3.4 电路板布局
现在电路原理图设计已经完成，下一步是设计实际电路板。与原理图编辑器中的符号不同，电路板编辑器中的封装与实际元器件的物理尺寸很像。例如，LM741的符号看上去像个三角形，但是我们很快就能看到，它的封装形状与LM741芯片一样，是个长方形。
对于电路中的封装来说，正确的方向和布置是至关重要的。封装的位置将传递到PCB设计当中。所以把它们精确摆放在所需的位置非常重要。这个过程叫作布局（layout），是本单元讨论的第一个主题。
第二个主题集中关注于在封装之间创建连接（更准确地说，是在封装的焊盘之间）。这个过程叫作布线（routing），本单元会出现两种布线方法。首先，我们要了解EAGLE的自动布线器是如何进行自动创建连接的。然后，本书将讲解如何手动布设这些连接。
3.4.1 创建电路板设计
以一个打开的电路原理图文件（*.sch）作为起点，有两种方法来创建电路板文件（*.brd）。
·在水平工具栏单击Generate/Switch to board工具切换到电路板设计工具。
·在主菜单中，选择File→Switch to board命令切换到电路板界面。
此时对话框会询问用户是否从电路原理图创建电路板文件。单击Yes（是）按钮，然后EAGLE将创建invamp.brd文件并打开电路板编辑器。
在电路板设计中，编辑器区域分成两部分。编辑器的左边显示原理图中的符号所对应的封装。这些封装画得非常像元件所对应的物理器件，它们被黄色的细线连在一起，这些细线叫作飞线（airwire）。
在编辑器的右边显示空白的矩形，代表电路板。布局的目标就是设置该矩形的尺寸，并将封装移动到适当的位置。然后，布线过程将用焊盘之间实际的物理连线代替那些飞线。
如果电路的原理图和电路板设计图在它们各自的编辑器中处于打开状态，EAGLE将把它们关联起来。这就是说，原理图中的任何改动都会反映到电路板设计当中。因此，如果用户在电路板编辑器打开的状态下关闭原理图编辑器，EAGLE将在电路板编辑器显示一个文本框，内容为“F/B Annotation Has Been Severed！”。尽管EAGLE发出这个警告，但用户仍可以继续进行电路板的设计。
3.4.2 栅格
与原理图编辑器相比，电路板编辑器的一个重要区别在于需要精确的定位。如果封装不能放在准确的位置，元器件的引脚就无法正确连接到电路板上的焊盘。
为了辅助定位，EAGLE编辑器提供栅格（grid），强制电路板设计按照栅格间距的倍数进行布局。单击编辑器左上角的Grid按钮，可以激活Grid工具，并对栅格的属性进行设置。图3-10所示为Grid对话框。
图3-10 Grid对话框
该Grid对话框可以设置四个属性：
·栅格的可见性（打开或关闭）
·栅格的显示方式（线式或点式）
·基本栅格的间距和尺寸
·替代栅格的间距和尺寸
电路中的每个封装使用相同的栅格间距，才能确保在焊盘之间进行正确的布线，这一点非常重要。这种共用的栅格叫作基本栅格（primary grid），它的间距可以用英寸（inch）、密尔（mil，千分之一英寸）、毫米（mm）或微米（micron，千分之一毫米）为单位进行设置。
除了基本栅格，EAGLE的编辑器还提供一种替代栅格，一般用于定位第二类性质，比如文本。例如，在编辑器里插入一个元件时，只能放置在基本栅格间距所决定的位置。但是当你按下Crtl移动该元件时，你会发现此时栅格间距由替代栅格来决定。
3.4.3 电路板的尺寸和原点
栅格配置完成后，下一步是设置电路板的界限。这个电路很小，我们可以把电路元件都放置在0.75"×0.75"的面积内。下面讲解在电路板编辑器中如何配置栅格和设置电路板界限。
1）如果还没有电路板设计文件，那么就在原理图编辑器中的主菜单中依次选择File→Switch to board命令，在电路板编辑器中打开invamp.brd文件。
2）在水平工具栏里选择Grid工具，打开Grid对话框。
3）设置基本栅格间距为0.05英寸（inches），并按下OK按钮。
4）激活Move工具，单击电路板矩形的右边框线，单击位置最好靠近中心。把边框线向左移动直到它的x坐标等于0.75。
5）保持Move工具的激活状态，单击矩形的上边框线并向下移动，直到y坐标为0.75。
6）把鼠标移动到电路板的右上角，检验电路板区域的尺寸是否正确。此时，右上角坐标应该等于（0.75，0.75）。
现在就可以对电路板进行布局了，但是在进入这个主题之前，应该先讨论原点的概念。在电路板的左下角，会看到EAGLE画了一个小十字。这个小十字就是电路板的原点，如果把鼠标直接覆盖在原点上，能够看到显示的坐标为（0，0）。在EAGLE编辑器中，每个电路元器件都有一个类似的十字，定义为自己的原点。在把元器件封装布置到电路板上时，它的位置由其原点与电路板原点的相对位置来决定。这就是说，如果一个元器件封装的坐标是（x，y），意味着该封装的原点就位于坐标（x，y）。
3.4.4 电路板布局
在电路板编辑器中移动元器件封装与在原理图编辑器中移动元器件符号是相同的。在Move工具激活状态下选择一个封装并改变它的位置。如果对封装进行旋转，在Move或Rotate工具激活状态下，右击鼠标并完成封装的旋转。
如果你知道封装的预定坐标，可以使用Info工具把封装快速移动到指定位置。例如，要把封装放置在坐标为（x0，y0）的位置，先激活Info工具（使用热键Ctrl+I），单击封装，并在列表中的Position（位置）标签中输入x0和y0。也可以在Angle（角度）标签中输入它的方向角（用度数表示）。
表3-2列出了反相放大器电路中四个封装的位置和方向。
表3-2 封装的布局——反相放大器电路
在封装都有了正确的位置和角度以后，电路板区域看上去就像图3-11所示的那样。
图3-11 电路板布局——反相放大器电路