工学protel99讲课讲义原理图设计.docx
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工学protel99讲课讲义原理图设计
电子线路CAD
——Protel99操作与使用
主讲:
吴茂
参考教材:
Protel99SE原理图与PCB及仿真
作者:
清源计算机工作室编著
出版社:
机械工业出版社2005版
课程简介
1、本课程主要学习内容介绍、
2、与其他课程的关系、
3、学习方法。
4、主要软件介绍
1、tangoorcadprotel98protel99protel2004
5、PCB生产工艺流程
1、单面板生产工艺
文件-输出胶片加工筛网(3个网板:
线路层筛网,保护层筛网,文字层筛网)
丝印(保护线路部分)腐蚀(去掉非线路部分)
根据客户需求裁板钻孔
丝印保护油墨-烘干-丝印文字说明层油墨-烘干-外型加工-检验-出厂
2、双面板生产工艺
文件-输出胶片-制作丝网(6个网板)
文件-裁板-数控钻孔-孔金属化-丝印(非线路部分,2面)-烘干-电镀抗腐蚀保护层(保护线路部分)-去油墨-腐蚀(去掉非线路部分)-印刷保护层-烘干-印文字-烘干-外型加工-出厂。
目录
第1章Protel99SE基础1
1.1Protel99SE的发展1
1.2Protel99SE绘图环境1
1.2.1Protel99SE设计环境1
1.2.2Protel99SE的设计管理器3
1.3Protel99SE的特点4
1.4Protel99SE文件管理7
1.4.1文件管理8
1.4.2使用快捷菜单11
1.4.3文件编辑12
1.4.4设计管理器12
1.4.5显示辅助查看工具13
1.5设计组管理14
1.6进入设计环境16
1.6.1启动原理图设计环境17
1.6.2启动印制电路板设计界面18
1.7设置Protel99SE界面环境19
1.7.1屏幕分辨率19
1.7.2系统参数设置20
第2章Protel99SE原理图设计基础23
2.1电路原理图的设计步骤23
2.1.1电路板设计的一般步骤23
2.1.2电路原理图设计的一般步骤23
2.2Protel99SE电路图设计工具24
2.2.1电路原理图设计工具栏24
2.2.2图纸的放大与缩小26
2.3设置图纸27
2.3.1图纸大小设置27
2.3.2图纸方向28
2.3.3设置图纸颜色30
2.4设置系统字体31
2.5网格和光标设置31
2.5.1设置网格31
2.5.2电气节点33
2.5.3设置光标33
第3章电路原理图设计34
3.1装载元件库34
3.2放置元器件35
3.2.1放置元器件35
3.2.2使用工具栏放置元件38
3.3编辑元件38
3.3.1编辑元件属性38
3.3.2编辑元件组件的属性41
3.4元件位置的调整41
3.4.1对象的选取42
3.4.2元件的移动44
3.4.3单个元件的移动45
3.4.4多个元件的移动46
3.4.5元件的旋转47
3.4.6取消元件的选择47
3.4.7复制粘贴元件48
3.4.8阵列式粘贴元件48
3.4.9元件的删除50
3.5元件的排列50
3.6放置电源与接地元件54
3.7放置节点和连接线路55
3.7.1放置节点55
3.7.2连接线路56
3.8更新元件流水号57
3.9设置原理图的环境参数58
3.9.1设置原理图环境58
3.9.2设置图形编辑环境60
3.9.3设置默认原始环境61
3.10保存文件61
第4章完成电路原理图的绘制63
4.1使用原理图布线工具63
4.1.1画导线63
4.1.2画总线66
4.1.3画总线出入端口66
4.1.4设置网络名称69
4.1.5放置电源端口71
4.1.6放置元件72
4.1.7放置输入输出端口76
4.1.8放置电路方块图77
4.2绘制图形79
4.2.1绘图工具栏80
4.2.2绘制直线80
4.2.3绘制多边形81
4.2.4绘制圆弧与椭圆弧82
4.2.5放置注释文字83
4.2.6放置文本框84
4.2.7绘制矩形86
4.2.8绘制圆与椭圆88
4.2.9绘制饼图89
4.2.10插入图片89
4.2.11绘制Bezier曲线91
4.3绘制电路原理图实例92
第5章制作元件与创建元件库96
5.1元件库编辑器96
5.1.1加载元件库编辑器96
5.1.2元件库编辑器界面简介97
5.2元件库的管理97
5.2.1元件管理器97
5.2.2利用Tools菜单管理元件100
5.2.3查找元件101
5.3元件绘图工具102
5.3.1一般绘图工具102
5.3.2绘制引脚103
5.3.3IEEE符号105
5.4制作一个元件105
5.5产生元件报表110
5.5.1元件报表110
5.5.2元件库报表111
5.5.3元件规则检查表111
第6章设计层次原理图113
6.1层次原理图的设计方法113
6.2建立层次原理图115
6.3不同层次电路之间的切换120
6.4由方块电路符号产生新原
理图中的I/O端口符号120
6.5由原理图文件产生方块电路
符号121
6.6生成层次表122
第7章生成报表123
7.1产生ERC表123
7.1.1产生ERC表的各种选项123
7.1.2ERC结果报告125
7.2网络表125
7.2.1产生网络表的各种选项126
7.2.2Protel网络表格式127
7.2.3生成网络表127
7.3产生元件列表129
7.4交叉参考表131
7.5网络比较表131
7.6原理图的输出133
第8章PCB印制电路板基础135
8.1印制电路板基础135
8.1.1印制电路板结构135
8.1.2元件封装135
8.1.3铜膜导线137
8.1.4助焊膜和阻焊膜137
8.1.5层137
8.1.6焊盘和过孔137
8.1.7丝印层138
8.2印制电路板布线流程138
8.3PCB板设计的基本原则139
8.3.1布局139
8.3.2布线140
8.3.3焊盘大小140
8.3.4PCB板电路的抗干扰措施140
8.3.5去耦电容配置141
8.3.6各元件之间的接线141
8.4PCB设计编辑器142
8.4.1PCB编辑器界面缩放143
8.4.2工具栏的使用144
8.5设置电路板工作层145
8.5.1层的管理145
8.5.2工作层的类型147
8.5.3工作层的设置149
8.6PCB电路参数设置150
第9章制作印制电路板157
9.1PCB绘图工具157
9.1.1绘制导线157
9.1.2放置焊盘158
9.1.3放置过孔160
9.1.4补泪滴设置161
9.1.5放置字符串162
9.1.6放置坐标163
9.1.7放置尺寸标注163
9.1.8设置初始原点164
9.1.9绘制圆弧或圆164
9.1.10放置填充166
9.1.11放置多边形平面167
9.1.12放置切分多边形168
9.1.13放置空间定义169
9.2单面板与多层板制作简介170
9.3准备原理图和网络表171
9.4规划电路板和电气定义172
9.4.1手动规划电路板172
9.4.2使用向导生成电路板174
9.5网络表与元件的装入179
9.5.1装入元件库179
9.5.2浏览元件库180
9.5.3网络表与元件的装入181
9.6元件封装184
9.7元件的自动布局188
9.8添加网络连接190
9.9手工编辑调整元件的布局192
9.9.1选取元件192
9.9.2旋转元件193
9.9.3移动元件194
9.9.4排列元件196
9.9.5调整元件标注199
9.9.6剪贴复制元件199
9.9.7元件的删除201
9.10自动布线202
9.10.1自动布线设计规则的设定202
9.10.2设计规则检查208
9.10.3自动布线209
9.11手工调整布线213
9.11.1调整布线213
9.11.2电源/接地线的加宽215
9.11.3文字标注的调整216
9.11.4敷铜处理220
9.12手动交互布线222
9.13PCB板的3D显示224
第10章制作元件封装225
10.1启动元件封装编辑器225
10.2元件封装编辑器介绍225
10.3创建新的元件封装226
10.3.1元件封装参数设置227
10.3.2放置元件229
10.3.3设置元件封装的参考点231
10.4使用向导创建元件封装231
10.5元件封装管理236
10.5.1浏览元件封装236
10.5.2添加元件封装236
10.5.3元件封装重命名237
10.5.4删除元件封装237
10.5.5放置元件封装237
10.5.6编辑元件封装引脚焊盘237
10.5.7设置信号层的颜色238
10.6创建项目元件封装库238
第11章生成PCB报表和打印电路板240
11.1生成引脚报表240
11.2生成电路板信息报表241
11.3生成网络状态报表243
11.4生成设计层次报表244
11.5生成NC钻孔报表244
11.6生成元件报表247
11.7生成电路特性报表251
11.8生成元件位置报表251
11.9PCB板的打印输出254
第12章电路仿真256
12.1SIM99仿真库中的元件256
12.1.1电阻256
12.1.2电容257
12.1.3电感257
12.1.4二极管257
12.1.5三极管258
12.1.6JFET结型场效应管258
12.1.7MOS场效应管258
12.1.8MES场效应管259
12.1.9电流/电压控制开关259
12.1.10熔丝261
12.1.11晶振261
12.1.12继电器(RELAY)261
12.1.13互感器(电感耦合器)261
12.1.14传输线261
12.1.15TTL和CMOS数字电路元件262
12.1.16集成块263
12.2SIM99中的激励源描述264
12.2.1直流源264
12.2.2正弦仿真源264
12.2.3周期脉冲源265
12.2.4分段线性源265
12.2.5指数激励源266
12.2.6单频调频源267
12.2.7线性受控源267
12.2.8非线性受控源268
12.2.9频率/电压转换器268
12.2.10压控振荡器(VCO)仿真源269
12.3初始状态的设置269
12.3.1节点电压设置NS270
12.3.2初始条件设置IC270
12.4仿真器的设置270
12.4.1进入分析主菜单271
12.4.2瞬态特性分析271
12.4.3傅里叶分析272
12.4.4交流小信号分析272
12.4.5直流分析273
12.4.6蒙特卡罗分析273
12.4.7扫描参数分析274
12.4.8扫描温度分析275
12.4.9传递函数分析276
12.4.10噪声分析276
12.5设计仿真原理图277
12.5.1调用元件库277
12.5.2选择仿真用原理图元件277
12.5.3仿真原理图278
12.6模拟电路仿真实例278
12.7数字电路仿真实例
第一章原理图设计
§1-1Protel99概述
现代电子业、通信业、计算机业的发展使得印制电路板的走线越来越精密和复杂,手工设计和制作印制电路板已经不适应当前的形式了。
利用电子线路CAD(计算机辅助设计)软件设计印制电路板是大势所趋,Protel是电子线路CAD软件中的一个杰出代表,类似的软件还有:
OrCAD、Allegro等。
Allegro软件绘制的显卡
§1-1-1Protel99的组成
Protel99主要由两大部分组成:
Schematic(原理图设计系统):
主要用于电路原理图的设计,实例:
P3图1-1。
PCB(印制电路板设计系统):
主要用于印制电路板的设计,实例:
P3图1-2。
§1-1-2电路板设计的基本过程
印制电路板的设计过程大体上可分为3个步骤:
原理图的设计;
产生网络表;
印制电路板的设计。
§1-1-3Protel99的设计窗口
菜单栏;
工具栏;
状态栏及命令栏;
设计管理器;
设计界面;
设计工作站;
设计工作组;
设计管理器切换标签;
文件切换标签。
§1-1-4Protel99中文件的操作
新建一个设计文件;
设计文件的打开和关闭;
设计文档的新建、删除和恢复;
设计文档的打开和相互间的切换。
§1-2原理图的设计
§1-2-1原理图的设计过程
电路原理图的设计主要是利用protel98或protel99se的原理图设计系统(Advanc甜sehematic-)来绘制一张电路原理图,它是整个电路设计的基础。
在这一过程中,要充分利用Protel98所提供的各种绘图工具和各种编辑功能。
其设计流程如图所示。
1.启动。
Protel98电路原理图编辑器
单击Windows任务栏的“开始”图标,在“程序”菜单中选择Protel98命令,便启动了Potel98。
2.设置电路图纸尺寸以及版面
用户可以设置图纸的尺寸、方向、网格大小以及标题栏等。
3.在图纸上放置设计需要的元器件
用户根据实际电路的需要,从元器件库里取出所需元器件放置到工作平面上,并对元器件的位置进行调整、修改。
4.对所放置的元器件进行布局布线
将工作平面上的器件用有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的电路原理图。
5.对布局布线后的元器件进行调整
为了保证原理图的美观和正确,就需要对元件位置进行重新调整。
导线位置进行删除、移动、更改图形尺寸、属性及排列等。
6.保存文档并打印输出
将设计的电路原理图进行存盘或通过打印机打印出来。
§1-2-2SCH的设计界面
设计管理器的打开、关闭;
工作窗口的切换;
工具栏的打开和关闭(快捷键B);
绘图区域的放大与缩小(快捷键PageUp、PageDown、Home、End)。
§1-2-3设置图纸
设置图纸参数(Design\Options);
设置文件信息。
§1-2-4设计环境设置
格点的设置(Tools\Preferences、Design\Options);
光标的设置(Tools\Preferences);
其他设置(系统字体:
Design\Options)。
§1-2-5放置零件
装入零件库(最常用:
MiscellaneousDevices.ddb、ProtelDOSSchematicLibraries.ddb);
放置零件(用设计管理器放置零件、用菜单放置零件);
零件的删除;
零件的移动;
零件的旋转(快捷键:
Space、X、Y);
修改零件属性(快捷键:
Tab)。
§1-2-6绘制原理图
绘制原理图工具的使用(工具栏、菜单、快捷键,详见P64-65);
画导线(快捷键:
P/W用空格键切换画导线的模式);
电源及接地符号(快捷键:
P/O);
放置电路节点(快捷键:
P/J);
设置网络标号(快捷键:
P/N);
画总线(快捷键:
P/B);
绘制总线分支(快捷键:
P/U);
输入/输出端口(快捷键:
P/R);
放置电路方块图(快捷键:
P/S);
§1-2-7文件管理
§1-2-8原理图的打印输出
§1-2-9生成网络表文件
网络表的作用与格式;
由原理图生成网络表(Design\CreateNetlist)。
§1-3层次原理图
§1-3-1层次原理图的基本概念
简单地说,层次原理图设计就是模块化原理图设计。
绘制层次原理图的图件:
方块电路(代表一个子图);
方块电路端口(与其他电路连接的端口);
电源端口;
I/O端口(输入/输出端口);
网络标号。
§1-3-2层次原理图的设计
例子:
DesignExplorer99\Examples\4PortSerialInterface.ddb
自顶向下设计层次原理图(见P109,Design\CreateSheetFromSymbol);
自底向上设计层次原理图(Design\CreateSymbolFromSheet);
层次原理图间的切换(Tools\Up/DownHierarchy);
定义网络符号的有效范围(P122);
建立网络表文件。
§1-4原理图常用功能
一、画图工具:
画图工具栏各按钮功能(P134);
画直线(Place\DrawingTools\Line或ALT+P/D/L);
画多边形(Place\DrawingTools\Polygons或ALT+P/D/P);
画圆弧;
画椭圆弧;
绘制贝塞尔曲线(Place\DrawingTools\Beziers或ALT+P/D/B)。
二、添加文字:
添加文字标注(Place\Annotation或ALT+P/T);
添加文本框(Place\TextFrame或ALT+P/F)。
三、粘贴图片:
Place\DrawingTools\Graphic或ALT+P/D/G
四、图件的编辑、层叠与排列:
图件的选择(Edit\ToggleSelection或ALT+E/N,Edit\Select菜单);
图件的拷贝剪切(拷贝:
Edit\Copy或ALT+E/C或CTRL+Insert,剪切:
Edit\Cut或ALT+E/T或Shift+Delete);
图件的粘贴(Edit\Paste或ALT+E/P或Shift+Insert,成组粘贴:
Edit\PasteArray或ALT+E/Y);
图件的删除(单击图件后按Delete,Edit\Clear或ALT+E/L或CTRL+Delete);
图件的层叠(Edit\Move\);
图件的排列对齐(Edit\Align\)。
§1-5原理图元件库编辑
元件库编辑器的启动;
元件库绘图工具及命令;
元件库管理器;
制作一个元件。
§1-6产生各种报表
产生元件列表(Reports\BillofMaterial);
生成层次列表(Reports\DesignHierarchy);
产生元件交叉参考表(Reports\CrossReference);
生成引脚列表(Reports\SelectedPins);
生成网络比较表(Reports\NetlistCompare)。
§1-7电气法则测试
ERC测试的步骤(Tools\ERC...);
ERC对话框;
NoERC符号的使用。
§1-8其他功能
利用原理图生成元件库(Design\MakeProjectLibrary...);
原理图浏览器;
整体变换;
位置标志;
电路板布线符号(Place\Directives\PCBLayout)。
第二章印刷电路板设计
§2-1PCB基础
§2-1-1印刷电路板简介
印制电路板的设计是Protel98的另外一个重要部分。
在这个过程中,可以借助protel98/protel99se提供的强大功能实现电路板的版面设计,完成高难度的布线工作。
在PCB设计中,一般采用双面板或多面板,每一层的功能区分都很明确。
在多层结构中零件的封装有两种情况,一种是针式封装,即焊点的导孔是贯穿整个电路板的;另一种是STM封装,其焊点只限于表面层;元器件的跨距是指元器件成形后的端子之间的距离。
利用Protd98设计PCB的流程如图所示。
1.PCB设计前的准备工作
绘制原理图,然后生成网络表。
当然,如果是一个非常简单的电路图,可以直接进行PCB的设计。
2.进入PCB设计系统
根据个人习惯设置设计系统的环境参数,如格点的大小和类型、光标的大小和类型等,一般来说可以采用系统的默认值。
3.设置电路板的有关参数对电路板的大小、电路板的层数等参数进行设置。
4.引入生成的网络表
网络表引入时,需要对电路原理图设计中的错误进行检查和修正。
特别注意的是在电路原理图设计时一般不会涉及零件封装的问题,但PCB设计的时候,零件封装是必不可少的。
5.布置各零件封装的位置
可利用系统的自动布局功能,但自动布局功能并不太完善,需要进行手工调整各零件封装的位置。
6.进行布线规则设置
布线规则包括对安全距离、导线形式等内容进行设置,这是进行自动布线的前提。
7.进行自动布线
Protel98/Protel99se/dxp/dxp2004系统的自动布线功能比较完善,一般的电路图都是可以布通的;但有些线的布置并不令人满意,也需要进行手工调整。
8.通过打印机输出或硬拷贝保存
完成电路板的布线后,保存完成的电路线路图文件,然后利用各种图形输出设备,如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。
§2-1-2印刷电路板设计过程
由原理图生成网络表;
规划电路板;
设置参数;
装入网络表及元件的封装;
布置元件;
自动布线与手工调整。
§2-1-3PCB设计界面
启动PCB99;
画面的移动(按住鼠标右键拖动);
画面的放大与缩小;
显示整个图形文件/整个电路板;
窗口管理。
§2-1-4电路板的工作层面
电路板的结构:
单面板;
双面板;
多层板。
工作层面类型:
信号层(SignalLayers);
内部电源/接地层(InternalPlanes);
机械层(MechanicalLayers);
钻孔位置层(DrillLayers);
阻焊层(SolderMask);
锡膏防护层(PasteMask);
丝印层(Silkscreen);
其他工作层面(Other):
【KeepOut】:
禁止布线层。
【MultiLayer】:
设置多层面。
【Connect】:
连接层。
【DRCError】:
DRC错误层。
【
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- 工学 protel99 讲课 讲义 原理图 设计