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数字教材《电子EDA-基于嘉立创EDA专业版》

目录项目二串联型稳压电路设计项目一熟悉设计工具国产嘉立创EDA软件基础操作声光控智能灯电路板设计交通灯控制电路设计单片机简单开发电路板设计单片机心形流水灯综合训练：智能防火报警控制系统电路设计项目三项目四项目七项目六项目五

4交通灯控制电路设计任务三交通灯PCB设计04

交通灯控制原理图设计设计流程01新建PCB文件→PCB板框设计→定位孔设计→原理图转PCB→元件布局→布线→添加泪滴→覆铜→DRC规则检查→添加电路板信息→导出文件生成电路板。如图4-23所示图4-23

交通灯控制原理图设计设计流程02鼠标移到左边菜单栏Schematic1位置，单击右键选择新建PCB，单击进入PCB1，如图4-24所示：图4-24

交通灯控制原理图设计PCB板框设计03PCB板框设计主要包括：PCB板框的大小和形状。板框的设计主要根据电路板元件的多少、元件间的连接特性以及用户需求来定义。操作步骤：在快捷工具栏中单击板框工具“”，选择“矩形”放置100mm×80mm板框，板框放置完成后，单击选中板框，在右侧属性栏中将圆角半径设置为：3mm，如图4-25所示。图4-25

交通灯控制原理图设计定位孔设计04定位孔设计：定位孔是指在PCB板上布置并加工用于定位组件的孔洞，主要作用是实现PCB板与所需组件或工件之间的精确定位，确保组装的准确性。本项目主要针对比赛中的规定要求：距板框边沿各5mm处安装4个螺丝孔，孔内径为2mm。操作步骤：在快捷工具栏中单击挖槽工具“”，选择“圆形”分别在板框四角放置一个半径为2mm的圆形挖槽，逐一单击选中各个圆圈，在右侧属性栏中设置距离板框的距离：沿边5mm，板框左上角为坐标原点，如图4-26所示。图4-26

交通灯控制原理图设计定位孔设计04原理图转PCB是将之前已经绘制好的电路原理图快速转化成PCB，方便我们进行PCB设计。操作步骤：单击菜单栏中的“设计”→选择“从原理图导入变更”或使用快捷键：Alt+i，在弹出的对话框中选择“应用修改”如图4-27所示：图4-27

交通灯控制原理图设计元件布局061.元件布局原则（1）元器件排列整齐美观；（2）信号方向保持一致；（3）缩短元件间引线长度。2.元件布局注意事项（1）连接器与接口放在电路板边缘，方便与外部进行连接。（2）元件之间保持足够的间距，避免紧贴从而导致短路。本项目为交通灯控制电路，可参考日常生活中十字路口的模型进行布局。布局可分为上下结构、左右结构或中心结构等，可根据自身需求灵活设计。如图4-28，图4-29，图4-30所示：图4-28

交通灯控制原理图设计元件布局06图4-29图4-30

交通灯控制原理图设计布线071.PCB布线根据不同的标准和方法，可分为单层布线、双层布线及多层布线。（1）单层布线即在PCB板上的其中一面进行布线，所有的电路和连接都在PCB的一侧。通常用于简单的电路设计，成本较低，制造工艺简单；（2）双层布线即在一块PCB板上的顶层和底层都铺设导线对元件进行连接，电路和连接分布在PCB的两侧。通过使用过孔（via）将两侧的电路连接起来，双层布线能够有效的解决了单面板中因布线交错的难点，适用于中等复杂度的电路设计。针对双层布线主要有以下三种情况：①插件与贴片元件连接：需要通过放置过孔来实现从顶层到底层的连接，如图4-31所示：图4-31

交通灯控制原理图设计布线07②插件与插件元件连接：可以直接从顶层或底层进行连接，无需放置过孔，如下图4-32所示：图4-23

交通灯控制原理图设计布线07③贴片与贴片连接：元件间被导线隔开，不能直接从顶层连接，则需要各放一个过孔从底层进行连接。如图4-33所示：（3）多层布线即PCB具有三层或更多层电路。通过将信号和电源分布在不同的层上，可以有效地管理复杂的电路设计，减少干扰，提高信号完整性。图4-33

交通灯控制原理图设计布线072.在PCB设计中，除了采用合适的布线方法外，还需要遵守一些基本的布线规则，布线规则是确保电路板性能、可靠性和可制造性的关键因素。（1）线宽和线距线宽：根据制造工艺要求，设定最小线宽。常规线宽要求：信号线宽10mil，电源线宽大于15mil。线距：不同信号之间导线最小间距，防止信号之间的干扰（串扰）。（2）层间连接使用过孔（vias）连接不同层之间的信号，确保过孔的尺寸和类型符合设计要求。常规过孔尺寸要求：内径＞10mil，外径＜30mil。（3）弯曲和转角避免使用直角走线，使用圆角或宽弯曲（135°或45°角走线），以降低信号反射和损耗。（4）差分对走线对于差分信号，保持差分对之间的间距一致，并尽量使其长度相等，以确保信号的完整性。

交通灯控制原理图设计布线07在本项目中，考虑到电路的复杂性，选择双层布线的方式进行布线。线宽大