3.4　電路板布局

現(xiàn)在電路原理圖設計已經(jīng)完成，下一步是設計實際電路板。與原理圖編輯器中的符號不同，電路板編輯器中的封裝與實際元器件的物理尺寸很像。例如，LM741的符號看上去像個三角形，但是我們很快就能看到，它的封裝形狀與LM741芯片一樣，是個長方形。

對于電路中的封裝來說，正確的方向和布置是至關重要的。封裝的位置將傳遞到PCB設計當中。所以把它們精確擺放在所需的位置非常重要。這個過程叫作布局（layout），是本單元討論的第一個主題。

第二個主題集中關注于在封裝之間創(chuàng)建連接（更準確地說，是在封裝的焊盤之間）。這個過程叫作布線（routing），本單元會出現(xiàn)兩種布線方法。首先，我們要了解EAGLE的自動布線器是如何進行自動創(chuàng)建連接的。然后，本書將講解如何手動布設這些連接。

3.4.1　創(chuàng)建電路板設計

以一個打開的電路原理圖文件（*.sch）作為起點，有兩種方法來創(chuàng)建電路板文件（*.brd）。

·在水平工具欄單擊Generate/Switch to board工具切換到電路板設計工具。

·在主菜單中，選擇File→Switch to board命令切換到電路板界面。

此時對話框會詢問用戶是否從電路原理圖創(chuàng)建電路板文件。單擊Yes（是）按鈕，然后EAGLE將創(chuàng)建invamp.brd文件并打開電路板編輯器。

在電路板設計中，編輯器區(qū)域分成兩部分。編輯器的左邊顯示原理圖中的符號所對應的封裝。這些封裝畫得非常像元件所對應的物理器件，它們被黃色的細線連在一起，這些細線叫作飛線（airwire）。

在編輯器的右邊顯示空白的矩形，代表電路板。布局的目標就是設置該矩形的尺寸，并將封裝移動到適當?shù)奈恢谩Ｈ缓?，布線過程將用焊盤之間實際的物理連線代替那些飛線。

如果電路的原理圖和電路板設計圖在它們各自的編輯器中處于打開狀態(tài)，EAGLE將把它們關聯(lián)起來。這就是說，原理圖中的任何改動都會反映到電路板設計當中。因此，如果用戶在電路板編輯器打開的狀態(tài)下關閉原理圖編輯器，EAGLE將在電路板編輯器顯示一個文本框，內容為“F/B Annotation Has Been Severed！”。盡管EAGLE發(fā)出這個警告，但用戶仍可以繼續(xù)進行電路板的設計。

3.4.2　柵格

與原理圖編輯器相比，電路板編輯器的一個重要區(qū)別在于需要精確的定位。如果封裝不能放在準確的位置，元器件的引腳就無法正確連接到電路板上的焊盤。

為了輔助定位，EAGLE編輯器提供柵格（grid），強制電路板設計按照柵格間距的倍數(shù)進行布局。單擊編輯器左上角的Grid按鈕，可以激活Grid工具，并對柵格的屬性進行設置。圖3-10所示為Grid對話框。

圖3-10　Grid對話框

該Grid對話框可以設置四個屬性：

·柵格的可見性（打開或關閉）

·柵格的顯示方式（線式或點式）

·基本柵格的間距和尺寸

·替代柵格的間距和尺寸

電路中的每個封裝使用相同的柵格間距，才能確保在焊盤之間進行正確的布線，這一點非常重要。這種共用的柵格叫作基本柵格（primary grid），它的間距可以用英寸（inch）、密爾（mil，千分之一英寸）、毫米（mm）或微米（micron，千分之一毫米）為單位進行設置。

除了基本柵格，EAGLE的編輯器還提供一種替代柵格，一般用于定位第二類性質，比如文本。例如，在編輯器里插入一個元件時，只能放置在基本柵格間距所決定的位置。但是當你按下Crtl移動該元件時，你會發(fā)現(xiàn)此時柵格間距由替代柵格來決定。

3.4.3　電路板的尺寸和原點

柵格配置完成后，下一步是設置電路板的界限。這個電路很小，我們可以把電路元件都放置在0.75"×0.75"的面積內。下面講解在電路板編輯器中如何配置柵格和設置電路板界限。

1）如果還沒有電路板設計文件，那么就在原理圖編輯器中的主菜單中依次選擇File→Switch to board命令，在電路板編輯器中打開invamp.brd文件。

2）在水平工具欄里選擇Grid工具，打開Grid對話框。

3）設置基本柵格間距為0.05英寸（inches），并按下OK按鈕。

4）激活Move工具，單擊電路板矩形的右邊框線，單擊位置最好靠近中心。把邊框線向左移動直到它的x坐標等于0.75。

5）保持Move工具的激活狀態(tài)，單擊矩形的上邊框線并向下移動，直到y(tǒng)坐標為0.75。

6）把鼠標移動到電路板的右上角，檢驗電路板區(qū)域的尺寸是否正確。此時，右上角坐標應該等于（0.75，0.75）。

現(xiàn)在就可以對電路板進行布局了，但是在進入這個主題之前，應該先討論原點的概念。在電路板的左下角，會看到EAGLE畫了一個小十字。這個小十字就是電路板的原點，如果把鼠標直接覆蓋在原點上，能夠看到顯示的坐標為（0，0）。在EAGLE編輯器中，每個電路元器件都有一個類似的十字，定義為自己的原點。在把元器件封裝布置到電路板上時，它的位置由其原點與電路板原點的相對位置來決定。這就是說，如果一個元器件封裝的坐標是（x，y），意味著該封裝的原點就位于坐標（x，y）。

3.4.4　電路板布局

在電路板編輯器中移動元器件封裝與在原理圖編輯器中移動元器件符號是相同的。在Move工具激活狀態(tài)下選擇一個封裝并改變它的位置。如果對封裝進行旋轉，在Move或Rotate工具激活狀態(tài)下，右擊鼠標并完成封裝的旋轉。

如果你知道封裝的預定坐標，可以使用Info工具把封裝快速移動到指定位置。例如，要把封裝放置在坐標為（x₀，y₀）的位置，先激活Info工具（使用熱鍵Ctrl+I），單擊封裝，并在列表中的Position（位置）標簽中輸入x₀和y₀。也可以在Angle（角度）標簽中輸入它的方向角（用度數(shù)表示）。

表3-2列出了反相放大器電路中四個封裝的位置和方向。

表3-2　封裝的布局——反相放大器電路

在封裝都有了正確的位置和角度以后，電路板區(qū)域看上去就像圖3-11所示的那樣。

圖3-11　電路板布局——反相放大器電路