1、 計算機輔助電路設計與 Protel DXP 2004 SP2第1單元 認識印制電路板與Protel DXP 2004 SP2 能力目標 會Protel DXP 2004 SP2的啟動、關閉 會打開、新建和保存項目 會打開、新建和保存文件 熟練操作工作區面板三種顯示方式的切換知識點 印制電路板的結構、種類 Protel DXP 2004 SP2的功能及特點 Protel DXP 2004 SP2主窗口的組成 Protel DXP 2004 SP2文件管理方式 電路板設計流程 1.1 認識印制電路板 印制電路板是電子設備中的重要部件之一。從收音機、電視機、手機、計算機等民用產品到導彈、宇宙飛船，

2、凡是存在電子元件，它們之間的電氣連接就要使用印制電路板。印制電路板的設計和制造質量是影響電子設備的質量、成本和市場競爭力的基本因素之一。1.1 認識印制電路板1.1 認識印制電路板1.1.1 印制電路板的概念 印制電路板（Printed Circuit Board）的英文簡稱是PCB，也稱印制線路板。它是以一定尺寸的絕緣板為基材，以銅箔為導線，經特定加工工藝，用一層或若干層導電圖形以及所設計好的孔來實現元器件之間的電氣連接關系。1.1 認識印制電路板印制電路板的主要作用有： （1）提供電路中的各種元器件裝配、固定必要的機械支撐。 （2）提供各元件間的布線，實現電路的電氣連接或電絕緣。 （3）為

3、元件插裝、檢查及調試提供識別字符或圖形。 （4）為自動焊錫提供阻焊圖形，進而實現自動化生產。 1.1 認識印制電路板1.1.2 印制電路板的結構 一塊完整的印制電路板主要包括絕緣基板、銅箔、孔、阻焊層、文字印刷部分。 1.1.3 印制電路板的種類 1按電路板所用基板材料劃分 （1）剛性印制電路板 （2）柔性印制電路板（軟印制板） （3）剛-柔性印制電路板1.1 認識印制電路板1.1 認識印制電路板 2按PCB導電板層劃分 （1）單面印制電路板：單面印制電路板指僅一面有導電圖形的印制電路板。 （2）雙面印制電路板：雙面印制電路板指兩面都有導電圖形的印制電路板。為常用的一種電路板。 （3）多層印制

4、電路板：導電圖形的層數在層以上，層間電氣互連通過金屬化孔實現。1.1.4 印制電路板的生產制作 1熱轉印制法板 優點是快速、直觀、方便、成功率高、成本底。缺點是只能制作簡單的電路，不能制作布線密度較高和比較精細的板，不能完成自動鉆孔。 1.1 認識印制電路板1.1 認識印制電路板 2雕刻法制板 工藝簡單、方便，適合高精度電路板的制作。 利用物理雕刻過程，通過計算機控制，在空白的覆銅板上把不需要的銅箔銑去，形成用戶定制的電路板。它直接利用PCB的文件信息，在不需要任何轉換過程的情況下輸出雕刻數據，通過自定義的數據格式控制機器自動完成雕刻、鉆孔、切邊等工作。制作一張普通的電路板只需幾分鐘到幾十分鐘

5、。 1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹1.2.1 EDA技術概述 EDA（Electronic Design Automatic）技術，也稱電子設計自動化，就是將電路設計中各種工作交由計算機協助完成。 電子行業借助Protel、PowerPCB、OrCAD、PADS、Multisim等EDA軟件對電子產品設計已經成為一種趨勢，熟練使用這類工具軟件可以極大地提高設計產品的質量與設計人員的工作效率。和其他同類軟件相比，Protel功能相對完善，容易學習和掌握，使用方便，資料豐富，是目前國內使用最廣泛的軟件之一。 常用EDA軟件簡介 目前進入我國的并具有廣泛影響的EDA軟件有：

6、1、Pspice (Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis ) 是美國MicroSim公司于20世紀80年代開發的電 路模擬分析軟件。可以進行模擬分析、模擬/數字混 合分析、參數優化等。 1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹 2、Electronic Workbench(EWB) (Multisim) 是加拿大Interactive Image Technologies公司于20世 紀80年代末，90年代初推出的專門用于電子線路仿真的 “虛擬電子工作臺”軟件?？梢詫⒉煌愋偷碾娐方M成混 合電路，尤其是對數字電路進

7、行仿真?？梢酝瓿呻娐返?瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析、器件的線性和 非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規電力的 分析，還提供了離散傅立葉分析、電路零極點分析等電 路分析方法，并具有故障模擬和儲存等功能。1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹3、OrCad 是一個大型的電子線路EDA軟件包，包括原理圖設計、 PCB設計、PLD Tools等軟件包。 4、PowerPCB 也是一個大型的電路CAD軟件，內容包括原理圖輸入 和PCB設計等。5、Protel 是20世紀90年代由澳大利亞Protel Technology公司研制開發的電路EDA軟件，它在我國電子行業知名度很

8、高，普及程度很廣。1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹1.2.2 Protel的發展過程 Protel Technology公司20世紀80年代推出推出Protel for DOS，20世紀90年代推出Protel for Windows，又陸續推出Protel 98、Protel 99、 Protel 99 SE。到2002年下半年（更名為Altium公司）推出的Protel DXP。隨后，Altium陸續發布了DXP 2004 SP1、SP2、SP3、SP4等產品服務包，進一步完善了軟件功能，并提供了對多語言的支持。此后Altium從定點軟件產品發布向連續流發布方式轉移，

9、基本上每年都有新版本發布，后有發布以Altium Designer+季節命名的版本。1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹1.2.3 Protel DXP 2004 SP2的功能及特點 1功能 主要有4大部分組成。 （1）原理圖設計系統（Schematics）：是EDA系統中的主要設計工具之一，主要用于電路原理圖的設計，為印制電路板的制作做準備工作。 （2）印制電路板設計系統（PCB：Printed Circuit Board）：主要用于印制電路板的設計，由它生成的PCB文件將直接應用到印制電路板的生產中。 （3）FPGA系統：主要用可編程邏輯器件的設計。設計完成后，可生成熔絲

10、文件，將該文件燒錄到邏輯器件中，就可以制作具備特定功能的元器件。 （4）VHDL系統：主要用于硬件的編程。1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹 2Protel DXP 2004 SP2的特點 （1）通過設計文件包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、PCB圖設計以及打印這些功能有機地結合在一起，提供了一個集成開發環境。 （2）提供了混合電路仿真功能，為設計者檢驗原理圖電路中某些功能模塊的正確與否提供了方便。 （3）提供了豐富的原理圖元件庫和PCB封裝庫，并且為設計新的元件封裝提供了封裝向導程序，簡化了封裝設計過程。 （4）提供了層次原理圖設計方法，使復雜電路設計的工作組開發方式成為

11、可能。 （5）提供了強大的查錯功能。提供了3D預覽功能。 （6）SP2及以上版本支持多種語言（中文、英文、德文、法文、日文）。 1.2 Protel DXP 2004 SP2軟件介紹1.3 認識Protel DXP 2004 SP2 1.3.1 啟動 常用的方法有三種： （1）用鼠標雙擊桌面的快捷方式圖標。 （2）選擇開始/程序/Altium/DXP 2004選項。 （3）選擇開始菜單中的DXP 2004圖標。 1.3.2 中英文界面切換 1.3 認識Protel DXP 2004 SP2 1.3.3 主窗口1.3 認識Protel DXP 2004 SP2 1.4 Protel DXP 20

12、04 SP2的文件管理Protel DXP 2004 SP2文檔的組織結構圖 1.4 Protel DXP 2004 SP2的文件管理1.4.1 打開項目和文件 （1）打開項目：執行菜單命令文件/打開項目，彈出對話框。在對話框中選擇合適的路徑及項目，單擊“打開”按鈕。打開項目后，系統自動打開Projects面板，顯示項目的名稱及該項目中包含的所有文件。 （2）打開文件：打開文件有如下兩種方法： 雙擊上面打開的項目中任何一個文件名，即可打開對應的文件。 執行菜單命令文件/打開，彈出對話框。在對話框中選擇合適的路徑及文件，單擊“打開”按鈕。1.4.2 新建和保存項目 （1）執行菜單命令文件/創建/

13、項目/PCB項目后，Projects面板就會出現一個新建的空白項目PCB Project1.PrjPCB。 （2）如果要保存新建項目，執行菜單命令文件/保存項目，在彈出的對話框中，選擇合適的路徑和文件名，單擊“保存”按鈕即可。1.4 Protel DXP 2004 SP2的文件管理1.4.3 新建和保存文件 上面創建的是空項目，現在要往這個項目中添加文件，可以添加的文件類型很多，有原理圖（*.SchDoc）、原理圖元件庫（*.SchLib）、PCB圖（*.PcbDoc）、PCB元件庫（*.PcbLib）等。下面主要以創建和保存原理圖文件為例進行說明。 （1）執行菜單命令文件/創建/原理圖，系統

14、就會直接在當前項目中添加一個原理圖文件，并且使用缺省的文件名。 （2）如果要保存新建文件，執行菜單命令文件/保存，在彈出的對話框中，選擇合適的路徑和文件名，單擊“保存”按鈕即可。1.4 Protel DXP 2004 SP2的文件管理 需要注意的是，并不是一定要建立項目后才可以新建原理圖文件，即使沒有項目文檔，也可以打開原理圖編輯器建立一個自由原理圖文件。 建立自由原理圖文件的方法：在沒有打開任何項目或將所有已打開的項目全部關閉時，執行菜單命令文件/創建/原理圖，即可建立一個自由原理圖文件（Free Schematic Sheets），保存后它不屬于任何項目。若要把自由原理圖文件添加到項目中，

15、左鍵單擊該文件，拖動到項目中即可。 1.4 Protel DXP 2004 SP2的文件管理設計文件擴展名PCB項目.PrjPcb原理圖文件.SchDocPCB文件.PcbDoc原理圖元件庫文件.SchLib封裝庫文件.PcbLib集成庫文件.IntLib1.4 Protel DXP 2004 SP2的文件管理1.5 Protel DXP 2004 SP2設計流程 在使用Protel DXP 2004 SP2進行電路板的設計過程中，主要用到原理圖設計系統和印制電路板設計系統，即先設計原理圖，然后根據原理圖設計電路板。本單元小結 本單元首先主要介紹了印制電路板的概念、結構、種類、制作工藝等基本知

16、識，然后介紹了有關Protel的基本知識。 一塊完整的印制電路板主要包括絕緣基板、銅箔、孔、阻焊層、文字印刷部分。印制電路板按制作材料可分為剛性印制電路板、柔性印制電路板以及剛-柔性印制電路板；按導電板層可分為單面板、雙面板、多層板。 Protel軟件是國內使用最廣的一款EDA軟件。Protel DXP 2004 SP2主要由四大部分組成：原理圖設計系統（Schematics）、印制電路板設計系統（PCB）、FPGA系統、VHDL系統。在進行電路板的設計過程中，主要用到原理圖設計系統和印制電路板設計系統，即先設計電路原理圖，然后完成電路板的設計。 計算機輔助電路設計與Protel DXP 20

17、04 SP2 第2單元 原理圖設計基礎 能力目標 會設置原理圖參數 會加載元件庫、放置并編輯元件 會繪制導線 會使用畫圖工具欄 會設計簡單電路原理圖 知識點 Protel DXP 2004 SP2元件庫的特點及結構 原理圖設計的基本原則 原理圖參數的設置方法 元件屬性的編輯方法 原理圖的設計步驟2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.1.1 任務分析 話筒MK1產生的微弱信號經C2耦合、RP1音量調節后送入第一級放大電路放大，放大后的信號經C4耦合后送至功放的前置放大器Q2，Q2的輸出送入Q3、Q4構成的乙類互補對稱功放電路，放大后的信號驅動喇叭LS1發出放大后的聲音。以它作為例子來學習

18、原理圖制作的基本方法，該圖與大家在模擬電子技術中所見電路的不同之處在于多了一個接線端子P1，這是印制電路板與外部電路的接口。 通過實施該項目達到以下學習目標： （1）熟悉原理圖編輯器，了解其基本功能、環境設置。 （2）能繪制簡單電路原理圖。 （3）學會使用原理圖編輯工具。 任務分析2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.1.2 準備知識 1.原理圖設計的基本原則 一張好的原理圖，不僅要求沒有錯誤，還應該美觀、信號流向清晰、標注清楚、可讀性強。連線繞來繞去、標注不清楚、信號流向混亂的原理圖不算一張好圖。因此，在繪制電路原理圖時，應該遵循以下原則： （1）順著信號流向擺放元件。 （2）電源線

19、在上部，地線在下部，或者電源線與地線平行。 （3）輸入端在左側，輸出端在右側。 （4）同一功能模塊中的元件靠近放置，不同功能模塊中的元件稍遠一些放置。 準備知識2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.原理圖的設計步驟 準備知識2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.1.3 任務實施 1新建項目 （1）建立名為“語音放大器”的文件夾，便于文件管理。 （2）執行菜單命令文件/創建/項目/PCB項目在Projects面板中出現一個新建項目文件PCB_Project1.PrjPCB。 （3）執行菜單命令文件/保存項目，在彈出的保存項目對話框中確定保存路徑，即“語音放大器”的文件夾，在文件名

20、欄輸入“語音放大器”文件名，單擊“保存”按鈕，保存該項目。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2新建原理圖文件 （1）執行菜單命令文件/創建/原理圖，在上面建立的項目中新建電路原理圖文件。 （2）執行菜單命令文件/保存，在彈出的保存文件對話框中輸入“語音放大器”為該原理圖文件名，并保存在第一步建立的“語音放大器”文件夾中。 （3）保存完后，一個新的原理圖文件就建成了。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 3設置圖紙參數 （1）執行菜單命令設計/文檔選項，打開“文檔選項”對話框； （2）設置圖紙大小為A4； （3）設置圖紙方向為“Landscape”，即可把圖紙設為

21、橫向。 4裝載元器件庫 Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Connectors.IntLib 為系統默認已經裝入的兩個庫，本電路不需要裝入其它元器件庫。任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 任務實施 5放置元器件 （1）放大圖紙，直到出現合適網格。滑動圖紙右側和下面的滾動條至中間位置。 （2）在Libraries面板中，單擊庫文件名列表框的下拉按鈕，選中Miscellaneous Devices.IntLib。 （3）在關鍵字過濾框內輸入N

22、PN，則元件列表中列出以NPN開頭的元件。 （4）選中要放置的元件2N3904，單擊Libraries面板右上部的Place 2N3904按鈕或直接雙擊“2N3904”，在圖紙工作區適當位置單擊鼠標左鍵可將元件放到當前位置。 （6）用同樣的方法放置其他元件。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 任務實施 6調整元器件位置 調整元件位置主要的操作是移動和旋轉。 （1）移動元件：將光標對準需要移動的元件，單擊鼠標左鍵，并按住鼠標左鍵不放，在元件周圍出現虛框，然后拖動到適當位置，松開鼠標左鍵即可。 （2）旋轉元件：用鼠標左鍵點住要旋轉的元件不放，按空格鍵（Space），每按一次，元件逆

23、時針旋轉90；按X鍵可以進行水平方向翻轉，按Y鍵可以進行垂直方向翻轉。任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 7編輯元件屬性 （1）雙擊要編輯的元件（或在放置元件前按Tab鍵），打開 “元件屬性”對話框。 （2）標示符（ Designator）：輸入元件序號如“R1”。 （3）注釋（Comment）：輸入對元件的注釋或參數值，如75k。 （4）將Value前的Visible復選框取消。 （5）設置好后，點擊“確認”按鈕即可。 （6）依次修改各元件的屬性。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 8繪制導線 （1）單擊配線工具欄 按鈕或執行菜單命令放置/導線，光標變為十字形狀

24、。 （2）將光標移到圖紙適當位置，單擊鼠標左鍵，確定導線起點。移動光標，到合適位置，再次單擊鼠標左鍵，完成兩點間的連線，單擊鼠標右鍵，則退出繪制導線狀態。 （3）在繪制導線過程中，如果要改變導線的繪制方向，可在轉向處單擊鼠標左鍵，然后向需要的方向移動光標即可。任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 注意：當導線與元件連接時，導線一定要與元件的引腳相連，否則導線與元件沒有電氣連接關系。在連線中，當光標接近引腳時，出現的紅色“米”字型標志，就是當前系統捕獲的電氣節點，這個“米”字型標志代表電氣連接的意義，此時單擊鼠標左鍵，這條導線就與元件的引腳之間建立了電氣連接。 如果畫好的導線需要剪斷

25、，可執行菜單命令編輯/剪斷配線，將光標移到需要剪斷的位置單擊鼠標左鍵即可。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 9放置節點 執行菜單命令放置/手工放置節點，將光標移到需要放置節點的位置單擊鼠標左鍵即可。 注意：節點用來表示兩條相交的導線是否在電氣上相通。沒有節點，表示在電氣上不相通，有節點，則表示在電氣上是相通的。 當兩條導線呈“T”相交時，系統將會自動放置節點，但對于呈“十”字相交的導線，不會自動放置節點，必須采用手動放置。2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 任務實施 10放置、編輯電源及接地符號 單擊配線工具欄中中的 按鈕或 按鈕，電源或接地符號會“粘”在十字光標上，移

26、動光標到合適位置，單擊鼠標左鍵即可。 雙擊放置的電源或接地符號(或在放置之前按Tab鍵)，打開設置電源或接地符號屬性對話框，選擇合適外形。 任務實施2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.1.4 原理圖常用操作 1.原理圖編輯器窗口簡介常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2畫面管理 （1）放大、縮小 執行菜單命令查看/放大或縮小。 按鍵盤Page Up鍵或Page Down鍵。 按住鍵盤Ctrl鍵，滾動鼠標的滾輪。 （2）用不同比例顯示 執行菜單命令查看，在下一級菜單中直接選擇顯示比例即可。 （3）全部顯示繪圖區 顯示整個文件，可以查看整張原理圖。執行菜單命令查看/顯示整個

27、文檔。 常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 （4）顯示繪圖區所有對象 使繪圖區中的圖形填滿工作區，盡可能大的比例顯示圖中的所有對象。 單擊主工具欄的 按鈕。 執行菜單命令查看/顯示全部對象。 （5）顯示選定范圍 執行菜單命令查看/整個區域，或單擊主工具欄的 按鈕。 執行菜單命令查看/指定點周圍區域。 選中目標區，單擊主工具欄的 按鈕。常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 （6）畫面的移動 拖動水平和垂直滾動條。 按住鼠標右鍵，此時光標變成手形，按住鼠標右鍵并拖動即可。 按住鍵盤Shift鍵，滾動鼠標的滾輪，左右移動畫面；滾動鼠標的滾輪上下移動畫面。常用操作2.1 項目

28、1 繪制語音放大器電路原理圖 （7）用“圖紙”面板管理畫面 鼠標左鍵單擊窗口左下方標簽欄“SCH”標簽，在打開的快捷菜單中單擊“圖紙”標簽，即可打開“圖紙”面板。改變“圖紙”面板中方框的大小可以放大、縮小畫面，拖動方框可以快速移動畫面。拖動“圖紙”面板中的滾動條也可以放大、縮小畫面。2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 常用操作 （8）刷新顯示畫面 執行刷新顯示畫面命令后，原畫面的殘留斑點或圖形變形即可得到清除。 執行菜單命令查看/更新。 按快捷鍵End。2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 常用操作 3圖紙參數設置:執行菜單命令設計/文檔選項.，打開“文檔選項”對話框 常用操作2.1

29、 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 4元件的編輯 （1）移動單個元件 使用鼠標拖動； 使用菜單命令：編輯/移動/移動 注：如果執行菜單命令編輯/移動/拖動移動元件的同時連接元件的導線一起移動。 （2）同時移動多個元件 同時選中多個元件 移動選中元件 常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 （3）撤消選中 撤消所有選中狀態：在圖紙空白處單擊鼠標左鍵，或點擊主工具欄 按鈕，可撤消所有元件選中狀態。 撤消選定區域內的選中狀態：執行菜單命令 編輯/取消選擇/區域內對象 撤消選定區域外的選中狀態：執行菜單命令 編輯/取消選擇/區域外對象 常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 (4)

30、 復制元件 選中要復制的元件，執行菜單命令編輯/復制（C）或按快捷鍵Ctrl+C，或點擊主工具欄 按鈕。執行菜單命令編輯/粘貼或按快捷鍵Ctrl+V，或點擊主工具欄 按鈕，在合適位置單擊鼠標左鍵完成復制。 選中要復制的元器件，執行菜單命令編輯/復制（I），或按快捷鍵Ctrl+D，完成復制。 選中要復制的元器件，執行菜單命令編輯/橡皮圖章，或按快捷鍵Ctrl+R，或點擊主工具欄 按鈕，在合適位置單擊鼠標左鍵完成復制。常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 （5）剪切元件 選中需要剪切的元件。 執行菜單命令編輯/裁剪 ，或點擊主工具欄 按 鈕，或按快捷鍵Ctrl+X，可完成剪切。 粘貼的

31、方法同復制粘貼。（6）刪除元件 執行菜單命令編輯/刪除，將光標移動到需要刪除的元件，單擊鼠標左鍵即可。單擊鼠標右鍵退出刪除命令狀態。 選中需要刪除的元件，按Delete鍵。 選中需要刪除的元件，執行菜單命令編輯/清除。 常用操作2.1 項目1 繪制語音放大器電路原理圖 2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 元件序號（Designator）庫元件名（LibRef）注釋或參數值（Comment）元件所在庫（Library）U1MC74HC00ANMotorola Logic Gate.IntLibU2MC74HC00ANMotorola Logic Gate.

32、IntLibP1Header 4Miscellaneous Connectors.IntLibP2Header 3Miscellaneous Connectors.IntLib2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2.2.1 任務分析 該電路是用與非門（MC74HC00AN）實現半加器的邏輯電路。MC74HC00AN在同一個元件內集成了在邏輯上相互獨立的四個與非門，四個與非門共用電源，封裝方式為DIP-14。從圖上可以看出元件符號上沒有14腳（電源）和7腳（地），實際上它們是存在的，只不過被隱藏了，在原理圖上軟件會將這些管腳與相應的網絡自動相連。任務分析2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 通

33、過實施該項目達到以下學習目標：（1）進一步熟悉原理圖編輯器，掌握其基本功能、環境設置。（2）熟練繪制簡單電路原理圖。（3）學會使用多功能單元元件。（4）學會使用網絡標號。（5）學會生成網絡表。任務分析2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2.2.2 準備知識 1. 多功能單元元件 所謂多功能單元元件是指在一個元件體內具有多個功能完全相同的功能模塊，如集成電路中的門電路系列。這些獨立的功能模塊共享同一封裝，卻用在電路的不同處，每一功能模塊都用一個獨立的符號表示。 2. 網絡表 在電子學上網絡表示電氣互連關系。設計電路原理圖的最終目的是進行印制電路板（PCB）設計，網絡表是原理圖與印制電路板之間的

34、一座橋梁。網絡表文件是一張電路原理圖中全部元件和電氣連接關系的列表，它包含電路中的元件信息和連線信息。 準備知識2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 網絡表內容格式如下： 一個元件描述開始C1 元件序號（Designator）RB7.6-15 封裝形式（Footprint）0.22uf 注釋（Comment） 三個空行 一個元件描述結束 ( 一個網絡開始NetC5_1 網絡名稱C5-1 網絡連接點：C5的1腳Q2-3 網絡連接點：Q2的3腳R8-2 網絡連接點：R8的2腳 ) 一個網絡結束 準備知識2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2.2.3 任務實施 1新建項目 （1）建立一個名為“半加

35、器”的文件夾，便于文件管理。 （2）執行菜單命令文件/創建/項目/PCB項目，建立一個空項目文件，命名為“半加器”，并保存在第一步建立的“半加器”文件夾中。 2新建原理圖文件 執行菜單命令文件/創建/原理圖，在上面建立的項目中新建電路原理圖文件，命名為“半加器”。并保存在第一步建立的“半加器”文件夾中。 任務實施2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 3設置圖紙參數 執行菜單命令設計/文檔選項.打開“文檔選項”對話框，把圖紙設置為A4大小。其它使用系統默認設置。 4裝載元件庫 該電路要用到兩個元件庫Miscellaneous Connectors.IntLib和Motorola Logic.In

36、tLib。Miscellaneous Connectors.IntLib是系統默認載入的元件庫，而Motorola Logic.IntLib需要我們載入。 任務實施2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 5放置元件 （1）執行菜單命令放置/元件或單擊配線工具欄中的 按鈕打開“放置元件”對話框，輸入參數。任務實施 （2）單擊“確認”按鈕關閉對話框，并按鍵盤上的Tab鍵，打開元器件屬性對話框，將“注釋”后面“可視”的對鉤去掉（元器件的注釋將在原理圖上不顯示）。單擊“確認”按鈕即可放置元器件。 （3）放好第一單元電路，U1A中的A表示是第一單元電路，是軟件自動加上的。繼續放置其他單元電路，其序號（A、

37、B、C、D）是自動遞增的。第一個集成塊的四個單元用完后，元件序號自動變為U2 。 （4）放置Header 4、Header 3，并修改屬性。任務實施2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 6調整元件位置 7繪制導線 8放置網絡標號 （1）單擊配線工具欄中的 按鈕，或執行菜單命令放置/網絡標簽； （2）按鍵盤上的Tab鍵，打開屬性對話框。在“網絡”欄輸入VDD（表示電源網絡），單擊“確認”按鈕，VDD虛線框跟隨光標移動。 （3）將虛線框移動到P1的1管腳上，當紅色米字型電氣捕捉標志出現時，表明建立電氣連接，單擊鼠標左鍵放下網絡標號。任務實施2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （4）在P1的4管腳

38、和P2的3管腳放置GND網絡標號。 注意：網絡標號名中字母的大小寫具有不同的含義。 繪制好的半加器電路如圖2-37所示。 9生成網絡表，觀察網絡表 執行菜單命令設計/文檔的網絡表/Protel，系統將自動在當前文件下添加一個與原理圖同名的網絡表文件。任務實施2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2.2.4 操作技巧 1.查找元件 （1）在元器件庫面板單擊查找按鈕或執行菜單命令工具/查找元件打開“元件庫查找”對話框 。 操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （2）設定以上各項后，單擊“查找”按鈕就開始查找，屏幕彈出正在查找的“元件庫”面板。查找結束，該面板中將顯示查找到的元器件信息。 操

39、作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 2編輯元件屬性 （1）編輯元件屬性最好在元件放置之前按鍵盤上的Tab鍵，打開元件屬性對話框，進行編輯。因為軟件在放置下一個元件時自動繼承前一個元件的屬性，并將文字標號的數字自動加1，可以有效提高工作效率。后續制作原理圖元件、PCB、封裝方式等的過程中，放置圖形對象也要注意使用Tab鍵提高速度。操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （2）編輯元件部分屬性 對于元件序號、注釋、參數大小的設置還可以直接對相應標注進行修改。方法是用鼠標左鍵雙擊元件要修改的部分，在彈出的對話框中修改。操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 3繪制導線 （1）改變

40、導線方向 在導線拐彎處，光標處于畫線狀態時，在鍵盤上按空格鍵（Space）或Shift+空格鍵可以改變導線的轉折方式，有直角、任意角度、自動走線、45度走線等方式。 （2）修改導線長度 線放置完成后，如果長度不合適，可以用鼠標左鍵單擊導線，使之成為操作焦點，然后拉動導線的操作柄任意調整導線長度。操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （3）導線屬性修改 打開設置導線屬性對話框 法一：在導線放置過程中，按鍵盤上的Tab鍵。 法二：雙擊要編輯的導線。 法三：執行菜單命令編輯/變更并在要編輯的導線上單擊鼠標左鍵。 法四：鼠標右鍵單擊導線并執行菜單屬性 。 修改線寬、顏色。 操作技巧2.2 項目

41、2 繪制半加器電路原理圖 4節點的放置 放置節點就是使相互交叉的導線具有電氣相通的關系。 執行菜單命令工具/原理圖優先設定，打開“優先設定”對話框，在Compiler選項卡中，選中“自動交叉”選項區域的“顯示在導線上面”復選框，當兩條導線呈“T”相交時，系統將會自動放置節點，但對于呈“十”字相交的導線，不會自動放置節點，必須采用手動放置。 執行菜單命令放置/手工放置節點可放置節點。節點的大小、顏色可修改，方法同導線的屬性修改。 操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 5滾屏樣式與速度 對于初學者，滾屏速度太快，有時無法控制，影響操作?？梢詫L

42、屏速度調慢或取消該功能。（1）執行菜單命令工具/原理圖優先設定，打開“優先設定”對話框。（2）在Graphical Editing選項卡，“自動搖景選項”區域設置自動滾屏樣式與速度。“風格”下拉列表框有三個選項。 操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 6常見錯誤 （1）元器件不以電路單元為序隨意擺放初學者往往把自己熟悉的元器件先找出放置，放置位置不顧整體圖效果，以求快速完成，結果反而造成后續連接更為麻煩，或者漏放、錯放元器件。故應以電路單元為序圍繞核心元器件放置元器件。 （2）繪圖前不進行布局思考，影響整圖效果繪圖前不進行布局思考，元器件前松后緊，影響整圖效果。在放置元器件前應考慮整體

43、效果，不能將過多元器件集中在一小塊圖區，也不能放置距離過遠，造成讀圖困難。 操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （3）未對元器件進行編排序號或有重復序號 所有元器件應都有序號，如R1、R2。這是為了區分每個具體元器件，同時形成正確的電氣連接。初學者往往忘記或者漏掉一些元器件的序號，有時還會出現重復的元器件序號，這樣會影響原理圖的正確性，導致下一步制作PCB失敗。 （4）有極性的元器件連接錯誤 有極性的元器件如極性電容，未按正確方向連接，造成電路錯誤。操作技巧2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 （5）用實用工具欄的 畫導線 用實用工具欄的 畫的直線沒有電氣特性，用配線工具欄的 畫的才

44、是導線。 （6）忘記放置電源和接地符號，或者混用 忘記放置電源和接地符號，或電源和接地符號混用，比如把GND用成了VCC，造成電路根本性錯誤。 （7）圖紙上有多余元器件 圖紙上多余元器件，有的散落在旁邊，有的干脆與已有元器件重疊，造成電路錯誤。2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 操作技巧（5）出現多余節點或交叉連接處沒有出現節點 多余節點。如圖2-55所示，R1、R2、R3之間出現了不該有的節點，出現多余節點的原因是導線長度不合適。 交叉連接處沒有出現節點，沒有實現電氣連接。R3右側管腳與導線沒有實現電氣連接。管腳與導線沒有實現電氣連接的原因是導線位置不對，切記元器件只有管腳的頂端具有電氣連

45、接特性，其他部分是沒有電氣連接特性的。2.2 項目2 繪制半加器電路原理圖 操作技巧本單元小結 本單元主要介紹了利用Protel DXP 2004 SP2設計電路原理圖的基本知識，并結合實例對電路原理圖的設計過程和步驟進行了詳細描述。設計電路原理圖大致可分為7個步驟：新建原理圖、設置圖紙參數、裝載元件庫、放置元件、原理圖布線、檢查修改、存盤輸出。電路圖的繪制既可以使用菜單命令，也可以使用工具欄。 計算機輔助電路設計與 Protel DXP 2004 SP2 第3單元 印制電路板設計基礎 能力目標 會手工和利用向導新建PCB以及規劃電路板 會加載元件封裝庫、網絡表及元件 會調整元件位置 會手工布

46、線、自動布線 能設計簡單印制電路板 知識點 PCB編輯環境 布局、布線原則 布線規則設置 單層及雙層印制電路板的設計方法 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB3.1.1 任務分析 兩級放大電路是第2單元上機實踐1繪制的原理圖，本項目通過完成“設計兩級放大電路PCB”任務來學習印制電路板設計的基本方法。 本項目要求制作大小為80mm50mm的單面電路板。一般線寬采用系統默認的寬度0.254mm（10 mil），VCC、GND網絡的線寬采用1mm。通過實施該項目達到以下學習目標： （1）熟悉PCB編輯器，了解其基本功能、環境設置。 （2）進一步加深對網絡表的認識。 （3）能手工調整布局 （4）能

47、手工布線 （5）能設計簡單PCB。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB任務分析3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB3.1.2 準備知識 1. PCB的基本組件 （1）焊盤（Pad） 焊盤用于焊接固定元件管腳或引出連線、測試線等，焊盤與元件一樣，可分為通孔式、表面貼片式兩大類，其中通孔式焊盤必須鉆孔，而表面貼片式焊盤無須鉆孔。 表面貼片式焊盤通常有矩形、橢圓形。通孔式焊盤通常有圓形、矩形、正八邊形三種形狀。焊盤的參數有方向尺寸、方向尺寸和鉆孔孔徑尺寸等。焊盤鉆孔直徑不能小，也不能太大，原則是孔的尺寸比管腳直徑大0.20.4mm。 準備知識 （2）板層（Layer） 印制電路板由許多層面構成。

48、板層分為敷銅層和非敷銅層。在敷銅層上放置焊盤、銅膜導線等完成電氣連接。在非敷銅層上放置元器件描述字符或注釋圖形等。 敷銅層一般包括頂層、底層、中間層、電源層、地線層等。 非敷銅層包括印記層（又稱絲網層、絲印層）、機械層、禁止布線層、阻焊層及助焊層、鉆孔層等。 還有一些層面（如禁止布線層）用來放置一些特殊的圖形來完成一些特殊的功能或指導生產。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 平常所說的幾層板是指敷銅層的層面數。如單面板是指只有頂層、或底層為敷銅層的電路板；而雙層板是包括頂層和底層都為敷銅層的電路板；多層板是指除了含頂層和底層外，中間至少還有一層中間層或電源層的電路板。3.1 項目1

49、 設計兩級放大電路PCB準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB （3）過孔（Via） 過孔也稱金屬化孔。對于雙層板和多層板，各信號層之間是絕緣的，需在各信號層有連接關系的導線交匯處鉆一個孔，并在孔壁上淀積金屬以實現不同導電層之間的電氣連接。過孔的參數主要有孔的外徑和鉆孔尺寸，形狀只有圓形。準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB （4）銅膜導線（Track） 銅膜導線也稱印制導線或銅膜走線，用于連接各個焊盤，完成電氣連接，是有寬度、有位置方向（起點和終點）和有形狀（直線或弧線）的線條。銅膜導線是印制電路板最重要的部分，印刷電路般的設計就是圍繞如何布線來進行的。 （5）飛線（Con

50、nection） 印制電路板布線過程中的預拉線，它是裝入網絡表后，系統自動生成的。飛線只是在邏輯上表示出各個焊盤間的連接關系，沒有實際電氣連接意義，是用來指引布線的一種連線。 準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB （6）元件封裝（Footprint） 概念：所謂元件的封裝是指電路板為實際元件焊接預留的位置，包括實際元件的外形尺寸，所占空間位置、各管腳之間的距離等。要求電路板上的焊點與實際元件的管腳一致，元件的封裝是印制電路板設計中非常重要的概念。 不同的元器件可以共用同一個封裝，同種的元器件也可以有不同的封裝。在印制電路板設計時必須知道元件的封裝形式。元器件的封裝可以在設計原理圖的時

51、候指定，也可以在引進網絡表的時候指定。 分類：元器件封裝分為兩大類：通孔式和表面貼片式。準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB 元器件封裝的編號 一般是：元件類型+焊點距離（焊點數）+元件外型尺寸 如：DIP-16表示雙排插式的元件封裝，兩排各為8個引腳；AXIAL-0.4表示軸狀類元件封裝（如電阻），引腳間距為400mil；RB.2/.4 表示極性電容性元件封裝，引腳間距為200mil，零件直徑為400mil。 常用元件的封裝 電阻：有通孔式和貼片式兩種。通孔式管腳封裝為AXIAL,為軸狀包裝方式，從AXIAL-0.3 AXIAL-1.0。準備知識 電阻常用貼片式封裝為CR1005-

52、0402CR6332-2512。數字表示元件的長與寬，包括公制和英制兩組數據，如1005表示公制長1mm，寬0.5mm；0402表示英制長0.04inch，寬0.02inch。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB 電容：常用的通孔式封裝為RAD、CAPR系列無極性包裝，RB、CAPPR、CAPPA系列有極性包裝；貼片式電容封裝常用CC1405-0402CC7238-2815。 準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB 二極管：常用通孔式封裝為DIODE、DIO系列；常用貼片式封裝為INDC、DSO系列、DIODE SMC系列。 準備知識 晶

53、體管：晶體管常用封裝有BCY-W3系列及CAN-3系列，對于功率較大的三級管可用SFM-T3系列封裝。常用貼片式封裝為SO-G3系列。 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB 集成電路：集成電路的封裝分為通孔式和貼片式。 a.通孔式封裝有雙列直插封裝（Dual In-line Package），簡稱DIP封裝；球柵陣列封裝（PGA）等。 b. 表面粘貼式包括：SOP封裝、PLCC封裝、QFP封裝等。 準備知識接插件封裝：接插件元器件封裝庫提供了多種封裝形式。 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 2印制電路板的基本設計原則 可靠性：印制板

54、的可靠性是影響電子設備的重要因素。在滿足電子設備要求的前提下，應盡量采用單層板或雙層板，必須選用多層板時盡可能使層數設計得少一些。 工藝性：設計的印制板的制造工藝盡可能簡單。 經濟性：印制板的經濟性與電路板的層數及其制造工藝直接相關。一般來說，層數越多，加工難度越大，成本越高。而復雜的工藝必然增加制造費用。所以在設計印制板時，應考慮與通用的制造工藝方法相適應，此外應盡可能采用標準化的尺寸結構，選用合適等級的基板材料，運用巧妙的設計技術來降低成本。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 3印制電路板尺寸及板層選取原則 要進行電路板的設計，首先需要規劃電路板的大小以及確定電路板的層數。 電

55、路板尺寸過大，一方面成本增加，另一方面會使印制導線長度加長，導致阻抗加大，抗噪聲能力降低；電路板尺寸過小，一方面會增加安裝難度，另一方面會導致散熱不好，相互影響加大。確定合理的電路板尺寸是很必要的。 對于電路板的制作而言，板的層數越多，制作程序就越多，成品率就降低，成本也相對提高。所以在滿足電氣功能要求的前提下，應盡可能選用層數較少的電路板。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 4印制電路板布局原則 元件布局是將元件在一定面積的印制電路板上合理地排放。在設計中，元件布局是一個重要的環節，往往要經過若干次布局，才能得到一個比較滿意的布局結果。布局的好壞直接影響布線的效果，是PCB設計成

56、功的第一步。 一個好的布局，首先要滿足電路的設計性能，其次要滿足安裝空間的限制，在沒有尺寸限制時，要使布局盡量緊湊，盡量減小PCB設計的尺寸，減少生產成本。 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 5印制電路板布線原則 布線和布局是密切相關的兩項工作，布局的好壞直接影響著布線的布通率。布線受布局、板層、電路結構和電性能要求等多種因素影響，布線結果又直接影響電路板性能。進行布線時只有綜合考慮各種因素，才能設計出高質量的印制線路板。 印制電路板布線的一般原則 輸入和輸出線應盡量避免相鄰平行，不能避免時，應加大二者間距或在二者中間添加地線，以免發生反饋耦合。 同方向信號線應盡量減小平行走線距

57、離。 印制電路板相鄰兩個信號層的導線應互相垂直、斜交或彎曲走線，應避免平行，以減少寄生耦合。 印制導線的寬度盡量一致，有利于阻抗匹配 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 印制導線的拐彎一般選擇45斜角，或采用圓弧拐角。直角和銳角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能。 印制導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為 0.05mm、寬度為 1 -1.5mm 時，通過 2A的電流，溫度不會高于3，因此，導線寬度為1.5mm即可滿足要求。對于集成電路，尤其是數字電路，通常選0.2-0.3mm導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電

58、源線和地線。 3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識 印制導線的間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。導線越短、間距越大，絕緣電阻就越大。對集成電路，尤其數字電路，只要工藝允許，可使間距做成很小。但隨著布線間距的減小，會使加工難度加大，廢品率升高，正常情況下選0.3mm的線間距時比較適宜的。 信號線高、低電平懸殊時，還要加大導線的間距；在布線密度比較低時，可加粗導線，信號線的間距也可適當加大。 印制導線如果需要進行屏蔽，在要求不高時，可采用印制屏蔽線，即包地處理。對于多層板，一般通過電源層和地線層的使用，既解決電源線和地線的布線問題，又可以對信號線進行屏蔽。 3.1 項目1

59、 設計兩級放大電路PCB準備知識 6去藕電容的配置 為避免電源電磁干擾，PCB電磁兼容設計的常規做法之一是在印制板的各個關鍵部位配置適當的退耦電容。退耦電容的一般配置原則是： （1）電源輸入端跨接10-100F的電解電容器。如有可能，接100F以上的更好。 （2）原則上每個集成電路芯片都應布置一個10nF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠時，可每4-8個芯片布置一個10-l00nF的鉭電容。 （3）對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的元件，如RAM、ROM存儲元件，應在芯片的電源線和地線之間直接接入退耦電容。（4）退藕電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。3.1 項目1 設計兩級放大電路P

60、CB準備知識 7大面積敷銅 大面積敷銅主要有兩種作用。一種是用于屏蔽來減小外界干擾，另一種作用是利于散熱。使用大面積敷銅應局部開窗口，防止長時間受熱時，銅箔與基板間的粘合劑產生的揮發性氣體無法排除，熱量不易散發，以致產生銅箔膨脹和脫落現象 。3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識8印制電路板設計流程準備電路原理圖規劃印制版印制板參數設置元件布局自動布線載入封裝庫網絡表設計規則檢查手工調整布線保存及輸出電路板3.1 項目1 設計兩級放大電路PCB準備知識3.1.3 任務實施 1準備電路原理圖 可直接利用第二單元的結果，但要檢查元件的封裝形式。設計PCB板，元件必須要有正確的封裝形式。法一