第2步–然后，您将放置并旋转所有组件，以最大程度地减少导线的长度和交叉（稍后会详细介绍）。

　　步骤3–您将通过调整电路板布局的尺寸来完成布局过程，以准备进行布线。

　　这就是您开始需要了解的所有细节。让我们跳入一些实用的PCB布局策略。

　　步骤1–将原理图转换为电路板布局

　　如果您一直遵循Schematic Basics系列，那么您应该拥有一个完整的原理图，如下所示。

　　我们将使用完整的LED闪光器原理图，将其转换为PCB布局

　　但是，如果这是您第一次来，那么请务必通读Schematic Basics的第1部分，第2部分和第3部分，以使自己入门。要将原理图转换为PCB布局，请执行以下操作：

　　从Autodesk EAGLE控制面板打开原理图项目。

　　在界面顶部，选择SCH/BRD sch-brd-icon图标。这将开始基于原理图中的组件和布线生成PCB布局的过程。

　　选择是，如果你得到一个警告对话框，说，.brd文件不存在，你想从你的原理图创建。

　　而已！现在，您应该打开第二个Autodesk EAGLE窗口，该窗口类似于下面的窗口。

　　当您将原理图转换为PCB布局文件时，您将获得一个类似于以下的新窗口。

　　这是您空白的PCB布局画布，您将在其中开始PCB设计之旅。如果这对您来说是全新的，那么让我们花点时间讨论一下您看到的内容。以下是一些要注意的事项：

　　您看到的白色正方形轮廓代表电路板布局的物理尺寸。这是您将放置所有组件的区域。

　　当前，所有组件都位于此正方形轮廓之外。布局过程的下一个阶段是将每个零件都移到该区域。

　　您还将注意到在组件之间连接的许多线。这些称为电线。您可能还会听到它被称为最讨厌的东西。这些空中线可帮助您了解组件的连接性。

　　现在，让我们开始在电路板上移动和旋转零件。

　　第2步–放置和旋转组件

　　好的，这是我们需要开始保持敏捷的方向的地方。您已经有了空白的电路板布局，而如何选择放置元件最终取决于您自己。在典型的PCB组件放置过程中，大多数工程师将首先放置其所有边缘组件，例如USB端口，电源插孔，接头连接器等。这些部件固定在原处，并由电路板的机械外壳决定将被放置在里面。

　　在边缘组件之后，工程师通常会着手放置最大的组件。诸如带有大量引脚的集成电路之类的东西将对需要在其周围放置哪些组件产生巨大影响。我们的示例设计恰好包含一个IC，因此您可以将这个大零件用作放置的第一个零件。这是如何做：

　　选择界面左侧的“移动”移动图标工具。

　　左键单击IC1组件的中间并将其拖动到电路板轮廓的内部。您会注意到所有导线都随零件一起移动。

　　现在，右键单击，旋转所需的零件。每转一圈将旋转90度。

　　最后，继续并在要放置IC的位置单击鼠标左键。

　　我们已经将IC放置在电路板的左下角，准备进行更多操作

　　现在，您已在布局中放置了最大的部分，这在放置所有其他组件时将大有帮助。其余的放置过程完全由您决定！仍然不确定从哪里开始？这里有一些要记住的技巧：

　　保持您的连接尽可能短

　　您的目标是将所有零件的放置方式最小化，以最大程度地缩短组件之间的航空线连接的长度和交叉点。将兼容的零件放在一起，并始终记住您可以在多层上布线，因此，某些交叉的导线不会破坏您的设计。

　　不断调整您的电线

　　当您继续调整零件的位置时，可能需要重新计算您的导线。每当您放置新零件或旋转现有零件时，请确保选择界面左侧的Ratsnest拉斯特内斯特工具以重画所有导线。该工具将为您提供有关放置决策如何影响空中电缆连接的实时更新。

　　避免零件重叠

　　所有这些绿色圆圈和白色轮廓是您每个零件的物理包装的一部分，并且它们需要一定的组装空间。如果最终使那些绿色的圆圈重叠，而这些绿色的圆圈将在物理板上裸露在铜板上，那么您将得到不愉快的短路。确保始终在组件之间留出空间。

　　玩得开心！

　　组件放置过程只是一个难题，正等待您的创造性工作加以解决。请记住，没有正确或错误的方式放置零件，只是可以发现各种不同的优化阴影。花点时间，并尽可能享受这个过程。在下面，您将看到我们如何决定放置零件的方式，但是，如果它看起来不像您的零件，那么请不要流汗。这就是使您的设计与众不同的原因。

　　您的零件放置看起来像我们的吗？希望不是，按您的方式设计！

　　注意：有时您可能想一次移动一堆组件。您可以将零件分组然后使用移动工具，而不是单独进行操作，方法如下：

　　选择界面左侧的“分组”组图标工具，然后通过Shift+左键单击每个零件或按住鼠标左键并在所需零件周围拖动一个框来选择要分组的零件。

　　您分组的所有部分现在都将突出显示。接下来，选择界面左侧的“移动”移动图标工具，然后按Ctrl+右键单击将它们作为一个组进行移动。

　　最后，将零件移动到要放置它们的位置，然后单击鼠标左键以最终确定它们的放置。

　　第3步-调整电路板形状

　　好了，到此为止，您已经放置了所有组件。您是否觉得它很有创意，或者第一次觉得有点尴尬？不断做这件事，直到进入组件放置流程为止。然后您将了解魔术。至此，所有的辛苦工作都完成了，很好！现在，通过以下步骤定义电路板布局的尺寸来完成：

　　选择界面左侧的“移动”移动图标工具。

　　左键单击PCB布局轮廓的右上角，然后将该点拖向组件以调整角的大小。

　　再次左键单击以最终确定该角，然后继续对右下角和左上角重复此过程。

　　完成后，您应该拥有一个更小的PCB布局轮廓，将所有组件嵌套在一个高效而紧凑的封装中，就像我们下面的封装一样：

　　我们缩小了PCB布局轮廓，将所有零件嵌套在一起。

　　元件放置成功

　　要走的路，您做到了！现在，您已将所有组件成功放置在第一个PCB布局上。有句老话就是这样-PCB布局是90％的布局和10％的布线。今天仍然如此。您决定放置元件的方式最终将决定将来的布线工作将变得多么容易。那么，您确定所有的电线都尽可能短吗？如果是这样，那么您可以期望PCB布局过程的最后10％轻而易举。

　　您可能希望几次在组件放置过程中尝试一下，以查看获得什么样的不同结果。练习得越多，您越会开始注意到一些小的细节，这些细节可以使您每次的布局都更好。不要害怕尝试！难题的这一部分全部与工程艺术有关。尽情享受创意吧，我们期待在PCB布局基础系列中再次与您见面。接下来是什么：

　　PCB布局基础第2部分–在这里，您将学习如何取下刚刚放置的所有那些组件以及如何将它们与走线和过孔一起布线。

　　PCB布局基础第3部分–在这里，您将学习如何运行设计规则检查器（DRC）并通过倒铜和丝印在布局中添加点睛之笔。

huyahu586 · 发表于 2020-7-30 18:09

这就像是一个巨大的谜题，正等着用一些原创的思维和创造力来解决。

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