1、1.1 电子线路CAD概述 1.2 Protel 99概述 1.3 原理图设计 1.4 原理图的元件编辑,电子CAD原理图设计,CAD是Computer Aided Design（即计算机辅助设计）的简称。早在20世纪70年代，军工部门就利用计算机来完成飞机、火箭等航空、航天器的设计工作。 CAD的特点是速度快、准确性高，能极大地减轻工程技术人员的劳动强度。,1.1 电子线路CAD概述,电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括原理图的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计（自动布局、自动布线）与检测等。电子线路CAD软件还能迅速形成各种各样的报表文件，如元件清单
2、报表，为元器件的采购及工程预决算等提供了方便。,电子线路CAD软件电路设计流程,电路原理图编辑 (Schematic Edit),电路功能仿真 性能指标测试,给定元件封装、序号 生成网络表文件,设计、编辑 印制电路板(PCB),Protel系列：美国ACCEL Technologies公司，电路原理图和印制电路板绘制、设计，国内比较流行。 ORCAD ：ORCAD公司，世界上使用最广电子设计的CAD软件，元器件库最丰富，软件规模较大，集成了电路原理图绘制、仿真、设计等功能，而且它的界面友好且直观。,常用电子线路CAD软件：,SPICE/PSPICE:MicroSim公司，电路分析仿真软件，仿真
3、功能最为强大，已被并入ORCAD，成为ORCADPSPICEEWB/Mutilsim:交互图像技术公司（IITL），电路分析仿真软件，进行模拟电路和数字电路的混合仿真，桌面图形化设计，功能比PSPICE少PADS Layout（PowerPCB） :美国Mentor Graphics公司 ，复杂的、高速印制电路板设计软件。,1.2 Protel 99概述,Protel的发展,1988 Tango DOS ACCEL Technologies 公司,Protel for DOS Protel Technology公司,80末 Protel for Windows 1.X,90中 Protel f
4、or Windows95 3.X,1998 Protel98,出众的自动布线,1999 Protel99,模拟仿真,现在 ProtelDXP,电路设计集成软件EDA工具,电子设计自动化 （Electronic Design Automation）,Protel99的组成,1. 原理图设计系统,Sch(Advanced Schematic) 原理图编辑器,Schlib 零件库编辑器,2. 印刷电路板设计系统,PCBlib 零件封装编辑器,3. 信号模拟仿真系统,4. 可编程逻辑设计系统,基于VHDL语言、PLD设计系统,5. Prote99内置编辑器,PCB(Advanced Printed C
5、ircuit Board)电路板编辑器,Text 文本编辑器 Spread电子表格编辑器,Protel99的特点:,(1) EDA软件，设计工具集成在单一环境下,设计系统稳定高效。(2) 支持由上到下或由下到上的层次电路设计。(3) 提供ERC(电气法则检查)和DRC(设计规则检查) 。(5)资源丰富的元器件库（60000种),库元件的管理、编 辑功能完善。(6) 提供了与OrCAD格式文件转换功能(7) Schematic和PCB之间具有动态链接功能，保证了原理图与印制板的一致性。,Protel99的安装,1:安装Protel 99SE主程序Protel 99安装向导将自动启动，启动后要求输
6、入产品序列号、选择安装路径、选择安装内容等，并引导用户完成Protel 99的安装过程。安装后，Protel 99所在目录文件结构,如图所示,2. 安装补丁程序完成Protel 99安装后，可执行的protel99se servicepack6.exe文件，安装补丁程序。程序补丁目前的最高版本为Pack63. 安装中文菜单（可选）安装PROTEL99SE和PROTEL99SE补丁程序，完成以后，启动一遍PROTEL99SE，然后退出。安装中文菜单，再启动Protel 99时，即可发现所有菜单命令后均带有中文注释信息。注意：Protel 99 SE汉化后其菜单和工具栏将少一些内容。,程序缺陷的补
7、充程序,Protel99的启动,Windows 桌面上 “Protel 99”的快捷启动图标 开始所有程序“Protel 99”快捷启动图标,Protel99SE系统主界面,工作区窗口,主菜单,工具,系统设置按钮,设计文件管理器窗口,打开和关闭设计文件管理器按钮,Protel99中的文件基本操作,1.设计任务的新建,步骤：,(1)点击FileNew,可创建一个新的设计数据库(.ddb)， 电路图设计以数据库形式存在,(2)在Database File Name 中设置数据库文件名称， 点击Browse选择新文件所存放的文件夹,设置密码,数据库文件 保存格式,数据库文件格式： 1)MS Acce
8、ss Database单一数据库类型，所有原理图(*.Sch)、印制电路板(*.PCB)，网络文件表等都存在一个*.ddb文件中。 2)Windows File System文件夹型，所有文件都单个保存在这个文件夹中，可以看见单个的原理图、印制电路板图等。,（1）FileNew，打开New Document(新建文件)对话框,在该对话框中选择要创建的文件类型系统:默认文件,可更改其默认的原理图文件名为Sheet n (n=1，2，3等)，默认的印制电路板PCB文件名为PCB n；默认的PCB元件封装图文件名为PCBLib n；默认的元件电气图形库文件名为SchLib n。,设计文件的新建,新建
9、 文件夹,新建PCB文件,新建元器件封装文件,新建Sch 原理图文件,(2)选择新文件后，点击OK，新文件即出现在文件夹中,(3)修改文件名，在空白处点击鼠标，即完成新建。,设计文件的操作,（1）文档的打开 （2）文档的删除回收站 （3）文档的恢复Restore （4）文档的引入和导出 引入（Import）：引入文档供当前设计数据库实验。 导出（Export）：导出文档供其它软件编辑使用。,原理图编辑界面介绍,主菜单条,主工具条,画非电气图件浮动工具,画电气图件浮动工具,设计文件管理器文件选项标签,设计文件管理器浏览选项标签,原理图图纸或设计工作区,浏览元件库,添加或减少元件库按钮,元件库列表
10、,状态栏,选择浏览项目，当前是元件库,当前元件图,原理图图纸,当前文件,元件列表,放置的元件,查找元件,放置元件,编辑元件,原理图元件查找, 设置要查找的元件。By Library Reference要查找的元件名称，可以用通配符。By Description查找的元件描述。 设置查找范围。Search查找范围。Listed Libraries(从所载入的元件库中查找)Specified Path(从Path所指定的路径查找)All Drives(从所有的驱动器的元件库中查找) 设置完成后，单击Find Now按钮开始查找。查找完毕后，通过Add To Library List按钮，将元件装入
11、Found Libraries选项区域中指定的元件库。,浏览原理图内容,在原理图上查找到元件C3,选择元件C3,浏览项目原理图的内容,查找按钮,Primitives选项显示原理图内容,原理图编辑区放大缩小键盘上的Page Up、Page Down,1.3 原理图设计,原理图设计过程：,开 始,设置图纸环境,设置工作环境,放置元件：核心 剩余,参数设置：标号、型号,原理图布线,电气规则检查ERC,网络表生成,存 盘 打 印,结束电路图设计,原理图为了说明电路中各种元件之间电气连接关系的图纸。电气元件使用什么样的图形符号表示不重要，重要的是电气元件的图形符号上的引出线（引脚）编号必须与实际元件的引
12、脚（管脚）编号完全一致。电路逻辑关系正确！,图纸环境设置,选择图纸大小,选择图纸色彩和字体,选择图纸格式,选择自定义图纸大小,Design Options,工作环境设置,1.原理图环境 2.栅格线 3.默认值,Tools Preferences,设计工具,1.画图工具（电气对象设计工具，电气特性）,导线 总线 总线分支 网络标号 电源/地线 元件,方块电路 方块电路I/O I/O端口 电路节点 忽略ERC检查 PCB布线指示属性,View Toolbar Wiring Tools,导线、总线、总线分支、网络标号、电源、元件。,方块或层次电路、方块电路、端口、节点、忽略检查、放测试点。,画图工具
13、效果图,2.绘图工具 （非电气对象设计工具，无电气特性，增加可读性美观性）,直线 多边形 椭圆弧 毕兹曲线 单行文本 多行文本框,直角矩形 圆角矩形 椭圆 圆饼 图片 阵列粘贴,简单电路图设计,1.新建设计文件、新建设计文档,2.设置图纸大小： 右键(Document Option)、或Design菜单 的Option)后，弹出文件设置对话框后进行设置,3.画一个简单电路图,(1)添加元件库,击活Browse Sch,装入Protel DOS Schematic Libraries.ddb 和Miscellaneous Devices.ddb,点击Add/Move,Protel DOS Sch
14、ematic Libraries.ddb库 本数据库包含了以前Protel软件DOS版本的几乎所有元件库。 (1) Protel DOS Schematic 4000 CMOS. lib：4000系列的元件库。 (2) Protel DOS Schematic Analog digital. lib：A/D、D/A转换元件库。 (3) Protel DOS Schematic Comparator. lib：比较器元件库。 (4) Protel DOS Schematic Intel. lib： Intel公司处理器及接口芯片库。 (5) Protel DOS Schematic Linear
15、. lib：线性器件，如555等。 (6) Protel DOS Schematic Memory. lib：存储器元件库，如27系列。 (7) Protel DOS Schematic NEC. lib：NEC公司部分器件库。 (8) Protel DOS Schematic Operational Amplifiers. lib：运算放大器。 (9) Protel DOS Schematic Synertek. lib： Synertek公司的器件库。 (10) Protel DOS Schematic TTL. lib： 74系列器件库。 (11) Protel DOS Schemati
16、c Voltage Regulators. lib： 稳压器元件库。 (12) Protel DOS Schematic Western Digital. lib： 西数公司的器件库。 (13) Protel DOS Schematic Zilog. lib： Zilog公司一些微处理器器件库。,原理图库文件： 把各种文件的标准图形符号绘制好保存在一个电子文件里，并以.lib作为文件名。（美国标准）,(2)取用元件 Alt+P,1） 点击图标或菜单,2）直接从元件库里取,元件转方向： 按鼠标 + 按空格键 X（水平翻转） Y（垂直翻转）,电路图放缩： 按PageUp（PageDown） Vie
17、wZoom In（Out）,筛选元件： 首字母+通配符*,Miscellaneous Devices.ddb,常用元件库： 插头类元件：各种管脚的插头(座)连接器(HEADE，CON，PIN)。ISA插座：CON AT62、CON EISA62、CON EISA3等。D型插头：串口用的DB9、DB15，并口用的DB25等。 (2) 电阻类元件。标准电阻：RES1、RES2。 (3) 电容类元件。无极性电容：CAP。有极性电容：ELECTRO1可变电容：CAPVAR。 (4) 电感类电感。 普通电感：INDUCTOR。可变电感：INDUCTOR VAR。 (5) 晶体：CRYSTAL。 (6)
18、二极管：DIODE。 (7) 三极管：NPN、 PNP。,(8) 场效应管：MOSFET N、MOSFET P、JFET N、JFET P (9) 发光二极管：LED。 (10) 发光数码管：DPY。 (11) 跳线：JUMPER。 (12) 保险丝：FUSE1、 FUSE2。 (13) 光耦：OPTOISO1、OPTOISO2。 (14) 继电器类。单刀单掷：DELAY-SPST。 (15) 话筒：MICROPHONE1、MICROPHONE2。 (16) 耳机接口：PHONEJACK。 (17) 开关类。 拨码开关：SW-DIP。按键：SW-PB。其他开关：SW。 (18) 变压器：TRA
19、NS1、TRANS2、TRANS3、TRANS4、TRANS5。 (19) 电源模块：电桥BRIDGE1、电池BATTERY。 (20) 数字电路：与(AND)、或(OR)、非(NOT)门、缓冲器(BUFFER)等。,（3）编辑零件名,设置属性： 双击或点击后按Tab键,注意：习惯在定位元件符号前先按一下Tab,设置元件标识、型号规格、封装等,元件标识： 字母+数字,型号规格： 不影响电气关系,(4)零件的对齐,鼠标选择或 Select,(5)电源与接地的放置 点击图标或菜单,(6)连接线路,直接连接法,间接连接法,总线连接法,网络标号和间断连线,网络标号：放置水平导线上方或垂直导线左侧，紧帖
20、 给原理图上的导线赋名（不是引脚），相同的网络标号的导线不管图上是否连接，都视为同一条导线，连接在一起。,直接连线：鼠标左键设点 （起点、终点）右键退出,引线属性：双击引线,(7)节点（具有电气连接关系）及放置,注意：丁字型连线将自动生成节点，十字型连线处的节点需人为放置。,放置方法： 点击图标 或PlaceJanction.属性设置: 双击节点,出现对话框,(8)放置电路I/O输入输出点,Port,放置方法：点击图标 或Place /Port .,(9)放置文字,放置方法：点击图标 或Place /Annotation .,(10)存盘,原理图编辑 P33焦距对象：单击鼠标左键 虚线轮廓选择
21、对象：进行选择 ”S” 取消选择 “X”目的 进行复制、粘贴、移动、对齐等,练习实例： 教材P47 原理图设计实例1P53 原理图设计实例2,1.4 原理图元件编辑器,符号绘图工具IEEE,绘图工具,元件管理区： 选择库中已有元件,元件区,组区,引脚区,组区插入新元件,当前元件内部 添加新元件,设置管脚,用放引脚工具放引脚，每个引脚都应打开“属性”对话框确定引脚的名称、号码、方向、长短等设置；,引脚 “属性”对话框,元件库报表：,1.元件信息报表：显示创建元件相关参数,2.元件库内容报表,3.元件检查表：创建完后，功能检查验证,常用快捷键,P: 放置对象（eg:导线连接P+W） ESC : 放
22、弃或取消 Tab: 启动浮动图件的属性窗口 PageUp : 放大窗口显示比例 PageDown : 缩小窗口显示比例 end : 刷新屏幕 del :删除点取的元件（1个） ctrl+del : 删除选取的元件（2个或2个以上） x+a : 取消所有被选取图件的选取状态 x : 将浮动图件左右翻转 y : 将浮动图件上下翻转,常用快捷键,space : 将浮动图件旋转90度 backspace : 恢复前一次的操作 ctrl+backspace : 取消前一次的恢复 crtl+g : 跳转到指定的位置 crtl+f : 寻找指定的文字 spacebar : 绘制导线，直线或总线时，改变走线模
23、式 v+d : 缩放视图，以显示整张电路图,电路元件很多 更大幅面的图纸,2.1 层次原理图方法及步骤,打印机最大输出 幅面有限,层次原理图设计,层次原理图设计的基本含义把一个完整的电路系统按功能分解成若干子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分解成若干个更小的子电路模块，然后用方块电路的输入/输出端口将各子功能电路连接起来，于是就可以在较小幅面的多张图纸上分别编辑、打印各模块电路的原理图。,层次电路的构成,电路系统视为一个设计项目，整个并以. Prj为扩展名。,层次电路设计方法：,自上而下逐级设计层次电路：先建立方块电路图，再由方块电路图产生下层原理图。自下而上逐级设计层次电
24、路：先建立下层原理图，再由下层原理图产生方块电路图。,实例：Protel 99 SE自带实例Z80 Microprocessor. Ddb,1.采用自上而下方式建立层次电路原理图(1)创建项目文件 .prj；(2) 项目文件方块电路绘制与编辑；,放置方块电路,Sheet Symbol对话框,设置名称后的方块电路,该图有6个方块电路,(3) 放置方块电路I/O端口及调整连线 （外部电气连接）,“方块电路I/O端口属性设置”对话框,放置方块电路I/O端口,连线后的项目电路总图,（4）创建方块电路图相对应的电气原理图,DesignCreate Sheet From Symbol(从图纸符号建立原理图
25、),“I/O端口电气特性选择”对话框,选择No，方块电路端口方向不变。（一般） 选择Yes,则生成的模块电路原理图中的I/O 端口电气特性与方块电路I/O 端口电气特性相反。,CPU Section 模块原理图,2. 自下而上编辑层次电路原理图,先绘制各模块电路原理图文件，并创建一个新的空白的原理图文件，然后执行菜单命令:DesignCreate Symbol From Sheet(从原理图建立图纸符号) 即可将指定模块电路原理图文件中的I/O 端口转化为方块电路I/O 端口，并放置在自动生成的方块电路内。,可调整方块电路位置以及方块电路内I/O端口位置，然后再使用导线、总线将各方块电路I/O
26、端口连接在一起，即可获得项目电路总图。,2.2 报表文件,1.电气规则检查（ERC）,用以检查原理图设计结果，保证电路连接正确，没有逻辑错误，符合原理图作图规则等。,ToolsERC.,检查结果：.ERC文件错误（Error）必须修改，严重违反了电路原理。警告（Warning）轻微违反电路连接规则，系统无法确认真正有误还是设计者有意作为,电气规则检查后加入错误标记,2. 网络表,建立网络表前在元件属性对话框中应给定元件的封装和序号。所谓封装就是元件在电路板上的形状代号。,目的：制作印制电路板,原理图编辑器 Sch,印制电路板编辑器 PCB,网络表文件 (. net),Design Create
27、 Netlist,元件参数：元件标号、封装、型号规格,（网络：网络标号、连接元件及引脚）,Design Create Netlist,3.元件引脚表、元件表、 元件交叉参考表、层次电路关系表,(1)元件引脚表查询元件引脚在电路图 中的位置信息。 ReportsSelected Pins,(2)元件表通过元件表文件(. xls)能够迅速获得一个设计项目或一张电路图所包含的元件类型、封装形式、数目等数据，以便采购或进行成本预算。 ReportsBill of Material,(3)元件交叉参考表元件交叉参考表列出项目电路中的所有元件，并且指出元件位于哪一张电路图里。,ReportsCross Reference,(4) 层次电路关系表层次电路关系表可以表示项目中原理图中的层次关系。 Reports Design Hierarchy,4.原理图输出,(1) 打印设置,(2) 打印,
