Protel实训报告

1、 . . . Protel实训报告目录一、Protel软件的介绍.1二、原理图的绘制.2三、库文件的添加.8四、PCB电路图的绘制.11五、封装库文件的添加.20六、总结.221、 Protel 99SE的介绍EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机的电路设计方法。为期两周的EDA基础训练，从最开始对Protel的初步认识到现在的应用，这个过程中，我们对Protel有了更深入的认识与了解，同时也对其强大的功能有了体会。Protel99SE是EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很

2、强的数据交换能力和开放性与3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层。Protel 99SE 由两大部分组成：电路原理图设计和多层印刷电路板设计。其中电路原理图设计由两部分组成：电路图编辑器和元件库编辑器。这一部分的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。而第二部分印刷电路板设计包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电

3、路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。还有自动布线包含一个基于形状的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实我们此次实训就是利用它进行电路原理图的绘制与封装，印制电路板的设计等。Protel 99SE的电路仿真与PLD部分（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。（2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻

4、辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。（3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。使用Protel 99SE设计电路板的步骤：首先，进行电路原理图的设计。主要利用软件中提供的各种原理图绘制工具。其次，产生网络表。它是原理图和印制电路板的桥梁，描述了各元器件的连接情况。最后，设计印制电路板。主要是运用99SE的PCB来进行的。这次的实训课的容主要包括Protel的安装与使用

5、，该软件的基本功能介绍，如何在Protel中进行电路原理图的设计，怎样对元件库进行加载，电气规则检查（ERC），生成元件清单，网络表等。另外，PCB板图与封装库设计包括电路板规划、PCB板图、封装库、DRC、手工布线布局等。另外也可以进行电路仿真等，从这里也可以看出Protel的功能的多样性。Protel 99SE软件大提高了工作效率，节省了设计周期，比人工更精确更具有美观、欣赏性。它可以在设计原理图结束以后进行电气规则检查，查出设计中的错误，高了电路的安全和可靠性。出现错误之后可以即时修改，不必重新绘图大大节省了时间。在进行PCB设计时，只需确定工艺要求，然后将原理图传输到PCB板中来，在网

6、络表、设计规则和原理图的引导下布局、布线和设计规则检查，十分方便实用。二、原理图的绘制原理图的基本设计思路:1、新建电路原理图文件;二、设置图纸大小和工作环境；三、装载元件库；四、从库中选取并放置元件；五、元器件布局和连线；六、电路标注说明；七、电气规则检查或模拟；八、产生相关报表。进入 Protel 99se后首先在Documents过单击“file”，建立“Schematic Document”文件，其中可通过单击“Browse”改变文件存放位置和文件名。其次对原理图的环境进行设置，可在Design-Options中进行设置图纸大小、方向等。然后进行电路原理图的编辑。先按照已画好的电路草图

7、将所有元件找到拖放到编辑框里。元件存放在元件库中，可以在Filter中进行元件的查找，在Add/Remove里进行删除/添加元件库。找到所需元件后双击便可在编辑界面拖放。将编辑框缩小，将元件照电路的样子搭好，整体上排列匀称。接下来就可以进行局部的连线了。或者可以先将电路的各个模块先搭好，再通过框定各模块平移组合成完整的电路，取消框定要通过EditDeSelectInside Area再用鼠标框定以前选中的模块，就可以解除，表现为模块由黄色变成普通颜色。在连接各个元器件时单击图标，进行连线出现带十字线的光标，将其移动到元件的连接端，其会自动形成一连接黑点（热点，如图），单击左键开始画线，在拐弯处

8、再单击一下左键，连接到另一个元件的端点时，又会出现一个黑点，单击左键，即完成一根导线的连接，由此可完成多根导线的连接，结束画线时，点鼠标右键。如有电源和接地只需双击改变属性即可。原理图画完之后，要检查布线是否有错误，Protel 99SE提供了电气规则检查工具“ERC”。最后生成网络表，为PCB做准备。网络表生成只要在“Design”下选取“Create Netlist”即可。实例一：如下图，新建原理图文件后，设置纸大小为A4，水平方向，光标移动步长Snapon为5，显示网格，其他默认值。为了使用方便，添加元件仿真库Sim.ddb在对应的99SE安装目录。接下来就是放置元件并设置属性。三极管：

9、选中BIJ.ddb,找到2N222A三极管，双击，按Tab设置属性，元件序号Q1。放置电阻R1-4，封装为AXIAL0.3，然后放置电容C1、C2,最后放置电源地。画完原理图后需要对其进行，电气规则检查与生成网络表。在绘制过程中也出现了不少的问题。比如说：在添加库文件是不够熟练，连线时用的是按钮导致没有节点，设置电源地时不熟练等等。还有在进行最后一项电气规则检查时发现有很多的错误。经过认真地检查发现是由于连线发生了错误。但是通过我和同学的讨论，老师的指点以与对软件的不断熟悉是我克服了各种困难，完成了这图。万事开头难嘛，只有经过不断地积累实践才能熟悉软件才能操作得更熟练。实例二：如图：新建文件后

10、，从元件库中选取元件放到编辑处进行绘制。连线后双击元件进行元件的设置与改名。其中含有运算放大器，需要用到库文件的添加。在CON4的连线上的Y由图标来完成。取其中的电源地是由来实现的，然后双改变其属性。在绘制原理图时，查找XYAL时花费了很长时间。由于对元件库的不熟悉而走了许多弯路，其查找时的名称时CRYSTAL。还有在更改元件的名称时，误将lib Ref改为元件的标号而Part Type没有填写，导致原理图中的元件没有名称和数值大小。以上情况在经过我们几个同学之间的讨论终于顺利的正确的完成了这图。实例三：如图的电路，首先是对图纸的大小进行相关的设置。接着，根据电路原理图将相关的器件从元件库中找

11、出来，再根据整个电路对器件进行合理的放置与布局。器件放好之后对其进行连线，连线要用导电线。而且每个器件都需要有正确的封装，可以使网络表加载无误。在这个过程中，有一些快捷操作，如Page up Page down是对图的放大与缩小，v+d缩放视图，以显示整电路图 v+f缩放视图，以显示所有电路部件;点击place一个器件后，X是将器件关于X轴对称翻转，同样，Y是关于Y轴翻转，空格键将其旋转。另外在点击放置器件时，按下table键可以对其属性进行设置。电路原理图做好之后还要对其进行ERC检测，如有错误要进行修改。经检测，如下的原理图没有出现错误。其中仍然存在库文件中没有的元件，所以要自己进行绘制和

12、添加到元件库中。图中的Q1、Q2两个三极管与元件库中的箭头方向不符，无论如何旋转都无法得到图中的结果。这是需要设置其属性为Mirrored，此时箭头的位置和图中一致。起初有方向的二极管和电位器查找花费了很多时间。实例四：如图电路，还是先到库中查找元件。其中发光二级管的Filter为LED，D5的Filter为DIDOE TUNNEL,J1、J2的Filter为CON2。连接这图时由于元件比较多可以选择部分连线，然后总体连线。绘制此图时出现了许多不需要的节点。在放置导线的过程中，若遇导线与元件管脚相交，会在相交处自动产生一个节点，导线间的相交不一定会产生节点，需要时，可单击工具条上的图标，将其放

13、置到交叉处即可。另外，在绘制导线时不相连的交叉线也常常会自动生成节点(可能存在虚连点)，这样的节点应删除，执行菜单命令Edit/Delete，然后单击要删除的节点，也可用此法删除多余的元件，导线等。还有最初没有发现电容是有方向的，因此在电气规则检查时出现了错误。不过在同学的纠正下还是成功地解决了问题。再就是错将LED当做普通二极管。三、库文件的添加（1）、元件库的编辑与修改元件图形：1.在元件下拉列表的下面，单击Edit，打开元件编辑器。2.在编辑器中，查找要编辑的元件，然后用画图工具对元件进行修改编辑。3.修改完成，应先保存再退出。（2）、通过复制新建元件:在元件编辑器中打开一个元件，如二极

14、管，执行菜单命令Tools/Copy Component，接着执行Rename Component命令，在弹出的对话框中，填入新建的元件名，如二极管，对原图形进行修改，保存后，退出即可。（3）、用绘图工具新建元件:在元件编辑器中，单击绘图栏标签（或执行Tools/New Component命令），在弹出的对话框中，输入新建元件名，OK后，进入新元件编辑器，用绘图工具绘出元件图形，连上管脚引线，并双击引线，在弹出的对话框中，对引线属性进行设置，如图所示。（4）、创建电路图元件库单击绘图框上方的标签，进入文件夹管理窗口，依次按下FN键（即执行菜单命令File/New），在打开的对话框中双击创建电路

15、图库标签，将电路图库文件夹载入当前的文件夹管理器中，其默认名为Schlib1.Lib,双击该标签，就进入电路图图库编辑器中。（5）、往新建的元件库里添加元件:1.用绘图工具新建元件:与上述方发法一样。2.用复制、修改的方法：这和在元件库编辑元件的方法不大一样，需先打开一个元件库，进入要复制元件的编辑器，用框选的方法将元件复制在剪贴板上，再回到新建的元件库中，用粘贴板粘贴、修改、重命名并把新元件保存起来。必须把选中去除，否则在调用处理好的元件的颜色仍然是黄色的。做完以上工作后，就剩将做好的元件添加到元件库中。单击添加新元件。添加到库以后，可直接点击运用到原理图中。需要说明的是，如果上例中的运算放

16、大器，集成块等没有用此种方法绘制的话，在绘制PCB图的时候会出现两个集成块，这就造成了错误。四、PCB电路图的绘制PCB设计流程：对于初次接触印制电路板设计的我们来说，首先面临的问题就是设计工作中究竟包括哪些步骤，应从什么地方入手、各个步骤之间的衔接关系如何？因此，在利用Protel99SE设计印刷电路板之前，必须了解基本工序，也就是印制电路板的布线流程。1.绘制正确的原理图和网络表。原理图是设计PCB板的前提，而网络表是连接原理图和PCB板图的桥梁，所以在绘制PCB电路板之前一定要先得到正确的原理图和网络表。2.确定元件封装。要完成从原理图到PCB的转换，只有各个元器件对象的连接关系是不够的

17、，还必须知道每一个元件的封装形式（Footprint）。Protel99SE提供了丰富的标准元件库，在导入网络表文件，必须先加载PCB元件封装库，并且要确保所有用到的库都已载入。3.设置环境参数。用户可以根据自己的习惯设置环境参数，如栅格大小、光标捕捉大小、公制英制单位的转换以与工作层面的颜色等。另外，因为PCB板图由很多层构成，所以还需要对PCB板的图层进行设置。4.规划电路板。这一步主要是对电路板的各种物理参数进行设置，包括电路板是采用双层板还是多层板，电路板的形状、尺寸，电路板的安装方式，在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘，以与在禁止布线层上绘制PCB板的外形轮廓等等。5.导入网络

18、表。网络表中包含了各个元器件的封装形式，以与元件之间的连接关系，因此导入网络表之后就得到了PCB的后续设计的基础。6.元件的布局。应当从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等各方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件，然后布置较大的、占用空间较多的器件和电路的核心元件，最后布置外围的小元件。7.制订详细的布线规则。布线规则包括走线间距、各种线宽、过孔的大小、布线的拓扑结构等，这些规则需要根据所设计的电路板的实际情况进行设置。另外，还要在不希望有走线的区域放置填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在的布线层。8.PCB布线。这一步骤包括了手工布线、自动布线和手工调整三个小步。

19、9.电路板的引出端的处理。在实际PCB设计中，电源、接地、信号的输入和输出等端必须与外界相连，引出方式根据工艺要求而定。常见的引出方式利用焊盘引出和利用接插件引出；也可以在原理图中添加引出端，而后更新PCB板。10.敷铜与补泪滴。为了增强电路板的抗干扰能力，需要对各布线层的放置地线网络进行敷铜，根据需要可以有网格状敷铜或实心敷铜，也可以对电源网络进行敷铜。另外，还需要对所有过孔和焊盘补泪滴，对于贴片和单面板一定要加泪滴。11.进行设计规则检查。为了确保电路板图符合设计规则，以与所有的网络均已经正确连接，布线完毕后一定要做设计规则检查。这一步与前面的制订详细的布线规则是相互呼应的，一方面，可以根

20、据制定好的设计规则来检查布线错误；另一方面，如果布线过程中需要忽略某些错误，也可以对设计规则进行修改。12.调整其余层上的信息。全部调完并且通过设计规则检查之后，将所有丝印层的字符拖放到合适位置，注意尽量不要放在元件下面或过孔和焊盘的上面，对于过大的字符可适当缩小。最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息，并可用第三方提供的程序加上中文注释。13.保存和导出印制板文件。设计完成后，还要对印制板文件进行整理、存档和打印图纸等工作。此外还可以导出元件明细表，生成电子表格文档作为元件清单等。实际运用Protel设计印制线路板：1.建立PCB文件然后单

21、击OK以启用PCB。2.常用的封转库与元件的封装元件封装就是原理图中元件的Footprint。它是指实际元件焊接到电路板时，所指示的外观和焊盘位置。不同的元件可以共用同一种元件封装。同一种元件也可以有不同的封装形式。在取用焊接元件时，不仅要知道元件名称，还要知道其封装形式。元件封装可以在设计电路原理图时指定，也可在引进网络表时指定。元件封装的主要参数是形状尺寸，因为只有尺寸正确的元件才能安装并焊接在电路板上。原理图中的元件注重于元件的引脚，引脚是重要的电气对象，引脚之间的连接不能有任何错误。而PCB 图不仅注重元件引脚之间的连接，更注重元件的外形尺寸，要将引脚与引脚之间的导线连接转换成焊盘与焊

22、盘之间的铜膜线连接。系统默认的封装库如上图所示，还有与类似的封装库在Librarypcbgengyic footprints下，为Miscellaneous，只要点击Add添加即可。熟悉元件库之后，在原理图中对元件分别进行封装。3.画出电路板边界在新建的PCB中，用画出符合要求的电路板边界以规定板子大小。4.生成网络表点击Design然后再单击Create netlist：单击OK即可。5.加载网络文件首先在PCB 编辑器执行“Design Create Netlist”菜单命令，出现如下对话框：。单击Execute加载网络文件。但可能会出现错误如下图：常见的有以下的错误：（1）、出现封装库中

23、没有的元件封装，这是应当添加封装库。（2）、二极管引脚错误（3）、由于粗心打错封装。6、元件的布局应当遵循以下原则：1）元件布局应便于用户操作使用；2）尽量按照电路的功能布局，减少元件引脚间的连线长度；3）数字电路部分与模拟电路部分尽可能分开；4）特殊元件要根据不同元件的特点进行合理布局。例如，高频元件之间的连线应越短越好，这样可减小连线的分布参数和相互之间的电磁干扰。易受干扰的元件之间距离不能太近。发热元件应远离热敏元件；5）留出电路板的安装孔和支架孔以与其他有特殊安装要求的元件的安装位置。也可以使用自动布局，但布局效果不是很好。7、设定布线参数在菜单“Design/Rule”中设置布线层面

24、等其它参数，若不用设置，使用默认值即可。8、自动布线1）进行网络分类。便于对不同的网络设置不同的布线设计规则，提高设计效率；2）设置布线设计规则和参数，设置自动布线的参数包括布线层面、布线优先级别、布线的宽度、布线的拐角模式、过孔孔径类型、尺寸等，这些参数设定后，自动布线器就会依据这些参数进行自动布线。因此，自动布线的成败在很大程度上与参数的设置有关；3）设置布线方案。可对指定元件，指定焊点，指定区域进行自动布线；4）运行自动布线。执行菜单命令：“AutoRoute/ALL”最终可以生成一下图像：。利用自动布线的结果不是很令人满意，还需要用手工布线对布线结果进行相应的调整。手工调整并没有固定的

25、规则，主要是在安装、抗干扰、小型化等方面的要求，对走线宽度、走线方式等进行手工调整。还有就是在电路板上加上各种注释、标志等特殊的图案等。如：调整布线；增加信号输入输出接口；加宽电源/接地线等。五、封装库文件的添加执行菜单命令File|New，系统弹出新建文件对话框。在新建文件对话框中，选择PCB Library Document（PCB库文件）图标，单击OK按钮。在工作窗口中，用鼠标左键双击该元件库文件图标，就可进入元件封装编辑器的工作界面在BottomLayer中划焊盘，在TopOverlay中划导线。刚打开的元件封装库文件的工作窗口呈现出一个十字线（在不执行任何放大、缩小屏幕操作的情况下），十字线的中心即是坐标原点，通常在坐标原点附近进行元件封装的编辑。执行菜单命令Place|Pad，或单击放置工具栏的按钮。光标变成十字形，并带有一个焊盘。移动光标到坐标原点，单击鼠标左键放置第一个焊盘。如要测量焊盘间距离可以使用标尺，然后进行公英制转换。绘制完成后再添加到封装库中即可调用。使用向导创建元件封装：在元件封装库编辑器中，执行菜单命令Tools|New Component，或在PCB元件库管理器中单击Add按钮，系统弹出如图所示的元件封装生成向导。然后按照向导，完成