繪製電路圖與佈線圖

讓我們由一個最簡單的555調光器示範開始。

Start

開啟我們熟識的Fusion360軟件。在左上角的file中，開始一個新的New Electronics Design。

接著會去到管理頁面。一塊PCB板最基本可分為兩種檔案，分別為電路圖和實際樣貌的佈線圖，如果你有心機的話，可以再輸出成3D PCB板，配合Fusion 360去設計。

首先按左上角，新增一個電路圖。

電路圖

電路圖的介面長這樣。左邊的欄位是可以拖動的，不用時可以將它收起來，或者嫌太小太難看的話，可以將它拖出來放大。

首先，在上方的Grid Setting，將格線打開方便對位置。

　　　　　

插入零件

在命令欄打add。

今次我們要製作的電路為555定時閃爍器，所以第一步就是要找到NE555。但如果你直接在搜尋欄是找不到的，因為了節省空間，Fusion360是沒有安裝電子元件的library的，所以第一步首先是按Open Library Manager。

NE555有很多個library都有，今次選用st-microelectronics，找到這個library之後，點選In Use。

之後就能在搜尋欄找到NE555。

按下OK後，就可以在畫面放下NE555。

之後就可以按照下表，將零件找出並放好。如果找到到零件的話，記得先搜尋相應的library，選取使用後才能找到。

1. 跟據手繪的線路圖，依次將需要用的零件在library中找出來放在繪圖區上

2. 在放置的過程中

   1. 可用move指令來移動零件¹

   2. 在移動時按滑鼠右鍵則可以很方便地旋轉(或者直接用rotate指令都可以)

   3. 可用copy指令來複製零件。

   4. 可用name來為零件命名

   5. 用value來為零件設定值

連接零件

1. 可用net指令來為零件與零件之間接線

2. 在用net指今的時候，可按滑鼠右鍵來改變接線的方向，你也可以在上方的工具列改變接線的形狀。

3. 如果接線有重疊，而又有需要連在一起的，記得用junction指令為其加入墨點以表示是連結的

Electrical Rule Check(ERC)

在命令列輸入指令ERC。接著則要做ERC，檢查一下零件的接線有沒有問題，一般都只會見到有warnings，可以了解一下是甚麼原因，但如果見到有error的就一定要處理。常見的errors可能有: 忘記用junction將接線連接、接線沒有真的接到零件、忘記接線、接漏。而常見的warnings不外乎都是零件沒有值。如果不想下次再做ERC時再見到這些warnings，可以按Approve去接受這些warnings。

佈線圖

電路圖繪製好之後，就到電路板的佈線圖，這個部分和實物有直接關係，所以佈線時有些地方需要注意。

按下上方工具列有一個小小的白色/綠色icon，寫著SWITCH的icon。之後就會開啟多一個檔案。

準備工作

之後就會見到一個與之前差不多的介面，插入的零件已經放置在一旁，有幼細的綠色線，代表著剛才sch檔所繪製的電路接線。

先進行準備工作，第一個步驟是打開左上角icon的網格工具，或直接在命令列打grid。

Display選擇On，Size則選擇100mil，而下方的Alt則選擇50mill。如此，你在佈線圖上的所有移動和佈線距離都但鎖定在100mil的網格，而當你按下鍵盤的Alt鍵時，就會變成50mil的網格。

100mil即為1/1000英寸，即2.54mm，是典型的面包板的間隔距離，也是一般通孔元件的標準間距，所以佈線圖單位通常都用mil而不用mm

將零件排好

1. 先移動最外層的綠色格，到差不多的大小

2. 跟著就可以用move指令，將元件移動到合適位置

3. 移動時可以用滑鼠右鍵旋轉，或者用rotate指令

4. 移動時可以用滑鼠中鍵將元件反轉到板的下方，或者用mirror指令(不過今次所有零件我們都會放在頂層)

5. 移動時要留意白色幼線的連接，留意零件的方向和排位，確保之後的連線盡可能短。

    

Design Rule設定

先去到RULES-->Design Rules。

到Board Outline Clearance這一版設定焊盤、導線等與邊緣的距離，預設是40mil，但一般不用設得這麼大，設計6mil已經足夠。

再找到Design Preferences按下。

再到Masks頁面，上面是決定阻焊綠油距離焊盤要多少緩衝。下面Limit就比較重要，用以決定大於多少的鑽孔不用蓋上阻焊綠油，一般我都會設定為3mm以上(記住要打上單位是mm，否則預設是mil)，如果設定是0mil的話，所有的通孔都不會蓋綠油，那在焊接時就會很容易不小心短路。

自動佈線

接下來只要全部自動佈線即可。

按下自動佈線的icon。

之後就會彈出一個setup的精靈，1-16的意思是有多少層的板，Fusion360最高支持16層的夾板，會我們今次的板只有上下兩層，所以只有1的top和16的bottom需要佈線。按continue繼續

如果手動佈了一點線，就會有一定的百分比已佈線，否則就會是0%已完成，按下start繼續。

等待電腦佈線計算，通常下面幾個會計算得比較快，最上的一個因為有經過最佳調教，所以會時間久一點，如無特別的話，用第一個結果就可以了。記得確保佈線是100%完成!!!

佈好之後就是這個樣子。

之後就會介紹其他必要的設定和怎樣輸出成gerber檔給代工公司生產。

Polygon

在準備輸出之前，首先要做polygon的動作。

因為PCB生產是用完整的覆銅板蝕走不要的地方造成電路，所以如果有很大面積需要蝕走，那泡在酸的時間就會增加，導致一些十分幼的信號線都有機會蝕走或變得十分脆弱，所以在做輸出檔之前，要先將整塊電路板鋪上一增polygon，將引線隔離出來，只需蝕走隔離的部分。

1. 先在左邊工具列按下polygon的按鍵，或者在命令列打polygon。

2. 在上方工具列選擇TOP

3. 右方的工具列可以保留原值。

1. 緣著板邊畫出一個方形。

2. 接合好polygon後會彈出一個視窗，問你polygon接去那個signal

3. 留空就可以，按下OK。

4. 一般的電路板都會將這些polygon signal選擇為正電源或負電源，以獲得最大線寬

重覆上面的步驟，今次在底層用polygon鋪滿銅。

Design Rules Check(DRC)

跟ERC一樣，設計好的板記得記得要經過一次DRC，去檢查設計是否有出錯。

如果板是剛剛自動佈線完成，一般來說都應該是沒有錯誤的，此時不會有任何反應，否則就會出現error的視窗。

大功告成。

練習1

555+4017 LED Roulette Circuit¹

以上練習題為一個555+4017的幸運輪盤，4017的16和8腳預設會隱藏起來，要對著4017按mouse右鍵-->invoke，將8和16腳顯示出來。R1的值則可以根據vcc的電壓值由330至1.5k不等而其他的零件可以參考下表:

跟之前的步驟一樣做ERC的話，會有以下error, 是正常的，全部approve就可以了，如果有其他以外的error就真的是error了。

佈線圖

這是一個555的抽獎燈線路，所以LED燈要佈成一個圓形，但如果手動佈的話很難確保是一個圓，這裡可以用到一個指令叫arrange。

1. 第一步首先將電路板的邊界設定成2000mil x 2000mil

2. 之後一次過選取10粒LED

3. 在命令列打上arrange

4. 這時會彈出一個視窗，選取圓形陣列，中心點打1000mil x 1000mil，超始角度為90度(即正上方)，半徑800mil

1. 接著就可以隨意將其他零件擺放，只是要注意，電源應該放在最外面，而接鍵應該放在最中間。

2. 記得參考之前的例子，設定DRCrules將distance設定成6mil, masks中的limits設定成3mm

3. 還有class中新增一個叫Power的class，線寬設定成25mil，將VCC, GND和R1與LED負極的接線也加到這個class中。

4. 最後再加入polygon。