电子线路CAD设计Word文档下载推荐.docx

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1、熟练掌握使用Protel99se设计印刷电路板的全过程。

2、掌握具体的参数设置和操作。

二、设计要求

1、要求独立完成电路原理图及电路板的设计。

2、电气检验要保证没有错误。

3、生成的印刷电路板要美观大方。

三、设计步骤

1、启动Protel99se软件，建立一个设计数据库文件。

2、启动电路原理图编辑器，绘制电路原理图。

3、进行电气规则检查，无误后，生成网络表。

4、启动印刷电路板图编辑器，新建一个印刷电路板图。

5、规划电路板和电气定义（双面板）。

6、装入网络表。

7、生成印刷电路板图。

8、自动布局，手工调整。

9、自动布线，手工调整。

10、保存并打印输出。

完成期限2011.7.3至2010.7.12

指导教师

专业负责人

2011年7月1日

第1章Protel99se设计环境认识

1.1Protel99se电路板设计软件的介绍

Protel软件包是90年代由澳大利亚ProtelTechnology公司研制开发的，应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成原理图、印制板设计、可编程逻辑器件设计和电路仿真等，可以设计32个信息层，16个电源--地层和16个机加工层。

Protel99SE中主要功能模块如下：

（1）AdvancedSchematic99SE（原理图设计系统）

该模块主要用于电路原理图设计、原理图元件设计和各种原理图报表生成等。

（2）AdvancedPCB99SE（印刷电路板设计系统）

该模块提供了一个功能强大和交互友好的PCB设计环境，主要用于PCB设计、元件封装设计、报表形成及PCB输出。

（3）AdvancedRoute99SE（自动布线系统）

该模块是一个集成的无网格自动布线系统，布线效率高。

（4）AdvancedIntegrity99SE（PCB信号完整性分析）

该模块提供精确的板级物理信号分析，可以检查出串扰、过冲、下冲、延时和阻抗等问题，并能自动给出具体解决方案。

（5）AdvancedSIM99SE（电路仿真系统）

该模块是一个基于最新Spice3.5标准的仿真器，为用户的设计前端提供了完整、直观的解决方案。

（6）AdvancedPLD99SE（可编程逻辑器件设计系统）

该模块是一个集成的PLD开发环境，可使用原理图或CUPL硬件描述语言作为设计前端，能提供工业标准JEDEC输出。

1.2设计环境设置

原理图设计环境设置

1、图纸设置

首先打开原理图文件，然后执行菜单命令“Design”下的“Options”，弹出图纸设置选项卡。

2、栅格和光标设置

执行菜单命令Tools/Preference或在编辑区单击鼠标右键，执行快捷菜单中的Preference命令，系统将弹出Preference对话框，如图所示。

3、字体的设置

进入Protel99SE环境，单击屏幕左上角的“下箭头”按钮，选择Preference命令，系统弹出字体设置对话框。

第2章Protel99se电路原理图的绘制

2.1电路原理图的设计步骤

原理图设计是印制板设计的第一步，也是十分重要的一步，电路原理图设计的好坏将直接影响到后面的工作。

对于设计的原理图，不但要求其正确无误，还要求其布局合理，美观实用。

一般需要以下几个步骤：

（1）设置电路图纸参数

用户根据电路图的复杂程度设置所用图纸的大小、方向等参数，这实际上是建立一个工作面的过程，用户只有设置好这个工作面，才能够充分发按出自己的创造力。

（2）装入和定制元件库

根据电路需要，将所需元件的元件库装入设计系统中，以便用户从中查找和选定所需的元器件，由于Protel99SE提供的元件库很多，查找元件很不方便，因此，用户可根据实际情况，定制自己的元件库。

（3）放置元件

根据电路需要，将元件从元件库中取出放置到工作平面上，这一阶段同时对元件在工作平面上的位置进行调整，对元件的编号、封装形式等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作作好准备。

（4）原理布线

用户利用Protel99SE提供的各种工具、命令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，形成一个完整的原理图。

（5）检查与调整

用户对所绘制的原理图作进一步的检查，找出存在的问题，然后，利用Protel99SE提供的各种工具对原理图作进一步的修改和调整。

最后，对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，以增加可读性和可视性。

（6）存盘打印

对设计完成的原理图进行存盘、输出打印，以供在以后的工作中使用。

2.2电气检查与网络报表的生成

在原理编辑过程及产生网络表之前，需要检查或测试用户设计的原理图信号的正确性。

AdvancedSchematic提供了一个最基本的测试功能——电气规则检查。

ERC可检查电路图中是否有电气特性不一致的情况。

原理图绘制好后，再检查一下，可以先按Z键再按A键（此功能与先按V（View）键再按F（FitAllObjects）键是一样的,这是Protel99SE快捷键使用方法），将原理图上所有的器件全部显示，主要看是否有漏画的元件以及有没有接错管脚的连线，因为在接下来的ERC（ElectricalRueCheck）检查中，这两点错误是不易被检测出来的。

在修改时，选中一个元件，在鼠标箭头上可能会出现一个提示栏，出现提示栏是因为当前所选中的点上有两个或者两个以上的器件存在，可以在提示栏中选择要选中的器件进行修改。

当一些明显错误修改完成后，选择Tools菜单下ERC命令进行ERC检查。

在本例中如果绘制正确，将不会有错误提示。

不过，有时ERC检查后有错误提示，并不一定就是电路的电气规则有错。

网络表文件（.net）是原理图编辑器SCH与印制板编辑器PCB之间连接的纽带。

编辑电路原理图的最主要目的就是为了将设计电路转换成一个有效的网络表，以供制作印制电路板或仿真等其他后续处理程序使用。

（1）执行“Design”菜单下的“CreateNetlist”命令。

（2）在“NetlistCreation”设置框内，指定网络表文件的输出格式、网络标号作用范围等选项后，单击“OK”按钮完成设置。

（3）对话框设置完后，进入Protel99SE的记事本程序，产生相应的网络表，并将结果保存为.net文件。

第3章印刷电路板的绘制

3.1印刷电路板的设计过程

Protel99SE印刷电路板设计过程如下：

（1）建立PCB文件

打开Documents目录，选择菜单File\New，出现NewDocument窗口，选择PCBDocument点击OK确定，生成一个空的PCB文件。

双击文件名图标，进入PCB文件编辑界面。

（2）规划电路板

根据要设计的电路确定电路板的尺寸。

选取KeepOutLayer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。

执行菜单Design/Options，在“SignalLager”中选择BottomLager，把电路板定义为单面板。

（3）环境参数设置

执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类中设置参数。

（4）添加/删除PCB元、器件封装库

执行菜单命令Design/Add/RemoveLibrary，在“添加/删除元件库”对话框中选取所有元件所对应的元件封装库。

（5）装入网络表

执行菜单Design/LoadNets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。

若出现错误提示，必须更改错误。

（6）元器件布局

Protel99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer可以自动布局。

（7）自动布线

执行菜单命令AutoRouting/All，并在弹出的窗口中单击Routeall按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。

只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。

（8）手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得完美。

（9）打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview，形成扩展名为PPC的文件，再执行菜单命令File/printJob，就可以打印输出印刷电路板图。

3.2人工布线画电路板的方法

在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。

（1）电源、地线的处理

既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。

所以对电源、地线的布线要认真对待,把电源、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。

地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述:

电源、地线之间加上去耦电容。

尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:

地线>

电源线>

信号线,通常信号线宽为:

0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm。

对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用。

用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用.或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

（2）数字电路与模拟电路的共地处理

现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路）,而是由数字电路和模拟电路混合构成的。

因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。

数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。

数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。

也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

（3）信号线布在电（地）层上

在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电（地）层上进行布线。

首先应考虑用电源层,其次才是地层。

因为最好是保留地层的完整性。

（4）大面积导体中连接腿的处理

在大面积的接地（电）中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:

①焊接需要大功率加热器。

②容易造成虚焊点.所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离（heatshield）俗称热焊盘（Thermal）,这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。

多层板的接电（地）层腿