protel实习报告.doc

Protel实习一、实习目的：1、学习和掌握硬件电路的设计方法；2、学习protel 99 SE的使用方法3、学习PCB设计的一般流程4、 学习建立元件库和封装库二、实习要求：应用Protel99独立完成键盘显示电路的原理图绘制和PCB图的绘制，熟练掌握建立元件库和封装库的操作过程，要求用总线方式连接电气线，要求使用网络标号连接元件，严格按照实物布局。三、实习内容：Protel是protel公司在80年代末推出的一款功能强大的电路CAD软件，其所设计的电子电路产品范围，涵盖了从小型的电子产品，一直到复杂的电子计算机，是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。我所学习的Protel 99 SE 是Protel公司推出的最新版本，应用于电路原理图设计、电路板设计等，他基于Windows环境，功能强大，人机界面友好，能让人们在具有最完整的功能环境下，提升设计上的品质和效率。（一）、Protel99SE简介Protel99SE由五大系统构成。1原理图设计系统-原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SCHLib。2印刷电路板设计系统-印刷电路板设计系统是用于电路板设计的 Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。3信号模拟仿真系统-信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。4 可编程逻辑设计系统-可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统的PLD设计系统。5Protel99SE内置编辑器-这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。Protel99SE的主要特色。 1Protel99SE系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99SE设计系统运行稳定而且高效。2. SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中；SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理；SmartTeam（智能工作组）技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。 3 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即组群式和基于统计方式；新增加了自动布局规则设计功能；增强的交互式布局和布线模式。4电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题； 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。5原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系； 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件；集成的原理图设计系统收集了超过60000个元器件。6通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真；可以选择超过60种工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。(二)、设计步骤用Protel99SE进行电路设计的基本步骤。1设计电路原理图电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤：(1)设置原理图设计环境；(2)放置元件；(3)原理图布线；(4)编辑和调整；(5)检查原理图；(6)生成网络表。2设计印刷电路板印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常，印刷电路板设计的具体步骤如下：(1)规划电路板；(2)设置参数；(3)装入网络表；(4)元器件布局；(5)自动布线；(6)手工调整。（三）、详细设计1设计电路原理图原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤，电路原理图设计过程如下：(1) 启动原理图设计服务器进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。(2) 设置原理图设计环境执行菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。(3) 装入所需的元件库在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择LibrarySCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。序号英文名称中文名称1Analog Devices.ddb模拟装置库2GB4728.ddb国标库3International Rectifier.ddb4Miscellaneous Devices.ddb杂件库5NSC Analog.ddbNSC 模拟库6Protel DOS Schematic libraries.ddbProtel DOS元件库7SGS Analog.ddbSGS 模拟库8NSC Analog.ddb9Spice.ddb在本设计的原理图中，没有8279元件，所以新建了8279的元件库(4)放置元件根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。(5)原理图布线利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。键盘、显示电路原理图如下：(6)编辑和调整利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。(7)检查原理图使用Protel 99 SE 的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。(8) 生成网络表网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。网络报表如下：DS1LEDREDCCDS2LEDREDCCDS3LEDREDCCDS4LEDREDCCDS5LEDREDCCDS6LEDREDCCDS7LEDREDCCDS8LEDREDCCDS9DIP-4082C79_LCYJP1HDR2X10HEADER 10X2S1KEY_BIGSW-PBS2KEY_BIGSW-PBS3KEY_BIGSW-PBS4KEY_BIGSW-PBS5KEY_BIGSW-PBS6KEY_BIGSW-PBS7KEY_BIGSW-PBS8KEY_BIGSW-PBS9KEY_BIGSW-PBS10KEY_BIGSW-PBS11KEY_BIGSW-PBS12KEY_BIGSW-PBS13KEY_BIGSW-PBS14KEY_BIGSW-PBS15KEY_BIGSW-PBS16KEY_BIGSW-PBS17KEY_BIGSW-PBS18KEY_BIGSW-PBS19KEY_BIGSW-PBS20KEY_BIGSW-PBU1DIP-8DS75451U2DIP-8DS75451U3DIP-8DS75451U4DIP-8DS75451U5DIP-20SN74LS240U6DIP-16SN74HC138(21_A0DS9-21JP1-4)(ADS1-10DS2-10DS3-10DS4-10DS5-10DS6-10DS7-10DS8-10U5-9)(A0DS9-27U5-11)(A1DS9-26U5-13)(A2DS9-25U5-15)(A3DS9-24U5-17)(BDS1-9DS2-9DS3-9DS4-9DS5-9DS6-9DS7-9DS8-9U5-7)(B0DS9-31U5-2)(B1DS9-30U5-4)(B2DS9-29U5-6)(B3DS9-28U5-8)(BDDS9-23)(CDS1-8DS2-8DS3-8DS4-8DS5-8DS6-8DS7-8DS8-8U5-5)(CLKDS9-3JP1-1)(CSDS9-22JP1-17)(DDS1-5DS2-5DS3-5DS4-5DS5-5DS6-5DS7-5DS8-5U5-3)(D0DS9-12JP1-16)(D1DS9-13JP1-5)(D2DS9-14JP1-15)(D3DS9-15JP1-14)(D4DS9-16JP1-13)(D5DS9-17JP1-12)(D6DS9-18JP1-11)(D7DS9-19JP1-9)(DPDS1-7DS2-7DS3-7DS4-7DS5-7DS6-7DS7-7DS8-7U5-12)(EDS1-4DS2-4DS3-4DS4-4DS5-4DS6-4DS7-4DS8-4U5-18)(FDS1-2DS2-2DS3-2DS4-2DS5-2DS6-2DS7-2DS8-2U5-16)(GDS1-3DS2-3DS3-3DS4-3DS5-3DS6-3DS7-3DS8-3U5-14)(GNDDS9-20JP1-10U1-4U2-4U3-4U4-4U5-1U5-10U5-19U6-8)(IRQDS9-4JP1-2)(L8DS8-1DS8-6U2-3)(NetDS1_1DS1-1DS1-6U3-5)(NetDS2_1DS2-1DS2-6U3-3)(NetDS3_1DS3-1DS3-6U1-5)(NetDS4_1DS4-1DS4-6U1-3)(NetDS6_6DS6-1DS6-6U4-3)(NetDS7_6DS7-1DS7-6U4-5)(NetU2_5DS5-1DS5-6U2-5)(RDDS9-10JP1-18)(RESETDS9-9JP1-19U6-4U6-5)(RL0DS9-38S7-1S11-1S15-1S19-1)(RL1DS9-39S3-1S6-1S10-1S14-1S18-1)(RL2DS9-1S2-1S5-1S9-1S13-1S17-1)(RL3DS9-2S1-1S4-1S8-1S12-1S16-1)(RST1JP1-7S20-2)(RST2JP1-6S20-1)(SL0DS9-32U6-1)(SL1DS9-33U6-2)(SL2DS9-34U6-3)(VCCDS9-40JP1-20U1-8U2-8U3-8U4-8U5-20U6-6U6-16)(WRDS9-11JP1-3)(Y0S1-2S2-2S3-2U3-6U3-7U6-15)(Y1S4-2S5-2S6-2S7-2U3-1U3-2U6-14)(Y2S8-2S9-2S10-2S11-2U1-6U1-7U6-13)(Y3S12-2S13-2S14-2S15-2U1-1U1-2U6-12)(Y4S16-2S17-2S18-2S19-2U2-6U2-7U6-11)(Y5U4-1U4-2U6-10)(Y6U4-6U4-7U6-9)(Y7U2-1U2-2U6-7)2印刷电路板的设计电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下：(1)启动印刷电路板设计服务器执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。(2)规划电路板根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。(3)设置参数参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。选择Routing Layer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。选择Width Constraint，对地线线宽进行设置：左键单击Add按钮，进入线宽规则设置界面，首先在Rule Scope区域的Filter Kind选择框中选择Net，然后在Net下拉框中选择GND，再在Rule Attributes区域将Minimum width、Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为1.27 mm；电源线宽的设置：在Net下拉框中选择VCC，其他与地线线宽设置相同；整板线宽设置：在Filter Kind选择框中选择Whole Board，然后将Minimum width，Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为0.635 mm。(4)装入元件封装库执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。元件封装名时指元件在印制板中出现的形式，Protel的印制板元件库ADVPCB.LIB提供了一些元件的封装。在原理图编辑中，每放置一个元件（除非）默认的封装名），系统都会要求输入其封装名。由于元件外行千差万别，选取一个合适的封装形式，也不是一件容易的事，需要从实践中积累经验。表2中列出了常用的封装。元件类别在库ADVPCB.LIB中的名称无极性电容RAD0.1-RAD0.4有极性电容RB.2/.4-RB.5/1.0电阻电阻类或无极性双端的元件AXIAL0.3-AXIAL1.0可变电阻（POT1、POT2）VR1-VR5三极管（品字封装）、FET、UJT TO-92A、TO-18、TO-5等三极管（一字封装）、FET、UJTTO92-B、VR5等普通二极管POLAR0.6、POLAR0.8、POLAR1.0、POLAR1.2整流二极管DIODE0.4、DIODE0.7石英晶体振荡器(Crystal)XTAL1IC类DIPxx（如DIP8.）电阻排、接口SIPxx(SIP9如.)(5)装入网络表执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。(6)元器件布局Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，最好采用手工布局方式。(7)自动布线Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。(8)手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。(9) 打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview，形成扩展名为PPC的文件，再执行菜单命令File/print Job，就可以打印输出印刷电路板图。附件（器件清单）Part TypeDesignatorFootprint82C79_LCYDS9DIP-40DS75451U1DIP-8DS75451U4DIP-8DS75451U2DIP-8DS75451U3DIP-8HEADER 10X2JP1HDR2X10REDCCDS3LEDREDCCDS8LEDREDCCDS1LEDREDCCDS7LEDREDCCDS2LEDREDCCDS4LEDREDCCDS6LEDREDCCDS5LEDSN74HC138U6DIP-16SN74LS240U5DIP-20SW-PBS11KEY_BIGSW-PBS3KEY_BIGSW-PBS19KEY_BIGSW-PBS14KEY_BIGSW-PBS18KEY_BIGSW-PBS16KEY_BIGSW-PBS2KEY_BIGSW