1、1,电路设计与制版Protel 99 se,2,实践课程说明,本课程的性质 是一门提高实践能力的环节 特点 实践性很强，以提高实际工程设计能力为主要目的 研究内容protel工具的使用、原理图和电路板的设计 考核方式出勤(10%)、平时作业(40%)、最后考核(50%),3,参考书,Protel 99 se 电路设计与制版，赵广林著，电子工业出版社，2005.2。 新编protelDXP2004入门与提高 神龙工作室编，人民邮电出版社，2004Altium Designer 6.0易学通（附光盘），三恒星科技 编，人民邮电出版社， 2006.7,4,学时分配,5,1.1 Protel 99 S
2、E简介,绪 1.1.1 Protel 99 SE的组成 1.1.2 Protel 99 SE的运行环境 1.1.3 Protel 99 SE的操作环境及特点 1.1.4 电路板设计的基本步骤 1.1.5 开始使用Protel 99 SE,第一章 Protel 99 SE系统概述,6,绪,PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它是电子设计者的首选软件，许多大公司在招聘电子设计人才时要求会使用PROTEL。 PROTEL是个完整的电子设计系统软件，它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成、
3、电子表格生成、支持宏操作等功能。其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100布通率。,7,绪,有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，想更多地了解PROTEL的软件功能或者下载PROTEL99的试用版，可以在INTERNET上访问它的站点：HTTP:/WWW.PROTEL.COM Protel 99 SE 是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。,8,绪,2004年，Altium公司在原来Protel 99 SE的基础上，推出了一款基于Windows2000和W
4、indows XP操作系统的EDA设计软件Protel DXP。Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。 2005年底，Altium公司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer6.0。它将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案。,9,Protel 99 SE主要功能,可以生成30多种格式的电气连接网络表； 强大的全局编辑功能。在原理图中选择一个器件，PCB中同样的器件也被选中，允许双向交叉查找器件、引脚、网络； PCB可以设
5、计32个信号层，16个电源/地线层和16个机械加工层； 强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查； 智能覆铜功能，导线改动时覆铜可以自动重铺； 方便的打印预览功能，可以在制版之前看到3D的实物效果。实现输出光绘文件、材料清单、转孔文件、贴片机文件、测试点报告等材料。,10,1.1.1 Protel 99 SE的组成,Protel 99 SE主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。1原理图设计系统这是一个易于使用的具有大量元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。该编辑器除了具有强大的原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设
6、计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能，使用户可以轻松完成所需的设计任务。,11,2印制电路板设计系统它是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件。Protel 99 SE的印制电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计，交互式的元件布置工具极大地减少了印制板设计的时间。,12,印制电路板设计系统还包含一个具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、功能强大的打印管理系统、一个先进的PCB三维视图预览工具。同时，Protel 99 SE还包含一个功能强大的模/数混合信号仿
7、真器，使设计者可以方便地在设计中对一组混合信号进行仿真分析。此外，它还提供了一个高效、通用的可编程逻辑器件设计工具。,13,1.1.2 Protel 99 SE的运行环境,1.运行Protel 99SE 的最低配置CPU：Pentium II 400及以上PC机内存：64M显卡：支持80060016位色以上显示光驱：24倍速,14,2.运行环境Windows NT/95/98及以上版本操作系统。由于系统在运行过程中要进行大量的运算和存储，所以对机器的性能要求也比较高，配置越高越能充分发挥它的优点。,15,1.1.3 Protel 99 SE的操作环境及特点,1.专题数据库管理环境 Protel
8、 99SE 采用了“*.ddb”数据库格式保存文件，所有与同一设计相关的原理图文件、印制电路板文件及各种报表文件都可以在同一个“*.ddb”数据库中并存，便于集体开发和文件的管理。,16,2.原理图设计环境分层次组织设计功能强大的元件及元件库的组织、编辑功能方便的连线工具高效、便捷的编辑功能电气设计检测功能与印制电路板的紧密连接 自定义原理图模块 强大而完善的输出功能,17,3. 印制电路板设计环境 丰富的设计规则 易用的编辑环境 智能化的交互式手工布线 丰富的封装元件库及简便的元件库编辑和组织操作 智能化的基于形状的自动布线功能 可靠的设计校验,18,1.1.4 电路板设计的基本步骤,一般而
9、言，设计电路板最基本的过程可以分为以下三大步骤。 1电路原理图的设计用Protel 99 SE的原理图设计系统来绘制电路原理图。,19,1.1.4 电路板设计的基本步骤,2产生网络报表网络表可以从电路原理图中获得，同时Protel 99 SE也提供了从电路板中提取网络表的功能。 3印制电路板的设计印制电路板的设计主要是利用Protel 99 SE的PCB设计系统来完成印制电路板图的绘制。,20,1.2.1 电气原理图编辑器界面操作 1.2.2 电路设计与绘制常用操作,1.2 电气原理设计系统 Schematic 99 se,21,主菜单 主工具栏 电路编辑区 元件库管理面板 状态栏,1.2.1
10、 电气原理图编辑器界面操作,22,电气原理图编辑器主菜单,23,元件库转换开关,电路绘制工具,一般绘图工具,选取状态转换,主工具栏,24,边框,绘图区,标题区,电路编辑区,25,元件清单,元件数据,工作元件库,查找元件,放置元件,元件库管理面板,26,功能：用于显示光标位置、简要的菜单命令说明或当前工作状态。打开/关闭方式：通过菜单命令View/Status Bar 和 Command Status,状态栏,27,选择库和放置元器件 各种工具箱的使用 与电路设计及绘制有关的其它常用操作,2.电路设计与绘制常用操作,28,添加/移去工作元件库采用命令： Add/Remove 在当前库中搜索元器件
11、采用命令： Find 将选中的元器件放置到设计区采用命令: Place,元器件库的选择与元器件放置,29,电路绘制工具箱的使用 一般绘图工具箱的使用 电源工具箱的使用 器件工具箱的使用,各种工具箱的使用,30,执行菜单命令：View/Toolbars/Wiring Tools,电路绘制工具箱,31,执行菜单命令： View/Toolbars/Drawing Tools,一般绘图工具箱,32,执行菜单命令： Vrew/Toolbars/Power Objects,电源工具箱,33,执行菜单命令：View/Toolbars/Digital Objects,器件工具箱,34,元件属性的设置 图纸的设
12、计 常用编辑选项,与电路设计及绘制有关的 其它常用操作,35,设置或更改元件属性可以双击该元件或通过菜单命令Edit/Change打开Part对话框，再将鼠标指针指向其某一选项，并单击鼠标左键，即可打开选项卡进行设置。 Part对话框的Attributes选项卡。 Part对话框的Graphical Attrs 选项卡。,元件属性的设置,36,包括个选项卡，其中常用的为ttributes 和 GraphicalAttrs选项,Part对话框,37,库中定义元件名称,元件编号,路径定义,子元件序号定义,封装形式,显示元件名称,Attributes选项卡,38,元件模型,轴坐标,轴坐标,引脚颜色,
13、线条颜色,填充颜色,元件放置旋转角度,Graphical Attrs选项卡,39,自动平移功能切换,鼠标指针显示形状,格点显示形状,选取对象颜色,格点颜色,Tools/Preferences 命令,40,通过菜单命令Design/Options选择图纸大小； 通过菜单命令Design/Options选择图纸的纵向或横向、边框和底色。,图纸的设计,41,图纸方向选择,标题区形式选择,是否显示边框坐标,是否显示边框,边框颜色选择,图纸底色选择,是否显示样板,图纸的纵向或横向、边框和底色选择,42,是否自定义尺寸,图纸宽度,图纸高度,轴坐标,轴坐标,边框宽度,标准尺寸选择,图纸大小选择,43,1.3
14、.1 图形设计 1.3.2 自动标注元器件 1.3.3 电气规则检查 1.3.4 元器件列表的生成,1.3 设计结果的处理,44,打开绘图工具箱方法：1单击主工具栏上的绘图工具箱开闭按钮通过菜单命令： View/Toolbar/Drawing Toolbar,1.3.1 图 形 设 计,45,所有元件重新命名,？元件重新命名,恢复到原始状态,1.3.2 自动标注元器件,46,使用Tools/ERC(Electrical Rule Check)命令进行电气规则检查,1.3.3电气规则检查,47,Multiple net names on net 同一个网络有多个标识,Unconnected ne
15、t labels 未连接的网络标号,Unconnected power objects 未连接的电源端口,Duplicate sheet numbers 图纸编号重复,Duplicate component designators 元件标识重复,Bus label format errors 总线标号格式错误,Floating input Pins 输入引脚断路,Suppress warnings不输出警告,电气规则检查,48,点击菜单命令：Reports/Bill of Materials,1.3.4 元器件列表的生成,49,1.4.1 有关层次原理图的一些概念 1.4.2 层次化设计的基本
16、方法 1.4.3 层次化电路图间的切换 1.4.4 层次化电路的项目管理,1.4 层次化电路的设计,50,方块电路方块电路端口 I/O端口,方块电路,方块电路端口,I/O端口,1.4.1有关层次原理图的一些概念,51,自顶向下设计层次原理图,自底向上设计层次原理图,命令：design设计create sheet from symbol从符号生成图纸,命令：design设计create symbol from sheet从图纸生成符号,1.4.2 层次化设计的基本方法,52,使用菜单命令File/New，新建一个空白绘图页当做母绘图页，并命名存盘。在母绘图页上绘制方块电路及方块电路端口，根据整体
17、电路将端口连接。 执行菜单命令Design/Create Sheet From Symbol,分别在母绘图页上建立各子绘图页符号。 根据方块电路端口绘制各子电路图，并存盘。 完成层次化设计。,自顶向下设计层次原理图步骤,53,分别绘制各子电路图，并命名存盘。 使用菜单命令File/New，新建一个空白绘图页当做母绘图页，并命名存盘。 执行菜单命令Design/Create Symbol From Sheet,分别在母绘图页上建立各子绘图页符号。 连接各子绘图页符号,形成母绘图页, 完成层次化设计。,自底向上设计层次原理图步骤,54,执行菜单命令Tools/Up/Down Hierarchy。,
18、单击工具栏的 。,1.4.3 层次化电路图间的切换,55,打开/关闭项目管理面板的方法：执行命令： View/Project Manager或单击主工具栏上按钮 。,在项目管理面板中，子电路层与母电路层之间的关系一目了然。,1.4.4 项目管理,56,三个概念,两条命令,制作层次电路的方法及步骤,方块电路,方块电路端口,I/O端口,命令：create sheet from symbol从符号生成图纸,命令：create symbol from sheet从图纸生成符号,小结,57,1.5.1 新建元器件的基本步骤 1.5.2 修改原有元器件 1.5.3 保存元件库 1.5.4 绘制原理图高级技
19、巧,1.5 元件与元件库编辑,58,新建一个Schematic Library Document ，即SCH元件库文档。 用SchLibDrawingTools绘制元件图形。 放置具有电气性能的引脚。 给新元件命名。 进行CRC（ReportsComponent Rule Check)检查，即元件规则检查。 进行修改并存盘。,1.5.1 新建基本步骤,59,打开元件库数据库，选择要修改的元件库及元件。 复制该元件，给新元件命名并进行修改。 进行CRC（ReportsComponent Rule Check)检查，即元件规则检查。 进行修改并存盘。,1.5.2 修改基本步骤,60,首先将新建的元
20、件库文档存盘，保存的文件类型为*.lib，此时不能加自建的库文件。 关闭自建库文件，将自建文件导出。 再打开导出的文件，即可将*.lib文件转换为*.ddb文件。 存盘，此ddb库文件可加入。,1.5.3 保 存 元 件 库,61,元件对齐(Edit/Align) 全局修改（举例将R改为r，改字体） 图纸定位（Browse/Primitive）,1.5. 4 绘制原理图高级技巧,62,1.6.1 PCB 99 界面 1.6.2 构成 PCB 图素 1.6.3 元件封装 1.6.4 制作PCB板过程演示,1.6 PCB 99 入门,63,1.6.1 PCB 99 界面,64,导线,圆弧,焊盘,过
21、孔,尺寸标注,坐标,字符串,原点设置,多边形覆铜,内电层分割,元件,填充,粘贴,1.6.2 构成 PCB 图素,65,电阻：AXIAL0.3 AXIAL1.0 电容：RAD0.1 RAD0.4RB.2/.4 RB.5/1.0 二极管：DIODE 0.4 DIODE 0.7 三极管：TO-3 TO-220 串并口：DB9/F DB37RA/M 熔丝（FUSE）：FUSE 电位器：VR1 VR5,LibraryPcb Generic Footprints Advpcb.ddb,1.6.3 元件封装,66,集成块：,DIP系列： DIP-4 DIP-64 CFP系列： CFP-14 CFP-56,整
22、流桥：D-37 D-37R D-38D-44 D-46,LibraryPcbGeneric FootprintsGeneral IC.ddb,LibraryPcbGeneric FootprintsInternational Rectifiers.ddb,67,准备工作,绘制好原理电路图。 对电路图进行ERC检查。 进行封装形式检查。 生成网表文件。,1.6.4 制作PCB板过程,68,定制好PCB板尺寸，划定布线区域。 调入封装库元件。 调入网表文件。 自动布局。 自动布线。 对电路图进行DRC检查。,制作PCB板,69,调入封装库,手工调整,调入网表,放置元件,使用设计规则,自动布线,定义
23、PCB板,1.7 PCB 设计的流程,70,单击设计区域下方的工作板层标签KeepOut，切换到禁止布线层。 根据需要放大窗口。 执行菜单命令View/Toggle Units 进行公制/英制单位切换。 定义坐标原点。 以稍大于实际印刷电路板尺寸布放导线。,1.7.1 定义PCB板,71,元件封装库Advpcb.ddb的装入：在PCB编辑器中执行菜单命令： Design/Add/Remove Library。,1.7.2 调入封装库,72,网表的产生：在 SCH编辑器中打开电气原理图，执行菜单命令Tools/Create Netlist。 调入网表:在PCB编辑器中执行菜单命令： Design
24、/Netist。,1.7.3 调入网表,73,自动放置: 执行菜单命令Tool/AutoPlace 手工放置：执行菜单命令 Edit/Move/ComponentTools/Align Component,1.7.4 放置元件,74,执行菜单命令：Design/Rules,系统弹出设计规则修改对话框，设置各项参数。,布线规则,生产加工规则,高速电路规则,其它规则,1.7.5 使用设计规则,75,执行菜单命令：Auto Rout/Set up定义布线过程中的规则。执行菜单命令: Auto Routing 进行自动布线。,1.7.6 自动布线,76,执行菜单命令:Place/Track 手动布线。
25、执行菜单命令:Tools/Un-Route 拆除布线。,1.7.7 手动布线,77,1.8.1 单层板的制作 1.8.2 ERC检查 1.8.3 DRC检查 1.8.4 输出生产图与报表 1.8.5 3D图观看,1.8 设计结果检查与处理 单层板的制作,78,修改设计规则。 执行“DesignRules” Routing选项卡中选择Routing layers。 双击弹出“Routing Layers Rule”对话框。 “Top layer”选“Not Used” 按照双层板制作步骤生成PCB。,1.8.1 单层板的制作,79,1.8.2 ERC检查,ERC表就是电气规则检查表，用于检查电路
26、图是否有问题。当进行ERC检查时，点击菜单命令Tools-ERC,屏幕上就会出现如图所示的电器规则检查设置对话框。,80,1.8.3 DRC检查,执行菜单命令：Tools/Design Rule Check,81,执行菜单:Reports 中各命令,印刷电路板统计信息,印刷电路板元件清单,印刷电路板钻空数据文件,1.8.4 输出生产图与报表,82,1.8.5 3D图观看,Protel 99SE 新增有3D功能，可以让设计者在加工PCB之前看到清晰的三维立体效果。三位效果的印制电路板如图所示。,83,1.9 电路板的设计规则,1.9.1 设计规则 1.9.2 设计规则检查,84,1.9.1 设计规则,电路板的自动布线是根据系统的设计规则来进行的，而设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率。设计规则的合理性在很大程度上依靠用户的设计经验。点击菜单命令Design-Rule,则会出现如下图所示的设计规则设置对话框。,85,设计规则：,86,1.9.2 设计规则检查,自动布线结束后，可以利用设计规则检查功能进行规则检查，来检查布线结果是否满足所设定的布线要求。在手工布线中，也可以随时进行设计规则检查，或者让系统实时规则检查来保证手工布线符合设定的布线要求。,87,例：下图为简易振荡器的电路原理图,88,电阻的形状和封装,89,电容的形状和封装,90,门电路及其封装,91,电源和地,
