? ? ? 前面讲了原理图封装库及PCB封装库设计，现在以51单片机开发板为例讲解PCB设计。
第1步 创建PCB Project
1.1? 分别点击File，New，Project，PCB_Project
可以看到Projects面板中，有一个名为PCB_Project1_PrjPCB的PCB工程?
1.2 保存PCB Project ?将鼠标光标移动到PCB_Project1_PrjPCB上，按鼠标右键，点击弹出菜单中的Save Project
?
点击保存按钮，完成保存。
第2歩 添加新的原理图到PCB Project
? ? ?2.1 将鼠标光标移动到STC15W4KS4.Prj上，点击鼠标右键，在弹出菜单中分别点击Add New to Project， Schematic
可以看到，STC15W4KS4.Prj下多了一个Sheet1.SchDoc
? 2.2 保存添加的原理图
将鼠标光标移动到Sheet1.SchDoc上，点击鼠标右键，再点击弹出菜单中?的Save
输入文件名
?
点击保存按钮，完成保存。
第3歩 添加新PCB新建PCB Project ?
? ? 3.1 将鼠标光标移动到STC15W4KS4.Prj上，点击鼠标右键，在弹出菜单中分别点击Add New to Project，PCB
? ?3.2 保存新建PCB
第4歩 完成原理图设计
? ? ???PCB设计一般是从原理图开始，原理图设计大致要完成一下几部分工作：先在原理图中放入需要用到的元件。然后进行元件间连线，也可以不连线，但需将有电气连接的元件Pin脚标注相同的网络标签（Net Label）。再在利用原理图中Annotate Schematic工具给原理图中的元件标号。标号完成后，编译原理图，生成电气网络供PCB设计使用，如果编译没有错误，下一步，就可绘制PCB图。需注意的是：在原理图中放置的元件必须有PCB封装，如果你的原理图库有的元件没有添加封装（Add Footprints）的话，编译时不一定会出错，但导入到PCB中会缺少这些元件。
? ? ? 这个例子比较简单，包含以下几部分： 1. MCU最小系统，包含单片机供电电路，I/O对外连接电路。2. 供电电路 包含DC-DC降压稳压电源电路，基准电压电路。3. 信号采集及信号调理电路。4. A/D及D/A转换电路. 5. SPI flash, 6.蜂鸣器驱动及LCD 屏(LCD1602, LCD12864)供电接口电路。
? ? ? ? ?在讲解原理图前先简单讲一下AD18的一些基本的操作方法
? ? ??如何调整原理图纸大小？ 在原理图界面， 点击右边栏上Properties。展开后，在Page Options，选择不同的Template就可改变原理图纸大小。
? ? ? ?如何安装原理图库？ 原理图中的元件，是从原理图库中拖出来的，如果没有安装原理图库，就没法在原理图中放入元件。按键盘“P”键，在弹出菜单中点击“Part”
会自动打开Libraries面板，由于我已经安装了库，所以会显示选择的Library及元件列表，如下：?
?
?点击Library按钮
会打开如下面板
点击Add Library 按钮。即可加入选定目录下的库文件。
? ? ? ? 如何才能加如元件？ 接连按两次键盘上的P键，会自动打开Libraries面板，点击库列表栏，即可展开选择需要的库，如下：
选好库文件后，列表框中会显示该库的元件，上下拖动右边的滑块即可，显示前后隐藏的元件，点击选择元件，拖到原理图中即可加入元件。新加入元件的编号是个？号，没必要手动编号。可在放完所有元件后，利用Annotate Schematic?工具给所有元件，一次性编号。
? ? ? ?如何移动选中元件？选中元件拖动即可移动元件。选中元件后，按住鼠标左键，按键盘空格键可逆时针旋转元件，按键盘X键可水平翻转元件，按键盘Y键可垂直翻转元件。
? ? ? ?如何给原件连线？ 连续按键盘P，W键，鼠标指针变成斜叉后，在要连线的Pin脚处点击鼠标左键即可开始连线，拖动鼠将光标移动到另Pin脚处点击鼠标左键标左键，及完成连线，如果需要在中途转折，点击鼠标左键后，再拖动鼠标画线即可。
? ? ? 如何添加修改网络标签？ 连续按键盘P，W键，鼠标指针上即会悬浮一个网络标签，在点击鼠标左键确定放置位置前，按键盘Tab键，即可弹出属性表，在属性表中可修改标签名。要修改已放置好的网络标签名，将鼠标光标移到网络标签上，双击鼠标左键，即可弹出属性表，在属性表中修改即可，修改后一定要记得，按键盘Enter确认，否则可能会保持原样。
如何给所有元件一次性编号？分别点击菜单Tools，Annotation，Annotate Schematics
在弹出对话框中点击Update Changes List 按钮
弹出Information对话框
点击OK，关闭information对话框，点击Accept Changes（Create ECO）按钮?
在弹出对话框中点击Execute Changes 按钮
再点击Close按钮
回到先前对话框，再点击Close按钮，关闭对话框。
即完成对原理图所有元件编号。
如何编译原理图？ 分别点击菜单Project， Compile PCB Project xxxx.PrjPcb
如果没有错误就不会弹出错误提示。
如何查看编译信息？ ?点击右下角Panel按钮，在弹出菜单中点击Message即可查看编译信息。
4.1 ?MCU最小系统设计 ?原理图如下：
原理图中放了两个单片机，并不是需要两个，因为STC5W4K60S4_LQFP64有两中封装，LQFP64L与LQFP64S，Pin位完全相同，只是封装尺寸大小不同。
现在缺芯片，设计时有货，采购时却不好买了。设计PCB时将大封装套在小封装的外面，两种封装都可用。也就是为了下面这种效果。
供电电路设计
STC 单片机的用户手册中建议给电源Pin加两个旁路电容。如下：
其中，47uF电容推荐使用钽电容。0.01uF推荐使用独石电容。两个都使用瓷片电容实际上也能正常工作。由于该单片机是宽电压单片机，工作电压为2.5V~5.5V。我们就用5V供电。47uF钽电容，选用47uF/6.3V，A型封装。0.01uF电容，选用瓷片电容0805封装。我们的设计结如下：
二极管的作用是防止电源插反时，损坏单片机。0R磁珠的作用是滤去电源高频杂波。由于这块板上有信号调理电路，因此数字地与模拟地通过单点接地做简单分隔，以减少数字信号对模拟电路的干扰。
单片机I/O引出电路 ?用两条2X16 排针将所有Pin引出， 如下：
?4.2 DC-DC降压稳压电源电路 ?原理图如下：
使用24V开关电源供电。 DC-DC开关降压芯片使用MP1584EN。选用MP1584EN的原因是：MP1584EN需要的外围电容较小，有利于减小空间尺寸。下面是MP1584EN Datasheet提供的5V输出的参考原理图：?
我们的电路图中R5，R6这两个分压电阻，因为我们不需要控制MP1584EN，它一直工作就行。依据是它的Data sheet：
再看一下输出电压的计算公式：?
其中VFB = 0.8V。
STC单片机的工作电压为2.5~5.5V，如果我们将输出电压设定为5.3V则在要求不高的时候，就通过它直接供电，不需要后面的LDO部分。R2定为40.2KΩ，算的R1为：226.125KΩ，选226KΩ。DC24V电源通过2X3排针输入，排针后面串接一个24V/3A自恢复保险丝。保险丝后串接一个整流二极管4A/40V,作用是防止电源极性接反。电源线接了电源指示LED与24V瞬态抑制二极管。瞬态抑制二极管与保险丝（有内阻，可看作是一个小电阻）一起可以抑制电源噪声。电阻R7，R8，R9作用是分压，1/(10+4.7+1)*24=1.53V. 这个电压送到单片机P5.5，用做比较器输入，做停电检测。如果在CPU单元的J2上接个大容量电容，就可在检测到停电时，提前将重要数据写入单片flash，防止重要数据丢失。
?4.3 ?5V基准电压电路 5V基准电压芯片选用AD586，完成后的电路如下：
?
10K电位器用于Vr_5V值调整，S8550三级管用于扩流，因ADS86的最大输出电流为10mA。
4.4? 5V LDO 及可调恒流源电路 由于已有5V基准电压，这里采用运放跟随器+NMOS实现5V LDO，这里运放选用的是LM358，LM358内部有两个运算放大器，可以做两个跟随器。一个用于5V LDO，一个用于可调恒流源。原理图如下：
5V LDO 由5.3V供电，5V基准电压由AD586 提供。恒流源由3.3V供电，基准电压源P46 PWM输出及DAC输出，两个中选一个。恒流源用于电阻测量采样。
4.5 12V 电源电路 ??LM358采用12V供电，12V由电阻分压+三极管扩流电路得到。11/21*24-0.6=11.97V。
4.6 3.3V稳压电路 3.3V 由ASM117-3.3线性稳压得到，原理图如下：
4.7 负电源电路 ?采用ICL7760电压转换芯片获得-5V电压。由于ICL7760的输出电流仅10mA，采用2片并联以扩大输出电流，原理图如下：
4.8 驱动电路
? ? ? LCD 供电接口电路 ?原理图如下：
?电位器用于调整LCD对比度，上拉/下拉可选是用于LCD12864，选择通信模式，上拉为并口，下拉为串口。?
? ? ? ?蜂鸣器驱动电路 ?原理图如下：
低电平驱动，J5 用来接蜂鸣器。???
?4.9 ?信号调理电路 原理图如下：
信号放大采用OP07运放，运放供电电源为+5V/-5V双电源。电位器用于调零。信号通过CD4052模拟开关输入。输入信号源可以多通道切换。运放的放大输出可以接单片机P10，用单片机做A/D转换，也接CS1237做A/D转换。
4.10.? A/D转换电路? A/D转换采用CS1237，CS1237是24bit AD转换器，但转换速度较低。对要求速度高，而精度不高的场合用单片机的A/D转换，接P10端口。CS1237采用5Vc参考电压。电路原理图如下：
4.11. D/A转换电路 D/A转换芯片采用AD5441，AD5441是16bit D/A 芯片。
AD5441采用5V基准电压。输出端加了一个运放（OP07）做的跟随器，以扩大输出能力。原理图如下：
4.12? 存储扩展 由于单片内部存储空间有限，用一片SPI FLASH芯片做存储扩展。单片机I/O电压为5V，FLASH芯片/O电压为3.3V.采用开关二极管加上拉电路实现电压转换。原理图如下：
第六步 完成 PCB设计 PCB设计的主要工作就是排样，拉线。
? ? ?6.1 导入设计 ?分别点击菜单Design，Import Changes From xxxx.PrjPCB
如下：
弹出如下对话框
?
点击Yes按钮，在弹出对话框中点击Execute Changes按钮。
点击Close按钮，关闭对话框。可以看到原理图中的设计已完全导入PCB中。
其中棕色的矩形为Room，可将其删除。
? ?6.2? PCB排样 排样就是将导入的电子元件按一定的规则排列起来。排样的规则讲起来比较复杂，有时间可以去查阅专业的书籍。一般情况下做到一下几点就可以了。1）. 元件尽量按模块分开摆放, 如电源模块、数字电路模块、模拟电路模块区域分开。 这样即可便于调试, 也可减少干扰，提高系统稳定性。2）. 外接插头/插座，以及可调元件尽量排在板的边缘。这样既方便操作，也可减少在带电插拔及调试时的意外发生。3）. 发热量大的元件尽量放在通风良好的位置,且远离对热敏感的元件. 4). 元件间距要适当,一方面要保证电气性能,另一方面也要考虑到元件安装工艺及日后维修. 5). 元件需排列整齐美观。
? ? ?6.2. 1 PCB板层设置 ?AD 板层堆叠默认是双面板，分别点击菜单Design， Layer Stack Manager
弹出如下板层堆叠对话框?
在对话框中，可以改变设置，与添加新的层。这里除修改Dielectric 1厚度为1.50856，使PCB厚度为1.6mm外，别的不做修改。结果如下：
? ? ? ?6.2.2 ?PCB规则设置 我们可以看到单片机的Pin脚颜色变成了绿色（如下图），这是锡脚的间距与设计规则中的Clearance冲突所致。
面我们先来修改设计规则。分别点击菜单Design，Rules
弹出如下对话框
双击Electrical将其展开
展开后如下：
双击Clearance将其展开
点击子Clearance
在右下方的表中，就可修改Clearance值。我们将其修改如下图，点击Apply后可以看到单片机Pin脚颜色恢复正常，说明再没冲突。
继续设置其他规则。用同样的方法，我们来修改Routing下的Rules，先修改Width，修改前如下：
将其修改如下：
修改RoutingVias，修改前如下：
将其修改为：
修改Manufacturing下的HoleSize，将Maximum修改为5.08?
6.2.3 排样??选中元件, 按住鼠标左键拖动,即可移动元件,再次点击鼠标左键即可定位元件。由于元件较多,飞线也很多。如果是新手,可能会在排样时，感觉无从下手。简单的办法是对照原理图，先按单元排样，然后再调整单元间的位置关系。要对照原理图排样可按以下方法，将原理图与PCB图并列排列。先关闭不需要的窗口，仅保留原理图与PCB窗口。分别点击菜单Window，Tile Vertical
可以看到两个窗口已成并列排布，如下：
点击Tool菜单，使Cross Select Mode 为选中状态，如下：
这样我们在原理图中选中元件，PCB中相应也选中了该元件，便于排样。如果在拖动元件时按键盘L键，即可切换放置层，按空格键可以旋转元件。已放置好的元件，可通过Properties修改放置层。
3. PCB 布线（PCB Route） 导入元件存在很多飞线，看起来很乱，可以关闭飞线，显示与选定元件相连的飞线。设置界面如下：
?AD 提供了自动布线工具，如下：
?AD 还提供了取消布线工具，如下：
?D的自动布线工具不是很好用，不建议采用全部自动布线。点击工具中的交互布线，即可开始手动布线。
交互布线有以下几种选择：
拉线过程中，按键盘Tab键，即可弹出属性表，修改线宽。按键盘*键即可出现过孔切换到另外一层走线。
? 补泪滴. 补泪滴使用下面工具：
?
补泪滴前，如下：
补泪滴后：
?
可以看出走线的拐角处，加上了圆角。
??? 覆铜。 放置覆铜有利于散热,放置合理的覆铜可以增强PCB的抗干扰能力，放置覆铜时不要忘了设置其网络标签。
设计规则检测（Design Rule Check） 最后还需做设计规则检查。
如果不做设计规则检查，可能PCB还会存在一些问题，甚至还存一些线没有连通的情况。
?
?检查结果：
标注外形尺寸及技术要求 尺寸标注与技术要求建议放在机械层如Mechanical 1
完成后的效果：
3D效果：?
?
注意示例中的PCB是没有考虑批量生产的。要批量生产，PCB还得加工艺边框，如果考虑到制程与成本因素，还得依据设备状况进行合理拼板，在适当位置设置光学定位基准点等。如果用没有批量的治具，手工焊接，这样也就可以了。
转档 PCB报价一般转成PDF就可以了，基本都是按面积报价。如果要打样或制作PCB，需要转成Gerber档，如果不怕技术泄密，可直接将PCB文档丢给供应商。?????????????????????????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?