protel课程设计报告.docx
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protel课程设计报告
PROTEL应用实践——
微机存储器系统设计
1.Protel99se简介
早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电路原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到DXP2004，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。
在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。
想更多地了解PROTEL的软件功能或者下载PROTEL99的试用版，可以在INTERNET上。
1.1软件特色
Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
1） ◆可生成30多种格式的电气连接网络表；
2） ◆强大的全局编辑功能；
3） ◆在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；
4） ◆同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络
5） ◆既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；
6） ◆满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；*方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）；
7） ◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；*PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；
8） ◆强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；
9） ◆智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；
10） ◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版；
11） ◆放置汉字功能；
12） ◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；
13） ◆智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；
14） ◆方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；
15） ◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；
16） ◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；
17） ◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；
18） ◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合；
19） ◆专家导航帮您解决信号完整性问题。
2、Protell99SE设计步骤
2.1电路板设计步骤
一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。
2.1.1电路原理图的设计
电路原理图的设计主要是PROTEL099的原理图设计系统（AdvancedSchematic）来绘制一张电路原理图。
在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。
2.1.2产生网络表
网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。
网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。
2.1.3印制电路板的设计
印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。
2.2绘制简单电路图
2.2.1原理图设计过程
原理图的设计可按下面过程来完成。
2.2.1.1设计图纸大小
Protel99/Schematic后，首先要构思好零件图，设计好图纸大小。
图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。
2.2.1.2设置Protel99/Schematic设计环境
设置Protel99/Schematic设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。
2.2.1.3新建工程
用在菜单栏里面的File里面新建一个工程，设置好文件名和保存路径。
然后在工程里面新建.SCH文件。
图1新建工程
图2新建SCH文件
2.2.1.4导入元件库
由于本次使用的是window7操作系统，对于系统中的元件无法添加进去，只有Protel99/Schematic中相应的系统文件的路径才能添加。
具体步骤如下：
1进入C\WINDOWS下找到ADVPCB99SE.INI和ADVSCH199SE.INI两个文件；
2.用写字板打开ADVSCH99SE.INI文件,在[ChangeLibraryFileList]下找到File0,
TypeCount=2
Count=5
File0=C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Sch\IntelDatabooks.ddb
File1=C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Sch\LucentLogic.ddb
File2=C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Sch\MiscellaneousDevices.ddb
File3=C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Sch\ProtelDOSSchematicLibraries.ddb
File4=C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Sch\Sim.ddb
图3导入元件库
2.2.1.5找到相应的元件
在右边的工具栏中找到Find选项，在里面早到6264和2764两个芯片，按要求放置在原理图上。
图4寻找芯片
2.2.1.6按要求连线
在工具条中选择线条将芯片按参考图连接起来。
2.2.1.7进行ERC检测
初步画完图后，进行ERC检测，查找相应的错误并进行跟正，直至没有错误为止。
图5ERC检测
2.2.1.8生成网络报表
图6生成网络报表
2.2.2PCB设计过程
PCB的设计可按以下过程来完成。
2.2.2.1PCB环境设置
进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。
大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。
2.2.2.2规划电路板
主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。
在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。
对于3mm的螺丝可用6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCBizard中调入。
注意：
在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成KeepOut层，即禁止布线层。
2.2.2.3调入网络表文件和修改零件封装
这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。
在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。
因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。
图7在PCB中导入网络报表
2.2.2.4布置零件封装的位置，也称零件布局
Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。
如果进行自动布局，运行"Tools"下面的"AutoPlace"。
布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。
用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。
Protel99在布局方面新增加了一些技巧。
新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。
使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。
当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。
注意：
零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。
先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。
2.2.2.5布线规则设置
布线规则是设置布线的各个规范（例如使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓扑结构等部分规则，可通过Design-Rules的Menu处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。
2.2.2.6自动布线和手工调整
点击菜单命令AutoRoute/Setup对自动布线功能进行设置。
点击菜单命令AutoRoute/All开始自动布线。
对布线进行手工初步调整：
需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D功能察看实际效果。
图8自动布线
2.2.2.7最后再做一次DRC检测
选择其中ClearanceConstraintsMax/MinWidthConstraintsShortCircuitConstraints和Un-RoutedNets Constraints这几项，按RunDRC钮，有错则改正。
全部正确后存盘。
图9ＤＲＣ检测
附件一：
原理图
附件二：
铺地图：
附件三：
未铺地图：
附件四：
完整PCB图：
附件五：
Toplayer:
附件六：
Bottomlayer:
附件七：
Topoverlay：
附件八：
网络表：
）[
U1
DIP28
2764
]
[
U2
DIP28
2764
]
[
U3
DIP28
6264
]
[
U4
DIP28
6264
]
（
A0
U1-10
U2-10
U3-10
U4-10
）
（
A1
U1-9
U2-9
U3-9
U4-9
）
（
A2
U1-8
U2-8
U3-8
U4-8
）
（
A3
U1-7
U2-7
U3-7
U4-7
）
（
A4
U1-6
U2-6
U3-6
U4-6
）
（
A5
U1-5
U2-5
U3-5
U4-5
）
（
A6
U1-4
U2-4
U3-4
U4-4
）
（
A7
U1-3
U2-3
U3-3
U4-3
）
（
A8
U1-25
U2-25
U3-25
U4-25
）
（
A9
U1-24
U2-24
U3-24
U4-24
）
（
A10
U1-21
U2-21
U3-21
U4-21
）
（
A11
U1-23
U2-23
U3-23
U4-23
）
（
A12
U1-2
U2-2
U3-2
U4-2
）
（
D0
U1-11
U2-11
U3-11
U4-11
）
（
D1
U1-12
U2-12
U3-12
U4-12
）
（
D2
U1-13
U2-13
U3-13
U4-13
）
（
D3
U1-15
U2-15
U3-15
U4-15
）
（
D4
U1-16
U2-16
U3-16
U4-16
）
（
D5
U1-17
U2-17
U3-17
U4-17
）
（
D6
U1-18
U2-18
U3-18
U4-18
）
（
D7
U1-19
U2-19
U3-19
U4-19
）
（
GND
U1-14
U2-14
U3-14
U4-14
）
（
NetU1_20
U1-20
）
（
NetU2_20
U2-20
）
（
NetU3_20
U3-20
）
（
NetU4_20
U4-20
）
（
VCC
U1-1
U1-22
U1-28
U2-1
U2-22
U2-28
U3-22
U3-26
U3-28
U4-22
U4-26
U4-28
）
（
WR
U1-27
U2-27
U3-27
U4-27
附件九：
元件清单：
3、自制元件与封装
3.１关于STC89C52的制作
3.1.1新建Schlibrary文件
图10新建文件
3.1.2新建89C52
图11新建89C52
3.1.3为芯片添加引脚
图12为芯片添加引脚
图13为芯片添加引脚
3.1.4修改芯片引脚属性
图14修改芯片引脚属性
3.1.5完成芯片的绘制
图15完成芯片的绘制
3.1.6画元件的封装
3.1.7新建PcbLibrary文件
图16新建PcbLibrary文件
3.1.8放置焊盘
图17放置焊盘
3.1.9修改焊盘属性
图18修改焊盘属性
图19将第一个焊盘设置成方形
3.1.10画线
、
图20下面的属性设置成topoverlay
然后利用画图工具将芯片画出来。
图20STC89C52的PCB
3.2关于MSP430的制作
3.2.1绘制MSP430的元件库
图21MSP430
3.2.2绘制MSP430的PCB库
图22MSP430
3.3关于RSR232串口的制作
3.3.1制作SCH库文件
图23RSR232串口
3.3.2制作PCB库文件
图24RSR232串口
3.4关于电阻的制作
3.4.1画SchLibrary文件
图25电阻
3.4.2制作PCB库文件
图26电阻
Protel使用设计总结：
作为电路设计必须使用的软件，Protel99se被现代电子设计者们广泛的使用，我们作为电子信息工程专业的学习者，理应熟练掌握这种实用性好、专业性强的软件。
开始是按设计图布线，第一次做用的汉化版，所以熟悉的也要快点，在设计的时候就出现了问题，最开始不知道要封装，所以第一次没有封装，然后进行ERC电气检查，有很多错误，然后返回SCH制作页面，发现是有2个网络标号标记错误和一条总线断掉，修改错误后再检查就没问题了。
还有就是那个6264和2764芯片的引脚属性不对，后来在库文件里面改掉后就emi问题了。
然后是制作网络表，这时我是靠观看视频来学习的，再是创建PCB电路板，这时就发现有很多错误，这时我才知道元件需要仔细设置Footprint，即元件的封装，我上网搜了一个封装表，里面有很多封装形式，电阻电容都有它各自的封装形式，于是我对它们进行封装，再制作网络表导入PCB，发现还是有问题，后来才发现，我们Protel99se软件本身就有一个PCB封装库，一些常用元件就有它自己的封装，导入PCB的制作，PCB的制作有很多规则，首先要满足可行性，再是要节省，画出板的大小后，就可以将元件添加进去了，第一次手动布线，花了很长时间还是做不好，最后采用了自动布线.
暑假的时候学过这款软件，当时也做过大量的练习。
这次设计的电路图比较简单，梅花多少时间就完成了。
参考文献
[1].王彦平.Protel99电路设计指南.清华大学出版社,2000.
[2].朱定华.Protel99SE原理图和印制板设计.清华大学出版社,2007.
[3].万华清.Protel99SE电路设计.人民邮电出版社,2007.
[4]．肖玲妮.PROTEL99SE印刷电路板设计教程.清华大学出版社,2006.
本科生课程设计成绩评定表
姓名
性别
专业、班级
课程设计题目：
PROTEL应用——微机存储器系统设计
课程设计答辩或质疑记录：
成绩评定依据：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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