《Protel电路板仿真设计实验》实验项目0809级Word文档下载推荐.docx
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（2）鼠标操作。
（3）窗口显示与组件的操作。
（4）选取与取消选取操作。
（5）快捷键的操作。
四、实验注意事项
注意窗口与工作区面板的调整。
五、实验总结
通过对AltiumDesigner的基本操作，熟悉其基本界面和工作面板，掌握界面与面板的调整。
实验二、图纸的设定、模板的设计与应用实验（2学时）
一、实验目的：
1、掌握电路图图纸的设置。
2、掌握电路图模板的设计与应用。
三、实验内容
1、制作图1所示的设计模板
要求:
（1）在考生的设计文件下新建一个原理图子文件，文件名为sheet1.SchDoc；
（2）按下图尺寸及格式画出标题栏，填写标题栏内文字（注：
考生单位一栏填写考生所在单位名称，无单位者填写“街道办事处”，尺寸单位为：
mil）；
保存为原理图模板，存为D:
\考生模板。
图1电路图模板
2、按要求设置原理图图纸。
（1）新建一个原理图子文件，文件名为sheet1.SchDoc，保存在D盘根下。
（2）图纸大小为C，水平放置，工作区颜色为214号色，边框为3号色。
（3）设置捕捉栅格为2mil，可视栅格为2mil。
（4）设置系统字体为Terminal、字号为14、字形为斜体。
（5）设置标题栏的显示方式为ANSI，制图者为作者，标题为单管放大电路。
四、实验步骤
1、
（1）启动AltiumDesigner6，新建文件“sheet1.SchDoc”，进入原理图编辑界面。
（2）选择“设计”菜单下的“文档选项”命令，在弹出的对话框中“图纸选项”的“选项”中的标题栏前的钩取消。
（3）在文档选项对话框“图纸选项”的“栅格”中，将“捕捉”选项和可视选项都设为10mil，单击确定按钮。
（4）根据题目要求，利用实用工具栏中的“直线”画出线框。
（5）利用实用工具栏中的“字符串”在线框中相应位置填写相应文字。
（6）单击“文件”菜单“另存为”命令，在保存类型中选择“*.SchDot”该项，文件名中填写“考生模板”保存在D盘根下。
2、
（1）启动AltiumDesigner6，新建文件“sheet1.SchDoc”，进入原理图编辑界面；
单击“设计”菜单下的“模板”下的“调入模板”命令，选择原理图图纸C模板；
单击“文件”菜单下的“存为”命令保存在D盘下。
（2）单击“设计”菜单下的“文档选项”命令，在弹出的对话框中“图纸选项”的“选项”中放置方式为：
水平放置，标题栏的显示方式为ANSI，工作区颜色为214号色，边框为3号色。
（3）在上述对话框的“栅格”中，将“捕捉”选项和可视选项都设为2mil；
单击“改变系统字体“按钮，将字体为Terminal、字号为14、字形为斜体。
（4）在对话框中选择“参数”栏，在制图者一栏输入作者，标题一栏输入单管放大电路。
单击确定按钮。
五、实验注意事项
注意若没有引入标准的图纸C模板，就要用字符串的方法进行添加。
通过实验，掌握原理图图纸模板的设计与引入。
实验三、电气图件与非电气图件的操作实验（2学时）
1、掌握电气图件与非电气图件的基本操作。
2、掌握导线、总线与非电气图件的基本编辑。
3、熟悉电气图件与非电气图件在图纸中的布局。
三、实验内容（新建项目文件“图件操作.PrjPcb”）
1、按图2用电气图件画图，文件名为“电气图件.SchDoc”。
图2
2、按图3用电气图件与非电气图件画图，文件名为“非电气图件.SchDoc”。
图3
1、启动AltiumDesigner，新建项目文件“图件操作.PrjPcb”并保存；
新建文件“电气图件.SchDoc”，进入原理图编辑界面。
2、设置图纸。
将图号设置为A4即可。
3、放置元件。
根据电气图件电路的组成情况，在屏幕左方的元件管理器中取相应元件，并放置于屏幕编辑区。
4、设置元件属性。
在元件放置后，用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称（型号规格）。
5、调整元件位置,注意布局合理。
6、连线。
根据电路原理，在元件引脚之间连线。
注意连线平直。
7、放置输入输出点、电源、地，均使用PowerObjects工具菜单即可画出。
8、放置注释文字。
9、电路的修饰及整理。
在电路绘制基本完成以后，还需进行相关整理，使其更加规范整洁。
10、保存文件。
另外：
图3新建文件“非电气图件.SchDoc”，进入原理图编辑界面；
利用直线和字符串来实现波形的描画与文字的添加。
五、实验注意及总结
要提高速度就要熟悉基本元件在哪个库，同时相同类型的元件可以先连续放置，再局部编辑属性和布局的调整。
六、练习巩固
图4
实验四、绘制电路图实验（2学时）
1、掌握电路图的元件放置、元件布局，连线等基本操作。
2、掌握电路图的编译、查错修改。
3、掌握电路图的网络表和各种报表的生成。
按照附图5内容画图，新建项目文件“电路图.PrjPcb”，将原理图生成网络表和元件报表；
保存文件“电路图.SchDoc”。
图5
1、启动AltiumDesigner，新建项目文件“电路图.PrjPcb”并保存；
新建文件“电路图.SchDoc”，进入原理图编辑界面。
将图号设置为A即可。
3、添加元件库。
（不熟悉元件可以通过查找来添加元件库，从而添加元件）
4、放置元件。
根据双路直流稳压电源放大电路的组成情况，在屏幕左方的元件管理器中取相应元件，并放置于屏幕编辑区。
5、设置元件属性。
6、调整元件位置，注意布局合理。
7、连线。
8、放置输入输出点、电源、地，均使用PowerObjects工具菜单即可画出。
9、放置注释文字。
10、电路的修饰及整理。
11、编译电路图.SchDoc文件，检查是否有错并修改。
12、利用“设计”和“报告”菜单下的相关命令生成网络表和元件报表。
13、保存文件。
五、实验注意与总结
注意布局的调整和报表的生成。
实验五、电路图元件制作实验（2学时）
熟悉原理图元件库编辑器；
掌握原理图元件库的创建、新元件的绘制。
1新建一个原理图零件库子文件，绘制如图6所示的开关变压器原理图符号。
并将它保存在“schlibl.SchLib”元件库中。
图6图7集成电路实例
2利用元件库编辑器提供的制作工具，来绘制（创建）一个8脚集成电路，并将它保存在“schlibl.lib”元件库中，绘制的实例如图7所示。
3制作电路原理图元件
a.根据图8的原理图元件，要求尺寸和原图保持一致，其中该器件包括了四个子元件，各子件引脚对应如图所示，元件命名为LM339N,图中每小格长度为10mil；
b.并将它保存在“schlibl.lib”元件库中；
c.退出绘图系统，结束操作。
图8原理图元件LM339N
1、
（1）新建工程文件，并保存为“原理图库.PRJPCB”。
（2）新建原理图库文件，并保存为“新建原理图库1.SCHLIB”。
（3）修改光标移动步距为5。
也可执行菜单命令【Tools】/【DocumentOptions…】，弹出原理图元件图纸设置对话框，将捕捉栅格【Snap】设为5即可。
（4）绘制半圆弧
（a）确定圆心（b）确定X半径（c）确定Y半径
（d）确定圆弧起点（e）确定圆弧终点（f）最后效果
设置圆弧属性对话框
（5）绘制变压器绕组和支架
利用复制、粘贴的方法制作其它半圆弧，形成变压器的一组绕组，然后再复制一组绕组，利用粘贴的方法绘制其它二组绕组。
（a）变压器的一组绕组（b）变压器的三组绕组（c）绘制中间支架
（6）用直线画出相应的横线和用放置文字标出相应的引脚号。
2、
（1）点击菜单“File\New”命令，从编辑器选择框中选中原理图元件库编辑器，然后双击库文件图标，默认名为“schlib.lib”，进入原理图元件库编辑工作界面。
（2）、使用菜单命令“View\ZoomIn”或按PageUp键将元件绘图页的四个象限相交点处放大到足够程度。
（3）、用菜单命令“Place\Rectangle”绘制一个直角矩形。
（4）、绘制元件的引脚。
（5）、编辑各管脚属性。
（6）、保存已绘制好的元件。
3、自己完成。
对于实验3的内容主要注意这个元件由四个子元件构成，在画的过程中可以先设计好一个，再采用复制、粘贴等实现其余几个子元件。
实验六、多图纸电路图的设计实验（2学时）
1、理解平整式电路图和层次性电路图的概念。
2、掌握层次性电路图的设计方法。
利用层次性电路图的两种设计方法分别绘制数码抢答器电路图，其整体电路图如图9所示，要求按照图中虚线框所示分模块绘制成层次电路图。
图9
三、实验步骤
要将整体电路分模块绘制为层次原理图，必须仔细分析电路组成，确定划分模块范围（图中已经标出）和模块之间的连接端口。
（从上向下设计方法）
1、新建工程文件，并保存为“抢答器层次电路.PRJPCB”。
2、新建原理图文件，并保存为“抢答器主原理图.SchDoc”。
3、绘制方块电路并连线。
4、产生并绘制编码模块电路图“编码.SCHDOC。
编码模块锁存模块
5、产生并绘制锁存模块原理图“锁存.SCHDOC”。
6、产生并绘制显示模块原理图“显示.SCHDOC”。
显示模块
7、产生并绘制响铃模块原理图“响铃.SCHDOC”。
响铃模块
从下向上方法自行操作，先画各图纸，再产生根层电路。
注意层次电路两种设计方法的不同：
由上向下是先画出根层电路，再产生子电路（图纸）的相关符号；
由下向上是先画出子电路，再产生相应的根层电路符号。
实验七、电路图仿真实验（2学时）
1、掌握电路仿真的基本流程。
2、掌握电路仿真环境及元器件参数的设置。
3、掌握电路仿真各类型的分析设置和操作方法。
试用瞬态分析方法研究图10所示的数字模拟混合电路，将*sdf中的内容拷贝在实验报告Word文档中。
图10
提示：
图中信号源Vin是脉冲电源（VPULSE）。
需要设置初始值（InitialValue=0）、脉冲电压（PulsedValue=5）、时间延迟（TimeDelay=0）、上升沿（RiseTime=1u）、下降沿（FallTime=1u）、脉冲宽度（PulseWidth=0.5m）和周期（Period=1m）。
1、绘制原理图。
按图绘制原理图，其中74LS12可以利用查找功能找到该元件，必须选择具有仿真模型的原理图元件。
VCC和VEE采用了直流电压源VSRC2,修改直流电压值【Value】为5V（或15V）。
2、设置仿真常规参数，先选择瞬态分析
3、设置瞬态仿真分析参数
4、运行仿真，产生相应波形并分析。
分析结果是否与理论上的相一致。
实验八、印制电路板的设计环境及设置（2学时）
1、熟悉印制电路板的结构及基本元素
2、熟练掌握PCB编辑器
3、学会规划电路板及电气定义
三、实验内容和步骤
1、新建PCB文件
方法一：
执行菜单命令“File\New…”。
方法二：
将鼠标指针指向设计文件夹窗口的空白区，单击鼠标右键，弹出快捷式菜单，再执行其中的“New…”。
这两种方法都可以打开新建文件对话框。
选取该对话框中的PCBDocument图标，单击“OK”按钮；
或直接双击“PCBDocument”图标即可创建一个新的PCB文件，同时也关闭了这个对话框。
新建的PCB文件的文件名默认为“PCB1”，这个文件将包含在当前的设计库中，此时用户可输入新的文件名，然后按Enter键。
2、打开已有的PCB文件
先打开PCB文件所在的设计文件夹窗口，然后在该窗口中双击要打开的PCB文件图标。
在文件管理器中，单击要打开的PCB文件的名称。
3、保存PCB文件
保存PCB文件的方法有多种：
执行菜单命令“File\save”。
单击工具栏中的保存按钮，保存当前正编辑的PCB文件；
方法三：
执行菜单命令“File\SaveAll”，保存所有文件。
另外，AltiumDesigner还可以将PCB文件存为其他格式的文件。
存为其他格式的PCB图可按以下步骤：
（1）打开PCB文件；
（2）执行菜单命令“File\Export…”，屏幕上会弹出“ExportFile”对话框，如图5.11所示。
（3）单击“保存类型”栏右边的下拉按钮，出现图5.12所示的下拉式菜单。
（4）选择一种要保存的格式，并指定文件名和路径，单击“保存”按钮，即可存为其他格式的文件。
4、关闭PCB文件
执行菜单命令“File\Close”；
方法二：
将鼠标指针指向编辑窗口中要关闭的PCB文件标签，单击鼠标右键，弹出快捷式菜单，再执行其中的“Close”命令。
在关闭PCB文件时，若当前的PCB图有改动，而未被保存，则屏幕上会弹出“Confirm”对话框，该对话框提示是否将所做的改动保存：
（1）单击“Yes”按钮，保存所做的改动；
（2）单击“No”按钮，不保存所做的改动；
（3）单击“Cancel”按钮，取消关闭PCB文件操作。
5、PCB编辑器的工具栏
AltiumDesigner为PCB设计提供了4个工具栏，包括MainToolbar（主工具栏）、PlacementTools（放置工具栏）、ComponentPlacement（元件布置工具栏）和FinkSelections（查找选取工具栏）。
6、PCB电路参数设置
在设计窗口中单击鼠标右键，在调出的右键菜单中选择“Options…”下的“Preferences”命令，或者直接选择主菜单“Tools”下的“Preferences”命令，在弹出的对话框中包括6个标签页，即“Options”标签页、“Display”标签页、“Colors”标签页、“Show/Hide”标签页、“Defaults”标签页和“SignalIntegrity”标签页。
可分别在各标签页中进行工作参数的设置。
7、手动规划电路板
规划电路板并定义电气边界的一般步骤：
（1）单击编辑区下方的标签KeepOutLayer,即将禁止布线层设置为当前工作层，一般用于设置电路板的板边界，以便将元件限制这个范围之内。
（2）单击放置工作栏上的
按钮，也可以执行“Place\Keepout\Track”命令。
（3）执行命令后，光标会变成十字。
将光标移动到适当的位置，单击鼠标左键，即可确定第一条边的起点。
然后拖动鼠标，将光标移动到合适位置，单击鼠标左键，即可确定第一条边的终点。
在该命令状态下按Tab键，可进入“LineConstraints”属性对话框，此时可以设置板边的线宽和层面。
如果已经绘制了封闭的PCB的限制区域，双击限制区域的板边，系统将会弹出“Track”属性对话框，在该对话框中可以精确地进行定位，并且可以设置工作层和线宽。
（4）用同样的方法绘制其他3条板边，并对各边进行精确编辑，使之首尾相连。
最后绘制一个封闭的多边形。
（5）单击鼠标右键或按下Esc键取消布线状态。
8、使用向导生成电路板
使用向导生成电路板就是系统自动对新PCB文件设置电路板的参数，形成一个具有基本框架的PCB文件。
具体操作过程如下：
（1）打开或者创建一个用于存放PCB文件的设计数据库；
（2）打开或者创建一个用于存放PCB文件的设计文件夹；
（3）执行“File\New”命令，在弹出的对话框中选择“Wizards”选项卡。
（4）双击对话框中创建PCB的“PrintedCircuitBoardWizard”（印制板向导）图标，或先选择该图标，单击“OK”按钮，进入向导的下一步，系统将弹出一个对话框。
（5）单击“Next”按钮，系统弹出如选择预定义标准板对话框，就可以开始设置印制板的相关参数。
（6）如果选择了CustomMadeBoard，则单击“Next”按钮，在弹出的设定板卡属性对话框中进行设置。
如果第6步了标准板，则单击“Next”按钮后进行设置。
（7）单击“Next”按钮后，在弹出的对话框中，可以设置电路板的工作层数和类型，以及电源/地层的数目等。
（8）单击“Next”按钮后，在弹出的对话框中，可以设置过孔类型。
（9）单击“Next”按钮后，在弹出的对话框中，可以指定该电路板上以哪种元器件为主。
（10）单击“Next”按钮，在弹出的对话框中，可以设置最小的导线尺寸、过孔直径和导线间的安全距离。
（11）单击“Next”按钮后，在弹出的对话框中，，可以单击“Finish”按钮完成生成印制板的过程，该印制板为已经规划好的板，可以直接在上面放置网络表和元器件。
9、新建PCB文件，并添加、浏览MiscellaneousDevices.IntLib以及其它封装库的引脚封装，理解和设置AltiumDesignerPCB编辑器中各层面。
（1）新建工程文件，并保存为“浏览封装.PRJPCB”。
（2）新建PCB文件，并保存为“浏览封装.PCBDOC”。
（3）分别浏览介绍的十种常用直插式元件的引脚封装，并在PCB图纸中放置如下图所示引脚封装，并说明各封装分别适用于哪些元件。
（4）理解和设置AltiumDesignerPCB编辑器中各显示层面。
四、实验注意事项与总结
要进一步去熟悉元件的封装形式，特别是常用元件的封装在哪些集成库或PCB库下。
五、练习巩固
根据图11规划成图12的PCB板。
图11
图12
实验十、PCB制作实验（2学时）
1、掌握元件的手工布局。
2、掌握手工布线及导线的修改。
3、掌握元件封装的添加与修改。
4、掌握电路电路板的覆铜方法。
5、掌握电路板规则的设置及电路板DRC的检查。
按要求做PCB板
a.新建一个PCB子文件，文件名为PCB1.PcbDoc；
b.按图13所示原理图生成合适的长方形双面电路板，规格为X:
Y=4:
3；
c.电路板的布局不能采用自动布局，要求按照信号流向合理布局（从上至下，从下至上，从左至右，从右至左）。
IC等的电源网络名称保持与电路中提供的合适电源的网络名称一致；
d.给元件选择合适的封装形式，并给电路板覆铜；
e.将电源线加宽至20mil；
并对电路板进行DRC检查；
f.保存PCB文件并拷贝到实验报告中；
g.将3D预览图拷贝到实验报告中。
图13
1、启动AltiumDesigner，新建项目“PCB制作.PrjPcb”并保存，新建文件“PCB1.PcbDoc”，进入PCB图编辑界面。
2、手动规划电路板尺寸。
3、导入原先画好的原理图文件（没有就重新画，并保存），并调整到“PCB制作.PrjPcb”项目中。
4、根据需要给每个元器件选择合适的封装形式。
5、调入制作PCB时的元件封装库。
6、在原理图图纸中单击“设计”中选择“UpdataPCBDocumentPCB1.PcbDoc”，弹出对话框，在对话框中执行“验证”与“确认”相应命令。
单击“关闭”。
7、按原理图和要求在PCB文档中调整元件布局。
8、根据要求设置PCB布线规则。
9、对电路板的“地”进行“覆铜”。
10、对电路板进行DRC检查，如有错并进行修改。
11、执行“察看”中的“3D预览”命令进行查看。
12、保存相应文件。
五、实验注意事项与总结
布线规则是PCB制作中重要的一步，要根据需要进行合理设置。
覆铜的目的是保证PCB中的铜线牢固，使板子美观。
1、根据图14规划成图15的PCB板。
图14
图15
2、做出实验三中图2进行如图16的布局，图3与图4做出如图17与图18的PCB图。
图16
图17
图18
实验十、PCB元件制作实验（2学时）
1、熟悉元件封装库的编辑环境与主要工具。
2、熟练掌握手工创建法创建元件封装。
3、熟练掌握向导创建法创建元件封装。
1、创建
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