“四新”培訓 學習protel軟件的體會 電氣工程系 張健摘 要：介紹了Protel 99 SE的系統結構、主要特色以及在電路設計中的應用，指出了設計中出現的問題，并給出了具體的解決方法。關鍵詞：Protel 99 SE；電路原理圖；印刷電路板；電路設計 2007年8月，在江蘇省教育廳統一組織的“四新培訓”活動中，我參加了由東南大學舉辦的“電子線路CADprotel軟件應用”培訓。作為初學者，我通過為期8天的學習，比較全面地了解和掌握了繪制、編輯電路原理圖和印制電路圖的方法和技巧，并能處理一些常見問題。在對protel軟件的學習中，我有不少心得體會，下面我就談一下我的學習體會。一、簡要介紹Protel軟件。Protel是protel公司在80年代末推出的一款功能強大的電路CAD軟件，其所設計的電子電路產品范圍，涵蓋了從小型的電子產品，一直到復雜的電子計算機，是目前國內電子行業使用最廣泛的電子電路設計軟件。我所學習的Protel 99 SE 是Protel公司推出的最新版本，應用于電路原理圖設計、電路板設計等，他基于Windows環境，功能強大，人機界面友好，能讓人們在具有最完整的功能環境下，提升設計上的品質和效率。 二、Protel99SE軟件的組成。Protel99SE由五大系統構成。1原理圖設計系統-原理圖設計系統是用于原理圖設計的Advanced Schematic系統。這部分包括用于設計原理圖的原理圖編輯器Sch以及用于修改、生成零件的零件庫編輯器SCHLib。2印刷電路板設計系統-印刷電路板設計系統是用于電路板設計的 Advanced PCB。這部分包括用于設計電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib。3信號模擬仿真系統-信號模擬仿真系統是用于原理圖上進行信號模擬仿真的SPICE 3f5系統。4 可編程邏輯設計系統-可編程邏輯設計系統是基于CUPL的集成于原理圖設計系統的PLD設計系統。5Protel99SE內置編輯器-這部分包括用于顯示、編輯文本的文本編輯器Text和用于顯示、編輯電子表格的電子表格編輯器Spread。三、Protel99SE的主要特色。 1Protel99SE系統針對Windows NT4/9X作了純32位代碼優化，使得Protel99SE設計系統運行穩定而且高效。2. SmartTool（智能工具）技術將所有的設計工具集成在單一的設計環境中；SmartDoc（智能文檔）技術將所有的設計數據文件儲存在單一的設計數據庫中，用設計管理器來統一管理；SmartTeam（智能工作組）技術能讓多個設計者通過網絡安全地對同一設計進行單獨設計，再通過工作組管理功能將各個部分集成到設計管理器中。 3 對印刷電路板設計時的自動布局采用兩種不同的布局方式，即組群式和基于統計方式；新增加了自動布局規則設計功能；增強的交互式布局和布線模式。4電路板信號完整性規則設計和檢查功能可以檢測出潛在的阻抗匹配、信號傳播延時和信號過載等問題； 廣泛的集成向導功能引導設計人員完成復雜的工作。5原理圖到印刷電路板的更新功能加強了Sch和PCB之間的聯系； 可以用標準或者用戶自定義模板來生成新的原理圖文件；集成的原理圖設計系統收集了超過60000個元器件。6通過完整的SPICE 3f5仿真系統可以在原理圖中直接進行信號仿真；可以選擇超過60種工業標準計算機電路板布線模板或者用戶可以自己生成一個電路板模板。四、用Protel99SE進行電路設計的基本步驟。1設計電路原理圖電路原理圖的設計是整個電路設計的基礎，因此電路原理圖要設計好，以免影響后面的設計工作。電路原理圖的設計一般有如下步驟：(1)設置原理圖設計環境；(2)放置元件；(3)原理圖布線；(4)編輯和調整；(5)檢查原理圖；(6)生成網絡表。2設計印刷電路板印刷電路板設計是從電路原理圖變成一個具體產品的必經之路,因此,印刷電路板設計是電路設計中最重要、最關鍵的一步。通常，印刷電路板設計的具體步驟如下：(1)規劃電路板；(2)設置參數；(3)裝入網絡表；(4)元器件布局；(5)自動布線；(6)手工調整。五、實例下面以兩級放大電路的設計來說明Protel 99 SE在電路設計中的應用。設計要求：(1)使用單層電路板；(2)電源、地線銅膜線的寬度為1.27 mm；(3)一般布線的寬度為0.635 mm 。1 設計電路原理圖原理圖設計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后是在正確性和布局合理的前提下力求美觀。根據以上所述的電路原理圖設計步驟，兩級放大器電路原理圖設計過程如下：(1) 啟動原理圖設計服務器進入Protel 99 SE，創建一個數據庫，執行菜單File/New命令，從框中選擇原理圖服務器（Schematic Document）圖標，雙擊該圖標，建立原理圖設計文檔。雙擊文檔圖標，進入原理圖設計服務器界面。(2) 設置原理圖設計環境執行菜單Design/Options和Tool/Preferences，設置圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格等。(3) 裝入所需的元件庫在設計管理器中選擇Browse SCH頁面，在Browse區域中的下拉框中選擇Library，然后單擊ADD/Remove按鈕，在彈出的窗口中尋找Protel 99 SE子目錄，在該目錄中選擇LibrarySCH路徑，在元件庫列表中選擇所需的元件庫，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook庫等，單擊ADD按鈕，即可把元件庫增加到元件庫管理器中。(4)放置元件根據實際電路的需要，到元件庫中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上，再根據元件之間的走線把元件調整好。 (5)原理圖布線利用Protel 99 SE提供的各種工具、指令進行布線，將工作平面上的器件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構成一個完整的電路原理圖。(6)編輯和調整利用Protel 99 SE 所提供的各種強大的功能對原理圖進一步調整和修改，以保證原理圖的美觀和正確。同時對元件的編號、封裝進行定義和設定等。(7)檢查原理圖使用Protel 99 SE 的電氣規則，即執行菜單命令Tool/REC對畫好的電路原理圖進行電氣規則檢查。若有錯誤，根據錯誤情況進行改正。(8) 生成網絡表網絡表是電路原理圖設計和印刷電路板設計之間的橋梁，執行菜單命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封裝、參數及元件之間連接關系的網絡表。經過以上的步驟，完成了兩級放大電路原理圖的設計。兩級放大電路原理圖如下所示：2印刷電路板的設計電路設計的最終目的是為了設計出電子產品，而電子產品的物理結構是通過印刷電路板來實現的。Protel 99 SE為設計者提供了一個完整的電路板設計環境，使電路設計更加方便有效。應用Protel 99 SE設計印刷電路板過程如下：(1)啟動印刷電路板設計服務器執行菜單File/New命令，從框中選擇PCB設計服務器（PCB Document）圖標，雙擊該圖標，建立PCB設計文檔。雙擊文檔圖標，進入PCB設計服務器界面。(2)規劃電路板根據要設計的電路確定電路板的尺寸。選取Keep Out Layer復選框，執行菜單命令Place/Keepout/Track，繪制電路板的邊框。執行菜單Design/Options，在“Signal Lager”中選擇Bottom Lager，把電路板定義為單面板。(3)設置參數參數設置是電路板設計的非常重要的步驟，執行菜單命令Design/Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據設計要求，在規則類（Rules Classes）中設置參數。選擇Routing Layer，對布線工作層進行設置：左鍵單擊Properties，在“布線工作層面設置”對話框的“Pule Attributes”選項中設置Tod Layer為“Not Used”、設置 Bottom Layer為“Any”。選擇Width Constraint，對地線線寬進行設置：左鍵單擊Add按鈕，進入線寬規則設置界面，首先在Rule Scope區域的Filter Kind選擇框中選擇Net，然后在Net下拉框中選擇GND，再在Rule Attributes區域將Minimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為1.27 mm；電源線寬的設置：在Net下拉框中選擇VCC，其他與地線線寬設置相同；整板線寬設置：在Filter Kind選擇框中選擇Whole Board，然后將Minimum width，Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為0.635 mm。(4)裝入元件封裝庫執行菜單命令Design/Add/Remove Library，在“添加/刪除元件庫” 對話框中選取所有元件所對應的元件封裝庫，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。(5)裝入網絡表執行菜單Design/Load Nets命令，然后在彈出的窗口中單擊Browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設計生成的網絡表文件（擴展名為Net），如果沒有錯誤，單擊Execute。若出現錯誤提示，必須更改錯誤。(6)元器件布局Protel 99 SE既可以進行自動布局也可以進行手工布局，執行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自動布局。布局是布線關鍵性的一步，為了使布局更加合理，最好采用手工布局方式。(7)自動布線Protel 99 SE采用世界最先進的無網格、基于形狀的對角線自動布線技術。執行菜單命令Auto Routing/All，并在彈出的窗口中單擊Route all按鈕，程序即對印刷電路板進行自動布線。只要設置有關參數，元件布局合理，自動布線的成功率幾乎是100%。(8)手工調整自動布線結束后，可能存在一些令人不滿意的地方，可以手工調整，把電路板設計得盡善盡美。(9) 打印輸出印刷電路板圖執行菜單命令File/Print/Preview，形成擴展名為PPC的文件，再執行菜單命令File/print Job，就可以打印輸出印刷電路板圖。六、設計中的問題及解決方法雖然Protel 99 SE功能強大，人機界面友好，但在設計過程中往往遇到一些問題。1生成的印刷電路板圖與電路原理圖不相符，有一些元件沒有連上。這種情況時有發生，問題出在原理圖上，原理圖看上去是連上了，但畫圖不符合規范，導致未連接上。不規范的連線有：連線超過元器件的斷點；連線的兩部分有重復。解決方法是在畫原理圖連線時，應盡量做到：在元件端點處連線；元器件連線盡量一線連通。2在印刷電路板設計中裝入網絡表時元器件不能完全調入。原因有：原理圖中未定義元件的封裝形式；印刷電路板封裝的名稱不存在，致使在封裝庫中找不到；封裝可以找到，但元件的管腳名稱與印刷電路板庫中封裝的管腳名稱不一致。解決方法：到網絡表文檔中查找未定義封裝的元件，補上元件封裝；確認印刷電路板元件封裝庫是否已調入，同時檢查原理圖中元件封裝名稱是否與印刷電路板元件封裝庫中的名稱是否一致；將印刷電路板元件封裝庫中的元件修改成與原理圖中定義的一致。如三極管的管腳名稱在原理圖中定義為1，2，3，而在印刷電路板封裝庫中焊盤序號定義為E，B，C，必須修改印刷電路板封裝庫中的三極管管腳名稱，使他與原理圖中定義的三極管管腳名稱一致。七、結語隨著電子工業的飛速發展，電路設計越來越復雜，手工設計越來越難以適應形勢發展的需要，Protel 99 SE以其強大的功能、快捷實用的操作界面及良好的開放性，為設計者提供了現代電子設計手段，使設計者能快捷、準確地設計出滿意的電路原理圖和印刷電路板，不愧是從事電路設計的一個良好的工具。參考文獻1夏路易，石宗義電路原理圖與電路板設計教程.北京：北京希望電子工業出版社，20022崔瑋. Protel 99 SE電路原理圖與電路板設計教程.北京：海洋出版社，20053郭勇，許弋，劉豫東. EDA技術基礎.北京：機械工業出版社,2001 4陳曉平，李長杰. Protel 99 SE 電子線路CAD 應用教程. 南京：東南大學出版社，2005摘 要：介紹了Protel 99 SE在電路設計中的應用，指出了設計中出現的問題，并給出了具體的解決方法。 關鍵詞：Protel 99 SE；電路設計；電路原理圖；印刷電路板 隨著計算機技術的發展，計算機軟件在電路設計中的應用越來越廣泛，OrCad，Protel等都是人們熟悉的常用EDA軟件。Protel 99 SE 是Protel公司推出的最新版本，應用于電路原理圖設計、電路板設計等，他基于Windows環境，功能強大，人機界面友好，能讓人們在具有最完整的功能環境下，提升設計上的品質和效率。本文將介紹Protel 99 SE在電路設計中的應用，包括電路原理圖設計和印刷電路板設計以及設計過程中遇到的問題和解決方法。 1用Protel 99 SE進行電路設計的基本步驟 1.1電路原理圖設計的步驟 電路原理圖的設計是整個電路設計的基礎，因此電路原理圖要設計好，以免影響后面的設計工作。電路原理圖的設計一般有如下步驟： (1)設置原理圖設計環境； (2)放置元件； (3)原理圖布線； (4)編輯和調整； (5)檢查原理圖； (6)生成網絡表。 1.2印刷電路板設計的步驟 印刷電路板設計是從電路原理圖變成一個具體產品的必經之路,因此,印刷電路板設計是電路設計中最重要、最關鍵的一步。通常，印刷電路板設計的具體步驟如下： (1)規劃電路板； (2)設置參數； (3)裝入網絡表； (4)元器件布局； (5)自動布線； (6)手工調整。 2實例 下面以兩級放大電路的設計來說明Protel 99 SE在電路設計中的應用。 設計要求： (1)使用單層電路板； (2)電源、地線銅膜線的寬度為1.27 mm； (3)一般布線的寬度為0.635 mm； 2.1電路原理圖設計 電路原理圖設計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在是正確性和布局合理的前提下力求美觀。 根據以上所述的電路原理圖設計步驟，兩級放大器電路原理圖設計過程如下： (1)啟動原理圖設計服務器 進入Protel 99 SE，創建一個數據庫，執行菜單File/New命令，從框中選擇原理圖服務器（Schematic Document）圖標，雙擊該圖標，建立原理圖設計文檔。雙擊文檔圖標，進入原理圖設計服務器界面。 (2)設置原理圖設計環境 執行菜單Design/Options和Tool/Preferences，設置圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格等。 (3)裝入所需的元件庫 在設計管理器中選擇Browse SCH頁面，在Browse區域中的下拉框中選擇Library，然后單擊ADD/Remove按鈕，在彈出的窗口中尋找Protel 99 SE子目錄，在該目錄中選擇LibrarySCH路徑，在元件庫列表中選擇所需的元件庫，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook庫等，單擊ADD按鈕，即可把元件庫增加到元件庫管理器中。 (4)放置元件 根據實際電路的需要，到元件庫中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上，再根據元件之間的走線把元件調整好。 (5)原理圖布線 利用Protel 99 SE提供的各種工具、指令進行布線，將工作平面上的器件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構成一個完整的電路原理圖。 (6)編輯和調整 利用Protel 99 SE 所提供的各種強大的功能對原理圖進一步調整和修改，以保證原理圖的美觀和正確。同時對元件的編號、封裝進行定義和設定等。 (7)檢查原理圖 使用Protel 99 SE 的電氣規則，即執行菜單命令Tool/REC對畫好的電路原理圖進行電氣規則檢查。若有錯誤，根據錯誤情況進行改正。 (8)生成網絡表 網絡表是電路原理圖設計和印刷電路板設計之間的橋梁，執行菜單命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封裝、參數及元件之間連接關系的網絡表。 經過以上的步驟，完成了兩級放大電路原理圖的設計。兩級放大電路原理如圖1所示。 brurl=/bbsdetail_757208.htmlimg/images/upload/images/fitment/1167924890954.jpg/img/urlbr 2.2印刷電路板的設計 電路設計的最終目的是為了設計出電子產品，而電子產品的物理結構是通過印刷電路板來實現的。Protel 99 SE為設計者提供了一個完整的電路板設計環境，使電路設計更加方便有效。應用Protel 99 SE設計印刷電路板過程如下： (1)啟動印刷電路板設計服務器 執行菜單File/New命令，從框中選擇PCB設計服務器（PCB Document）圖標，雙擊該圖標，建立PCB設計文檔。雙擊文檔圖標，進入PCB設計服務器界面。 (2)規劃電路板 根據要設計的電路確定電路板的尺寸。選取Keep Out Layer復選框，執行菜單命令Place/Keepout/Track，繪制電路板的邊框。執行菜單Design/Options，在“Signal Lager”中選擇Bottom Lager，把電路板定義為單面板。 (3)設置參數 參數設置是電路板設計的非常重要的步驟，執行菜單命令Design/Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據設計要求，在規則類（Rules Classes）中設置參數。 選擇Routing Layer，對布線工作層進行設置：左鍵單擊Properties，在“布線工作層面設置”對話框的“Pule Attributes”選項中設置Tod Layer為“Not Used”、設置 Bottom Layer為“Any”。 選擇Width Constraint，對地線線寬進行設置：左鍵單擊Add按鈕，進入線寬規則設置界面，首先在Rule Scope區域的Filter Kind選擇框中選擇Net，然后在Net下拉框中選擇GND，再在Rule Attributes區域將Minimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為1.27 mm； 電源線寬的設置：在Net下拉框中選擇VCC，其他與地線線寬設置相同； 整板線寬設置：在Filter Kind選擇框中選擇Whole Board，然后將Minimum width，Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為0.635 mm。 (4)裝入元件封裝庫 執行菜單命令Design/Add/Remove Library，在“添加/刪除元件庫” 對話框中選取所有元件所對應的元件封裝庫，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。 (5)裝入網絡表 執行菜單Design/Load Nets命令，然后在彈出的窗口中單擊Browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設計生成的網絡表文件（擴展名為Net），如果沒有錯誤，單擊Execute。若出現錯誤提示，必須更改錯誤。 (6)元器件布局 Protel 99 SE既可以進行自動布局也可以進行手工布局，執行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自動布局。布局是布線關鍵性的一步，為了使布局更加合理，多數設計者都采用手工布局方式。 (7)自動布線 Protel 99 SE采用世界最先進的無網格、基于形狀的對角線自動布線技術。執行菜單命令Auto Routing/All，并在彈出的窗口中單擊Route all按鈕，程序即對印刷電路板進行自動布線。只要設置有關參數，元件布局合理，自動布線的成功率幾乎是100%。 (8)手工調整自動布線結束后，可能存在一些令人不滿意的地方，可以手工調整，把電路板設計得盡善盡美。 (9) 打印輸出印刷電路板圖執行菜單命令File/Print/Preview，形成擴展名為PPC的文件，再執行菜單命令File/print Job，就可以打印輸出印刷電路板圖，如圖2所示。 brurl=http:/www.wan