Protel中国矿业大学 电工电子教学实验中心课件

1、电子工艺实习电子工艺实习中国矿业大学 Protel中国矿业大学 Protel印刷电路板设计制作概述Protel概 述 Protel 99 SE原理图设计快速入门 原理图的后处理 网络表文件的生成印刷电路板（PCB）设计快速入门 如何提高印制电路板设计的可靠性PCB设计工程注意事项 电路设计软件介绍PROTEL 电路自动设计PROTEL是PORTEL公司在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电路设计者的首选软件。它较早在国内使用，普及率也最高，有些高校的电类专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电路设计公司都在使用它。 ORCAD EDA软件O

2、RCAD是由ORCAD公司于20世纪80年代末推出的EDA软件。它是世界上使用最广的EDA软件，每天都有上百万的电路工程师在使用它，相对于其它EDA软件而言，它的功能也是最强大的，由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版，因此在国内它并不普及，知名度也比不上PROTEL，只有少数的电路设计者使用它。它的强大功能导致了它的售价较贵，在北美地区它的世纪加强版就卖到了7995美元电路设计软件介绍 PSPICE 电路仿真 PSPICE是较早出现的EDA软件之一，1985年就由MICROSIM公司推出。在电路仿真方面，它的功能可以说是最为强大，在国内被普遍使用。，是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA

3、软件。 EWB 电路仿真软件 ） EWB(ELECTRONICS WORKBENCH EDA)软件是交互图像技术有限公司在20世纪90年代初推出的EDA软件，相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，只有16M，功能也比较单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但你绝对不可小瞧它，它的仿真功能十分强大，几乎100地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了各种工具，它的器件库中则包含了许多大公司器件库中，还可以由外部模块导入。在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件。Protel概

4、述Protel的发展演变 随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，87、88年由美国ACCEL Technologies Inc推出了第一个应用于电子线路设计软件包TANGO，这个软件包开创了电子设计自动化（EDA）的先河。这个软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国内许多科研单位还在使用这个软件包。随着电子业的飞速发展，TANGO日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了适应科学技术的发展，Protel Technology公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos

5、作为TANGO的升级版本，从此Protel这个名字在业内日益响亮。 八十年代末，Windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持Windows操作系统。 Protel也不例外，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。这些版本的可视化功能给用户设计电子线路带来了很大的方便，设计者再也不用记一些繁琐的命令，也让用户体会到资源共享的乐趣。Protel概述Protel的发展演变 九十年代中，Win95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线

6、方面却没有什么出众的表现。另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型软件不太稳定。 98年，Prote公司推出了给人全新感觉的Proel98。Protel98以其出众的自动布线能力获得了业内人士的一直好评。 99年，Protel公司又推出了最新一代的电子线路设计系统Protel99。在Protel99中加入了许多全新的特色。文件类型CAM输出配置印制电路板印制电路板库印制电路板打印电路原理图电路原理库文件表格文件文本文件波型文件新文件夹Protel概述Protel的主要特色 Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的纯32位电路设计制版系统。Pr

7、otel99提供了一个集成的设计环境，包括了原理图设计和PCB布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。其Protel99的主要特性如下：(1) Protel99系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99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。 (3) 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。设计数据库以.ddb为后缀方式，在设计管理器中统一管理。 使用设计管理器统一管理的文档是在Protel99中新提出

8、来的，以前版本中没有。 (4) 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。Protel概述Protel的主要特色 (5) PCB自动布线规则条件的复合选项极大的方便了布线规则的设计。 (6) 用在线规则检查功能支持集成的规则驱动PCB布线。 (7) 继承的PCB自动布线系统最新的使用了人工智能技术，如人工神经网络、模糊专家系统、模糊理论和模糊神经网络等技术，即使对于很复杂的电路板其布线结果也能达到专家级的水平。 (8) 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Cluster Place

9、r（组群式）和基于统计方式（Statistical Placer）。 在以前版本中只提供了基于统计方式的布局。 (9) Protel99新增加了自动布局规则设计功能，Placement标签页是在Protel99中新增加的，用来设置自动布局规则。 (10) 增强的交互式布局和布线模式，包括“Push-and-shove”（推挤）。 (11) 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。Signal Integrity标签页也是在Protel99中新增加的，用来进行信号完整性的有关规则设计。 (12) 零件封装类生成器的引入改进了零件封装的管理功能。P

10、rotel99SE原理图设计电路板设计步骤一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。1. 电路原理图的设计电路原理图的设计主要是PROTEL99的原理图设计系统（Advanced Schematic）来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。2. 产生网络表网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动布线的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。3. 印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PROTEL9

11、9的另外一个重要的部分PCB制作而言的，在这个过程中，我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成PCB制作工作。Protel99SE原理图设计电路原理图的设计过程（1）设计图纸大小。进入Protel 99/ Schematic后，首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。（2）设置Protel 99/Schematic设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。（3）放置零件。用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封

12、装进行定义和设定等工作。（4）原理图布线。利用Protel 99/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。（5）调整线路。将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。（6）报表输出通过Protel 99/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。（7）文件保存及打印输出最后的步骤是文件保存及打印输出。Protel99SE原理图设计1、启动Protel99Protel99SE原理图设计2、选取菜单File/New来新建一个设计库，出现如下图的对

13、话框。Database File Name处可输入设计库存盘文件名，点击Browse.改变存盘目录 。可点击Password选项卡用口令保护设计文件Protel99SE原理图设计出现主设计窗口 Protel99SE原理图设计3、选取File/New.打开New Document对话框，如下图，选取Schematic Document建立一个新的原理图文档 主介面零件库管理器零件管理器零件显示画图工具栏电路图绘制工具栏状态栏编辑区原理图设计系统设置图纸样本文件设置图幅步骤执行菜单命令Design/Option（或鼠标右键Document Options)图纸大小设置（Standard Style

14、-A)设定图纸方向(Orientation-Landscape)设置标题栏类型(Title Block-Standard)设置显示参考边框（Show Reference Zone）设置显示图纸边框（Show Border)设置边框颜色（Border）和工作区颜色（Sheet）设置图纸栅格（Grids）设置自动寻找电气节点（Electrical Grid）更改系统字型（Change System Font）原理图设计系统设置图纸样本文件设置文件信息对话框设置公司或单位名称Organization 设置地址设置原理图编号文件的其它信息 标题Title 编号No. 版本号Revision原理图设计系

15、统在工作平面上放置元件利用元件库管理浏览器（Component Library Browser）放置元件利用菜单命令放置元件下拉菜单命令Place/Part元件的位置调整元件属性的编辑元件的删除Edit/Delete，Del , Ctrl+Del非电气对象电气对象电气对象与非电气对象电路绘制栏与绘画工具栏画方块电路图方块电路出入口放置电路端口放置电路接点忽略ERC检查放置PCB布线指示画矩形画圆角矩形画椭圆画馅饼图放置图片阵列式放置画导线画总线画总线分支线放置网络标号放置电源及接地放置元件画直线画多边形画椭圆弧画曲线放置单行注释放置文字区块显示文档管理器放大显示保存文档放置交叉探测点恢复取消的

16、操作主工具栏介绍移动选中对象打开/关闭绘制电路运行仿真减少元件库取消操作打印文档层次图切换缩小显示粘贴打开/关闭绘制图形仿真分析设置增加元件库增加元件的单元号取消全部选择打开文档激活帮助选择区域内对象将整个文档显示在窗口剪切原理图设计系统原理图文件的管理新建原理图文件File/New 打开原理图文件File/Open关闭原理图文件File/Close关闭所有图形文件Windows/Close All保存所有图形文件File/Save All原理图设计系统建立网络表文件网络表的作用和格式产生网络表的步骤Netlist Creation对话框中的各栏定义图例原理图设计系统在工作平面上放置元件利用元

17、件库管理浏览器（Component Library Browser）放置元件利用菜单命令放置元件下拉菜单命令Place/Part元件的位置调整元件属性的编辑元件的删除Edit/Delete，Del , Ctrl+Del元器件的查找元器件的查找元器件的查找元器件的查找原理图设计系统原理图文件的管理 新建原理图文件File/New 打开原理图文件File/Open关闭原理图文件File/Close关闭所有图形文件Windows/Close All保存所有图形文件File/Save All原理图设计系统建立网络表文件网络表的作用和格式产生网络表的步骤Netlist Creation对话框中的各栏定义

18、Protel99SE原理图设计添加元件库在放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存才行。如果一次载入过多的元件库，将会占用较多的系统资源，同时也会降低应用程序的执行效率。所以，通常只载入必要而常用的元件库，其它特殊的元件库当需要时再载入。Protel99SE原理图设计添加元件由于电路是由元件（含属性）及元件间的边线所组成的，所以现在要将所有可能使用到的元件都放到空白的绘图页上。通常用下面两种方法来选取元件。（1）通过输入元件编号来选取元件（2）从元件列表中选取 元件属性DEVICE.LIB零件库常用的零件库名称如下：常用零件常用零件库名称电阻RES2二极管DIODE电容器CAP ELE

19、CTRO1电感INDUCTOR开关SW石英振荡晶体CRYSTAL三极管类PNPNPN熔丝FUSE示例取用零件列表：元件名零件图形样本名零件序号零件名电阻RES2滑线电阻POT2有极性电容器ELECTRO1三极管NPN无极性电容器CAPProtel99SE原理图设计添加元件（1）通过输入元件编号来选取元件通过菜单命令Place/Part或直接点击电路绘制工具栏上的按钮，打开如图所示的“Place Part”对话框，然后在该对话框中输入元件的名称及属性，如图所示。输入元件的编号及属性Protel99SE原理图设计添加元件Protel 99se的Place Part对话框包括以下选项。（1）Lib

20、Ref在元件库中所定义的元件名称，不会显示在绘图页中。（2）Designator流水序号。（3）Part Type显示在绘图页中的元件名称，默认值与元件库中名称Lib Ref一致。（4）Footprint包装形式。应输入该元件在PCB库里的名称。放置元件的过程中，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框 Protel99SE原理图设计添加元件2、直接从元件列表中选取该操作必须通过设计库管理器窗口左边的元件库面板来进行。下面示范如何从元件库管理面板中取一个与门元件，如图示。首先在面板上的Library栏中选取Miscellaneous Devices.

21、lib，然后在Components In Library栏中利用滚动条找到AND并选定它。接下来单击Place按钮，此时屏幕上会出现一个随鼠标移动的AND符号，放置元件的过程中，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框 Protel99SE（元件属性）编辑元件Schematic中所有的元件对象都各自拥有一套相关的属性。某些属性只能在元件库编辑中进行定义，而另一些属性则只能在绘图编辑时定义。在将元件放置到绘图页之前，此时元件符号可随鼠标移动，如果按下TAB就可打开，如图示的Part对话框。Protel99SE （元件属性）Protel99SE原理图设计

22、放置电源与接地元件 VCC电源元件与GND接地元件有别于一般的电气元件。它们必须通过菜单Place/Power Port或电路图绘制工具栏上的按钮不调用，这编辑窗口中会有一个随鼠标指针移动的电源符号，按Tab键，即出现如图所示的Power Port对话框。 Protel99SE原理图设计各种电源与接地符号放置电源与接地元件 在对话框中可以编辑电源属性，在Net栏中修改电源符号的网络名称，在Style栏中修改电源类型，Orientation修改电源符号放置的角度。电源与接地符号在Style下拉列表中有多种类型可供选择，如图所示。Protel99SE原理图设计连接线路 所有元件放置完毕后，就可以进

23、行电路图中各对象间的连线（Wiring）。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。要进行操作，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place/Wire将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针由空心箭头变为大下字。只需将鼠标指针指向欲拉连线的元件端点，单击鼠标左键，就会出现一条随鼠标指针移动的预拉线，当鼠标指针移动到连线的转弯点时，单击鼠标左键就可定位一次转弯。当拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键，可在任何时候双击鼠标左键，就会终止该次连线。若想将编辑状态切回到待命模式，可单击鼠标右键可按下Esc键。更快捷的连线方法：在待命模式，按鼠标右键，出现如图所示的右键菜单，点击Place Wire菜单项就可以进行连线。Protel99SE原理图设计放置接点 在某些情况下Schematic会自动在连线上加上节点（Junction）。但通常有许多节点要我们自己动手才可以加上的。如默认情况下十字交叉的连线是不会自动加上接点的。如图所示。要