印刷电路板的自动布局与自动布线（一）
3 PCB元件库
3.1 PCB元件库与SCH元件库的区别
1.概念上的区别
在这里，要注意区分焊接在电路板上的元件、SCH的元件库、PCB的元件库在概念上是不同的。在SCH元件库中的元件是对应实际元件的电气符号，在原理图中采用，我们可以称之为SCH元件；而PCB元件库中的元件是实际元件的封装，在电路板图中采用，我们可以称之为PCB元件。在Protel 99 SE中，SCH元件和PCB元件分属于两个不同软件功能的元件库。
另外，两个元件库也有一定的对应关系。SCH 元件库中的同一类元件可以对应多个PCB元件库中的元件，例如，同是电阻，对应的封装有多个；而一个PCB元件库中的元件，可能对应SCH 元件库中的多类元件。
2.元件引脚编号的区别
有的SCH元件与对应的PCB元件在元件引脚编号的定义上是有所区别的。
①二极管元件：其SCH元件与PCB元件的引脚编号是不同的，如图15所示。
图15 二极管的SCH元件与PCB元件
②三极管元件：以NPN型三极管为例，如图16所示。
图16 三极管的SCH元件与PCB元件
在图16中，可以看出三极管的SCH元件与PCB元件的引脚编号是相同的，但它们的引脚对应的极的名称却存在差异。
③电位器元件：如图17所示。
从图中可以看出，电位器的SCH元件的中间抽头的引脚编号为3，与其PCB元件之间有差异。
图17 电位器的SCH元件和PCB元件
从上述三个元件可以看出，有些元件在Protel 99 SE中的SCH元件与PCB元件仍然存在引脚编号不一致的问题，这样在利用网络表装入元件的时候，会引起错误。对于这个问题，大家一定要特别注意。解决问题的方法有两种：
①对SCH元件或PCB元件的引脚编号在相应的元件库编辑器中进行修改，使之保持一致。
②在电路原理图生成网络表之后，在网络表文件中进行修改，使之保持一致。
另外，在绘制原理图时，应该确定每个元件的封装，以方便绘制电路板图。如果某个元件没有对应的封装，应当建立该元件的封装，否则在装入网络表时同样无法装入该元件而引发错误。
3.2 装载PCB元件库
在电路板上放置元件，是系统根据原理图的网络表，自动地从PCB元件库中找到元件并自动地放置到电路板的电气边界之内的。所以，在装入网络表之前，必须加载正确的PCB元件库，否则在装入网络表时会给出错误提示，不能找到元件。这里，我们加载系统下的\Library\Pcb\Generic Footprint\Advpcb.ddb元件封装库。
4 装入网络表和元件
网络表是连接原理图和电路板图的桥梁。在PCB编辑器中加载PCB元件库后，就可以执行装入网络表的操作。装入网络表，实际上就是将原理图中元件对应的封装和各个元件之间的连接关系装入到PCB设计系统中，用来实现电路板中元件的自动放置、自动布局和自动布线。系统提供两种网络表的装入方法。一种是直接装入网络表文件，另一种是利用Synchronizer（同步器）。
4.1 直接装入网络表文件
操作步骤如下：
①在PCB编辑器中，执行菜单命令Design|LOAd Nets，将弹出如图18所示的Load/Forward Annotate Netlist对话框。在Netlist File文本框下有两个复选框，如选取Delete Components not in netlist项，则系统将会在加载网络表之后，与当前电路板中存在的元件作比较，将网络表中没有的元件而在当前电路板中存在的元件删除掉；如选取Update footprint项，则会自动用网络表内存在的元件封装替换当前电路板上的相同元件的封装。这两个选项，适合于原理图修改后的网络表的重新装入。
图18 装入网络表对话框
②在Netlist File文本框中输入加载的网络表文件名。如果不知道网络表文件的位置，单击Browse按钮，将弹出如图19所示的选择网络表文件对话框。在该对话框，利用右上方的Add按钮，找到网络表所在的设计数据库文件路径和名称。在正确选取sch.NET文件后，单击OK按钮，系统开始自动生成网络宏（Netlist Macros），并将其在装入网络表的对话框中列出，如图20所示。
图19 选择网络表文件对话框
图20 生成的无错误的网络表宏信息
③如果想查看网络表所生成的宏，可以双击图20中列表中的对象，在弹出的如图21所示的网络宏属性对话框中，可以进行宏的添加、移除和修改。
图21 网络表宏属性对话框
④如果在生成网络宏时出错，列表框中Error列会显示出现的错误信息，如图11.22所示。常见的错误是在原理图中没有设定元件的封装，或者封装不匹配，此时应该返回到原理图编辑器中，修改错误，并重新生成网络表，然后再切换到PCB文件中进行操作。常见的宏错误信息如下：
●Net not found：找不到对应的网络。
●Component not found：找不到对应的元件。
●New footprint not matching old footprint：新的元件封装与旧的元件封装不匹配。
●Footprint not found in Library：在PCB元件库中找不到对应元件的封装。
●Warning Alternative footprint xxx used instead of：警告信息，用xxx封装替换。
⑤最后，单击图20中底部的Execute按钮，完成网络表和元件的装入。效果如图23所示，装入的元件重叠在电路板的电气边界内，元件与连线都用绿色表示。
图22 有错误的网络表宏信息
图23 装入网络表和元件后的PCB图
4.2 利用同步器装入网络表和元件
Protel 99 SE提供了功能强大的同步器（Synchronizer），它能很方便快捷地把原理图的网络表装入PCB编辑器中，且当原理图进行修改后（如修改某元件的封装或连线关系等），使用同步器，会自动更新该原理图所对应的PCB文件的信息。反之，如果改变了PCB文件中的信息，使用同步器，也会自动更新该PCB文件对应的原理图中的信息。
利用同步器，由Schematic更新PCB，装入网络表的步骤如下：
①新建一个PCB文件Scb2.pcb，并按原尺寸绘制物理边界和电气边界。
②打开原理图文件，执行菜单命令Design|Updata PCB（更新PCB），弹出如图24所示的同步器选择目标文件对话框。在所列出的的PCB文件中，选取Scb2.pcb，单击Apply按钮。
图24 同步器选择目标文件对话框
③系统弹出如图25所示的同步器参数设置对话框。主要参数的含义如下：
图25 同步器参数设置对话框
●Connectivity栏：用于设置原理图与PCB图之间的连接类型。
●Components栏：用于设置对原理图中的元件进行哪些修改。
●Preview Change按钮：用于查看原理图中进行了哪些修改。单击该按钮，弹出网络宏的列表框，与图20类似。如果出现宏错误，同样也要对原理图进行修改。
④单击Execute按钮，装入网络表及元件。打开scb2.pcb文件，效果与第一种方法一样。
同理，在PCB编辑器下，对电路板图进行了修改，然后执行菜单命令Design|Update Schematic，再打开对应的原理图文件，你会发现与该电路板图对应的原理图已经进行了更新。
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本文标题：印刷电路板的自动布局与自动布线（二）
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