配套课件-任务型电子产品案例实践

第1章Protel99SE设计1.1项目介绍1.2电子线路板设计制作的基本步骤1.3Protel99SE环境介绍1.4建立设计数据库小结

1.1项目介绍

小音箱主要包括功放电路，它将电脑或其他音源输出的音频信号放大，使喇叭发声。功放电路的核心是TDA2030A功放芯片，它是目前性价比最高的功放集成电路之一，内部有完善的过载及过热保护，是入门级功放制作的绝佳选择。TDA2030A的工作电压范围较广，在 ±6V～±22V都可以正常工作，输出功率可达18W。图1.1功放电路图图1.1中，音频信号Vin1通过可调电位器W1输入，通过调节W1的旋钮，可以控制小音箱的输出音量，R13和C13构成输入选通电路，接入U11TDA2030A芯片的同相端，其输入输出系数为小音箱还包括电源部分。电源部分由变压器、桥堆、电容滤波电路构成。可以看到，TDA2030A功放电路所需的元件少而且常用，电路设计很简单，电路制作起来非常容易，可以说是一装就响。图1.2是电源电路图，J3是变压器在电路板上的接口。图1.2电源电路图

1.2电子线路板设计制作的基本步骤

1.绘制元件

Protel设计数据库提供了丰富的元件库，但是随着电子技术的发展，在设计电路原理图之前常常需要创建一个元件库中没有的新元件。创建新元件首先要在元件编辑器下新建元件并为元件命名，然后放置元件外框，最后在外框的合理位置放置元件引脚并设置属性。

2.绘制电路原理图

在原理图编辑器下，首先新建原理图；然后根据电路图的需要，将元件从元件库中取出并放到设计图纸上；之后再考虑元件之间的走线等联系，对元件的位置进行调整和修改，对元件的编号和元件封装进行定义和设置；最后利用原理图编辑器中的各类工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，形成可靠的电气连接，构成一个完整的原理图。

3.绘制元件的封装

Protel提供了标准的元件封装库。非标准元件的封装一般需要应用元件封装编辑器根据元件的实际尺寸自行制作，制作时主要设置非标准元件的外形及尺寸、管脚数、管脚类型及尺寸和管脚间距。

4.绘制印刷电路板

在电路原理图正确的情况下，首先应在PCB编辑器中规划电路板，设置电路板的外形、尺寸和电路板的电气层数；然后加载已经绘制完成的原理图，并对元件进行合理布局；再根据飞线对印刷电路板进行布线，布线时注意电气线的走线间距、线宽、走线的拐角形式并设置合理的过孔和焊盘；最后对印刷电路板进行检查。

5.制作印刷电路板

首先将绘制好的印刷电路板图打印到透明菲林上；然后将打印的印刷电路板图平铺在光刻板上并进行一定时间的曝光；曝光后的电路板经过曝光剂显影后现出线路的图像；再用腐蚀剂蚀刻电路板，蚀刻出电路后清洗电路板；最后对电路板上的焊盘和过孔进行钻孔。如果需要的话，最后可以用酒精对电路板进行清洁。

6.焊接并调试电路

在制作完成的印刷电路板上焊接元件，一般按从低到高、从密到疏的顺序焊接；所有元件都焊接完成后用眼睛观察，并用万用表等工具测量电路中是否有短路、断路、元件损坏的情况；在仔细检查后方可通电调试，调试过程中一般采用万用表、示波器等工具检查各路信号是否正常。经过仔细地焊接、调试后，电路就可以正常工作。图1.3电子线路板设计与制作的基本流程图

1.3Protel99SE环境介绍

Protel99SE是Protel公司出品的软件，是第一个包含五个核心模块的真正32位EDA工具，它是将AdvancedSCH98(电路原理图设计)、PCB98(印制电路板设计)、Route98(无网格布线器)、PLD98(可编程逻辑器件设计)、SIM98(电路图模拟/仿真)集成于一体的设计平台。本书主要使用该设计平台的前三个模块。点击图标启动Protel99SE后，进入设计数据库主窗口。主窗口分为五大部分：菜单栏、工具栏、设计管理器、状态栏和工作窗口，如图1.4所示。图1.4Protel99SE主窗口

1.4建立设计数据库

1.创建数据库

在设计环境中，执行菜单命令File | New，系统将出现如图1.5所示的新建设计数据库对话框。图1.5新建设计数据库对话框在图1.5所示新建设计数据库对话框的DatabaseFileName框中填入项目的名称，一般是英文名称且文件后缀为 .ddb；在DatabaseLocation框中选择项目保存的位置；最后单击OK按钮保存。这样就建立了一个本项目所使用的设计数据库TDA2030A.ddb，该数据库存储在电脑的E盘下。设计数据库建立后，进入设计数据库文件的主窗口，如图1.6所示。图1.6设计数据库文件主窗口

2.设计数据库的结构

(1)设计组。

(2)回收站。

(3)设计管理器。

3.文件管理

双击设计数据库中的设计管理器图标，进入该文件夹，此时该文件夹是空的。执行菜单命令File|New，或在工作窗口空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择New选项，则系统弹出如图1.7所示的选择文件类型对话框。表1.1所示为Protel99SE提供的设计文件的类型。图1.7选择文件类型对话框小结

1.根据电路的功能要求设计完成电路原理图后，再根据外形和实际电路功率等需求，可在电路原理图的基础上设计实现印刷电路板。

2.每个完整的电路设计都是在一个设计数据库 .ddb文件中实现的。

3.每个完整的电路设计基本都包括元件绘制、原理图设计、元件封装绘制和印刷电路板设计这四个步骤，分别在相应的原理图元件编辑器、原理图编辑器、元件封装编辑器和印刷电路板编辑器中实现。第2章绘制元件2.1Protel99SE自带元件库2.2原理图元件库编辑器2.3制作原理图元件小结

2.1Protel99SE自带元件库

1. MiscellaneousDevices.ddb元件库

在绘制原理图的时候，最常用的器件库就是MiscellaneousDevices.ddb，顾名思义，该库是混杂器件库，里面有最基本的电子元件，主要包括电阻、电容、

二极管、三极管、接插件、开关、逻辑门等常用元器件。MiscellaneousDevices.ddb元件库中常用元器件对照表如

表2.1所示。

2. ProtelDOSSchematicLibraries.ddb元件库

ProtelDOSSchematicLibraries.ddb是一个比较大的数据库，包括大量的常用集成元器件，如TTL器件、CMOS器件、比较器、存储器、线性器件等，以及一些著名公司，如Intel、NEC、Motorola等的某些元器件，各个子库文件对应元器件如表2.2所示。

2.2原理图元件库编辑器

1.电路元件的含义

在编辑电路原理图时，使用的是电路原理图的元件；

而在编辑印刷电路板时，使用的是电路板的元件封装(Footprint)。电路图和电路板之间沟通的渠道是元件封装，

如图2.1所示。图2.1电路图元件与电路板元件

2.元件库编辑器

在上一章中建立了设计数据库TDA2030A.ddb，存储在

E盘下。首先，我们通过设计主窗口的菜单File|Open找到E

盘下的TDA2030A.ddb数据库文件并打开，打开的界面如

图1.6所示。双击设计数据库(Documents)图标，进入该文件夹。在该文件夹中执行菜单命令File|New，或在工作窗口空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择New选项，在打开的对话框中选择，新建一个原理图元件库文件。我们需要自建的所有元件都在这个库中建立并保存，新建后的结果如图2.2所示。图2.2新建的原理图元件库文件在图2.3所示窗口左边的树形浏览器中，出现了第二个标签“BrowseSchLib”；在窗口右边则是元件编辑器的元件编辑界面。该界面是一个二维的坐标平面，中间相互垂直的线是坐标平面的坐标轴，它们的交点就是(0,0)原点，我们要用的元件就在这里绘制。该界面中同时还有两个浮动的工具栏：绘图工具栏“SchLibDrawingTools”和IEEE电气符号工具栏“SchLibIEEETools”，这两个工具栏中就是我们绘制元件所需要用到的工具。图2.3元件库编辑器窗口点击树形浏览器上的标签“BrowseSchLib”，显示原理图元件编辑器的工具栏，如图2.4所示。工具栏中第一个Components框中显示元件名称；第二个Group框中显示元件引脚相同，但是电气含义不同的一组元件，例如74ALS04和74LS04芯片就是这样的一组元件；第三个Pins框中显示的是当前元件的所有管脚的序号和名称信息。图2.4元件编辑器的工具栏

3.绘图工具栏

选择View|Toolbars|DrawingToolbar命令，将显示或者

关闭浮动的绘图工具栏。单击主工具栏上的绘图工具栏图标，也可以打开和关闭绘图工具栏。打开的绘图工具栏如图2.5所示。图2.5绘图工具栏

4. IEEE电气符号工具栏

Protel99SE系统提供的IEEE电气符号工具栏如图2.6所示。选择View|Toolbars|IEEEToolbar命令，将显示或者关闭IEEE电气符号工具栏。单击主工具栏上的IEEE工具栏图标，也可以打开和关闭IEEE电气符号工具栏。图2.6IEEE电气符号工具栏

5.快捷键操作

PageUp键：放大元件编辑界面。

PageDown键：缩小元件编辑界面。

空格键：按住鼠标左键，按空格键可以90°旋转当前鼠标选中的内容。

X键：按住鼠标左键，按X键可以水平旋转当前鼠标选中的内容。

Y键：按住鼠标左键，按Y键可以垂直旋转当前鼠标选中的内容。

Tab键：按住鼠标左键，按Tab键可以设置当前鼠标选中内容的属性。

Ctrl+X键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+X键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以剪切选中的内容。

Ctrl+C键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+C键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以复制选中的内容。

Ctrl+V键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+V键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以粘贴选中的内容。

Shift+Delete键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Shift+Delete键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以删除选中的内容。

2.3制作原理图元件

1.绘制TDA2030A功放芯片

TDA2030A功放芯片是5脚的直插式元件，它的外形和管脚数据如图2.7所示。图2.7TDA2030A功放芯片的外形和管脚数据

1)绘制芯片元件

(1)在原理图元件库编辑器工作界面上，选择Tools|NewComponent命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的新增元件工具 ，设置新建的元件名称为TDA2030_1。

(2)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的画矩形工具 

，在坐标原点放置一个矩形，即元件的外框。因为要绘制的元件TDA2030A共有5个引脚，一侧3个，另一侧2个，因此适当调整矩形的长宽，使其大约占6个栅格左右，使之显示美观大方，如图2.8所示。图2.8绘制元件的矩形外框

(3)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的画引脚工具，系统进入放置芯片引脚状态，此时光标变成十字架状，且跟随着一条黑色带电气节点指示的短线，这就是未放置的芯片引脚，如图2.9所示。图2.9芯片引脚

(4)此时，如果按键盘上的空格键，可以旋转该引脚；如果按键盘上的Tab键，可以打开该引脚的属性设计窗口，如图2.10所示。图2.10引脚属性设置窗口引脚属性设置窗口中可以设置以下参数。

Name：设置引脚名称。

Number：设置引脚序号。

Dot：在引脚上添加表示反相的圆圈标志。

Clk：在引脚上添加表示时钟的三角标志。

Electrical：设置引脚电气特性，共有八种电气特性选项。

Hidden：设置隐藏当前管脚。

ShowName：设置显示引脚名称。

ShowNumber：设置显示引脚序号。

Pin：设置引脚长度。默认单位为mil，长度为30mil。

(5)将短线移动到芯片外框的各点处，单击鼠标左键，即放置了一个引脚。需要注意的是，引脚在未放置前，引脚的前端有一个小黑点，那是引脚上的电气节点指示，表示芯片的引脚与外界导线发生电气连接，所以电气节点指示标志一定要放置在芯片引脚的外端，放置后的引脚如图2.11所示。图2.11放置后的引脚

(6)按照上述方法，依次放置其他四个引脚并更改引脚名称。注意，在放置引脚的过程中，引脚序号会自动递增。放置引脚后，双击引脚，仍然可以打开引脚的设计属性窗口，可以修改引脚的各个属性。

所有引脚放置完毕，属性设置正确后，元件就绘制完成了。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File|Save菜单保存，绘制完成的元件如图2.12所示。

图2.12绘制完成的元件

2)绘制运放元件

(1)在原理图元件库编辑器工作界面上，选择Tools|NewComponent命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的新增元件工具，设置新建的元件名称为TDA2030_2。

(2)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的放置直线工具，在坐标原点附近绘制一个三角形，表示运放的外框。适当调整三角形的长宽，使其大约占4个栅格左右，使之显示美观大方，如图2.13所示。图2.13绘制元件的三角形外框

(3)原理图元件编辑器的默认栅格值是10个单位。当我们需要绘制小于10个单位的内容时，需要重新设置原理图元件编辑器的属性。

执行菜单命令Options | DocumentOptions，出现如图2.14所示的栅格属性设置窗口。窗口中的复选框Snap和Visible分别表示在元件编辑界面上可以操作的栅格和可显示的栅格，在Snap栏中设置1表示操作的栅格大小为1个单位，在Visible栏中设置10表示可视的栅格为10个单位。

图2.14栅格属性设置窗口修改栅格大小后，仍然使用放置直线工具，绘制元件的外框，绘制后结果如图2.15所示。

图2.15绘制完成的元件外框

(4)在菜单Options | DocumentOptions中将Snap的值和Visible的值恢复为10个单位，以方便后面的引脚放置。引脚的放置与前面绘制芯片元件时的引脚放置方法相同，设置引脚的名称Name和序号Number属性后，可以得到如图2.16所示结果。图2.16绘制元件引脚(1脚：+IN，2脚：-IN，3脚：VSS，4脚：OUT，5脚：VCC)

(5)为了使绘制的元件美观漂亮，我们设置引脚的ShowName、ShowNumber属性，隐藏引脚的名称和引脚的序号；设置引脚的Pin属性为20，即引脚长20个单位。所有引脚放置完毕、属性设置正确后，元件就绘制完成了。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File | Save菜单保存，绘制完成的元件如图2.17所示。图2.17绘制完成的元件

2.绘制双路可调电阻

双路可调电阻是两个受同一旋钮控制的可调电阻，实物如图2.18所示。图2.18双路可调电阻

(1)在设计数据库“TDA2030A.ddb”打开的情况下，调

用菜单File | Open，打开Protel99SE自带的MiscellaneousDevices.lib数据库，如图2.19所示。图2.19MiscellaneousDevices.lib数据库

(2)点中MiscellaneousDevices.lib文件，切换到BrowseSchLib选项卡。在Components复合框中，选中POT1元件。POT1元件就是Protel99SE提供的可调电阻，如图2.20所示。图2.20POT1元件

(3)按住鼠标左键，沿着POT1元件拖出一个虚线框。框

住整个元件后放开鼠标左键，整个元件将变成黄色，表示选中。再按键盘上的Ctrl+C键，此时屏幕上的光标变成十字形状，表示进入复制状态，鼠标左键点击选中的元件，就复制了选中的元件，如图2.21所示。图2.21选中POT1元件

(4)切换到树形浏览器Explorer窗口，再次点击“TDA2030A.ddb”设计数据库中的自建元件库“Schlib1.Lib”。选择Tools | NewComponent命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools”的新增元件工具，新建元件“2POT”。

按Ctrl+V键，将已经复制的可调电阻元件粘贴在“2POT”的原理图元件编辑界面上。因为我们要制作双路可调电阻，因此再重复按一次Ctrl+V键，再粘贴一个可调电阻元件，结果如图2.22所示。图2.22制作双路可调电阻

(5)选择菜单Edit | Deselect | All命令，或者点击主工具

栏中的取消选中命令，可以取消元件的选中状态，如图2.23所示。图2.23取消元件选中状态

(6)这里的两个可调电阻同在一个“2POT”元件编辑器下，表示它们组合成一个元件，因此需要修改原有的元件引脚属性，特别是元件的引脚序号。因为双路可调电阻总共有2列，每列3个管脚，而且每列中间管脚是中间抽头，因此，我们将引脚属性设置为如图2.24所示的状态。

图2.24修改设置元件引脚属性

(7)最后隐藏元件引脚的名称属性和序号属性，使之

更美观。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File | Save菜单保存。

3.绘制散热器

散热器这类元件可以不用绘制原理图元件和封装，直接在印刷电路板上留出安装孔的位置即可。不过，如果绘制了散热器的原理图元件和封装，就可以在对印刷电路板进行元件布局和布电气线的时候，直接注意到散热器的安装，更有利于印刷电路板的绘制，因此这里我们也对散热器进行原理图元件的绘制。散热器的实物图如图2.25所示。图2.25散热器的实物图由于散热器没有管脚，它与印刷电路板是通过对准孔，用螺丝连接在一起的。因此如果要绘制散热器的原理图元件，只需知道散热器上螺丝固定孔的个数就可以了。一般我们用Protel99SE自带的CON×元件来代替就可以了，×表示直插元件的引脚个数，在这里就是散热器的螺丝固定孔的个数。

绘制的过程请读者自行完成，结果可参照对比图2.26所示。图2.26散热器原理图元件小结

1.Protel99SE有自带的元件库，常用的是MiscellaneousDevices.ddb和ProtelDOSSchematicLibraries.ddb两个库。若需要自建元件，则新建SchematicLibraries文件，在原理图元件编辑器中新建元件。

2．绘制TDA2030A元件的第一种方法，即绘制芯片的方法，主要用于各类芯片的绘制，大多数用于数字电路元件的绘制。

3．绘制TDA2030A元件的第二种方法，即绘制运放的方法，主要用于各类模拟元件的绘制。

4．绘制双路可调电阻的方法，即是在原有的类似原理图元件的基础上，复制并修正为自建的原理图元件。

5．元件的外观并不具有电气含义，仅仅是一种直观的符号，因此由绘制直线、绘制曲线、绘制矩形等图形工具完成。这些工具绘制的图形都是不具有电气含义的示意图形。

6．元件的引脚具有电气含义，必须由绘制引脚工具完成。有时引脚的名称和序号被隐藏了，也就是没有显示，但并不是没有填写引脚的名称和序号属性。引脚的名称是识别引脚的标识号，可以没有；但是引脚的序号是元件引脚与封装管脚之间唯一的联系，必须要正确填写。第3章原理图设计3.1电路原理图设计步骤3.2原理图编辑器3.3设置图纸参数3.4装载和放置元件3.5设置元件属性3.6连接电气线和电源3.7层次原理图小结

3.1电路原理图设计步骤

1.设置图纸参数

启动Protel99SE电路原理图编辑器，设置电路图的图纸大小及版面。设计原理图前要根据实际电路的复杂程度设计好图纸的大小、方向、网格以及标题栏等。

2.调用并布局元件

用户根据电路图的需要，将元件从元件库中取出并放到设计图纸上，然后再考虑元件之间的走线等联系，对元件的位置进行调整和修改，对元件的编号和元件封装进行定义和设置，调整元件在图纸上的位置和对齐关系，使整个原理图美观整齐。

3.原理图布线

利用Protel99SE/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，连接过程中注意形成可靠的电气连接，构成一个完整的原理图。

4.生成报表并保存

通过Protel99SE/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，通过网络表可为后续的电路板设计作准备，最后保存文件并打印输出。

至此，整个原理图设计过程完成。

原理图设计的基本流程如图3.1所示。图3.1原理图设计基本流程

3.2原理图编辑器

1.原理图含义

绘制电路原理图时，使用的原理图的元件符号和电气线等元件在Protel99SE自带的原理图元件库中，或者在原理图元件编辑器中自行创建，是对真实元件的图形逻辑示意，由引脚来表示电气特性。电路原理图就是用电气导线将元件的引脚连接而成的图形。

2.原理图编辑器

通过设计主窗口的菜单File|Open打开已建立的TDA2030A.ddb数据库文件，然后双击设计数据库中的设计管理器(Documents)图标，进入该文件夹。在该文件夹中已经有一个Schlib1.Lib文件，其中保存了在第2章中自建的几个原理图元件。在该Documents文件夹中执行菜单命令File|New，或在工作窗口空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择New选项，点击新建原理图文件。我们需要绘制的小音箱电路就在这个原理图文件Sheet1.Sch中完成，新建后的结果如图3.2所示。图3.2新建原理图文件由图3.2可以看到，在窗口左边的树形浏览器和右边的设计窗口中都显示了Sheet1.Sch文件。双击打开该文件，就可以进入原理图编辑器，如图3.3所示。点击窗口左边的树形浏览器中的第二个标签“BrowseSch”，显示原理图编辑器工具栏；窗口右边是原理图编辑界面，该界面是一个二维平面的图纸，在这里可以绘制电路原理图。图3.3原理图编辑器

3.主工具栏

选择View|Toolbars|MainTools命令，将显示或者关闭主工具栏，如图3.4所示。图3.4主工具栏

4.电气线工具栏

选择View|Toolbars|WiringTools命令，将显示或者关闭浮动的原理图电气线工具栏。单击主工具栏上的电气线工具栏图标，也可以打开和关闭电气线工具栏。打开的电气线工具栏如图3.5所示。图3.5电气线工具栏

5.电源和接地符号工具栏

选择View|Toolbars|PowerObjects命令，将显示或者关闭浮动的电源和接地符号工具栏，如图3.6所示。图3.6电源和接地符号工具栏

6.快捷键操作

PageUp键：放大元件编辑界面；

PageDown键：缩小元件编辑界面；

空格键：按住鼠标左键，按空格键可以90°旋转当前鼠标选中的内容；

X键：按住鼠标左键，按X键可以水平旋转当前鼠标选中的内容；

Y键：按住鼠标左键，按Y键可以垂直旋转当前鼠标选中的内容；

Tab键：按住鼠标左键，按Tab键可以设置当前鼠标选中内容的属性；

Ctrl+X键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+X键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以剪切选中的内容；

Ctrl+C键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+C键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以复制选中的内容；

Ctrl+V键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+V键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以粘贴选中的内容；

Shift+Delete键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Shift+Delete键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以删除选中的内容。

3.3设置图纸参数

1.设置原理图图纸属性

在原理图编辑器下，选择菜单Design | Options，可出现如图3.7所示的原理图图纸属性对话框DocumentOptions，其中的所有尺寸参数都以mil(1mil=0.0254mm)为单位。图3.7原理图图纸属性对话框在DocumentOptions对话框的SheetOptions选项卡中可以进行图纸属性的设置。

(1) Options栏：可以设置图纸横竖方向、边框类型、边界颜色和背景颜色。

(2) Grids栏：SnapOn选项设置光标的移动间距；Visible选项设置图纸显示网格的间距。

(3) ElectricalGrid栏：设置以光标所在位置为中心，向四周搜索电气节点的搜索半径，如果在此半径内有电气节点的话，就会将光标自动移到该节点上。

(4) StandardStyle栏：有各种标准尺寸大小的图纸可供选择。

(5) CustomStyle栏：可自定义图纸的大小。

2.设置文件属性

在DocumentOptions对话框中，选择Organization选项卡，如图3.8所示，可以进行文件属性的设置。图3.8设置文件属性

(1) Organization：设置公司或单位名称；

(2) Address：设置公司或单位地址；

(3) Sheet：设置该原理图的编号(No.)和其所在项目的原理图的数量(Total)；

(4) Document：设置文件的其他信息，包括本张原理图的标题(Title)、编号(No.)和版本号(Revision)。

3.4装载和放置元件

1.装载元件库

(1)鼠标单击设计管理器中的BrowseSch选项卡，然后单击Library框中的Add/Remove按钮，或者执行菜单命令Design|Add/RemoveLibrary，或者单击主工具栏中的图标，屏幕将出现如图3.9所示的ChangeLibraryFileList(改变元件库列表)对话框。该对话框的默认路径是Protel99SE自带元件库的文件夹路径，是Protel99SE的安装路径|Library|Sch。图3.9改变元件库列表对话框

(2)在查找范围框中，设置自建元件库Schlib1.Lib的路径，使自建元件库Schlib1.Lib建立在E盘的TDA2030A.ddb设计数据库中。双击TDA2030A.ddb设计数据库，或者单击TDA2030A.ddb，然后点击Add按钮，即可将TDA2030A.ddb添加(加载)到SelectedFiles框中，如图3.10所示。图3.10加载TDA2030A.ddb设计数据库

(3)加载自建元件库Schlib1.Lib后的原理图编辑器如图3.11所示。图3.11加载自建元件库Schlib1.Lib

2.放置元件

1)单个元件的放置操作

首先选中需要的元件库，然后在元件列表框中用鼠标双击需要的元件。例如放置元件4HEADER，此时屏幕上会出现一个随鼠标移动的4HEADER插座元件，如图3.12所示。每次单击鼠标左键都可以放置一个4HEADER元件，直至单击鼠标右键结束放置该元件。图3.12放置单个元件在元件没有被放置以前，即在图3.12所示的活动状态时，按空格键可旋转元件；按下X键或Y键可在X方向或Y方向镜像；按Tab键可打开编辑元件对话框；按PageUp键可以放大查看原理图；按PageDown键可以缩小查看原理图。

放置以后的元件，如图3.13所示。图3.13放置以后的元件

2)多个元件的放置操作

如果要同时操作多个元件，则可按住鼠标左键拖出一个包围多个元件的虚线外框，选取框中的多个元件，如图3.14

所示。图3.14选取多个元件放开鼠标左键，被选中的元件会变成黄色，如图3.15

所示。图3.15选中多个元件同样，选中单个元件或多个元件后，可以按空格键进行旋转操作；按X键进行水平旋转操作；按Y键进行垂直旋转操作；按Ctrl+C键，鼠标变成十字形后点击鼠标左键进行复制操作；按Ctrl+X键，鼠标变成十字形后点击鼠标左键进行剪切操作；按Ctrl+V键，鼠标变成十字形后点击鼠标左键进行粘贴操作；按Shift+Delete键，鼠标变成十字形后点击鼠标左键进行删除操作，如图3.16所示。图3.16对多个元件的操作

3.放置小音箱的元件

根据小音箱的电路功能，我们设计的小音箱的元件及其个数、原理图中的元件名称和元件所属元件库分别如表3.1

所示。根据电路的功能要求，调整元件的方向和位置，将以上元件放置如图3.17所示。图3.17放置小音箱所有元件

3.5设置元件属性

1.设置一个元件属性

放置完毕的元件如图3.18所示。图3.18中是一个电阻元件，R?是电阻元件的默认序号属性，RES1是电阻元件的默认名称属性。图3.18电阻元件把元件都放置完毕后，就要对每个元件的属性进行设置。在元件没有放置前，即元件在活动状态下，按Tab键可以打开元件属性窗口设置属性；在元件放置后，可以双击该元件打开元件属性窗口；或者用鼠标右键单击元件，选择弹出菜单中的Properties菜单选项，打开元件属性窗口。打开的元件属性窗口如图3.19所示。图3.19元件属性窗口元件主要的属性在Attributes选项卡中。Attributes选项卡包括以下属性项。

(1) LibRef：在元件库中定义的元件名称，不允许修改。

(2) Footprint：元件封装，指该元件在PCB库里的封装名称。要从电路原理图生成印刷电路板图，就一定要在本栏中指定合适的元件封装才行。具体的封装名称等将在后面的元件封装制作章节中介绍。

(3) Designator：元件序号，即显示在元件上的元件序号，默认是“*?”。

(4) PartType：显示在图纸中的元件名称，默认值与元件库中的名称LibRef一致。一般来说，元件名称对于电阻来说就是电阻的阻值，对于电容来说就是电容的容值，对于电感来说就是电感量，对于一般元件来说就是元件的名称。

(5) SheetPath：指用电路图定义元件的电路图名称，也就是利用一张电路图代表该元件的内部电路。

(6) Part：设定同一个集成器件中的第几个元件，主要是针对复合封装的元件而设的。如与门电路的第一个逻辑门为1，第二个逻辑门为2，以此类推。

(7) Selection：切换选取状态，选择该选项后，该元件为选中状态。

(8) HiddenPins：是否显示元件的隐藏引脚，选择该选项后，可以显示元件的隐藏引脚。

(9) HiddenFields：是否显示PartFields选项卡中的元件数据栏。

(10) FieldName：是否显示元件数据栏名称。

要修改的元件属性主要是Designator和PartType两个属性，在元件封装完成后，还要填写Footprint(封装属性)。Designator和PartType这两个属性可以在元件属性窗口中设置，或者在原理图编辑器下，鼠标分两次单击元件边上的序号和名称，直接修改元件序号或名称，如图3.20所示。图3.20直接修改元件序号或者双击元件边上的序号和名称，打开元件序号设置栏，在Text框中输入元件序号，并打开元件名称设置栏，在Type框中输入元件名称，如图3.21所示。图3.21修改元件序号和名称修改完毕后，原理图编辑器中显示的元件和元件的属性设置窗口分别如图3.22所示。图3.22修改后显示的元件和元件属性设置窗口

2.设置多个元件的序号属性

使用菜单命令Tools | Annotate可以打开Annotate设置框，如图3.23所示。图3.23Annotate设置框在Annotate设置框中，只需要在默认设置下点击OK按钮，就可以完成对原理图上所有元件的序号属性设置。对小音箱的电路图Sheet1.Sch进行自动设置元件序号操作，设置元件序号的电路图如图3.24所示，可以看到，所有元件名称中的“?”都由数字代替，并且这些元件序号是没有重复的。图3.24元器件自动编号之后的原理图

3.设置多个元件的其他属性

(1)按住鼠标左键，拉出选中框包围需要修改容值的电容，也就是修改名称属性的这些电容；然后放开鼠标左键，使这些元件处于选中状态；如果一次不能选中所有需要修改的元件，则可以分多次选中这些元件，最后如图3.25所示。图3.25选中需要复制属性的多个元件

(2)双击其中一个被选中的电容，打开元件属性设置窗口，如图3.26所示。图3.26电容元件的属性设置窗口

(3)点击电容元件属性设置窗口中的Global按钮，打开完整的元件属性设置窗口，在原有的元件属性栏的右边新增三栏。

完整的元件属性设置窗口如图3.27所示。图3.27完整的元件属性设置窗口

(4)在小音箱电路中，需要将6个已经选中的电容元件的元件名称(PartType)修改为22μF。因此，“AttributesToMatchBy”栏中的Selection下拉列表框中选择Same，表示只有当前选中的元件才被复制属性；“CopyAttributes”栏中的PartType框中填写这些电容的元件名称，即电容的容值为22μF；在“ChangeScope”下拉列表框中使用默认的ChangeMatchingItemsInCurrentDocument选项，表示修改的范围仅限于本原理图中的元件。填写后的元件属性设置窗口如图3.28所示。图3.28填写后的元件属性设置窗口

(5)复制元件属性设置完毕后，点击OK按钮，这6个电容元件的元件名称即都为22μF。最后点击主工具栏中的取消选择按钮，或者使用菜单Edit|Deselect|All，取消元件的选中状态即可。

4.小音箱电路原理图的元件设置

对小音箱电路原理图中的元件名称进行修改，多个相同的元件名称可以用上述复制的方法同时修改。元件的封装属性也需要修改，在后面一章介绍元件封装后，再对这些元件的封装属性进行修改。最后完成的电路原理图(不包括封装属性)如图3.29所示。图3.29小音箱电路原理图

3.6连接电气线和电源

1.连线

在所有元件放置完毕后，即可进行电路图中各对象间的连线(Wiring)操作。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立电气网络的实际连通性。

(1)要进行连线操作，可单击电路绘制工具栏上的放置电气线按钮，或者执行菜单Place|Wire，或者点鼠标右键弹出菜单选择PlaceWire，或者按P+W键，都可以将原理图从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十字，如图3.30所示。图3.30连线模式下的鼠标指针

(2)将鼠标指针指向欲拉连线的元件引脚或电气线端点，移动到元件引脚或电气线端点时，鼠标指针会由大十字变为中心有一个黑色圆点的大十字，如图3.31所示，这表示可以形成有效的电气连接。图3.31有效的电气连接点

(3)单击鼠标左键，即可设置起点。紧接着，随光标的移动即可拉出一条电气连接线，如图3.32所示。图3.32拉出电气连接线

(4)当电气线需要转弯的时候，每单击鼠标左键一次就可以定位一次转弯，如图3.33所示。图3.33电气线转弯

(5)拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键，或在任何时候双击鼠标左键，即可终止该次连线。要将连线的编辑状态切回到待命模式，可单击鼠标右键或按下Esc键。连接完毕的电气线如图3.34所示。图3.34连接完毕的电气线

(6)如果需要删除某条电气连接线，则可用鼠标左键单击需要删除的电气线，使电气线上出现灰色的点(表示可以操作该电气线)，如图3.35所示，此时，按Delete键，即可删除该电气连接线。图3.35选中要删除的电气线

(7)如果需要修改某条电气连接线，也可用鼠标左键单击需要删除的电气线，使电气线上出现灰色的点(表示可以操作该电气线)，再用鼠标左键单击电气线上灰色的点，就可以修改该电气连接线，如图3.36所示。图3.36修改电气连接线

(8)如果需要删除多条电气连接线和元件，则可以选中这些电气连接线和元件，然后按Shift+Delete键进行删除，该方法与删除多个元件的方法完全相同。

2.放置电气连接点

1)电气连接点的概念

当有两个及以上电气线连接在同一点上的时候，电路原理图会自动在连线上加上电气连接点(Junction)，如图3.37所示。图3.37电路原理图中的电气连接点在电容C1和C3管脚上的红色点就是电气连接点，它表示桥堆D2的2号管脚和电容C1的管脚相连，也和电容C3的管脚相连接。

但是对于两条交叉的电气线来说，电路原理图默认是不加上电气连接点的。没有电气连接点，就表示两条电气线不相连接；有电气连接点，表示两条电气连接线是相通的，两种情形对比如图3.38所示。图3.38对比两条电气线是否相通

2)放置电气连接点

要自行放置电气连接点，可单击电路绘制工具栏上的放置电气连接点按钮，或者执行菜单Place | Junction，或者按P+J键，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字，且出现一个小红点，如图3.39所示。图3.39放置电气连接点

3)删除电气连接点

有时候两条交叉的电气线并不连接，但是中间出现了一个电气连接点将这两条本来并不连接的电气线连接在了一起，这时就需要删除该电气连接点。删除时，鼠标左键单击电气连接点，会出现一个浮动菜单，如图3.40所示。图3.40浮动菜单当有几个对象叠在一起时，点击这些对象就会出现这个浮动菜单，要求选择其中的一个对象进行操作。点中浮动菜单中的Junction菜单后，电气连接点处于可操作状态，如图3.41所示，此时按Delete键即可删除该电气连接点。图3.41选中电气连接点

3.放置网络标号

1)网络标号的概念

有时候两个元件放置的位置离得太远，连接两个元件管脚的电气走线太长；或者多条电气线相互交叉，难以辨认相互之间的连接。这时，我们可以用网络标号来代替电气线的连接，如图3.42所示。图3.42用网络标号来代替电气线的连接

2)放置网络标号

要自行放置网络标号，可单击电路绘制工具栏上的放置网络标号按钮，或者执行菜单Place|NetLabel，或者按P+N键，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字，且出现一个虚线字符串框，如图3.43所示。图3.43放置网络标号将鼠标指针指向欲放置网络标号的位置，当鼠标的十字中心出现黑色圆点时，表示建立有效的电气连接，如图3.44所示。图3.44建立有效的电气连接此时，单击鼠标左键即可在该点放置一个网络标号，单击鼠标右键或按Esc键可退出放置电气连接点状态，放置完毕的网络标号如图3.45所示。图3.45中的NetLabel1就是一个网络标号。图3.45放置完毕的网络标号

3)修改网络标号

一般情况下，网络标号都被命名为容易识别的字符串。在网络标号没有放置以前，可以按Tab键打开网络标号属性设置窗口；或者在网络标号放置完毕以后，鼠标左键双击网络标号打开网络标号的属性设置窗口。网络标号的属性设置窗口如图3.46所示，在该属性窗口中的Net栏中可以修改网络标号。图3.46网络标号的属性设置窗口鼠标左键分两次单击网络标号也可修改网络标号，如图3.47所示。图3.47修改网络标号

4)删除网络标号

需要删除网络标号时，鼠标左键单击网络标号，出现虚线框表示网络标号处于活动状态时，按Delete键即可删除该网络标号，如图3.48所示。图3.48删除网络标号

4.放置电源端口

电源端口都是在电源工具栏中调用的。例如，鼠标点击电源工具栏PowerObjects中的电源端口，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字，并且中间带有电源端口符号，如图3.49所示。图3.49放置电源端口将鼠标指针指向将放置电源端口的位置，当鼠标的十字中心出现黑色圆点时，表示建立了有效的电气连接。此时，单击鼠标左键即可在该点放置一个网络标号，单击鼠标右键或按Esc键可退出放置网络标号状态。放置完毕的电源端口VCC如图3.50所示。图3.50放置完毕的电源端口VCC双击该电源端口，可以打开电源端口的属性设置窗口，如图3.51所示。在Net中可以修改电源端口的名称，在Style下拉列表框中可以选择电源端口显示的类型。图3.51电源端口的属性设置窗口

5.放置总线和总线分支线

总线和总线分支线分别适合应用于集成芯片的并口接口或其他接口的电气连接，例如8051单片机的P0口和74LS373锁存器的数据D口相连接。8051单片机(见图3.52(a))和74LS373锁存器(见图3.52(b))都在Protel99SE自带的ProtelDOSSchematicLabraries.Lib元件库中。图3.528051单片机和74LS373锁存器

1)放置总线

用电路绘制工具栏中的总线工具，或者使用菜单Place|Bus，或者按P+B键，鼠标指针会由空心箭头变成大十字，点击鼠标左键，在鼠标距离管脚1格的位置绘制总线，结果如图3.53所示。图3.53放置总线

2)放置总线分支线

总线分支线是总线和元件管脚之间的连接线。用电路绘制工具栏中的总线分支线工具，或者使用菜单Place|BusEntry，或者按P+U键，鼠标指针会由空心箭头变成大十字。将鼠标指向元件引脚，鼠标的十字中间出现黑色圆点表示有效的电气连接，此时单击鼠标左键，即放置一个总线分支线。单击鼠标左键，可以连续放置多个总线分支线，单击鼠标右键或按Esc键可退出放置总线分支线状态。放置完毕的总线分支线如图3.54所示。图3.54放置总线分支线

3)放置网络标号

将8051单片机的P0口和74LS373锁存器的数据D口用总线和总线分支线连接后，两个并口接口之间已经形成了有效的电气连接。但是此时并未确定P0口中的引脚和D口中的对应引脚相连接，因此需要对每个引脚添加网络标号，保证引脚的对应电气连接。

网络标号的添加在前面已经详细叙述，最后连接的结果如图3.55所示。图3.55放置网络标号

6.小音箱电路原理图的连线

通过上述的元件连线方法对小音箱的电路原理图进行电气连接，连接的结果如图3.56所示。图3.56小音箱电路原理图的连线

3.7层 次 原 理 图

1.层次原理图的概念

将整个设计项目中的各个电路模块分成若干个子电路原理图来设计，这些子电路原理图被称为该设计项目的子图。同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之间的关系，此原理图被称为该设计项目的主图。各子图与主图以及各子图之间通过输入输出接口或网络标号建立电气连接，这样就形成了此设计项目的层次原理图。一个典型的层次原理图如图3.57所示。图3.57一个典型的层次原理图

图3.58层次原理图与子电路图之间的对应关系

2.绘制子电路图

小音箱电路中的接口电路P.Sch和左声道功放电路L.Sch、右声道功放电路R.Sch三个子原理图分别如图3.59的(a)、(b)、(c)所示。(b) L.Sch子原理图图3.59小音箱电路中的子原理图（１）(c) R.Sch子原理图图3.59小音箱电路中的子原理图（２）用电路绘制工具栏中的放置I/O端口工具，或者使用菜单Place|Port，或者按P+R键，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字。将鼠标指针指向欲放置I/O端口的位置，当鼠标的十字中心出现黑色圆点时，表示建立有效的电气连接。此时，单击鼠标左键即可在该点放置一个I/O端口，再次单击鼠标左键可以设置I/O端口的长度，单击鼠标右键或按Esc键可退出放置I/O端口状态。添加I/O端口完毕的三个子电路原理图如图3.60所示。(a)添加I/O端口后的P.Sch子原理图图3.60在小音箱子原理图中添加I/O端口（１）图3.60在小音箱子原理图中添加I/O端口（２）

3.绘制层次原理图

1)手动绘制层次原理图

新建原理图Total.Sch，在文件关闭的情况下，分两次单击原理图的文件名称，或右键点击原理图符号使弹出菜单Rename，修改原理图文件的名称后缀为Prj。原理图文件后缀为Prj即表示该文件是层次原理图，如图3.61所示。图3.61新建层次原理图双击打开Total.Prj文件，在原理图编辑器界面下，首先用电路绘制工具栏中的放置方块电路工具，或者使用菜单Place|SheetSymbol，或者按P+S键，这时鼠标指针会由空心箭头变成带着绿色方块电路的大十字，如图3.62所示。

图3.62放置方块电路单击鼠标左键放置方块电路，再单击鼠标左键确定方块电路的大小。放置后的方块电路如图3.63所示。

图3.63放置后的方块电路双击方块电路，打开方块电路的属性设置窗口，设置方块电路的两个主要属性Name和Filename，如图3.64所示。图3.64方块电路的属性设置窗口方块电路的Name属性指方块电路的名称，不同的方块电路其名称也不相同；方块电路的Filename属性指该方块电路对应的子原理图名称，必须填写对应的子原理图的完整文件名称，包括文件的后缀名。鼠标左键分两次单击方块电路上的Name和Filename也可以修改方块电路的这两个属性。修改了属性后的三个方块电路如图3.65所示。图3.65修改了属性后的三个方块电路完成方块电路后，用电路绘制工具栏中的放置方块电路端口工具，或者使用菜单Place|AddSheetEntry，或者按P+A键，这时鼠标指针会由空心箭头变成一个大十字。将鼠标移动到方块电路中，单击鼠标左键，鼠标指针会变成一个带着黄色端口的十字，如图3.66所示。图3.66放置方块电路端口再单击鼠标左键，放置一个方块电路端口。在未放置方块电路端口前按Tab键，或者在放置方块电路端口后，用鼠标双击该方块电路端口，都可以打开方块电路端口的属性设置窗口，如图3.67所示。图3.67方块电路端口的属性设置窗口

Name属性是指方块电路端口的名称，该名称必须与方块电路对应的子电路图中的I/O端口名称相同；I/OType属性是指端口类型； Side属性是指方块电路端口放置在方块电路中的位置； Style属性是指方块电路端口显示的类型。方块电路端口的属性设置完毕后如图3.68所示。图3.68属性设置完毕的方块电路端口最后，用电气线或总线连接端口。在层次原理图Total.Prj中，方块电路对应子原理图中的所有I/O端口都连接在单个的引脚上，因此在层次原理图中，用电气线连接相应的方块电路端口，如图3.69所示。图3.69电气线连接相应的方块电路端口这样，在层次原理图Total.Prj中，将三个子原理图左声道功放电路L.Sch、右声道功放电路R.Sch和接口电路P.Sch连接在一起，就成为一幅完整的电路原理图。它的电路功能和3.6节中绘制的电路原理图是完全一样的。在树形浏览器中，也可以看出这四个原理图之间的关系，如图3.70所示。图3.70四个原理图之间的关系

2)自动生成层次原理图

打开新建的层次原理图Total.Prj，Protel99SE可自动生成方块电路。调用菜单Design|Createsymbolfromsheet，或者按D+Y键，显示选择文件窗口，如图3.71所示。图3.71选择文件窗口选择文件窗口中列出了本设计数据库Documents文件夹下所有的原理图文件。鼠标左键点中需要生成方块电路的原理图文件名称，点击OK按钮后出现询问窗口Confirm，如图3.72所示，该窗口主要用于确认是否需要改变方块电路端口的输入/输出方向。图3.72询问窗口Confirm选择确认修改输入/输出方向，或者选择否(表示保持原来的输入/输出方向)，层次原理图中出现方块电路，点击鼠标左键后放置该方块电路如图3.73所示。图3.73自动生成方块电路将L.Sch、R.Sch和P.Sch三个子电路原理图生成方块电路；调整方块电路中的方块电路端口位置；最后，同前面手动的方法一样，对需要连接的方块电路端口进行电气连接，完成的Total.Prj层次原理图如图3.74所示。图3.74自动生成完整的层次原理图小结

1．绘制电路原理图需要的工具都在电路绘制工具栏中选取，需要放置的电源端口都在电源工具栏中选取。

2．调用的元件在Protel99SE自带的元件库中，或者在自建元件库中。

3．元件的最主要属性是元件名称、元件序号和元件封装。元件封装将在后面章节中叙述。每个元件都必须填写该元件相应的属性。可以使用原理图元件自动设置序号菜单设置元件序号；也可以使用元件属性的复制操作将同样的属性复制给其他元件。

4．元件引脚之间用电气线连接；并口端口等接口之间可以用总线和总线分支线连接。同一幅电路原理图中相同的网络标号也表示电气连接。

5．一个电路可以分为多个子原理图，通过层次原理图将这些子原理图连接成一个完整的电路原理图。层次原理图以后缀Prj命名。层次原理图中方块电路与子原理图对应。方块电路端口和子原理图中的I/O端口对应。层次原理图中的电气连接就表示子原理图I/O端口之间的电气连接。第4章元件封装制作4.1印刷电路板的概念4.2Protel99SE自带元件封装库4.3PCB元件封装编辑器4.4创建元件封装4.5原理图元件设置封装属性4.6原理图生成网络表小结

4.1印刷电路板的概念

1.印刷电路板的概念

将电子元器件及其之间的电气连接线，制成由印刷电气线路和印制元件结合而成的导电图形，其成品板称为印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)，又称印制电路板。标准的PCB板如图4.1所示。图4.1标准的PCB板

2.印刷电路板的分类

1)按绝缘基材分

(1)刚性印刷电路板。

(2)挠性印刷电路板。

(3)刚挠结合印刷电路板。

2)按布线层数分

(1)单面板。

(2)双面板。

(3)多层板。图4.2单面板表面

图4.3单面板底面图4.4双面板表面

图4.5双面板底面

3.印刷电路板的组成要素

1)元件封装的含义

(1)直插式封装(THT封装)。

(2)表贴式封装(SMT封装)。

图4.6双列直插式封装图4.7单列直插式封装图4.8三端调压器封装

图4.9塑料有引线芯片载体封装

图4.10小尺寸封装

图4.11塑料四边引脚扁平封装

图4.12球形触点阵列封装

2)焊盘(Pad)

在Protel99SE的印刷电路板设计中，元件封装其实就是指元件在印刷电路板上对应的各个焊盘的类型、间距、大小以及元件外壳的大小和形状。直插式芯片元件的实物管脚、在Protel99SE中的元件封装以及与实际电路中的焊盘的对比如图4.13所示。图4.13直插式芯片元件实物、封装和焊盘贴片式电阻元件实物、在Protel99SE中的元件封装以及与实际电路中的焊盘的对比如图4.14所示。图4.14贴片式电阻元件实物、封装和焊盘

3)铜膜导线(ConductorPattern)

我们在印刷线路板(板上没有焊元器件，通常也称裸板)的表面可以看到的细小线路，如图4.15所示，亦称为铜膜导线或布线。图4.15裸板上的铜膜导线

4)过孔(Via)

过孔是双面板和多层板的重要组成部分，通过在各信号层间有连接关系的导线的交汇处钻孔，并在钻孔后的基材上沉积金属以实现不同导电层之间的电气连接。

5)层

层有两种概念：第一种，通常说的几层电路板是指电路板的布线层数，单层板是绝缘基板的一面具有导电图形的印刷电路板；双层板是绝缘基板的两面都有导电图形的印刷电路板，中间是由过孔连接两面的电气线；多层板的层数就代表了有几层独立的布线层，由于基板都是两面的，因此通常多层板的层数都是偶数。第二种，指Protel99SE的不同类型的工作层面，包括信号层、内部电源/接地层、机械层等，放置不同的信息以实现各种功能。

4.2Protel99SE自带元件封装库

最基本的印刷电路板(PCB)使用的元件封装都在这个元件封装库中，主要包括直插式和贴片式的电阻、电容等模拟元件和芯片的封装。PCBFootprints.lib元件封装库中常用的元件封装与对应的元件如表4.1所示。

4.3PCB元件封装编辑器

1.元件封装编辑器

打开E盘下的TDA2030A.ddb数据库文件，双击设计数据库中的设计数据库(Documents)图标，进入该文件夹。在该文件夹中执行菜单命令File | New，或在工作窗口空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择New选项，点击，在该文件夹中新建PCB元件封装库文件，新建后的结果如图4.16所示。图4.16新建PCB元件封装库文件可以看到在窗口左边的树形浏览器和右边的设计窗口都显示了PCB元件封装库文件PCBLIB1.LIB。双击打开该文件，并点击左边树形浏览器的BrowsePCBLib页面，就可以进入PCB元件封装库编辑器，如图4.17所示，在这里可以新建、修改和保存元件封装。图4.17PCB元件封装库编辑器

2.放置元件封装工具栏

Protel99SE的PCB元件封装编辑器的放置元件封装工具栏提供多种绘图工具，选择View | Toolbars | PlacementTools菜单命令，可以显示或者关闭浮动的放置元件封装工具栏；主菜单命令Place和快捷键B+P命令同样可以启动绘图工具，打开的放置元件封装工具栏如图4.18所示。图4.18放置元件封装工具栏

3.快捷键操作

PageUp键：放大元件编辑界面。

PageDown键：缩小元件编辑界面。

空格键：按住鼠标左键，按空格键可以90°旋转当前鼠标选中的内容。

X键：按住鼠标左键，按X键可以水平旋转当前鼠标选中的内容。

Y键：按住鼠标左键，按Y键可以垂直旋转当前鼠标选中的内容。

Tab键：按住鼠标左键，按Tab键可以设置当前鼠标选中内容的属性。

Ctrl+X键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+X键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以剪切选中的内容。

Ctrl+C键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+C键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以复制选中的内容。

Ctrl+V键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+V键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以粘贴选中的内容。

Shift+Delete键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Shift+Delete键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以删除选中的内容。

4.4创建元件封装

1.手动法绘制TDA2030A功放芯片封装

TDA2030A功放芯片是5脚的直插式元件，它的外形和管脚如图4.19所示。图4.19TDA2030A功放芯片的外形和管脚

1)新建元件

在PCB元件封装编辑器的窗口中，选择菜单Tools | NewComponent命令，或者直接点击左边BrowePCBLib栏中的Add按钮，弹出元件封装生成向导窗口，如图4.20所示。图4.20元件封装生成向导窗口点击元件生成封装向导窗口中的Next按钮，可以直接生成一个空白的元件，在左边BrowsePCBLib栏中的Components框中可以看到新建的空白元件封装。单击选中该新建元件封装，并选择菜单Tools | RenameComponent命令，或者直接点击左边BrowsePCBLib栏中的Rename按钮，可以修改该元件封装的名称，如图4.21所示。图4.21修改元件封装的名称

2)设置元件封装属性编辑窗口

选择菜单Tools | Library，可出现如图4.22所示的元件封装库属性对话框DocumentOptions。图4.22元件封装属性对话框在图4.22中DocumentOptions对话框中Layers选项卡的复选框中打勾，可以选择需要显示的层，在VisibleGrid下拉框中可选择网格的间距。

在DocumentOptions对话框中，选择Options选项卡，如图4.23所示。图4.23Options选项卡

3)绘制元件外形

元件的外形框没有电气特性，因此选择封装设计窗口下的TopOverlay层。在该层下，选择放置元件封装工具栏中的放置线工具，或选择菜单Place|Track命令，或直接按P+T键，系统进入放置线状态，此时光标变成十字形状，如图4.24所示。图4.24放置线状态下的光标单击鼠标左键可以拖出一条直线，单击鼠标左键可以转弯，单击右键或按Esc键可将状态切换到待命模式。观察状态栏中的X、Y坐标，以X=0为中轴线，绘制一个406mil × 189mil的矩形，矩形各顶点坐标为(-203，0)，(203，0)，(-203，189)，(203，189)，如图4.25所示。图4.25绘制矩形外形

4)放置焊盘

由于TDA2030A是直插式元件，因此焊盘默认在MultiLayer层，即连接了TopLayer层和BottomLayer层的多层。选择放置元件封装工具栏中的放置焊盘工具，或选择菜单P