电路原理图与电路板设计Protel99SE教程.docx

电路原理图与电路板设计Protel99SE教程.docx

《电路原理图与电路板设计Protel99SE教程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路原理图与电路板设计Protel99SE教程.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电路原理图与电路板设计Protel99SE教程

《计算机辅助电路设计》实验指导书

实验一：

熟悉PROTEL99原理图设计环境

一、实验目的及要求：

1.掌握建立设计数据库、进入原理图编辑器的方法；

2.熟悉设置原理图设计环境的方法；

3.熟悉原理图管理器、元件库管理器的功能。

二、实验内容：

1.启动Protel99,在D盘新建一个文件夹,用自己的班级和学号命名,并在文件夹中建立一个名为MyDesign1.ddb数据库。

2.在内容1的基础上,建立名为Firstsch的原理图,并进入原理图设计窗口。

3.熟悉设计管理器、元件库管理器的功能。

4.设置原理图设计环境。

三、实验步骤：

（一）安装与启动Protel99SE

运行Protel99SE光盘上的setup.exe,根据提示安装，系列号：

Y7ZP-5QQG-ZWSF-K858；桌面快捷方式或开始菜单\程序\Protel99\Protel99SE启动程序。

（二）新建数据库文件

1．最小化Protel99SE程；

2．在D盘建立一个文件夹，用自己的班级和学号命；

3．执行菜单命令：

File/New；

4．在Location（位置）页面的DatabaseFileName栏输入“MyDesign1.ddb”；

5．点击Location（位置）页面的Browse更改存盘路径为”D盘建立的文件夹”；

6.可以在Password页面输入密码，也可以不输入；

7.点击“OK”，创建“MyDesign1.ddb”设计数据库文件，并将其存入到“D盘建立的文件夹”；

8.观察工作区左边的设计管理器“Explorer”,在树形目录结构中列出了“MyDesign1.ddb”设计数据库文件；

9.点击设计管理器“Explorer”中“MyDesign1.ddb”设计数据库文件左边的“+”，可以看到“MyDesign1.ddb”文件包含三个默认的文件夹，与工作区中的三个文件夹对应。

（三）新建原理图文件并进入原理图编辑器

1．执行菜单命令：

File/New（新建文件），就出现了新建（各种）文件的对话框；

2．在对话框中选“Schematicdocument”,单击”OK“，建立原理图文件，默认名称为”sheet1“，此时“sheet1”为绿色选中状态；

3．在名称“sheet1”为绿色选中状态时，更改原理图文件名称为”Firstsch”,或正常情况下单击文件名称，过一秒钟“sheet1”为绿色选中状态，更改原理图文件名称为”Firstsch”；

4.双击“Firstsch”图标，进入原理图编辑器；

5.点击工作区顶端的窗口标签，可以完成不同窗口间的切换，在窗口标签上单击鼠标右键，选择第一项，可以关闭窗口；

（四）原理图设计环境设置

1.显示状态栏

Protel99SE默认的绘图环境状态栏应该是存在的，如果没有，执行菜单命令：

View视图/StatusBar状态栏。

2.定义图纸大小

Protel99SE新建默认的图纸大小是B2,单击鼠标右键或用鼠标双击作图区图纸以外的白色部分，进入DomcumentOptions…页面；或Design/Options命令，进入DomcumentOptions…页面。

用鼠标点SheetOptions页面StandardStyle区块StandardStyles的下拉菜单，选择系统提供的标准图纸；

用鼠标选中SheetOptions页面Customstyle区块的UseCustomstyle栏目，可以自定义图纸。

注：

图纸可以在画图过程中根据实际图纸大小随时自定义。

当电路图绘制结束之后，把所有元件移动到图纸的左下角，移动鼠标光标至所有元件的右上角，然后看状态栏的坐标位置，X就是图纸宽度，Y就是图纸高度。

3.图纸标题栏

标题栏里有图纸规格、文件目录、绘图日期、电路名称、绘图人姓名等信息。

这个标题栏用处不大，影响绘图，不如取消。

取消图纸标题栏，用鼠标取消文档选项对话框SheetOptions页面Options区块的TitleBlock栏目。

有的正规公司，要求绘制的图纸里的标题栏内容非常详细，什么绘图人、审核人、校对人、工程师签字、领导批示等等，可自己绘制，放置线、字符就可以绘制出标题栏，想怎么画就怎么画。

Organization页面的内容可显示到标题栏，用place/text输入特殊转换字符串，注意tool/preference中的convertspecialstring选中。

4.栅格大小的设置，改变三种栅格大小，观察变化。

5.滚屏速度

执行鼠标右键/Preferences…，用鼠标点GraphicalEditing页面，AutoPanOptions区块的Speed栏目就是滚屏速度的指示标尺，用鼠标拖动指示标尺，左边是慢，右边是快；AutoPanOptions区块的Style栏目是滚屏类型，点下拉箭头共有三个选择，自上向下分别为：

自动滚屏关、连续滚屏和只滚一屏。

6.设置自动电气连接

选中Object’selectricalhotspot，连线与管脚自动对齐，对齐后显示黑点。

7.自动放置节点

执行鼠标右键/Preferences…，Schematic页面Options区块的Auto-Junction栏目有“√”就有此功能，自动在导线交叉点方置节点。

8.设置管脚名和管脚号与元件间的距离

9.设置拖动方式

（五）原理图设计管理器

原理图设计管理器（BrowseSch）可以对原理图元件（Libraries）和原理图对象（Primitives）实行管理。

1.添加移去原理图元件库文件

在设计管理器中，用鼠标点BrowseSch页面，选择Libraries项，就可以添加和删除原理图元件库。

设计管理器里已经有了一个系统默认的MiscellaneousDevices的库文件，这个库文件包含有最常用的原理图元件。

如果需要添加Protel99SE自带的库文件，可以点Add/Remove…按钮。

2.放置元件

在Filter栏目里输入元件名称，回车，定位元件；或在元件列表区查找到元件，选中元件，点place，移动鼠标到作图区，点鼠标左键放置元件，连点连放，点右键取消放置。

注意：

元件名称（类型，parttype），元件编号（partdesignator），管脚名称，管脚编号

3.编辑元件Edit

4.定位原理图对象和编辑对象属性

放置一些元件到作图区，选择Primitives，选择对象类，选择具体对象，text编辑对象文本内容，jump跳到对象位置，edit编辑对象属性。

（六）其他操作

1．打开设计数据库文件FILE/OPEN；

2．关闭当前设计文件FILE/CLOSE；

3．关闭设计文件FILE/CLOSEDESIGN；

4．保存当前设计文件FILE/SAVE；

5．文件的改名保存FILE/SAVECOPYAS；

6．保存全部文件FILE/ALL；

7．文件的删除：

在WINDOWS操作系统下删除；

8．view操作：

设计管理器、状态及命令行的隐与现；

9．窗口管理，在同时有多个窗口打开时，可在标题上右击键，用tile、merger、split、close拆分、合并、关闭窗口。

实验二用工具画原理图

一、实验目的及要求：

1.进一步掌握原理图设计环境的设置、原理图管理器操作方法；

2.掌握使用画原理图工具画电路原理图的方法；

3.学习电气规则检查，熟悉排除错误方法；

4.学习创建网络表，学会分析网络表；

5.学习使用Reports/BillofMaterial制作元器件报表；

6.掌握将原理图插入Word文档的方法；

7.掌握原理图编辑命令的使用。

二、实验内容：

1.练习放置元件、导线、总线、分支线、网络标号、电源地线、图纸符号、端口、文本等对象，并设置对象属性。

2.练习原理图编辑命令。

3.画出两级放大电路原理图。

要求：

正确设置对象属性；进行ERC检查，排除错误；建立电路的网络表，核对元件、封装及网络是否正确；作出元器件报表。

4.（选作）画PC机并行口连接的A/D转换电路原理图。

三、实验步骤：

1.启动Protel99SE,建立设计数据库文件“MyDesign2.ddb”，存入实验一在D盘建立的文件夹，新建原理图文件“放大器”，进入原理图设计器，设置画图环境；

2.装入常用元件库（MiscellaneousDevice.ddb、ProtelDOSSchematicLibraries.ddb）。

3．放置线，菜单命令Place放置/Wire线，是具有电气连接意义的线。

原理图里两个工具栏的第一项都是放置线，一个有电气连接意义，一个没有电气连接意义。

单击放置工具命令，在起始点单击鼠标左键，拖动鼠标，在拐弯处单击左键，结束处单击左键，然后单击右键，此时仍处于画线命令状态，要结束画线命令状态，再单击一次鼠标右键。

可以通过属性对话框设置线形。

5.放置电源地线，执行菜单命令Place放置/PowerPort电源端口，按空格键旋转电源端口；更改电源属性，双击电源端口，弹出电源属性对话框，Net栏目就是电源端口连接的网络名称，这里改为+5V，接地的NET设为GND；更改电源端口类型，电源端口类型实际指的是电源种类，用鼠标点Style栏目的下拉箭头。

6．放置网络标号，网络标号的作用和电源地线的作用是相同的，电源地线可以理解成一种图形化的网络标号。

上面已经介绍过电源端口的作用：

如果一个原理图里有多个相同网络名称的电源端口，那么，这些相同网络名称的电源端口在电气连接意义上是相连的。

同样道理，如果一个原理图里有多个相同的网络标号，那么，这些相同的网络标号在电气连接意义上也是是相连的。

用PlaceWire延长引脚，执行菜单命令Place放置/NetLabel网络标号。

7.放总线/分支线

（1）用PlaceWire延长引脚，PlaceBusEntry放置总线分支，黑点在引线一端；

（2）PlaceBus放置总线，每个分支线会出现黑点，点击一下；

（3）在延长线上放置网络标号，总线只表示示意性连接，网络标号才表示真正的电气连接。

8.放置元件，注意元件名称（类型，parttype），元件编号（partdesignator），管脚名称，管脚编号。

添加PCB库封装：

在属性对话框的Attributes页面的Footprnt栏目就是原理图元件对应的PCB库封装；

设置管脚编号和名称的位置：

执行鼠标右键/Preferences…，在Schematic页面PinOptions区块的PinNameMargin是引脚名称到矩形框的距离，PinNumberMargin是引脚编号到矩形框的距离。

移动元件编号和元件类型（名称）：

用鼠标光标指向任何一个元件序号或元件类型的中心部位，按住鼠标左键不放，移动鼠标至合适位置，松开鼠标左键。

如果想把元件序号和元件类型移动放置得更美观，就需要调整Snap（移动网格）的值，执行鼠标右键/DomcumentOptions…文档选项，把SheetOptions页面Grids区块的Snapon的值改为1，按OK按钮确认，就可以精确移动元件序号和元件类型了，所有的元件序号和元件类型移动结束后，再把Snap的值改为原值。

编辑元件类型：

电阻、电容之类的元件类型可以用阻值、容量表示，三极管、集成电路之类的元件可以用元件名称表示。

鼠标指向元件名称中心双击，编辑名称。

编辑元件编号：

双击元件编号，在对话框中更改编号；在放置元件时，在元件属性对话框中设定元件编号，以后每放置一个同类型元件，编号自动加一；执行菜单命令Tools工具/Annotate…，自动编号。

元件编号如R1,R2,C1,C2,Q1,Q1,IC1,IC2.

9.放置图纸符号、端口、文本等对象，并设置对象属性

注：

（1）放置对象的方法：

单击放置对象命令（放置元件可以直接在管理器的元件区找到元件，点击Place），在作图区放置对象的位置单击左键，连续单击左键可以连续放置对象，单击右键结束放置对象命令状态；

（2）处于放置命令状态时，Space键可以改变对象放置角度，X和Y键可以水平和垂直镜像；

（3）进入对象属性对话框的方法：

处于放置命令状态时，按Tab键，或，放置对象后，双击对象，或，chang菜单。

10.原理图编辑命令练习

选取：

选取是用鼠标框选某个或某组对象；

点取:

点取是指用鼠标单击点取某个对象；

删除：

Edit/Delete命令，十字光标指向被删除对象；或，点取，按delete键；

复制：

选取复制对象，Edit/copy；

剪切：

选取对象，Edit/cut；

粘贴：

选取对象，Edit/copy,然后Edit/paste；

阵列粘贴：

选取对象，Edit/copy，然后作图工具栏上的阵列粘贴工具；

对齐：

选取排列对象，Edit/Align

拖动:

用鼠标光标指向元件中心部位，按住鼠标左键不放，移动鼠标至合适位置，松开鼠标左键；

旋转：

拖动时，按“space”键。

11.画出两级放大电路原理图

（1）清除以上步骤遗留在作图区的所有对象；

（2）放置元件，输入元件名称、封装；

（3）布局元件，直接拖动或Edit/Align；

（4）连接导线；

（5）放置电源地线和网络标号；

（6）自动编号，Tool/Annotate；

（7）将原理图移动到图纸左下角，鼠标指向原理图右上角，X、Y坐标即原理图大小，重新定义图纸大小；

（8）电气规则检查，排除错误；

（9）建立电路的网络表Design\CreateNetlist，核对元件、封装及网络是否正确；

（10）使用Reports/BillofMaterial制作元器件报表；

（11）将原理图插入Word文档（不带作图区背景）。

12.另新建原理图文件“A/D转换电路”，画PC机并行口连接的A/D转换电路原理图，步骤同11.

实验三原理图设计——画元件图

一、实验目的及要求：

1.学习用SchlibDrawingTools、IEEE标准符号画元件图；

2.掌握用元件管理器BrowseSchlib管理元件；

3.掌握使用Tools菜单管理元件；

4.学习使用有关元件的报告文件。

二、实验内容：

1.在设计数据库窗口中新建画元件图文件（SchematicLibraryDocument），熟悉元件编辑器的基本操作。

2.画出一个低电平清除端、下降沿触发的D触发器。

3.按照右图，画出双共阳数码管的元件图。

三、实验步骤:

1.启动Protel99SE,调入设计数据库文件“MyDesign2.ddb”；

2.新建画元件图文件（SchematicLibraryDocument），名称改为“元件”；

3.双击“元件”文件，进入元件编辑器，观察元件管理器BrowseSchlib和元件作图区；

4.画出一个低电平清除端、下降沿触发的D触发器

（1）在元件管理器窗口有一个默认元件名称Component_1,先采用该名称为新建元件名称，用PageUp将作图区放大，直到可清晰看见可视栅格；

（2）在第四象限用矩形绘图工具绘制矩形（矩形左上角应与坐标原点重合，矩形大小合适）；

（3）放置管脚；

（4）编辑管脚，双击要编辑的管脚，进入属性对话框，输入名称、电气类型，注意低电平和时钟信号的设置方法；

（5）设置管脚长度，在属性对话框中PinLength中输入管脚长度，单击Global，进入全局编辑状态，在ChangeScope中设置为ChangeMathchingItemInCurrentDocument,单击OK，也可设置管脚名称、序号到元件的距离（参见实验二）；

（6）隐藏电源地线管脚，电源地线管脚一般不显示，应将电源地线的Hidden选项选中；

（7）改名，Tool/Rename,将名称改为“D_With_CLR”；

（8）设置元件默认属性，单击元件管理器中Description,输入封装、序号“U？

”；

（9）存盘；

（10）在元件管理器的元件区选中“D_With_CLR”元件，单击Place，将元件放到原理图，并切换到元件编辑器。

5.画出双共阳数码管的元件图，Tool/NewComponent创建新元件，输入元件名称，重复步骤4中的类似操作。

注意：

七段数码管用作图工具中的直线绘制，每段的标示用文本工具。

6.在原理图编辑器中编辑元件

（1）打开原理图文件“放大器”，在原理图管理器中选择二极管“NPN”；

（2）单击Edit,进入元件编辑器；

（3）添加元件封装“TO92C”；

（4）将引脚名称B、C、E，分别改为1、2、3；

（5）单击UpadeSchematics；

（6）切换到“放大器”窗口，观察二极管“NPN”引脚名称的变化。

实验

四熟悉电路板

设计环境和电路板管理器功能

一、实验目的及要求：

1.学习电路板设计基础知识；

2.熟悉电路板

设计环境和掌握画图环境设置；

3.熟悉电路板管理器的功能；

4.掌握定义电路板的方法；

5.掌握调入元件封装库，放置元件封装及设置元件封装属性的方法；

6.掌握PCB绘图工具的使用。

二、实验内容：

1.建立PCB文件，熟悉PCB编辑器环境，熟悉电路板管理器功能；

2.设置电路板设计环镜；

3.直接定义电路板，如定义一个尺寸为130mm*60mm的矩形PCB板；

4.使用向导定义电路板，如定义一个尺寸为130mm*60mm砍去四角的PCB板；

5.练习PCB绘图工具的使用；

6.练习编辑工具的使用。

三、实验步骤：

1.启动Protel99SE,调入设计数据库文件“MyDesign2.ddb”；

2.建立电路板文件：

File\New\PCBDocument，或，File\NewWizard,或，原理图编辑器中使用同步器Design\UpdatePCB；

3.文件名改为“练习”,双击“练习”进入PCB编辑器；

4.观察电路板管理器BrowsePCB和绘图工作区的下方板层标签，单击板层标签，可以切换到不同板层，注意电路板管理器下方当前板层（currentlayer）的变化，及对应颜色的变化；

5.电路板管理器BrowsePCB

（1）Browse/Libraries,添加删除元件库（add/remove），放置（component/place）编辑元件（component/edit）；

（2）Browse/Nets,用于选择网络，在网络显示区选择一个网络，对其编辑（edit）或放大缩小（zoom）,节点显示区（nods）显示所选网络连接的节点（即原理图中的元件引脚，电路板中的焊盘），可以对节点定位（nods/jump）和编辑（nods/edit）；

注：

网络是指原理图中的元件引脚通过导线形成的一种电气连接，或，电路板中的焊盘通过铜模线形成的连接。

网络有一个名称，参见网络表。

（3）Browse/Component,用于选择元件，在元件显示区选择一个元件，对其编辑（edit）和定位（jump）,焊盘显示区（pads）显示所选元件的焊盘（即原理图中的元件引脚），可以对节点定位（pads/jump）和编辑（pads/edit）；

（4）Browse/NetClasses,对网络分类管理；

（5）Browse/ComponentsClasses,对元件分类管理；

（6）Browse/Violations,检查PCB上违背规则的错误；

6.电路板层增减Design/layerstackmanager；

7.选择电路板层，根据实际电路的需要和各板层的作用，选择电路板层，design/options/layers；

8．设置栅格大小和测量单位，design/options/options，栅格意义与原理图中相同；

9．电路板画图环境设置，tool/preferences（tool/preferences/color/background改变背景颜色）；

10．手工设置电路板边缘尺寸：

130mm*60mm的矩形PCB板

用Place/Track，在Keepoutlayer定义电气外形尺寸，在mechanicallayer定义机械外形尺寸（用Edit/Origin或PlacementTools工具上的设原点工具，在左下脚设相对坐标原点）,用标尺标出尺寸；

11．使用向导定义一个尺寸为130mm*60mm砍去四角的PCB电路板：

file/new/wizards；

12.练习放置对象及其属性的设定；

13.编辑电路板操作练习

用编辑工具：

剪切、拷贝、粘贴、阵列粘贴、删除

查询管理器edit/querymanager

选择对象、取消选择

操作对象：

删除、编辑对象属性、移动对象、对象的排列与对齐、跳转、旋转（空格）

重新排列元件编号：

tool/re_annotate

实验五自动布线画电路板

一、实验目的及要求：

1.熟悉自动布线画电路板的基本步骤及注意事项；

2.掌握网络表的调入与编辑；

3.掌握网络管理器、分类、点对点网络编辑器的使用方法；

4.掌握自动布置元件和手工调整元件布局的方法；

5.掌握自动布线方法；

6.熟悉布线规则设置及规则检查。

二、实验内容：

1.人工定义长宽均为1600mil的单面电路板，调入两级放大电路网络表，布局元件，

对元件、网络分类，设置布线规则，自动布线生成电路的PCB图，利用PCB管理器查找元件、网络，修改元件、网络属性，检查布线是否违反设置的规则。

2．（选作）画计数译码电路原理图，采用双面板布线，自动布线生成PCB板。

三、实验步骤：

1．启动Protel99SE,调入设计数据库文件“MyDesign2.ddb”,建立电路板文件（File\New\PCBDocument）“放大器PCB”，双击，进入PCB编辑器；

2.定义单层板，Design/layerstackmanager菜单，单击右下角的Menu按钮，选择Examplelayerstacks，然后选择Singlelayer，在design/options/layers中选择Bottomlayer做布线层；或直接由design/options/layers定义单层板,选择Toplayer作元件面，Bottomlayer做布线层，同时选择底层阻焊层、顶层丝印层、一个机械层、禁止布线层、穿透层；其他选项根据需要设置；

3.在机械层、禁止布线层定义物理和电气边界（长宽均为1600mil），二者可以重合，也可物理边界略大于电气边界，标示尺寸；

4.调入元件封装库；

5.调入实验二中生成的放大器网络表design\loadnetlist:

如有错误,查看封装库装入是否齐全，或，检查原理图元件引脚编号与对应的封装焊盘编号是否一致；

6．网络分类，用design\netmanager将网络分成电源地线和非电源地线两类，名称自定，（网络分类用于对特定网络设置布线规则,将指定网络放到指定信号层布线和便于网络查找和编辑）；

7．点对点网络编辑design\from-to-editor：

设定点对点网络的布线方式；

8．分类design\class：

对网络、元件（分为三极管、电阻、电容及其他四类，名称自定）、点对点网络分类管理；

9．元件布局

（1）元件布置规则design/rule/placement，