电子专业技能大赛中DXP应用实例.docx

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电子专业技能大赛中DXP应用实例

电子专业技能大赛中DXP2004应用实例

在上海市第三届“星光杯”中等职业学校《电子产品装配与调试》职业技能大赛中，使用ProtelDXP2004软件绘制电路图和PCB板时，应用ProtelDXP2004知识非常全面。

在电路原理图绘制中用到了绘制标题栏；查找和放置元器件；更改元件管脚属性；放置端口；放置电源、接地及网络标号；制作元器件；更改元件封装属性；更改元件外形及封装属性等。

在PCB板制作中，用到了创建PCB模板；布线层设置；电源线和地线设置；手工布局；自动布线及手工调整布线等。

下面把本人使用ProtelDXP2004软件绘制该电路原理图和PCB板的过程列举如下，不对之处敬请指正。

一、原题：

使用ProtelDXP2004软件，绘制电路原理图和PCB板（本项目共4项，计20分）

说明：

在D盘根目录上以准考证号为名建立文件夹，竞赛所得到的所有文件均存入该文件夹中，选手用自己姓名的拼音在指定文件夹中建立工程库文件（．DDB），如ⅹⅹ.DDB。

1．绘制电路原理图（8分）

使用ProtelDXP2004软件根据附5-1图，绘制电路原理图。

（1）选手在工程库文件中新建立一个原理图子文件，文件名为：

Sheet1.sch。

（2）按下图格式在图纸右下角绘制标题栏，并填写标题栏内容文字。

（题号填本项目书项目

号，选手单位栏填学校名称。

）

（3）按附5-1图内容绘制电路图。

其中元件U3图形按第3小项绘制和保存。

要求各集成块

管脚位置及属性按图中所示设置，并参照附5-2图对各元件footprint属性项进行选置。

（4）生成原理图的网络表文件。

（5）生成原理图的元件列表文件。

（6）保存文件。

　　　　　　　　　附5-1图　　电路图的双面PCB图

2．设计印制板图（7分）

使用ProtelDXP2004软件，生成电路印制板图。

（1）在选手工程库文件中新建一个BCB子文件，文件名为：

PCB1.PCB。

（2）生成附5-1图的的双面PCB图，双面板的尺寸规格和元件布局要求参见附5-2图。

（3）要求网络VCC和GND按附5-2图中所布线：

VCC和GND均在底层，线宽为40mil。

（4）其它连线宽度为12mil。

用自动布线完成，并对布线进行手工优化调整。

（5）保存文件。

　　　　　　　　附5-2图　　印制板图（板尺寸：

120ⅹ80mm）

3．绘制原理图元件（3分）

（1）在选手工程库文件中新建一个原理图元件库，文件名为：

schLib1.lib。

（2）绘制附5-3图所示的原理图元件（设置：

默认元件编号U？

，默认封装号为DIP16，

第8、16脚为隐藏），按图示元件名称进行命名。

（3）保存。

　　　　　　　　　　　　　附5-3图　　元件名称CD4026

4．绘制元件封装（2分）

（1）在选手工程库文件中新建一个元件封装子文件，文件名为：

PCBLib1.lib。

（2）绘制附5-4图所示元件封装图形，按图示封装号对元件进行命名。

（3）保存。

焊盘大小：

80ⅹ80

孔径：

40

将第0号焊盘设为参考点

　　　　　　　　　　　　　附5-4图　　封装号JZC1

二、绘制过程：

（一）绘制电路原理图

1、打开D盘，在D盘根目录下新建一个文件夹，命名文件夹名称为准考证号并保存。

如新建文件夹名为2009DZJ0066，见图2-1。

图2-1在D盘根目录下新建2009DZJ0066文件夹

2、打开DXP2004,在文件目录下创建一个项目PCB项目文件，保存在D盘新建的2009DZJ0066文件夹内，保存的文件名为姓名的拼音字母，如zhangsan，则在projects项目面板上出现一个项目zhangsan.PRJPCB。

3、在DXP2004面板的左侧边栏上左键单击（后简称单击）项目管理项projects，在projects项目栏内新建的项目名称zhangsan.PRJPCB上单击右键，

打开追加新文件到项目中→Schatematic，添加一个原理图文件，保存原理图文件在常用文档新建的2009DZJ0066文件夹内，则在项目zhangsan.PRJPCB中出现一个原理图文件Sheet1.sch。

4、在原理图右下脚绘制标题栏：

（1）在打开的电路原理图文件Sheet1.sch的菜单栏上设计栏的下拉菜单中选“文档选项”，在文档选项中选“图纸选项”，去掉选项中“图纸明细表”前面方框内的√号，单击确定。

（2）在图纸右下脚用描画工具中的放置直线工具按照题目要求画出表格。

（3）在表格中放置文本字符串。

在放置文本字符串时，按Tab键，在注释属性的文本框内输入文本，确定后放在相应的表格里。

继续按Tab键，输入新的文本，放在其他表格里，直至文本放置完备。

如图2-2：

图2-2在电路原理图右下脚画表格和填写文字

5、绘制电路图

针对电路图中元件符号形状和PCB板布局中元件封装形式，有些元件符号形状与封装形式和DXP2004元件库中的一致，可以从元件库中查找到直接放置；有些元件符号形状虽然与元件库中元件形状相同，但是封装形式不同，需要更改封装形式；有些元件需要更改引脚属性；有些元件需要更改形状；有些元件需要在新建的元件库中制作。

（1）电容C1、电阻R1、R2、R3及电键S1可以在基本元件库MiscellaneousDevices中找到后直接放置在电路图中。

（2）接插件J1可以在基本接插件库MiscellaneousConnectors中找到后直接放置。

（3）电容C2在元件库MiscellaneousDevices中选用CapPol2元件，在放置时按Tab键，更改元件名和容量后，要更改封装形式。

方法是在元件属性对话框中，单击追加[D]，如图2-3。

模型类型选Footprint后确定，在封装模型名称项目中单击浏览，如图2-4。

在库项目中点

，在可用元件库中点安装，如图2-5。

安装文件选C盘\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library\Pcb，找到MiscellaneousDevicesPCB后打开，如图2-6。

单击确定，装入基本元件封装库文件。

关闭可用元件库，回到库浏览菜单中找RB7.6-15,选中后确认，如图2-7。

回到元件对话框后单击确认，如图2-8，就可以在原理图中放置电容C2了。

操作图示如下：

图2-3更改标识符和电容量后单击追加[D]，选择模型Footprint

图2-4封装模型点浏览

图2-5在库项目中点

安装元件库单击安装

图2-6找到元件封装库MiscellaneousDevicesPCB后打开

图2-7关闭可用元件库，回到库中找RB7.6-15,选中后确认

图2-8回到元件对话框后点确认

（4）放置排阻RP2.在元件库MiscellaneousDevices中找到RsePack4在放置时按Tab键，修改标识符和阻值后按照修改电容C2的封装属性的方法，首先添加双列直插式封装库Dual-In-Line-Package,在该库中查找DIP-16,然后确定以后就可以放置该元件了。

（5）放置发光二极管D1~D9.在元件库MiscellaneousDevices中找到LED，放置前在属性框里追加新的封装模型，在MiscellaneousDevicesPCB封装库里，将元件封装改为DIODE-0.4封装形式就可以了。

（6）放置集成电路CD4069。

在元件库中单击查找，在元件库查找框中输入*CD4069*，范围选路径中的库，路径选取C：

\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library，单击查找，找到CD4069后选择CD4069UBCN,单击放置，出现confirm对话框，单击是，更改属性为U2后连续放置U2A和U2B。

放置后双击元件，出现元件属性对话框，在“显示图纸上全部引脚”前面方框内打√，去掉“引脚锁定”前面方框内的√，确定后将U2B的14脚属性修改为“隐藏连接到+6V”，将1、2、3和4脚属性的电气类型修改为Passive，将U2A的7脚和14脚的隐藏属性去掉，并移动到相应位置，再把这两个元件的“显示图纸上全部引脚”前面方框内√去掉，“引脚锁定”前面方框内打√。

（7）放置元件RP1。

在项目管理projects下新建的项目名称zhangsan.PRJPCB上单击右键，单击追加新文件到项目中→SchematicLibrary，追加一个元件库文件

到项目中，然后保存到新建的2009DZJ0066文件夹中，保存的元件库文件名为SchLib1.lib。

在打开的元件库文件中，单击文件下拉菜单中的打开，路径选取C盘\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library\MiscellaneousDevices，打开基本元件库，单击“抽取源”确定后双击左键打开基本元件库中的元件，在左侧边栏（或左下边栏）中单击项目SCHLibrary，查找元件RPot，把元件修改为原理图中的形状。

方法是：

a.选中可调电阻的曲线部分，按Delete键删除，见图2-9.

图2-9选中曲线部分用

打开“工具下拉菜单中的‘文档选项’”去掉“捕获”前面方框中的√，见图2-10.

图2-10打开“工具下拉菜单中的‘文档选项’”去掉“捕获”前面方框中的√

用放置矩形的方法放置可变电阻中的矩形框，见图2-11.

图2-11用放置矩形的方法放置可变电阻中的矩形

更改好可调电阻元件外形后，再将他的封装属性由VR5更改为VR4，就可以直接放置到电路图中了。

（8）放置集成电路CD4026和4017。

元件库中没有集成电路CD4026和4017，需要在元件库中制作以后再放置到原理图中。

制作方法如下：

在项目zhangsan.PRJPCB中打开元件库文件Schlib1.lib，在左侧边栏（或左下边栏）中打开SCHLibrary标签面板，选中元件Component，打开工具下拉菜单中的重新命名元件窗口，在出现的对话框中输入CD4026确认后保存。

则在SCH.Library面板下出现元件CD4026，如图2-12。

图2-12新建元件CD4026

在工作窗口中首先放置一个矩形框（单击菜单中的放置→矩形），矩形框的属性设置为：

透明，边缘宽选Small。

矩形框的大小可以在放置后进行调整（左键选中矩形框然后调整大小，双击边框还可以调整线宽及颜色），然后放置引脚（在放置下拉菜单中选引脚项）。

在放置引脚时，按Tab键（也可以在放置引脚后双击引脚）出现引脚属性对话框，在逻辑标签选项下显示名称框内输入引脚名称，标识符内输入引脚号，后面的可视前面方框内打√，电气类型选Passive,其余项默认，其中8脚设置为隐藏并连接到GND，16脚隐藏并连接到VCC。

如图2-13。

图2-138脚和16脚设置为隐藏

画好CD4026元件符号后，在标签面板上单击CD4026，并编辑元件属性，打开元件属性对话框（也可以从工具下拉菜单中的元件属性中打开，或直接左键双击标签面板上的CD4026），如图2-14。

图2-14打开元件属性对话框

在属性选项的DefaultDesignator中输入U？

，注释中输入CD4026，其他项可以默认。

在图形选项的锁定引脚前面方框中打√。

在ModelsforCD4026选项框下面左键单击追加[D]，在出现的模型类型框内选Footprint。

如图2-15。

图2-15模型类型选Footprint

确定后出现PCB模型对话框，在封装模型选项中名称后单击浏览[B]…，在出现的库浏览对话框中，单击库[L]选项后面的

，出现可用元件库对话框。

如图2-16。

图2-16在库浏览对话框中单击选项后面的

，出现可用元件库对话框

在出现的可用元件库中点安装选项，单击安装[I]，在出现的打开对话框中查找范围[I]中，选取路径C：

/ProgramFiles/Altium2004sp2/Library/Pcb，在打开的对话框中选取文件类型扩展名为*.PCBLIB，在面板中选中Dual-In-LinePackage。

如图2-17。

图2-17在打开的面板中选Dual-In-LinePackage

打开后回到可用元件库项，关闭该项返回到库浏览面板，此时在库[L]选项中出现了Dual-In-LinePackage.PcbLib元件库，面板中有库中元件，选取DIP-16。

如图2-18。

图2-18在库浏览中选取DIP-16

连续确定后保存制作好的元件。

在SCHLibrary标签面板的元件选项下面单击追加（或者在工具下拉菜单中选择新元件），在出现的对话框中输入4017确定。

如图2-19。

图2-19追加新元件框内输入4017后确定

在工作窗口中制作4017元件。

制作4017的方法和制作CD4026基本相同，这里要注意13引脚的属性设置，在13引脚的引脚属性中，显示名称内输入E\N\A\，符号选项中的外部边沿项内选Dot。

如图2-20。

图2-20在引脚属性显示名称中输入E\N\A\,符号选项中外部边沿内选Dot

8脚设置为隐藏并连接到GND。

元件属性设置和CD4026方法相同，封装都选用DIP-16。

制作好以后要及时保存。

打开原理图文件，在右侧边栏的元件库中选取Schlib1.SchLib元件库，在元件库面板中就出现元件CD4026和4017，可以直接将这两个元件放置在原理图中。

元件放置完备后，调整元件在图中的位置和方向。

如图2-21。

图2-21调整元件在图中的位置和方向

然后放置导线。

导线的放置可以选取菜单栏放置下拉菜单中的导线，也可以直接用工具条上的

放置。

放置完导线后再放置电源和接地符号。

电源属性更改为+6V。

接插件J1的2脚和集成电路4017的15脚用网络标号标上RESET。

排阻RP2的16~10脚放置输出端口（端口属性设置为Output）。

至此，电路原理图制作完备。

如图2-22。

图2-22制作好的电路原理图

6、生成原理图的网络表文件：

打开原理图Sheet1.SchDoc，在菜单栏的设计下拉菜单中选文档的网络表→Protel。

这样就在项目中创建了原理图文档的网络表。

如图2-23。

图2-23创建原理图文档的网络表

7、生成原理图的元件列表文件：

打开原理图文件Sheet1.SchDoc，在菜单栏的报告下拉菜单中选BillofMaterials项，则显示原理图元件列表文件，单击列表下方的输出，出现保存对话框，选择保存地址为2009DZJ0066文件夹，确定后在文件夹2009DZJ0066中就会生成元件列表文件。

如图2-24。

图2-24生成元件列表文件

8、保存文件：

分别在项目标签面板上的原理图文件和项目文件名上单击鼠标右键，选择保存项目或保存项，完成对文件的保存。

（二）、设计印制板图

1、利用向导新建一个PCB板图。

打开左侧边栏上的Files标签，在Files标签面板上选择根据模板新建中的PCBBoardWizard项，出现一个PCB向导窗口。

如图2-25。

图2-25使用模板新建一个PCB文件。

单击下一步；选择公制项，单击下一步；选择Custoom项，单击下一步；在窗口中轮廓形状选择矩形，电路板尺寸宽选120mm，高选80mm，其余默认，单击下一步；信号层选2，内部电源层选0，单击下一步；选择只显示通孔，单击下一步；此电路板主要是：

选择通孔元件，邻近焊盘间的导线数：

选择一条导线，单击下一步，新建一个电路板图文件

PCB1.PcbDoc。

如图2-26。

图2-26新建一个电路板图文件PCB1.PcbDoc

打开Projects工程面板，用鼠标左键选中Projects标签面板里的PCB1.PcbDoc文件并拖住不放，追加到项目zhangsan.PRJPCB里，并将PCB1.PcbDoc保存在2009DZJ0066文件夹中，完成PCB板图的创建。

如图2-27。

图2-27创建一个PCB板图

2、对电路板图进行环境设置：

打开PCB1.PcbDoc，在设计下拉菜单中打开PCB板选择项窗口，将测量单位改为lmperial后确认；在下方板层中打开禁止布线层Keep-OutLayer，在放置的下拉菜单中打开禁止布线区中的导线，沿着工作区面板的四周边缘画一封闭的方形。

如图2-28。

图2-28设置禁止布线区

3、将元件更新到PCB板图内，对元件用手工进行布局。

（1）更新电路图：

打开电路原理图Sheet1.SchDoc面板，在设计的下拉菜单中打开UpdatePCBDocumentPCB1.PcbDoc，出现工程变化订单窗口，单击使变化生效项，观察状态检查项，如果出现红色×，则要返回修改原理图中的错误，如果全为绿色√，继续单击执行变化项。

如图2-29。

图2-29更新电路图

关闭工程变化订单窗口。

（2）对元件进行布局：

在查看下拉菜单中选择整张图纸，左键单击整体元件框

内的空白处，使其泛白，使用工具栏中的剪刀单击元件框内的空白处，剪去外框，用左键选择拖动元件，按照附5-2图布局。

如图2-30。

图2-30手工对元件进行布局

4、自动布线，生成双面PCB板图：

打开设计下拉菜单的规则选项，展开PCB规则和约束编辑器的Routing项，在Width项的右侧面板中，约束项内MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入12mil。

如图2-31。

图2-31设计Width规则

在左侧Width标签上单击鼠标右键，选择新建规则，选中新建的W

idth_1，在右侧面板中第一个匹配对象的位置项选网络，点右框中的向下黑箭头，选+6V；在约束项的MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入40mil。

如图2-32。

图2-32新建规则

在Width标签上再一次单击鼠标右键，新建一个规则，选中Width_2，在右侧面板中第一个匹配对象的位置项选网络，点右框中的向下黑箭头，选GND；在约束项的MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入40mil。

展开RoutingLayers项，打开RoutingLayers右侧面板，在第一个匹配对象的位置项里选择全部对象，在约束项的有效的层里，TopLayer和BottomLayer两层后面方框内全选√。

如图2-33。

图2-33设计布线层规则

在RoutingLayers标签上单击鼠标右键新建一个规则RoutingLayers_1，选择中RoutingLayers_1打开右侧面板，在第一个匹配对象的位置项里选择网络，在右侧方框内单击向下的黑箭头，选择+6V，在约束项内有效层TopLayer后面的方框内去掉√，只在BottomLayer后面的方框内选择√。

同样再新建一个规则，网络项选择GND，约束项只在BottomLayer后面的方框内选择√。

如图2-34。

图2-34新建布线层规则

单击下方的确认，设计好布线规则。

打开菜单栏的自动布线，选择全部对象，在Situs布线策略对话框中，单击下方的RouteAll，软件将自动完成布线。

对不合理的布线，可以用左键选中，用Delete键删除，选择放置下拉菜单中的交互式布线，用手工重新布线。

如图2-35。

图2-35自动布线和手工调整布线

对印制板图文件和项目文件进行保存。

（三）、绘制元件封装

在项目工程Projects标签面板的zhangsan.PRJPCB上单击鼠标右键，选取追加新文件到项目中→PCBLibrary，则新建一个元件封装库文件

PcbLib1.PcbLib到项目中，将文件PcbLib1.PcbLib保存到2009DZJ0066文件夹中。

打开左侧边栏的PCBLibrary标签面板，选中名称PCBCOMPONENT_1，单击右键选择元件属性（也可以在工具下拉菜单中选择元件属性），打开属性窗口，将元件名称修改为JZC1后确定。

如图2-36。

图2-36更改元件封装名

在PcbLib1.PcbLib文件工作窗口中，单击左键，按PageUp键，放大工作界面，打开放置下拉菜单下的焊盘项，放置前按Tab键，打开焊盘属性窗口，更改焊盘孔径为40mil，属性标识符为0，尺寸和形状项，X尺寸为80mil，Y尺寸为80mil，形状为Round。

确认后放置一个焊盘在工作区。

打开编辑下拉菜单项的设定参考点→位置，左键变成十字形，将十字形放置到焊盘0上，则焊盘0为零参考点。

继续放置焊盘1、焊盘2、焊盘3和焊盘4，尺寸和形状与焊盘0相同，焊盘1的位置更改为X：

-100mil，Y：

200mil。

焊盘2的位置更改为X：

-100mil，Y：

-200mil。

焊盘3的位置更改为X：

-500mil，Y：

200mil。

焊盘4的位置更改为X：

-500mil，Y：

-200mil。

如图2-37。

图2-37放置焊盘

在工作区面板下方板层项中打开TopOverlay层，按照附5-4图要求放置直线到工作区面板。

首先设置线约束线宽为10，画出元件封装外框。

再将线约束线宽设置为3，画出框内细线。

放置一个圆到工作区，设置圆属性半径为18mil，宽3mil，起始角为0，结束角为360。

放置一个圆以后选中圆，复制圆，重复粘贴，然后用鼠标移动到相应位置。

如图2-38。

图2-38制作元件封装图形

保存元件封装图形及项目工程。

至此，使用ProtelDXP2004软件，绘制电路原理图和PCB板全过程操作完备。

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