基于Protel 99SE软件制作智能宿舍管理系统

第44页共44页目录摘要………………2一、前言……………3二、Protel99SE的安装与卸载……5三、原理图制作………10软件的启动……………………10添加库文件………25放置/编辑元件…………………25布局连线……………27生成电路图各项报表……………30文档的打开、关闭、删除和恢复………………31四、PCB板制作……………34创建设计文件和装载网络表……34布局…………………37布线……………………39五、设计心得体会……………42参考文献……………………43摘要本篇设计使用Protel99SE软件制作智能宿舍管理系统主从机电路的PCB板。概述了利用软件制作电路板的全过程。从元器件的选择、调整，版面的设计，元器件的连接，网络表格的生成到最后的线路的布置。将简单的电路板的制作过程呈献给大家。将理论中的电路图通过软件制作与现实的生产电路板联系起来，我们通过protel99SE软件将零散的元器件整合在一起，并将其制作成PCB，便于生产厂家生产。做到理论联系实际，做到学以致用的目的。Protel制图是电子工程师、硬件工程师、电子技术支持工程师、PCB工程师等岗位人员必备的知识与技能。关键字：Protel99SEPCB电路板制作 元器件 电路图前言在Protel系列产品中，Protel99SE以其强大的功能、方便快捷的操作模式和人性化的设计环境，赢得了众多电路板设计员的青睐，成为当前电路板设计的主流产品，是目前影响最大、用户最多的电子线路CAD软件包之一。Protel99SE最主要的特点就是将电路原理图编辑、电路功能仿真测试、测试PLD设计及印制电路板设计等功能融为一体，从而实现了电子设计的自动化。Protel99SE由电路工程设计、电路仿真与PLD两大部分组成。（一）、电路工程设计部分又分为：1、电路原理设计部分：电路原理图设计部分包括电路图编辑器、电路图零件库编辑器和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：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。2、印刷电路板设计系统：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器、零件封装编辑器和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。3、自动布线系统：本系统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，以实现PCB设计的自动化。（二）、电路仿真与PLD部分分为：1、电路模拟仿真系统：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：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。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、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：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。本篇设计向大家介绍了如何使用Protel99SE的方法和使用Protel99SE制作智能宿舍管理系统主从机电路原理图制作、PCB板制作。Protel99SE的安装与卸载Protel99SE的安装Protel99SE的安装很简单，与大多数Windows程序类似，只需要按照安装向导的提示进行操作即可，具体安装步骤如下。1、将Protel99SE安装光盘放入光驱，系统会自动运行安装向导程序，弹出如图1.1所示的安装界面。也可以打开光盘文件找到Protel99SE文件夹中的Setup.exe文件，在该文件图标上双击，运行此文件，进入安装程序。图1.1进入安装界面2、单击Next按钮，会出现如图1.2所示的界面，这里用户可以分别在Name和Company文本框中输入注册姓名和公司名称，在AccessCode中要求输入Protel99SE产品的序列号，然后单击Next按钮，进入如图1.9所示的界面。3、在如图1.3所示的界面中会提示当前的安装路径，可以单击Browse按钮进行修改，如图1.4所示。选择好安装路径，单击Next按钮。4、这时会进入选择安装类型界面，如图1.5所示，一般选择Typical(典型安装)。单击Next按钮，进入下一步。5、如图1.6所示，这时系统提示创建开始菜单，单击Next按钮进入下一步。6、设置完成，单击Next按钮将开始安装，如图1.7所示。如果需要更改设置，则可以单击Back回到上一步骤进行修改。图1.2输入用户名和产品序列号图1.3提示安装路径界面图1.4选择安装路径图1.5选择安装类型图1.6创建开始菜单图1.7完成设置安装过程如图1.8所示。图1.8软件安装过程7、安装完成后会出现如图1.9所示的界面，单击Finish按钮完成安装。图1.9安装完成如果安装的Protel99SE不是最新版本，则最好安装升级包，这样能够保证程序拥有最好的性能，方便后面的学习和使用。目前最新的升级包是ServicePack6，双击其安装文件，出现如图1.10所示的确认界面，选择同意协议内容继续，则更新程序会自动搜索到机器中安装的Protel99SE程序，如图1.11所示，单击Next按钮确认开始升级，如图1.12所示。更新完成后出现如图1.13所示的界面，单击Finish按钮完成。至此就安装好了Protel99SE程序。图1.10确认安装ServicePack6图1.11升级包安装位置图1.12图1.13完成安装Protel99SE的卸载Protel99SE的卸载过程也很简单，打开安装光盘中的Setup.exe文件，将出现如图1.14所示的界面，选择其中的Modify(修改)选项可以添加或删除组件，如果安装的Protel99SE程序出现了问题，则可以选择其中的Repair(修复)选项，单击Next按钮确认，则程序会对所安装的Protel99SE文件进行修复，如果问题仍然存在，则需要重新安装或者寻求帮助。如果确定要删除程序，则选择最后一项Remove(移除)，单击Next按钮，弹出如图1.15所示的确认对话框，单击【确定】按钮，即可删除Protel99SE程序。图1.14卸载界面图1.15卸载确认对话框此外，在Windows的“控制面板”中通过“添加删除程序”选项也可以实现Protel99SE的卸载。原理图制作软件启动打开Protel99SE的方式通常打开Protel99SE的方法有三种方法一：一般安装完成Protel99SE软件时，系统会默认在桌面建立快捷方式即“Protel99SE的桌面快捷方式”，如下图所示：方法二：从开始菜单的程序中找到Protel99SE的启动图标，即可启动软件（如下图所示）。方法三：进入软件所存放的硬盘，从ProgramFiles文件夹中找到所需的启动图标运行软件，如下图所示：（软件所在的文件夹）（99SE文件夹）（99SE启动图标）Protel99SE的基本功能：在启动Protel99SE之后，进入主菜单，下面分别对三个主菜单进行简要的介绍。1、菜单栏Protel99SE主窗口界面菜单栏是启动各种编辑器和设置系统参数的入口，主要包括File（文件）、View（视图）、Help（帮助）三个主菜单。File菜单主要用于文件的管理，通常包括新建设计文件、打开已有的设计文件和保存当前设计文件等功能。如图2.1所示。图 2.1【File】菜单中各菜单命令的功能如下：【New】（新建）：执行该菜单命令可以新建一个设计数据库文件(Designdatabase),文件的类型为“ProtelDesignFile”,文件后缀名为“.ddb”。【Open】（打开）：执行该菜单命令可以打开Protel99SE可以识别已有设计文件。【Exit】（退出）：退出Protel99SE主窗口界面。【View】菜单用于【DesignManage】（设计管理器）、【StatusBar】（状态栏）和【CommandStatus】（命令栏）的打开与关闭。如图2.2所示图 2.2【Help】菜单【Help】菜单主要用于打开帮助文件。如图2.3所示。图 2.32、工具栏Protel99SE的工具栏如右图所示。工具栏各按钮的功能如下：按钮:打开或关闭文件管理器按钮：打开一个设计文件按钮：打开帮助文件3、状态栏和命令行状态栏和任务行用于显示当前的工作状态和正在执行的命令。状态栏和命令行的打开和关闭可以利用【View】菜单进行设置。4、浏览器管理窗口和工作窗口在Protel99SE主窗口界面中，如果不激活任何涉及服务程序，则浏览器窗口和工作窗口将处于空闲状态，其内容不可编辑。只有当原理图设计、原理图符号设计、PCB电路板设计或元器件封装库设计等服务程序被激活时，才可以在浏览器管理窗口中浏览图件，以及在工作窗口中进行设计。5、Protel99SE的文件存储方式Protel99SE系统为用户提供了两种可选择的文件存储方式，【WindowsFileSystem】（文档方式）和【MSAccessDatabase】(设计数据库方式)，如图2.4所示。图 2.4【WindowsFileSystem】:当选择文档方式存储电路板设计文件时，系统将会首先创建一个文件夹，而后将所有的设计文件存储在该文件夹下。系统在存储设计文件时，不仅存储一个集成数据库文件，而且还会将数据库文件中的所有设计文件都独立地存储在该文件夹下。【MSAccessDatabase】:当选择设计数据库方式存储电路板设计文件时，系统只在使用者指定的硬盘空间上存储一个设计数据库文件。不管选用哪一种文件存储方式Protel99SE都是设计浏览器来组织设计文档，即在设计浏览器下创建文件，并将所有设计文件都存储在一个设计数据库文件中。6、文件自动存盘功能电路板的设计过程往往很长，如果在设计过程中遇到一些突发事件，如停电、运行程序出错等，就会使正在运行的设计工作被迫终止而又无法存盘，使得已经完成的工作全部丢失。为了避免这种情况发生，就需要在设计过程中不断存盘。Protel99SE有文件自动存盘功能，通过对自动存盘参数惊醒设置，就可以满足文件自动备份的要求。这样既可以保证了设计文件的安全性，又可以省去了很多麻烦。<自动存盘参数的设置>（1）、单击菜单栏上的按钮，选取菜单命令【Preferences...】,打开设计浏览器参数设置对话框，如图2.5所示。图 2.5（2）、单击按钮，打开自动存盘参数设置对话框，如图2.6所示。图 2.6该对话框中各选项参数的意义如下。①选中【Enable】选项前的复选框，表示启用自动存盘功能，并且在后面的选项框中可以设定自动存盘的间隔时间。用户一旦启用了自动存盘功能，并且设定了相应的存储间隔时间，则系统将会在用户指定的时间内自动对当前工作窗口中激活的设计文件进行存盘。②【Number】:设计文件自动存盘的数目，系统提供的存盘数目最多可达10份，用户可以在文本框中直接输入数字或单击文本框后面的增加或减少按钮来设置该选项。③【TimeInterval】:自动存盘操作的间隔时间，其设置方法与自动存盘版本数目的设置方法相同。④选中【Usebackupfolder】该选项前的复选框，然后单击按钮，可以指定设计文件自动存盘的目录。如果不选中该项，则系统将会把文件存储到数据库文件所在的目录之下。（3）、选中【Enable】选项，启动自动存盘功能。（4）、在【Number】文本框中输入文件自动存盘的个数为3，在【TimeInterval】文本框中输入自动存盘的间隔时间为30（单位为分钟）。（5）、选中【Usebackupfolder】选项，指定保存路径。（6）、完成自动存盘参数设置后单击按钮，关闭参数设置对话框。一旦启用了自动存盘功能，系统就会在设定的时间间隔内自动将设计浏览器中处于打开状态的设计文件自动保存到指定目录下，其文件名的后缀分别为“BK1”、“BK27、设计数据库文件加密Protel99SE引入了权限管理的概念，设计者可以对设计数据库文件进行加密操作，以防止图纸泄密。<设置访问密码>（1）、选取菜单命令【File】/【NewDesign】,打开新建设计数据库文件对话框，如图2.7所示。图 2.7（2）、单击【Password】选项卡，打开设置设计数据库文件访问密码对话框。在该对话框中选中【Yes】选项，然后在【Password】文本框总输入需要设定的密码，在【ConfirmPassword】文本框中再次输入上述密码进行确认，如图2.8所示。图2.8（3）、单击按钮，即可完成设计数据库文件访问密码的设置。一旦对一个设计数据库文件设定了访问密码，当再次打开该设计文件时会弹出一个对话框，要求输入用户名和访问密码。如图2.9所示：图2.98、启动常用的编辑器通过创建一个新的设计数据文件、原理图设计文件、原理图库设计文件、原理图库设计文件、PCB电路板设计文件和元器件封装库文件来启动相应的编辑器。（1）、创建一个设计数据库文件①启动Protel99SE,打开设计浏览器。②选取菜单命令【File】/【New】，打开【NewDesignDatabase】（新建设计数据库文件）对话框，如图2.10所示。图 2.10③在【DatabaseFileName】（设计数据库文件名称）文本框中输入设计文件的名称，如上图所示，文件命名为“MyDesign.ddb”。④单击按钮，打开【SaveAs】（存储文件）对话框，然后将存储位置定位到指定的硬盘空间上，结果如图2.11所示。图 2.11⑤单击按钮，回到新建设计数据库文件对话框，确认各项设置无误后单击按钮，即可创建一个新的设计数据库文件。结果如图2.12所示。图 2.12（2）、启动原理图编辑器新建一个原理图设计文件或者打开已有的原理图设计文件，就能启动原理图编辑器。<新建一个原理图设计文件>①双击图标，打开该文件夹，将新建的原理图设计文件放置在该文件夹下。②选取菜单命令【File】/【New…】，打开【NewDocument】（新建设计文件）对话框，如图2.13所示。图 2.13③在新建设计文件对话框中单击图标，选中新建原理图设计文件选项，然后单击按钮，新建一个原理图设计文件，结果如图2.14所示。图 2.14④将原理图设计文件命名为“MyfirstSch.Sch”。⑤选取菜单命令【File】/【SaveAll】存储该设计文件，并将该文件放置在当前的设计数据库文件中。（3）、启动PCB电路板编辑器<新建一个PCB设计文件>①选取菜单命令【File】/【New…】，打开【NewDocument】对话框，如图2.15所示。图 2.15②在新建设计文件对话框中单击图标，选中新建PCB设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个PCB设计文件，结果如图2.16所示。图 2.16③将PCB设计文件命名为“MyfirstPCB.PCB”。④选取菜单命令【File】/【SaveAll】存储该设计文件。（4）、启动原理图库编辑器<新建一个原理图库设计文件>①选取菜单命令【File】/【New…】，打开新建设计文件对话框，如图2.17所示。图 2.17②在新建设计文件对话框中单击图标，选中新建原理图库设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个原理图库设计文件，结果如图2.18所示。图 2.18③将原理图库设计文件命名为“MyfirstSchLib.Lib”。④选取菜单命令【File】/【SaveAll】存储该原理图库设计文件。（5）、启动元器件封装库编辑器<新建一个元器件封装库设计文件>①选取菜单命令【File】/【New…】，打开新建设计文件对话框，如图2.19所示。图 2.19②在新建设计文件对话框中单击图标，选中新建原理图库设计文件选项，然后单击按钮，系统将会新建一个元器件封装库设计文件，结果如图2.20所示。图 2.20③将原理图库设计文件命名为“MyfirstPCBLib.LIB”。④选取菜单命令【File】/【SaveAll】存储该设计文件。添加库文件选取菜单命令File/Open，在Protel99SE的安装目录下找到并选中“DesignExporer99SE/Examples/LCDController。Ddb”。如图2.21所示：图 2.21单击“打开”按钮，即可将“LCDController.Dbd”设计数据库文件打开，如图2.22所示：图 2.22放置/编辑元件打开Protel99SE，新建文件和选择文件存储路径以及密码等各项设置。点击“”添加Sim.ddb、MiscellaneousDevices.ddb、ProtelDOSSchematiclibeary.ddb。如图2.23所示：图 2.23点击原理图设计电路界面，先从MiscellaneousDevices.ddb库中选中电阻RES2，按下Tab键编辑参数和封装好。如图2.24所示：图 2.24布局连线1、利用自身艺术性的设计，是电路的整体布局得以最佳美观。其次要让元器件相互靠近且不影响后面布线。避免之后的线路交叉和元器件的移动，影响整块版面的美观效果。在元器件放置过程中，用鼠标点住元器件按下旋转快捷键（如：空格键为逆时针旋转，X为左右翻转，Y为上下翻转，同时可移动相对位置，也可以用Tab见编辑参数，方向键也可以事先元件的水平移动。（元器件及其封装引脚如2.25所示）图 2.252、在完成每个元器件的引脚封装后，将元器件进行布局，如图2.26所示。图 2.26主机图 2.26从机3、元件布局完成后，点击工作栏中的画线图标，根据设计好的电路对各个元件进行连接（根据电路图进行连接）电路连好时在对电路进行检查看看有没有元器件漏连。（如图2.27所示）检查完毕后对该电路进行生成网络表格。图 2.27主机图 2.27从机生成电路图各项报表1、创建网络表格文件在Protel99SE中，网络表格文件是连接原理图设计和PCB设计的桥梁和纽带，是PCB自动布线的根据，在PCB编辑器中，当同步载入元件出错时，利用网络表格文件可以快速进行差错。打开生成网络表格文件的原理图设计文件。（1）、选用菜单命令Design/CreateNetlist…（2）、执行网络表格文件生成命令之后，系统会弹出生成网络表格文件选项设置对话框。如图2.28所示（3）、设置好个选项之后单击OK按钮，系统将自动生成网络表格文件，并打开网络。如图2.29所示（4）、表格文本编辑器。图 2.28图 2.292、生成元器件自动编号报表文件当原理图设计好之后，由于设计的原因需要对原理图进行修改，结果会将电路中的某些多余功能删除，同时相应的元件也会被删除，从而导致电路图中元器件的编号不连续，并有可能影响到后面的电路板的装配合调试工作。这种情况在原理图设计的初期经常发生，当出现这种情况时，通常需要对原理图设计进行重新编号。利用系统提供的元器件自动编号功能对整个原理图上设计的元器件进行重新编号，既省时又省力，尤其适用于元器件数目众多的电路设计。在对原理图设计文件进行自动编号的同时，系统将会生成元器件自动编号报表文件。文档的打开、关闭、删除和恢复1、设计文档的打开和保存前面已经提到设计文档可以通过直接双击文档图标打开，此外还可以在设计管理器中选择要打开的文档，如图2.30所示，在文档较多时使用设计管理器会带来很大的便利，同时设计管理器与适当的目录结构设计相配合，不仅能帮助用户对设计任务结构有更好的理解，还能大大提高文件管理的效率。图2.30通过设计管理器打开文件文件的保存操作与很多Windows程序类似，可以执行File菜单中相应的保存命令，还可以直接单击工具栏中的保存按钮。(2)、设计文档的关闭设计文档的关闭可以通过执行File→Close菜单命令来完成，也可以在文档标签上单击右键，从弹出的快捷菜单中选择Close命令，如图2.31所示。图2.31设计文档的关闭在右键快捷菜单中还有一项CloseAllDocuments命令，选择该命令可以一次关闭所有已打开的文件。(3)、设计文档的删除和恢复删除设计文档前需要先将要删除的文档关闭。在Documents窗口中选中想要删除的文件，选择Edit→Delete菜单命令，或单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Delete命令，或者直接使用键盘上的Delete键，在弹出的确认对话框中单击Yes按钮进行确认，即可将文档放入回收站，如图2.32所示。在开启设计管理器的情况下直接拖动文档图标到回收站也可以实现上述删除功能。图2.32设计文档的删除已经删除到回收站的文件是可以恢复的，方法如下。打开回收站窗口，选择要恢复的文档，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Restore命令，即可将所选文档恢复到原来的位置，如图2.33所示。若要彻底删除文档，可以在回收站中选中要删除的设计文档，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Delete命令，然后在弹出的确认对话框中单击Yes按钮进行确认。此外在Documents窗口选中文件，按下Shift+Delete键也可以直接彻底删除文档，这样删除的文档就不能再恢复了，因此在使用时要注意。图2.33设计文档的恢复PCB板制作创建设计文件和装载网络表原理图设计完成之后，就要进入电路板设计的第二个阶段了，即PCB电路板设计。PCB电路板设计是在PCB编辑器中完成的，因此在进行PCB电路板设计之前。需要创建一个空白的PCB设计文件。如图3.1所示：图 3.1然后进入PCB的工作界面如图3.2所示：图 3.21、在PCB编辑器中选取菜单命令Design/LodeNets…。如图3.3所示。2、在载入网络表对话框中单击Browse…按钮，打开选择网络表文件对话框。如图3.4所示。图 3.3图 3.43、利用设计同步器装入网络表和元件的具体操作步骤如下。在原理图编辑器中执行菜单命令【Design】/【UpdatePCB】，出现如图3.5所示的对话框。若有多个PCB文件，则弹出图3.6，图3.7，图3.8所示文件选择对话框。图3.5更新PCB设计对话框图3.6选择目标文件图3.7更新记录对话框图3.8载入元件及网络表4、利用原理图生成的网络表文件装入网络表和元件。生成网络表的方法，可以在原理图的设计的工作环境下，执行菜单命令【Design】/【CreateNetlist…】，可以看到随后会出现网络表文件*.net。在利用网络表文件装入网络表和元件时，可以在PCB编辑器中执行菜单命令【Design】/【NetList】，出现如图3.9所示的装入网络表的对话框。单击Browse按钮，选择网络表文件，如图3.10所示。图3.9装入网络表的对话框图3.10选择网络表文件对话框选择所需要的网络表文件，单击OK按钮，打开网络表文件，如图3.11所示。若没有错误，单击Execute按钮，载入网络表及元件，如图3.12所示。图3.11打开网络表文件图3.12载入元件及网络表布局元器件布局分为两种：自动布局和手动布局。Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行“Tools”下面的“AutoPlace”,用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动倒板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。在PCB编辑器中选中TOOLS/AutoPlacement/AutoPlacer…。如图3.13与图3.14所示。图3.13主机图 3.14从机布线在布线之前先要设置布线方式和布线规则。Protel99有三中布线方式：忽略障碍布线（Ignoreobstacle）,避免障碍布线（Avoidobstacle）,推挤布线（Pushobstacle）。我们可以根据需要选用不同的布线方式，在“Tools”工具菜单下选择“Preferences”优选项中选择不同的布线方式。也可以使用“SHIFT+R”快捷键在三种方式之间切换。如图3.15所示。图 3.15接着选择布线规则，在“Design”下选择“Rules”对话框，选择不同网络布线的线宽，布线方式，布线的层数，安全间距，过孔大小等。有了布线规则，就可进行自动布线或手动布线了。如果采用自动布线，选择“AutoRoute”菜单，Protel99支持