Protel+99SE设计任务ver3(1)

1、Protel 99SE设计任务教学任务：PCB设计，计算机辅助设计加手工修改的方式。包括器件库准备和原理图设计，设计产品为声光控开关。启动软件，在windows的桌面或开始程序中找到Protel 99se启动，进入软件的设计环境。在Protel 99SE的设计中，注意自己的操作习惯和软件的管理方式一致，Protel 99SE设计中的DDB文件是针对产品设计的，每个DDB文件，包括了产品的所有设计文件原理图、PCB图、器件参数要求、零部件图、工艺要求、生产流程等。在Protel 99SE中的文件夹，是对应PCB文件的，每个PCB文件及该PCB相关的所有设计文件，应该在同一个文件夹中，不同PCB文

2、件及对应文件，绝对不允许放在别的PCB文件夹中。设计分两步进行：先设计后序操作需要使用的原理图和PCB器件库，准备器件；再设计用户的设计文件，包括原理图和PCB。一、 原理图器件库设计：1、 建立用户文件启动Protel 99SE软件后，在File（文件）菜单下执行New（新建文件）命令，建立DDB文件，在对话框中，设置好文件名和文件保存的位置。文件名为自己的学号加名字，为区分器件库和产品，在文件名中加lib区分，如吴广的学号是111111，文件名为：111111吴广lib.DDB，将文件放置的位置设置为D盘。记清楚自己存放文件的位置，退出计算机前把文件发到自己的U盘。DDB文件建立好后，进入

3、文件中的文件夹Documents，先建用户的原理图器件库文件，执行File菜单下New命令，选Schematic Library Documents，OK，设置器件库的文件名，双击文件图标，开始原理图器件库设计。2、 设置环境和优化在菜单Option中执行Preferences（优化项）命令：Schenatic设置Graphical Edting设置在Schenatic和Graphical Edting设置中，如上设置，Default Primtives使用缺省值，不修改。在菜单Option中执行Document Options（文档选项）命令：Document Options设置如上图设置D

4、ocument Options设置。3、 设计器件将管理器窗口切换到Browse Schlib窗口，如下图：器件库管理窗口Browse Schlib执行Tool（工具）菜单中New Component（新建器件）命令，如下图：新建器件命令按实际要求设置器件名称，有光敏电阻RG和麦克风MIC。使用Place放置命令Place放置命令如光敏电阻的放置：光敏电阻图符（1）、放置中间的矩形块：Place_Rectangle，先确定矩形块下坐标，在（0，0）点！再确定矩形块的长度和宽度（大小）。（2）、放置外圆：Place_Ares，先确定外圆的圆心，在前矩形快中心，再确定外圆的半径，要求能姜矩形快包围

5、，最后确定圆弧的区间（光敏电阻为360度，麦克风为270-90度区域）。（3）、放置光敏示意线：Place_Line,先确定线段的起点，然后确定终点，注意线段的长度。（4）、放置器件引脚：Place_Pins，执行命令后，注意器件引脚的电气连接点，引脚上提示的一圆点，为器件引脚的电气连接点，必须放置在外，方便以后使用器件时，电路的连接！按TAB键，设置引脚的属性，如下图。器件引脚属性设置对话框注意设置引脚属性设置内容，如下表：名称说明名称说明Name引脚名称Hidden引脚是否隐含Number引脚编号Show Name是否显示引脚名称Dot Symbol引脚反向标示Show Number是否显

6、示引脚编号Clk Symbol时钟引脚Pin Length引脚长度=20Electrical Type引脚电气类型引脚属性要求：1、 Name：应该是引脚的实际名称，如输入、输出等，当是电源引脚时，应该使用标准的网络标号名称，如VCC、VDD、GND等。2、 Number：应该与器件实际的引脚编号一致！3、 Dot Symbol：电路中，该器件引脚的电气特性低电平有效。4、 Clk Symbol：是否是器件的时钟引脚，输出或输入同步时钟。5、 Electrical Type：器件引脚的电气特性，包括输入、输出、时钟、电源等，为原理图电气错误检查的依据，6、 Hidden：将器件引脚隐藏，只有在

7、两种情况下，可以将引脚隐藏，一是该引脚为空（没有使用的引脚）；二是已经设置了引脚名称（电源类），并且使用网络标号自动连接引脚。7、 Show Name：需要时，设置引脚名称，并且显示。8、 Show Number：一般都设置为显示。9、 Pin Length：引脚长度，按需要设置，本次设置为20。（5）、设置器件属性：Tools_Desercription，打开属性对话框，如下图：器件属性设置对话框1、 Default Designator：在原理图中使用该器件时，缺省的器件标号。2、 Footprint：该器件的缺省封装名。原理图器件库中放置器件时，应该注意的几个问题：器件名称SCH库中名称

8、器件定义封装光敏电阻RGRB5/8-D麦克风MICRB5/91、 器件图符应该符合国标和IEEE标准，并且和大家的使用习惯一致2、 放置器件引脚时，注意引脚的电气连接点，应该在外端3、 注意引脚的编号应该与实际器件的引脚编号一致4、 设置器件属性时，注意七封装，应该与PCB器件库中的器件对应，服装名应该字符匹配。本次设计不使用IEEE Toolbar（下图）工具按钮放置器件图符，是数学、机械等图符，没有电气特性，在电子产品设计中，很少用到。放置命令Place中，部分命令与下图中按钮是一样的，这部分是电子图符，有电气特性，是电子产品的库元件专用的，在设计时应该注意与上一工具按钮的区分。二、 PC

9、B器件库设计：与原理图器件库，使用同一个DDB文件，但库文件不一样！再新建器件库，在File菜单中，执行New命令，在对话框中选择PCB Library Document，建立PCB器件库，修改库文件名，双击文件图标，进入设计。在PCB器件库设计中，注意坐标的单位，缺省环境为mil（毫英寸，1英寸=25.4mm），鼠标在设计窗口移动时。在设计窗口左下角可以看见当前鼠标坐标位置和坐标单位，若没有看见坐标显示，在View菜单中勾选Statas Bar选项，使坐标可见；然后，在View菜单中点Toggle Units（坐标切换开关），使左下角坐标显示为mm（毫米）。首先设置设计环境，执行Tool菜单

10、中Library Options命令，设置如下图：PCB器件库环境设置其中Layers设置层的选择等内容，本次不设置，本次为缺省设置。Options设置操作环境，设置参数如图中要求，其中Grids是操作用栅格，Snap部分是通用栅格，Component部分是器件单用栅格，Electrical Grid为电气捕获栅格，一定要勾选，下面的Range是电气捕获的范围，根据实际需要设置，本次设置为0.5mm，尺寸、坐标单位Measurement Unit应该根据具体使用要求设置，有毫英寸（mil）和毫米（Metric）两种，本次使用的是毫米（mm）。再设置库优化项，执行Tool菜单中Preferenc

11、es命令，见下图：优化项Options设置对话框其中Colors、Show、Defaults、Signal Intergrity不修改，保持原缺省设置，Options部分设置见上图，Display部分设置见下图。优化项Display设置对话框设置好需要的环境和优化项后，开始设计器件：新建立PCB器件库文件时，软件会自动提供一个新器件，名称为PCBCOMPONENT_1，先重新命名该器件名称，以后再增加新器件时，用户在Tools菜单中执行New Component命令，并设置新器件的名称。器件名称的命名有些统一的习惯，按器件类型分有分离器件、集成电路和接插件类，按装配方式分，有直插器件和表面贴装

12、器件（SMD），设置器件名称时，应该方便其他人认读，在设计中，打开系统的中器件库C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryPcbGeneric FootprintsAdvpcb.ddb和拷贝的Traxstd.ddb文件，认识器件封装的命名方式，如圆形两脚器件使用RB，后续数字分别为焊盘间距和外形尺寸，如电容C2，命名为RB5/8，表示为圆形器件，焊盘间距为5mm，外形尺寸为8mm；本次设计器件的命名如下表：器件名称器件封装名Foot PrintC1电容RAD4C2电解电容RB5/8C3电解电容RB4/7MIC麦克风RB5/9RG光敏电阻RB5/8-D

13、V1、V2开关二极管和稳压二极管DIODE6V3-V6整流二级管DIODE8V7、V8三极管和可控硅T3-4和T3X5RB5/8标示为，圆形器件，焊盘中心距离为5mm，外形尺寸为8mm，是有极性器件；RB5/8-D，是一与前一器件相同的另外一器件，没有极性，为区分器件，用“-D”做区分。DIODE6为二极管器件，焊盘间距为6mm；T3-4为三极管类器件，三个管脚，一直线排列，管脚间距为4mm；T3X5也是三极管类器件，但焊盘为等边三角形排列，焊盘间距为5mm。二极管形状：，片式电容（RAD4）形状：,T3-4形状：，T3X5形状：，RB类与电解电容形状：。1、 放置焊盘：执行Place菜单下P

14、ad命令，按TAB键，设置焊盘属性，如下图，其中Pad Stack（焊盘堆栈缺省设置）和Advanced（焊盘高级设置，为电气特性和PCB机加工时要求），都使用缺省设置，不做修改。焊盘属性设置对话框Properties（焊盘属性设置）是焊盘的基本设置要求：Attributes为焊盘具体特性设置，Designator为焊盘编号，也就是器件管脚号，按设计要求设置，一般只需要设置第一脚的编号“1”，后续管脚由软件自动修改；Hole Size为穿孔尺寸（也是DIP器件的引脚尺寸，可以在生产PCB时指定加工尺寸，不需要在此设置）；Layer为焊盘层设置，表面贴装器件（SMD）需要设置为对应的Top La

15、yer（顶层）或Bottm Layer（底层），插装器件直接使用Multi Layer（机械层，将所有层占用）；Rotation是设置焊盘的旋转角度，需要时设置；X、Y_Location为焊盘坐标，在具体放置中，通过坐标位置确定。X-Size和Y-Size为焊盘尺寸，根据具体要求设置，本次设计均使用2mm，当X、Y尺寸不相等时，为异形，如椭圆、长方形等。Shope是设置焊盘形状，一般为方便认读器件管脚，将“1”脚设置为特别的形状，以区分管脚，有圆形Round、方形Retangle、八角形Octagonal三种。本次管脚的设置见下表：管脚编号管脚形状1八角形2圆形3圆形注意，焊盘第一脚的位置应该

16、在坐标原点上（0，0），其他焊盘的位置应该保证与第一脚的相对尺寸，尤其是集成电路器件，因其安装的要求，必须保证相对位置的精确。2、 器件占位尺寸和图符：使用菜单中Place下的Arc（圆弧）、Track（线）确定器件的形状和占位尺寸。下面以电解电容C2和三极管V7的封装设计为例做一细致介绍：C2：先新建元件，执行Tools下New Compnent命令，在对话框中设置器件名称为“RB5/8”；然后开始放置焊盘，执行Place下Pad命令，放第一个焊盘时，在放置工程中按TAB键，设置焊盘形状为正八边形，X、Y的尺寸都是2mm，焊盘编号Designator为“1”，层使用Multi Layer，“

17、OK”后，键鼠标移动到坐标（0，0）点，点鼠标左键确定，不退出操作（不要点鼠标右键）继续放置焊盘，按TAB键，现在焊盘编号Designator为“2”，将焊盘形状调为圆形，其他不修改，“OK”后，将鼠标移动到坐标（5，0）点，两焊盘已经放置好，点鼠标右键，退出焊盘放置操作。然后执行Place下Full Circle命令，将鼠标移动到坐标（2.5，0）点（圆心），点鼠标左键确定圆心，按TAB键，将层设置为Top Layer，“OK”后再将鼠标水平移动到坐标（6.5，0）位置，点鼠标左键确定（圆的半径），器件的外形确定，点鼠标右键，退出放置操作；最后给电解电容放置一极性标示“+”号，执行Place

18、下String命令，按“TAB”键，在对话框中，将文本“Text”设置为+号，字符高度Height=1.2,宽度Width=0.12，层设置为Top Layer,“OK”后，将鼠标移动到“1”脚附近，注意，不要盖住焊盘，点鼠标左键确定，一个完整的器件已经设计好。V7（使用等边三角形焊盘分布情况）：先新建器件，执行Tools下New Compnent命令，在对话框中设置器件名称为“T3X5”；然后开始放置焊盘，执行Place下Pad命令，放第一个焊盘时，在放置工程中按TAB键，设置焊盘形状为正八边形，X、Y的尺寸都是2mm，焊盘编号Designator为“1”，层使用Multi Layer，“O

19、K”后，键鼠标移动到坐标（0，0）点，点鼠标左键确定，不退出操作（不要点鼠标右键）继续放置焊盘，按TAB键，现在焊盘编号Designator为“2”，将焊盘形状调为圆形，其他不修改，“OK”后，将鼠标移动到坐标（2.5，4.4）点，点鼠标左键确定，继续操作，按TAB键，现在焊盘编号Designator为“3”，将焊盘形状调为圆形，其他不修改，“OK”后，将鼠标移动到坐标（5，0）点，三焊盘已经放置好，点鼠标右键，退出焊盘放置操作。然后执行Place下Arc Center（不能使用Full Circle）命令，将鼠标移动到坐标（2.5，1.5）点（圆心），点鼠标左键确定圆心，按TAB键，将层设置

20、为Top Layer，线条宽度Width设置为0.1，弧起点角度Start Angle为312.5，弧终点角度End Anle为227.5，“OK”后再将鼠标水平移动到坐标（6.7，1.5）位置，点鼠标左键确定（圆的半径），器件的外形确定，点鼠标右键，退出放置操作；最后执行Place下Track命令，按“TAB”键，在对话框中，将线条宽度设置为0.1，层设置为Top Layer,“OK”后，将鼠标移动圆弧下面缺口处，从一端起点确定后，移动到另一端为终点，点鼠标左键确定，一个完整的器件已经设计好。三、 原理图设计：启动Protel 99SE软件，新建文件，执行File菜单下New命令，建立用户数

21、据库文件*.DDB，文件名为自己的学号和名字，设置文件保存位置为C盘以外的其他盘。“OK”后，双击文件名，进入设计，点Document进入文档，执行File下New新建设计文件，在文档类型中选择Schematic Document,确认后，设置文件名称，双击进入原理图设计。在Design下Options菜单中设置设计环境选项，见下图原理图设计环境设置其中Organization是单位标签信息，可以缺省，需要时进行设置，本次设计不需要，也可以设置为设计人员信息。Sheet Options是主要设置部分，其中Option部分设置图幅方向、电气标准和需要显示的内容等；Grids部分设置栅格，也是设计

22、时鼠标移动的最小间隔；Electrical Grid为电气栅格，电子产品（电气原理图）设计时，一定要勾选Enable项，Standard Style为标准图幅，下面的Custom Style是用户自选图幅，根据用户需要的图幅大小选择使用。在Tools菜单下，执行Preferences命令，设置原理图优化选项，对话框如下图原理图优化设置Graphical Editing和Default Primitives使用缺省，Schematic部分按上图设置好。将软件资源管理器窗口Explorer切换到Browse Sch部分，并且将下面的Browse下拉，切换到Libraries（器件库）部分，进行器件

23、库管理操作，见下图：原理图器件库管理软件会自带打开一缺省的器件库，可以满足一般要求，但本次设计需要另外加载两个器件库：系统的自带的器件库，在C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibrarySch中的Protel DOS Schematic Libraries.ddb，以及前面设计的用户器件库！点上图中Add/Remove按钮，进入器件库添加/移出操作，找到这两个器件库位置，用鼠标双击文件，“OK”后返回设计窗口，在Protel DOS Schematic Libraries.ddb中有多个lib文件，在用户的器件库中有一个原理图器件库文件lib和一个pcb

24、器件库文件。原理图设计中，主要设计的两部分内容：使用的器件、器件引脚间的连接（等电位点）。现在开始放置原理图需要的器件，以光敏电阻RG为例，在Browse窗口下找用户自己的器件库，如我的器件库是MySchlib.Lib，如下图，在线面的窗口中选择器件RG。点击下面的Place按钮，设计窗口开始放置光敏电阻，按TAB键，进入器件属性设置，如下图，设置光敏电阻的属性：光敏电阻属性设置对话框属性设置中，后三个页面直接使用缺省项；在Attributes中，Lib Ref为此器件在器件库中名称；Footprint为器件的封装名，也就是该器件在pcb器件库文件中的名字，必须正确！Designator为器件

25、的标号,光敏电阻为RG,器件，Part Type为器件参数或型号，设置好后，按“OK”键确定，一个器件已经放置好，然后在库中找其他的器件，继续放置。设计的原理图见下页。需要放置的器件，见下表：器件器件标号SCH库名SCH库中器件名字PCB库中封装电阻R1R7Miscellaneous Devices.libRES2AXIAL0.4电解电容C1CAPRAD4C2ELECTRO2RB5/8C3RB4/7三极管V7NPNT3-4或T3X5可控硅V8SCR稳压二极管V1DIODE TUNNELDIODE6二极管V2DIODEV3V6DIODEDIODE8电源插头JCON2RAD0.1麦克风MIC自建库

26、MICRB5/9光敏电阻RG自建库RGRB5/8-D集成电路IC自建库或protel dos sch library4011DIP14完成器件放置后，开始放置器件引脚间的连线电路中的等电位点！执行Place菜单下的Wire命令，找到需要连接的器件引脚端点，鼠标移动到该引脚时，软件会提示如图：显示一圆点，表示可以开始连线，点鼠标左键确定，开始连接，到另外一个需要连接的器件引脚时，会再提示，点鼠标左键确定即可。电源、网络标号和接地，使用下图中的工具按钮。电源使用的是网络标号，上图中的NET1，如VCC、V+、V1、V2等，接地使用的是地符号，按上面的原理图连接好电路。这部分不使用直接连接，是为了方

27、便后面PCB设计时，在布线规则中定义布线宽度。仔细检查原理图设计，要求保证没有任何错误。创建网络表，执行Design下的Netlist命令，软件自动生成当前原理图的网络表。网络表里面是两项内容：器件和等电位点。C1RAD40.1uC2RB5/8100uC3RB4/610u/25VICDIP144011开始部分说明器件，用方括号，后面是等电位点的说明，使用圆括号()。(NetV7_2IC-1R3-1V7-2)(V1_0J-1V3-1V5-2)(V+_0R7-2V3-2V4-2V8-1)(VCCC2-1IC-14R1-2R2-2R3-2R4-2R7-1V1-2)注意其中有网络标号的部分，（后是网络

28、标号的名称；没有网络标号的部分，（后是电路中器件标号和该器件的管脚号。可以通过网络表，再最后检查电路是否正确！四、 PCB设计：建立用户的PCB设计文件，在当前的用户DDB文件中直接建立，不需要另外再建DDB文件！执行File菜单下的New命令，在对话框中选择PCB Document，点OK确定，设置PCB文件名，双击文件图标，进入设计。1、 设置设计环境首先注意我们的操作环境：PCB设计是产品设计，设计中肯定会需要确定位置和大小等尺寸，在设计窗口左下角有坐标及单位，缺省状态下是毫英寸mil。当前电子产品已经开始使用多层电路板，在PCB设计状态下，设计窗口的下面一行，是PCB层切换的“面”，与

29、层相关的操作，必须进入对应的层，不然，操作将是错误的。执行View菜单下Toggle Units命令，将坐标单位切换到mm。执行Design菜单下Options命令，Layers是层管理页面，可以打开或关闭目前使用的层，方便观察PCB的设计。选Options部分操作环境设置将光标栅格设置为Snap X、Y5mm，器件栅格设置为Component X、Y=1mm，勾选电气捕获选择Electrical Grid，捕获范围设置Range=0.5mm，如上图。2、 确定电路板尺寸电路板尺寸使用机械层Multi Layer，是外框；布线区间使用的层是禁止布线区层Keep Out Layer，是内框。先设

30、置电路板尺寸，将层切换到Multi Layer，执行一般布线命令PlaceLine，键盘P/L，注意坐标，确定尺寸，在放置中，按Tab键，设置线宽为4mil或0.1mm。边框线使用层Multi Layer边框线设置宽度Line Width=4mil设置好电路板尺寸后，按一次鼠标右键，退出当前操作，但没有退出布线命令，按键盘数字键盘区的+/-号键，将层切换到Keep Out Layer层，在距离电路板尺寸边框2mm处点鼠标左键开始布线。布线要求见下图。 确定布线区间使用层Keep Out Layer电路板尺寸要求和布线区间要求3、 放置定位螺钉孔电路板螺钉孔使用机械层Multi Layer，执行

31、Plcae菜单下Via命令，开始放置电路板的螺钉孔，按TAB键设置孔属性，仅仅需要在对话框中，将Diameter设置为3mm，如下图。Via尺寸设置放置的位置见下图。4、 加载网络表执行Design菜单下的Load Nets命令，打开加载网络表对话框，如下图。网络表加载对话框然后点击Browse按钮，查找用户需要的网络表，如入下图。网络表选择对话框当网络表在当前的文件中时，直接点当前文件中的文件夹，打开Documents，然后选择对应的网络表文件，当网络表不在当前文件中，点击右边的Add按钮，在计算机中找到对应的设计文件*.DDB，选择该文件，然后在这个文件中选择需要的网络表文件即可；本次设计

32、时，网络表文件应该在自己的设计文件中，选择好网络表文件后，点击“OK”,开始加载网络表，加载后回到前一对话框，如下图。加载后，注意右边的错误显示栏“Error”，应该没有任何错误项，若有错误项时，一般有两种情况，一是器件丢失，如当前器件库中，没有该器件指定的封装，应该加载该器件库；二是器件的连接丢失，对应的是器件引脚的编号不一致，应该修改器件库中器件的引脚。网络表加载情况显示当有错误时，检查错误的类型，取消当前操作，回到原理图设计中，修改错误，直到没有任何错误标示，点击“Execute”按钮，加载网络表到当前设计的PCB文件中。见下图。5、 确定定位器件并布局电路本次设计，需要对麦克风和光敏电

33、阻进行定位操作将器件放置在指定位置，这在大部分产品中，都有相应的要求，如硬盘的插头等。用鼠标拖动对应器件到指定位置，注意不是选中状态，仅仅用鼠标拖！麦克风和光敏电阻的定位图定位好麦克风和光敏电阻后，再对其他器件进行位置调整布局。布局的要求：（1）、全局张弛有度，避免局部器件密集，其他部位器件很少。（2）、注意前后、左右器件的相互关系，相关的器件应该在附近，习惯器件间不要放置无关的器件。（3）、器件间保留足够的空间，方便以后的布线。（4）、注意拖动器件时，软件的提示！布局考虑的因素：（1）、中心器件，如本电路中的4011和三极管，整体电路是以4011为中心的，则4011不能放置的太靠边，并且，其

34、他器件应该围绕4011；三极管是一局部中心器件，电容C1和电阻R2、R3是围绕三极管的，应该靠近。（2）、信号流向，电路中，信号总是一级、一级的传递的，所以，相关的电路应该按信号的流向逐级排布，连续的两级间，不应该插入其他电路，避免电路连接的混乱。（3）、考虑好电磁特性，强弱信号间的干扰，避免电源线因为需要宽的不限无法操作，避免高频信号的相互干扰。布局是电子产品设计中很重要的能力，需要综合思考，也需要多的锻炼。6、 设置设计规则执行Design菜单下Rules命令设计规则设置对话框本次设计使用三项内容：安全距离和布线宽度！都在第一页面Routing中，安全距离设置是第一项Clearance Constraint；第三项Routing Layers是布线层的使用；最下一项Width Constraint是布线宽度设置；其他规则设置，本次设计都使用缺省值不修改，三项设置情况见下图。双击项目，进入设置！安全距离设置布线层设置在层使用设置中，在Top