电路板的设计流程

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电路板的设计流程范文第1篇

关键词：电路板；装配焊接；自动生产线；装配单元；

引 言

在很多技术方面，装配焊接自动生产与小型零件自动装配有一些共同点，由此可知，它完全可以应用于电表机芯、汽车配件或家用电器等许多小、中、高级产品的自动装配线上。不仅如此，柔性化和智能化的装配焊接自动生产线使得自动装配线被广泛的应用于众多行业，生产线也因此更具优势。

1.电路板装配焊接自动生产线的工艺技术

图1自动作业工艺流程

对电路板装配焊接自动生产线的作业工艺流程做了相应的调整与改进，在上图中，凡带有星号的部分均为目前重点研究部分。无论是对电路板的装配与焊接，还是自动生产线的运作规律，该自动作业工艺流程都非常合理，以下是针对手工作业工艺流程而作出的调整与改进：

1.1.基壳上料装置技术处理

由于基壳上料装置具有一定的灵活性与柔性，可以设计出一个可调上料装置，这样可以存放多种尺寸的基板，从而满足多种需求。两个自制带料架传输方向是相向的，由自上向下的方式，将基壳从上料装置内向下面的生产线进行传输，从而基壳上料得以实现。此外，可根据需要对传输带的位置进行调整，也就是根据基壳的尺寸对位置进行相应的调整。

1.2.翻转的难度技术处理

在之前的手工作业中，高介质电路板上的焊膏是工人手工印刷上去的，印刷完后再对电路板进行180度的翻转，随后将其安装在基壳中。由于自动化作业要进行180度的翻转有一定的难度，也为了节约不必要的费用，故在自动生产线中以上三个环节有所改善和简化，思路有所调整，即将原有的工艺流程更改为：焊膏是点在基壳内部的在印刷有焊膏的基壳内部安装电路板。

1.3.焊接不良技术处理

如今，现代科技不断发展，电路板在多个领域的重要性日益加强，例如：雷达、遥控遥测以及航空航天等。人们也开始重视了电路板焊接不良的问题，因为该问题所导致的后果十分严重，且无法弥补。为了尽可能的避免该问题的发生，要求将高介质电路板与基壳的焊接空洞率控制在10%以内，尤其是周边的焊缝一定要严密，故在印刷焊膏之后还要加一个环节，即对焊膏点进行检查。通过视觉图像来检查焊膏点涂的好与坏，根据产品的种类，首先输入标准图像信息，即合格的产品图像信息，接着将两个图像信息进行比较，从而检查出焊膏点涂质量，随后可根据实际情况，人工更正图像处理结果。另外，若检查不合格，将信号发送给下面的每个工位，避免工位操作失误。故需增加一个新装置，对于不合格的产品要将其送到不合格品回收线上。

1.4.夹具固定技术处理

夹具固定指的是在装有电路板的基壳上施加压力，这样做是为了电路板与基壳间的焊膏可受力均匀，使以上两者接触面充分受力，从而使焊接的质量有所提升。但是若要在又小又薄且介质高的电路板上施加压力就有一定的难度了，需要注意的是：夹具对电路板所施加压力的分布情况以及夹具在高温炉加温过后的性能变化。根据实际情况，对以上问题进行相应的分析，可得出以下几个方案：1、可在电路板印刷焊膏这个过程中加一定量的胶水在焊膏中，这样可以很好的固定电路板与基壳的结合面，采取此方案则可省去电路板上的夹具。但是，该方案也存在两个缺点，即要使电路板上的压力分布均匀有一定的难度，另外胶水要满足高温处理后可彻底融化或蒸发的要求，否则会影响到电路板的性能。2、可将夹具替换为与砝码差不多的物块，机器人将多个物块抓起，并放在电路板上，以固定电路板与基壳的结合面，但该方案有一个很大缺点，即需要在完成产品加温炉固化与焊接之后增加一个环节，也就是将物块拿走，那么整个工艺的复杂性和成本都随之有所上升。

2.生产线总线上料装置结构技术设计

一般情况下，只有规格较为单一的零件可使用普通上料装置，使用该装置可能会使其柔性有所限制，若生产线上所需要生产的零件是多个规格的，那么这个上料装置就要更换为符合需求的上料装置，这样一来，新的上料装置可能要复杂一些，而且某些甚至所有的生产线可能要暂停，等到新的上料装置安装好后才可重新开始，增加了整个生产线的装置成本。另外，纵观国内外的发展可以知道，一般用于矩形薄板类零件的上料装置是层叠式的，使用该上料装置的缺点就是，在上料的过程中，各个矩形薄板类零件之间可能会相互干扰，尤其是表面有凸缘或焊点的矩形薄板类零件及集成电路板；相互之间有吸引作用的矩形薄板类零件等，这样对于每个矩形薄板类零件的独立上料就会有所牵制。要想尽量防止以上问题的发生，又能保证上料装置的柔性，可在现有的生产线上安装一个总上料装置，也就是将基壳的上料装置设计为可用于各种不同尺寸基壳的上料装置，它由两个同步传输带所构成，且两者之间的距离是可以调整的，根据基壳的尺寸，在一个方向上对其位置进行调整，这样就可保证此装置的柔性。在上料过程中要注意的是一定要保证具有一定间距的两条传输带的运行是同步的，以下是该传动系统的设计图2：

3.小结

本文就电路板装配焊接自动生产线中几个工位的分析，分析了几个关键技术的处理方案，最后分析了一种适用于电路板装配焊接自动生产线总线上料的可调上料装置，分析了其机械结构和传动原理。

参考文献：

[1]王彬. 中国焊接生产机械化自动化技术发展回顾与展望[J]. 电焊机，2000，02：1-6.

[2]王彬. 中国焊接生产机械化自动化技术发展回顾[J]. 焊接技术，2000，03：38-41.

[3]顾寄南，欧阳玉秀，肖田元，张林鍹. 产品可装配性评价系统建模及装配优化的研究[J]. 工程图学学报，2003，04：8-13.

电路板的设计流程范文第2篇

[关键词] 实践能力； 综合实践； Multisim； Protel

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 073

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）05- 0124- 03

1 实践课程的重要性

电子信息工程专业是一个实践性很强的专业，毕业生的工程实践能力， 是本科院校培养方案中毕业生所要具备的基本能力之一，也是用人单位最为关注的能力之一， 因此，如何加强学生实践能力和创新精神的培养，一直是高等教育教学改革的重要课题。

电子信息工程专业传统的实践课程基本都是针对单一技能进行实践训练，学生对所学的知识难以形成知识体系，知识孤岛相对较多。因此，为了加强对学生实践能力的培养，大连海洋大学在制订人才培养方案时特别增加了电子专业综合实践环节，旨在结合本专业所学习的理论课程，探索应用Multisim和Protel等EDA技术进行综合实践的方法，使学生能够将所学理论知识融合在一起，进而熟悉电子产品的开发和制作流程。

2 综合实践实施思路

在综合实践过程中，首先，根据设计的具体要求和其工作原理设计原理图；其次，在Multisim软件中取用正确的元器件，创建仿真电路图，并按要求连线，设置电路参数；最后，调出虚拟示波器、万用表及频谱分析仪等仪表对电路关键点进行检测。以上步骤准备完毕可进行电路仿真，根据电路的要求分析结果是否正确，如果仿真结果不正确，检查原理图设计，直至输出结果符合设计要求。

经过上述步骤，学生已经设计出正确的原理图，并通过仿真验证其正确性。为了让学生将理论知识转化为实践能力，要求学生利用Protel软件进行印刷电路板设计。Protel提供了丰富的元件封装库、元件封装编辑器及各种电子线路布局布线工具，使电路布线方便并能提供线路的智能检查。正确布局布线之后，可以通过Protel生成三维效果图，可观察所设计的产品经过布局布线后是否美观，若有不满意的地方，再进行调整，直到满意为止。

如果制作的印刷电路板工艺比较复杂，可以请专门的印刷电路板制造厂商制作，但是，在实践环节为了让学生对整个工作流程有所了解，所以采用学生自己制板的方法。首先，学生将印刷电路板图打印，通过热转印设备将印刷电路板图转印到印刷电路板上；然后，通过化学制剂对印刷电路板进行腐蚀工艺处理，腐蚀结束，学生要观察有没有被破坏的导线，如有，应修缮完好；最后，焊接元器件，进行功能调试。

具体实施流程如图1所示。

下面以数字电子钟为例，主要介绍在综合实践环节中Multisim和Protel软件如何运用。

2.1 数字电子钟的Multisim仿真设计

数字电子钟是对时间进行计时，可以采用一天24小时或者一天12小时两种计时标准，本设计中采用24小时计时标准。包括如下模块：

2.1.1 秒脉冲发生器

秒脉冲发生器的功能为产生周期为1 s的脉冲信号。由555定时器构成，通过在555定时器连接简单的阻容元件，构成多谐振荡器，通过合理设定参数，使得多谐振荡器的周期T = 1 s，占空比q = ■。

2.1.2 秒计时电路

使用74LS160和74LS161设计一个60进制计数器，每个计数周期为1秒，即每经过一个脉冲，秒计时电路计1个数，当计数60秒时，达到1分钟，此时秒计时电路归零、分钟计时电路加1。为了验证电路准确性，在Multisim中先对本部分设计进行仿真，仿真时用信号发生器代替秒脉冲，在数码管上可直观地观察到时间显示，仿真结果如图2所示。

2.1.3 分钟计时电路

分钟计时电路与秒计时电路原理非常相似，使用74LS160设计一个60进制计数器，但它的计数周期为1分钟，当计数60分钟时，分钟计时电路归零，同时控制小时计时电路加1。

2.1.4 小时计时电路

为了设计方便，小时计时电路也取用74LS160，当分钟计时电路和秒计时电路达到59分59秒时，小时记1，依此类推。

2.1.5 显示电路

秒计时电路、分钟计时电路和小时计时电路输出均为8421BCD码，而显示器件我们一般都选用7段数码管，若想使数码管显示正确的8421BCD码，需要在计数器和数码管之间连接显示译码器。

在Multisim软件中，将上述每一个环节都进行仿真验证，最后将整机图进行仿真。经过上述过程，已经设计出数字电子钟的原理图。接下来，设计数字电子钟的印刷电路板图。

2.2 数字电子钟的印刷电路板设计

Protel是一款非常简单、易用的制作印刷电路板工具。在验证了原理图设计正确之后，学生可以应用Protel软件进行印刷电路板设计。在实践过程中发现，通过使用Protel，能充分调动学生的学习自主性，例如有些元件学生需要建立自己的元件封装库、元件引脚间距必须与实际元件一致、放置元器件时要考虑布线安全等问题，这一系列的过程使学生掌握了元件库的建立、布局布线的基本规则与技巧，同时也锻炼了学生理论联系实际的能力和自我创新的能力。

以上设计的数字电子钟印刷电路板图如图3所示，其3D效果图如图4所示。

3 结 论

电子信息工程专业综合实践是课程教学体系中的一个重要环节， 它不仅对学生理论联系实际、加深对理论的感性认识有着非常重要的作用， 同时也是培养学生实践能力和创新精神的主要途径。学生按照老师的设计要求，可以自行设计电路，可以对比不同的输入情况下的输出结果，自主选择元器件，设计性能优良的电路，摆脱了传统实践课程中电路固定、元器件固定等方面的限制。在电子综合实践实施过程中，学生的学习热情被激发，大幅度提高了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及学生综合运用所学知识的能力、实践动手能力和创新能力，取得了较好的教学效果。

主要参考文献

[1] 洪澜，蔡修奋，陈敏. 开放式电子实验与 EDA 技术结合的探索[J]. 实验室研究与探索，2010，30（8）：307-308.

[2] 李松松，郭显久，曹立杰，等. 电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J]. 中国电力教育，2011（22）：51-52.

电路板的设计流程范文第3篇

【文章编号】0450-9889（2017）05B-0049-02

印制电路板设计与制作课程是信息工程技术专业当中一门主要的科目，对于学生的技术能力培养和专业素质的提升具有重要的意义。因此，在教学中一定要对印制电路板设计与制作课程进行积极深入的研究，找到最为合理的教学对策，以提升学生积极性，达到强化教学质量的目的。本文对印制电路板设计与制作课程的改进对策进行分析，希望为课堂教学改革提供一些有益的建议。

一、当前印制电路板设计与制作教学中存在的问题

（一）教学内容不合理。在传统教学中，任课教师需要根据教材内容来进行课程安排，并制订相应的课程计划表，对教学内容进行详细安排，并在教学中逐步实施。这种教学方式使得教学内容受到限制，导致在教学中缺少工程应用意识，对软件的绘制和标准性的线路制作等方面均重视度不足。虽然学生能学会基础的 Protel DXP 2004 软件的基本操作知识，但事实上对原理图和电路板等方面的知识掌握得不是很好，或者在设计中出现不合理现象，导致设计的印制电路板无法在实际中应用。

（二）教学方法比较落后。在以往的教学方法中，主要以教材为主导按照教材顺序来进行授课。通常来说，教师会在课堂中利用计算机实验室进行部分课程的讲解，然后再让学生进行上机练习。但由于实训课程课时比较少，在课程安排上受到限制，因此在教学中，学生往往只能学会基础的绘制电路原理图、印刷电路板，无法实际制作印制电路板。这样的教学方式势必会给学生的实践能力造成不良影响，导致学生主动性也受到阻碍。

（三）考试方法不合理。在以往的考试中，几乎都是通过计算机方式进行开卷考试，所测评的内容也基本上都是教师在课堂中所讲述的内容，与学生的实践和理论知识的结合性考虑得比较少。没有与实践基础相联系，学生将在日后工作中难以应用自身所学知识。

二、印制电路板设计与制作课程教学改进策略

（一）以工作过程为导向进行教学。在日常教学中，教师应当认识到学生参与实践的重要性，并以工作过程为主要导向进行教学设计，从而对教学模式进行整体性的优化。同时，要将学生放在主置上，将学生看作独立的个体，通过理实一体化的方式和针对性的教学方式指导和帮助每一个学生，从而突出学生的个性化特点，促使他们在日常的学习中能更加积极主动，提升教学的有效性。比如在设计和制作贴片式收音机电路板的过程中，教师需要加强在原理图绘制、单面板设计方面的指导，让学生把握整个流程，从而更好地制作相应的作品。

（二）以职业技术为导向进行教学。信息技术工程类学生日后的工作多数为实践性比较强的工作，因此在教学中应当建立起以课程为指导、以实践为支撑的教育平台。印刷电路板设计与制作中需要选取数控直流稳压电源、功率放大器和电子钟等作为代表性的项目充当重要教学载体，并将以前所学习的知识融入其中。对此，在教学中教师不仅要让学生对课本中的知识有全面的掌握，同时还需要在实践中促使学生能对此有正确的认识和理解，为日后的学习提供可靠的技术支持。比如在设计和制作可调稳压电源电路板的过程中，教师需要联系教材讲解设计自制封装和自制元件的方法，而后为学生演示热转移法制作单面板的操作流程。其次，在课程中如果涉及电子技术知识和软件操作知识，为了避免学生忽视电路涉及操作的问题，在进行教学设计的过程中可以适当地融入电路板的板材选择内容和电路板制作工艺等相关知识，促使学生能及时地将设计知识与工艺要求等联系起来，从而在整体上把握所学知识。

（三）以工作项目为导向开展教学。在教学中教师可以采取“项目驱动”教学模式，按照难度或者其他形式将教学内容划分为不同的部分，以工作项目为导向进行学习，让学生在实践锻炼中掌握知识和技能。教师要建立能力培养目标，让学生掌握企业中常用的基本电路设计与制作，将培养学生的实践能力放在首要位置上，从而培养技术型人才。为了提升学生的实践操作能力，教师可以指导学生设置和制作多功能信号发生器电路板，让学生在实践中掌握复杂双面板的修改和设计能力以及提高其实际操作水平。同时，教师要对学生的能力进行拓展培养，根据产品来模仿电路设计，并鼓励学生参与到企业的一些实践项目中去，提高他们的能力。在知识性能力培养上，主要以电子线路板的设计能力为核心，与社会中一些企业进行合作，实施校园与企业的联合计划，将学生引入项目当中去，模拟电路，并进行相应的技术练习，提升学生的电路板设计和制作能力。

（四）为学生创设学习情境。在教学改革中，教师需要适当地采取一些灵活的教学方式，如采取情境设计的方式来实施教学，保证每一个教学情境都能与企业的实际情况相统一，从而构建一个完整的工作过程。在情境设计中，教师应当有一两个情境设计是为学生提供基础能力培养的。有三四个情境则是拓展性的训练内容的。每一个不同的情境都是一个完整的学习过程，将这些情境进行统一就能形成一个完整的教学模式。在良好的学习环境下，教师可以更好地开展教学，学生也能提升自身的学习效率；在生动的学习情境中，学生能更好地掌握相应的实用知识内容，并且能够在实践中进行灵活的应用，具有较高的价值。因此，在当前的硬质电路板设计与制作教学中，教师必须重视创设学习情境。

（五）改革实践教学。首先在印制电路板设计与制作教学中，应当尽量地安排成为全面的计算机教学，做到“教学做”一体化。这样的教学模式将比以往的多媒体教学和理论知识教学所产生的效果更加明显，不仅可以改善教学效果，同时也能有效地提升教学实践力度，将教学与实践之间充分地结合起来，提升教学质量。对此，可以在教学中采取项目教学法。比如，教师可以组织学生完成设计复杂电路板的设计和制作项目，包括激光发生器设计制作项目、超声波测距器设计和制作项目以及模拟烘手器设计制作项目，这些项目能够锻炼和考核学生设计复杂双面板、制作双面板以及电路仿真方面的综合能力水平。在熟悉设计环境和完成简单的原理图以后，以工程项目为中心，完成设计过程的操作。在这个过程中，应当注意布线的调整和电路当中的原件位置安排，从而提升设计实践的效果。此外，教师应当加强学生工程实践和系统观念的培养，让学生在整个操作过程中能更好地熟悉印制电路板的整理流程和细节内容，从而强化学生的积极性。

（六）完善当前的教学考核。在印制电路板设计与制作当中，教师不能仅以期末考试成绩来评价学生。在日常教学中，教师应当在每一节课上都设置相应的实践内容，根据学生所完成的任务、速度和质量等对学生进行评价，并在期末考试中按照考试项目对学生进行综合评价。将日常考核与期末考试结合在一起才能促使学生更好地掌握基础知识，使对学生的评价更加中肯，从而达到提升学生积极性、强化教学效果的目的。

电路板的设计流程范文第4篇

【关键词】电路板；功能测试；PXI总线；虚拟仪器；VISA库；数据采集；交换机；调度机

1.引言

随着电子技术的飞速发展，产品的开发周期不断加快，因此对自动测量测试系统的要求也随之不断提高。测试平台必须能够进行快速修改和扩展，以测试新的功能，适应快速的产品开发流程。

FAST电路板功能测试系统（Circuit Boards Functional At Speed Tester，简称FAST）设备主要为交换机、调度机、应急通信系统的电路板提供板级功能测试，可以共用相同的测试平成ALU（Analog Line Unit，模拟用户单元）、DTMF（Dual-tone Multi-frequency，双音多频）、DTU（Digital Trunk Unit，数字中继单元）等多达60余种不同的电路板的功能测试；支持自动和手动测试模式，提供自测、故障定位和校准功能，具有强大的综合测试能力。

FAST电路板测试系统基于PXI（PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展）总线技术的设计使其具有开放的系统架构，易于系统集成和扩展，可以很好地满足不断更新的测试需求。

对于各种电路板的功能测试所需要的各项参数或功能如电压、电流、传输噪声、传输衰减、频率响应等，都是通过虚拟仪器的技术设计实现，不再需要单独配备相应的传统测试仪器，这样大幅度降低了系统的成本而不减少测试功能。

2.系统概述

FAST电路板功能测试系统的组成包括主控计算机硬件、测试仪器硬件、操作系统、VISA（Virtual Instrument Software Architecture，虚拟仪器软件体系）库、仪器驱动器和应用软件开发平台，以及测试应用程序，组成一套完整的从底层到顶层的纵向结构[1]。系统组成的结构如图1所示。

2.1 PXI总线

PXI总线是美国国家仪器公司NI与其他厂商合作推出的专为测试任务而优化的Compact PCI总线，其核心就是一个高性能的数据传输总线，此外还结合了PCI的电气总线特性与Compact PCI的坚固性、模块化及欧式卡机械封装的特性。数据传输速率133MB/s以上，远远高于GPIB（General Purpose Interface Bus，通用接口总线）和VXI（VME bus eXtensions for Instrumentation）总线。PXI已成为成长最快的标准化技术，PXI具有开放性、模块化、高性能、低成本等特点，越来越多的项目转向PXI解决方案。

2.2 虚拟仪器

虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）是基于计算机的仪器，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量。不管是传统的还是虚拟的仪器，它们的功能都是相同的：采集数据，对采集来的数据进行分析处理，然后显示处理的结果。它们之间的不同主要体现在灵活性方面。虚拟仪器由用户自己定义，这意味着可以自由地组合计算机平台、硬件、软件、以及各种完成应用系统所需要的附件。而这种灵活性在由供应商定义、功能固定、独立的传统仪器上是达不到的。

例如对于常用的传输噪声电平的测试可以通过虚拟仪器完成，其流程如下：被测试电路板的信号经过信号调理单元被数据采集模块连续采样，然后对采样到的信号进行数字滤波，抑制带外信号，然后通过波形测量VI中的FFT Power Spectrum Density函数计算信号的功率谱密度，在这个函数中对输入的噪声信号采取平均处理的方法，进一步消除信号中的周期噪声。最后对功率谱密度函数的输出进行积分得到信号的平均功率。把平均功率进行单位换算得到噪声的功率电平。

3.系统硬件

FAST电路板功能测试系统采用基于PXI总线技术的NI65xxHSDIO模式发生器和PXI 62xx多功能数据采集卡作为测试平台的核心仪器，与主控制计算机、12种专用测试硬件单元共同组成FAST的系统硬件，系统硬件框图如图2所示。

3.1 主控制计算机

主控制计算机的控制方式有GPIO（General Purpose Input Output，通用输入输出）方式、PCI-MXI-PXI（Multisystem eXtension Interface，多系统扩展接口）方式、GPIB三种方式。

3.2 专用测试硬件单元

FAST系统共包括背板单元、测量单元、接口单元、子板单元、TSIU单元、Term-U单元、PCE电路板、信号调理单元、夹具单元等共12种硬件电路板单元。

测量单元提供了功能、指标测试所需的各种接口和控制功能，并且提供了测量设备到音频总线的接口和控制，包括GPIO接口，铃流产生和控制，用户线和中继线测量接口，保持线圈，TIMS（Transmission Impairment Measurement Set，传输衰减测量设置）接口，成环控制，A/D电平转换，呼叫进程等功能。

接口单元的主要功能：DTMF成环铃流检测、串行接口转换、提供了控制分系统和远端分系统之间的命令总线和音频总线的内部连接。还包含内置测试继电器和器件，用于提供对控制、远端分系统中的音频总线进行完全的自动诊断。

信号调理单元，用于DAQ和TR线的接口。为数据采集卡PXI62xx和TERM、MEASURE单元提供接口，完成相关信号的数据采集。

PCE（PCM Exchange，PCM交换）单元，与HSDIO（High Speed Digital Input Output，高速数字输入输出）的接口，完成UUT（Unit Under Test，被测单元）测试信号的转接；PCM选定两个时隙的交换；HSDIO部分的驱动和缓冲。

子板单元包括：Measure Connect Sub-plane-MC SUB、Term Shelf Sub-plane-TS SUB、DAQ、HSDIO共四种电路板。子板是背板信号的扩展板，通过背板-子板接口与背板相连接。

TSIU（Term Shelf Interface Unit，项目机架接口单元）单元，用于接收通过子板从控制分系统GPIO上送来的控制信息，并上报相应的状态信息。

Term-U（Term Unit，项目单元）单元提供16路电话所需要的继电器开关电路，用于提供从远端分系统公共音频总线到外部被测试设备的连接。

夹具单元提供了和UUT之间的接口。

4.系统软件

测试软件是测试系统的运行核心，软件功能的完备性、易用性、软件结构的先进性、可扩展性以及软件系统运行的安全性、可靠性，是测试系统成功与否的重要标志。

4.1 测试程序框架

FAST的测试程序用LabWINDOWS/CVI和LABVIEW编写。为保证各个测试程序的一致性和兼容性，FAST的测试程序有一个相对统一的用户界面，测试过程的控制、文件输入输出、数据和信息显示、数据和状态记录等功能，通过统一的测试程序框架提供[1，2，3]。其测试程序框架按功能分包括：源代码文件结构、主界面及操作、软件平台通信、测试仪器通信、数据显示与记录、故障诊断等。

4.2 多线程和测试流程

由于在测试过程中随时接收操作者的命令，所以FAST整个软件采用多线程方式。测试线程在后台运行，主线程接收操作者的命令。每种板型的后台程序都是线程。线程在main中创建，是一个while（1）结构，在exe文件关闭后删除，所以任何时候，只有一个线程在运行。

在FAST项目中，涉及到对模块的操作，可以使用对I/O的操作来实现，涉及到对PXI总线的操作，则调用labVIEW生成的DLL（Dynamic Link Library，动态链接库）文件，最重要的是必须能控制测试结构，即安排好程序模块的组织。公共测试流程如图3所示：

从图3可以看出，测试程序包括以下接口：和DLL文件的接口。要求DLL函数必须返回测量值或给指针赋值，不管正确与否；和模块的接口，直接使用LabCVI提供的OUTP或其他系统功能函数；和文件的接口。得到待测板型的各种指标，从而进行比较。应用到的技术包括：project的建立、控件的使用、定时器的使用、EXE文件的生成、DLL文件的调用、对I/O的操作、对文件的操作。

5.结语

FAST作为一个专用的自动测试系统，用于对各种电路板板件进行功能测试，从而评定整个板件功能与指标是否合格。这一步骤是生产、开发环节中不可或缺的一项。

FAST电路板功能测试系统对60多种功能不同的电路板单元的功能测试可以共用相同的测试平台，易于扩展升级，实现了特定电路板功能测试的专用性和基于PXI总线技术和虚拟仪器技术的自动测试测量系统的先进性与通用性良好地融合，具有强大的快速综合测试能力，在实际应用中取得了良好的效果。

参考文献

[1]李行善，左毅，孙杰.自动测试系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]秦红磊.自动测试系统[M].北京：高等教育出版社，2007.

电路板的设计流程范文第5篇

【关键词】Protel 99 SE；PCB；电路设计；调试

1.引言

Protel 99 SE是基于Windows的电子设计自动化（EDA）软件，PC平台电路设计系统。它集聚了计算机图形学、微电子工艺与结构学和计算数学等多学科于一体的先进技术，它是在Windows平台上开发出来的电子系统设计的软件工具。Protel 99 SE是澳大利亚的Protel公司于1999年推出的，并与2000年进行了改进。Protel 99 SE不仅在绘制原理图、PCB板布局布线等方面功能非常完善，其具有强大便捷的编辑功能、卓有成效的检测手段和完善灵活的设计管理方式，已成为众多电子线路设计者首选的计算机辅助设计软件。

Protel 99 SE采用了SmartDoc、Smart—Team、SmartTool三大技术，采用了客户/服务器体系结构。为原理图设计和电路板印制提供了交互友好且高效强大的设计环境，如果设计者不够谨慎也容易出现致命性毁坏，本文是基于Protel 99 SE在PCB板设计过程中出现的“死穴”问题着重加以分析解决。

2.PCB图设计流程

虽然PCB设计工作纷繁复杂，但是也有合理的制作流程的，电路设计的最终目的就是为了制作电子产品，而电子产品的物理结构是通过印制电路板来实现的，原理图设计是前期准备工作。画PCB板按流程，一可以养成良好的习惯，二可以避免出错。PCB设计流程如图1。

3.印制电路板设计及分析

印制电路板设计的好坏对印制电路板抗干扰能力影响很大。因此在进行PCB设计时，必须遵守PCB设计原则，符合抗干扰的要求。除了以上的原则和要求外，还必须做好印制电路板参数的设置及分析，如图2所示。

3.1 PCB物理边框设计

制作合适封闭的物理边框对以后的元件布局、走线、抗噪声及散热来说是基本平台，也对自动布局起着约束作用，否则，从原理图过来的元件会不知所措。但这里一定要注意精确，无论尺寸是大还是小会引起散热不好，造成对邻近线产生干扰，还可能造成成本上升。也会给安装问题就麻烦了；拐角处用圆弧，一可以避免尖角划伤人，二又可以减轻应力作用，如图3所示。

3.2 元件和网络的设计

把元件和网络引入画好的边框中应该很简单，但是往往会出小问题，这时要按提示错误一个一个地解决；问题大致如下：元件的封装形式找不到，元件网络问题，有未使用的元件或管脚等，对于设计者来说对照提示可以很快解决问题，这里就不在累述。

3.3 元件布局设计

元件的布局与走线是印制电路板的关键环节，对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，应该需要特别注意的地方。元件布局原则如下：

3.3.1 元件放置顺序

先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等，最后放置小器件。

3.3.2 注意散热

元件布局还要特别注意散热问题；对于大功率电路，应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置，便于热量散发，不要集中在一处，也不要与高电容太近以免使电解液过早老化。

3.4 布线设计及规则

合理布线不仅与产品的样式与结构有关；而且还影响其性能；具体布线原则。

1）高频数字电路走线要细一些、短一些好；大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离（隔离距离与要承受的耐压有关，通常情况下在2kv时板上要距离2mm，许多情况下为避免爬电，还在印制线路板上的高低压之间开槽。）；

2）两面板布线时，两面的导线宜应相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线；

3）走线拐角尽可能大于90度，杜绝90度以下的拐角，也尽量少用90度拐角；同是地址线或数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要走弯线做补偿；走线尽量走在焊接面，特别是通孔工艺的PCB；尽量少用用过孔及跳线；

4）单面板焊盘必须要大，焊盘相连的线一定要粗，一般的单面板厂家质量不会很好，否则对焊接和RE—WORK都会有问题；大面积敷铜要用网格状的，防止板子产生气泡和因为热应力作用弯曲，但在特殊场合下要考虑GND的流向，大小，不能简单的用铜箔填充了事；

5）元器件和走线不能太靠边，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如在边缘连线或放元器件就会受到影响；必须考虑生产、调试、维修的方便问题；

对模拟电路来说处理以上问题很重要，对于功放电路，极微小地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响；在高精度A/D转换电路中，如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂，影响放大器的工作，这时可在PCB板的四个拐角处加上去藕和电容，一脚和板子上的地线连，一脚连到安装孔上去（通过螺钉和机壳连），这样可将此分量滤去，放大器及A/D也就稳定。

另外，电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要。一般来说电磁信号的来源有3个：信号源，辐射，传输线。晶振是常见的一种高频信号源，在功率谱上，晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度，晶振外壳接地，对干扰信号进行屏蔽，采用特殊的滤波电路及器件等。

需要特别说明的是蛇形走线，因为应用场合不同其作用也不同，在电脑的主板中用在一些时钟信号上，如PCICIK、AGP—CIK，它的作用有两点：

1）阻抗匹配；

2）滤波电感。

对一些重要信号，如INTELHUB架构中的HUBLink一共13根，频率可达233MHz，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，这时，蛇形走线是唯一的解决办法。一般来讲，蛇形走线的线距等于或大于2倍的线宽；若在普通PCB板中，除了具有滤波电感的作用外，还可作为收音机天线的电感线圈等。

3.5 PCB板调整完善

完成布线后，要做的就是对文字、个别元件、走线做些调整以及敷铜（不宜太早，否则会影响速度，又给布线带来麻烦），同样是为了便于进行生产、调试、维修。

敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源的导通面积，以承受较大的电流才接VCC）。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。

3.6 PCB板检查与核对网络

设计者有时候会因为误操作或疏忽造成所画的板子的网络关系与原理图不同，这时检察核对是很有必要的；首先应先核对，再进行后续工作，如图4。

完成以上工作后，还可进行软件仿真；特别是高频数字电路，这样可以提前发现问题，减少调试工作量。

4.结束语

最强大的功能体现在印制电路板的设计上，本文着重介绍了印制电路板的设计及存在的问题探讨并在分析的基础上给予了解决。希望能给设计者很好的帮助，如能依据上述程序，一定会起到事半功倍的效果。

参考文献

[1]王延才.电路线路CAD Protel 99 SE[M].北京：机械工业出版社（2版），2007.

[2]宗荣芳.基于Protel DXP的电路仿真设计[J].电子工程师，2005，31（1）：40—41，47.

[3]张金美等.基于Protel 99 SE的模拟电路的仿真分析与设计[J].信息化研究，2010（3）.

[4]武朝华等.基于Protel 99 SE的模拟电路仿真分析[J].科技信息（学术版），2007，29.

作者简介：

王宗祥（1970—），安徽全椒人，装甲兵学院作战实验中心教员，主要从事单片机、微机测控技术的软、硬件设计及教学工作。