第7章 印制电路板设计案例7.1 六管超外差调幅收音机电路板设计 电路图如图7-1所示。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前
置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接收频率范围535千赫~1605千赫的中波段。图7-1 六管超外差收音机电路图 7.1
六管超外差调幅收音机电路板设计7.1.1 收音机原理图设计 在用Protel 2004设计电路图时，主要注意以下几个
问题：一是T1为磁棒天线线圈，要自行设计原理图元件，其封装也要自行设计；二是调谐选台和振荡的双联电容CBM（图中连接的CA和CB处
），是由可变电容和微调电容组成，它是一个整体，其原理图元件及其封装在Protel 2004的元件库中都不存在，要自行设计；三是电位
器W兼开关K也是一个整体，图中用虚线连接在一起，实物中它是一个元件，不可分割。和双联电容一样，电位器兼开关在绘制时可以看成复合元件
；四是三个中周T2～T4及变压器T5的原理图元件及封装在Protel 2004元件库中不存在，都需要事先设计。 另外，考虑电
路板的紧凑性，电容、电阻以及二极管的封装都不采用Protel 2004默认封装（其管脚距离过大），其封装都自行设计。收音原理图符号
及其对应封装见表7-1所示（见教材）。 7.1 六管超外差调幅收音机电路板设计 1．打开Protel 2004，执行菜单
命令File→New→Project→PCB Project，建立项目工程，保存为“收音机.PRJPCB”。 2．用鼠标右
键单击Projects面板中“收音机.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→Schematic Lib
rary，打开原理图元件编辑窗口，保存为“收音机.SCHLIB”，建立收音机原理图元件库。 3．这里把双联电容看做是一个复
合元件，先设置好原理图元件编辑窗口参数，捕获栅格设置为20mil，可视栅格设置为40mil，其他默认设置。执行菜单命令Tools→
Rename Component，在弹出的窗口中填入双联电容的名称CBM，单击OK保存结果。然后在该窗口画出表7-1所示的CBM的
C1A部分，完成后执行菜单命令Tools→Component Property…，在打开的窗口中Designator栏中填入C?，
保存结果。 4．执行菜单命令Tools→New Part，在打开的窗口中绘制CBM的C1B部分，完成后保存结果。至此，原理
图元件双联电容绘制完成。 5．执行菜单命令Tools→New Component，在弹出的窗口中填入磁棒天线名称Tron1
，保存后进行磁棒天线原理图元件的绘制。以此类推，根据表7-1画出其他原理图元件。 7.1 六管超外差调幅收音机电路板设计
6.用鼠标右键单击Projets面板中“收音机.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→PCB Libr
ary，打开印制电路板元件（即封装）编辑窗口，保存为“CBM.PCBLIB”。 7.执行菜单命令Tools→Componen
t Properties…，在打开的窗口中的Name栏填入元件名称“CBM”。 8.设置好窗口参数，进行双联电容封装绘制（具
体尺寸以实物为参照，此处三个焊盘尺寸为140mil×180mil，焊孔尺寸为40mil×80mil，焊盘线宽100mil，外轮廓尺
寸为850mil×850mil，安装孔直径大的为180mil，两个小孔为75mil）。 9．执行菜单命令File→New→S
chematic，打开绘制原理图编辑窗口，保存为“收音机.SCHDOC”。设置好窗口参数绘制电路图，完成后的电路图如图7-1所示。
完成封装后，在原理图中把双联电容的封装调入该元件。完成后依照表7-1，绘制其他元件的封装，并逐一把封装调入相应的元件。 10
．执行菜单命令 Project →Compile PCB Project，项目被编译时，在项目选项中设置的错误检查都会被启动，同时
弹出 Message 窗口显示错误信息，根据提示进行改正，直到没有错误。 11．创建网络表，在画好原理图（电路连接、元件编号
、附值和封装均完成）的编辑窗口执行菜单命令Design→Netlist For Project→Protel，创建网络表文件。7.
1 六管超外差调幅收音机电路板设计7.1.2 收音机PCB板设计 电路原理图设计完成后，接下来就是进行PCB板的设计工作
。 1．用鼠标右键单击Projects面板中“收音机.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→PC
B，打开绘制PCB编辑窗口，保存为“收音机.PCBDOC”。 2.在设置好编辑窗口参数之后，绘制出直放式收音机禁止布线层62
×50mm。考虑收音机电路板的安装特性，其板是异形板，绘制好的禁止布线层如图7-2所示。图7-2 绘制好的禁止布线层 7.1 六
管超外差调幅收音机电路板设计 3．执行菜单命令Design→Import Changes Form 收音机.PrjPCB，导入网
络表，根据高频电路布局原则，完成元件布局后的PCB板如图7-3所示。图7-3 元件布局完成后的PCB7.1 六管超外差调幅收音机
电路板设计 4.在图7-3中，没有元件磁棒天线线圈（此前没有填入封装），此时在比较空的位置手工放置4个焊盘a、b、c和d，根据原
理图进行相应的网络连接，使之产生网络飞线。另外元件BT是用来连接电源的，实际中是用导线来连接电池簧片。这里为了使PCB板布局美观，
可以去掉元件BT，在合适位置放置两个焊盘GB+和GB-，然后进行相应的网络连接来代替。调整后的PCB板如图7-4所示。图7-4
调整后的PCB板 5．设置线宽，地线设置为60mil，其它统一设置为40mil，设置为单面板。完成相应规则设置后，就可执行菜单命
令Auto Route→All…，完成布线，最后进行检查修改。但在实际中往往走到这一步之后，不采用自动布线，因为自动布线不管规则设
置多么细致，最后布出的PCB板都不令人满意。所以，我们在此根据网络飞线，采用手工布线，初步布线的PCB板如图7-5所示。7.1
六管超外差调幅收音机电路板设计图7-5 初步布线的PCB板7.1 六管超外差调幅收音机电路板设计 6．考虑收音机的高频特性，在
地线周边空余处，可加宽地线及电源线。还可以加入标记文字符号，调整元件参数及标记方向，最后完成的PCB板如图7-6所示。图7-6
最后完成PCB板 7.2 单片机最小系统板设计 单片机最小开发板目前在很多大专院校都有自己开发制作的产品，从电路的设计到最后调
试程序，整个流程对提高电类专业学生动手能力是大有好处的。 单片机最小系统板电源电路如图7-7所示。图7-7 单片机电源电路7.2
单片机最小系统板设计 单片机最小系统板数码管电路如图7-8所示。从图中可知，数码管采用三位一体的数码管，其原理图元件在P
rotel 2004元件库当中不存在，要自行设计。图7-8 单片机数码管显示电路7.2 单片机最小系统板设计单片机系统板的主电路
如图7-9所示。图7-8 单片机主电路7.2 单片机最小系统板设计7.2.1 单片机系统板原理图设计 1．打开Protel
2004，执行菜单命令File→New→Project→PCB Project，建立项目工程，保存为“单片机.PRJPCB”。
2．鼠标右键点击Projects面板中“单片机.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→Schemati
c Library，打开原理图元件设计窗口，并保存为单片机.SCHLIB。 3. 执行菜单命令Tools→Rename Comp
onent，在弹出的窗口中填入STC89C51，单击OK保存设置。设置好窗口参数，绘制如图7-8所示的STC89C51。其对应的元
件封装为DIP40，调用Protel 2004封装库中的DIP40即可，不必自己绘制。 其他元件的绘制重复上述操作，逐一绘制。
.右键点击Projects面板中“单片机.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→Schematic
，打开原理图编辑器窗口，保存为“单片机.SCHDOC”。设置好窗口参数，进行原理图绘制。 原理图绘制过程中，许多元件采用系统默认
的封装并不太合适，而且自行绘制的原理图元件封装不存在，因此电路图很多元件的封装必须自行绘制。单片机电路元件封装及尺寸要求如表7-2
所示（见教材）。7.2 单片机最小系统板设计 5．右键点击Projects面板中“单片机.PRJPCB”，执行菜单命令Add
New to Project→PCB Library，打开封装编辑器窗口，保存为“单片机.SCHDOC”。按照表7-2逐一绘制单
片机最小系统板的各个封装，并命名保存。 6．在原理图正确绘制完毕，元件标号标注完成，每一个元件封装填入无误后，执行菜单命令 P
roject →Compile PCB Project ，项目被编译时，在项目选项中设置的错误检查都会被启动，进行修正，直至无错误
。 7．在画好原理图的编辑窗口执行菜单命令Design→Netlist For Project→Protel，创建网络表文件，
并保存。7.2 单片机最小系统板设计7.2.2 单片机印制电路板设计 1．鼠标右键点击Projects面板中“单片机.PRJ
PCB”，执行菜单命令Add New to Project→PCB，打开印制电路板编辑窗口，设置好窗口参数，在禁止布线层绘制100
mm×65mm元件布局布线框。 ２.执行菜单命令Design→Import Changes Form 单片机.PrjPCB，导入网络表，根据电路布局原则，完成元件布局后的PCB板如图7-10所示。图7-10 单片机电路板布局图 7.2 单片机最小系统板设计 3.设置地线宽为60mil，电源线宽为40mil，其它线宽设置为10mil，其它规则可以采用默认设置。然后可以执行自动布线来完成本例的布线，但自动布线效果往往很差，需要修改的地方很多。因此本例走到这一步后，进行手工布线。最终完成布线后的数字钟印制电路板如图7-10所示。图7-10 单片机印制电路板 |
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