Protel實習一、實習目的：1、學習和掌握硬件電路的設計方法；2、學習protel 99 SE的使用方法3、學習PCB設計的一般流程4、 學習建立元件庫和封裝庫二、實習要求：應用Protel99獨立完成鍵盤顯示電路的原理圖繪制和PCB圖的繪制，熟練掌握建立元件庫和封裝庫的操作過程，要求用總線方式連接電氣線，要求使用網(wǎng)絡標號連接元件，嚴格按照實物布局。三、實習內(nèi)容：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(chǎn)品范圍，涵蓋了從小型的電子產(chǎn)品，一直到復雜的電子計算機，是目前國內(nèi)電子行業(yè)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(huán)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(huán)境下，提升設計上的品質和效率。（一）、Protel99SE簡介Protel99SE由五大系統(tǒng)構成。1原理圖設計系統(tǒng)-原理圖設計系統(tǒng)是用于原理圖設計的Advanced Schematic系統(tǒng)。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(tǒng)-印刷電路板設計系統(tǒng)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(tǒng)-信號模擬仿真系統(tǒng)是用于原理圖上進行信號模擬仿真的SPICE 3f5系統(tǒng)。4 可編程邏輯設計系統(tǒng)-可編程邏輯設計系統(tǒng)是基于CUPL的集成于原理圖設計系統(tǒng)的PLD設計系統(tǒng)。5Protel99SE內(nèi)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。Protel99SE的主要特色。 1Protel99SE系統(tǒng)針對Windows NT4/9X作了純32位代碼優(yōu)化，使得Protel99SE設計系統(tǒng)運行穩(wěn)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(huán)境中；SmartDoc（智能文檔）技術將所有的設計數(shù)據(jù)文件儲存在單一的設計數(shù)據(jù)庫中，用設計管理器來統(tǒng)一管理；SmartTeam（智能工作組）技術能讓多個設計者通過網(wǎng)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(tǒng)計方式；新增加了自動布局規(guī)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(guī)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(lián)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(tǒng)收集了超過60000個元器件。6通過完整的SPICE 3f5仿真系統(tǒng)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(yè)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。(二)、設計步驟用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(huán)境；(2)放置元件；(3)原理圖布線；(4)編輯和調(diào)整；(5)檢查原理圖；(6)生成網(wǎng)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(chǎn)品的必經(jīng)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(guī)劃電路板；(2)設置參數(shù)；(3)裝入網(wǎng)絡表；(4)元器件布局；(5)自動布線；(6)手工調(diào)整。（三）、詳細設計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(jù)以上所述的電路原理圖設計步驟，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(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，執(zhí)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(huán)境執(zhí)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(qū)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。序號英文名稱中文名稱1Analog Devices.ddb模擬裝置庫2GB4728.ddb國標庫3International Rectifier.ddb4Miscellaneous Devices.ddb雜件庫5NSC Analog.ddbNSC 模擬庫6Protel DOS Schematic libraries.ddbProtel DOS元件庫7SGS Analog.ddbSGS 模擬庫8NSC Analog.ddb9Spice.ddb在本設計的原理圖中，沒有8279元件，所以新建了8279的元件庫(4)放置元件根據(jù)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(jù)元件之間的走線把元件調(diào)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。鍵盤、顯示電路原理圖如下：(6)編輯和調(diào)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(diào)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(guī)則，即執(zhí)行菜單命令Tool/REC對畫好的電路原理圖進行電氣規(guī)則檢查。若有錯誤，根據(jù)錯誤情況進行改正。(8) 生成網(wǎng)絡表網(wǎng)絡表是電路原理圖設計和印刷電路板設計之間的橋梁，執(zhí)行菜單命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關系的網(wǎng)絡表。網(wǎng)絡報表如下：DS1LEDREDCCDS2LEDREDCCDS3LEDREDCCDS4LEDREDCCDS5LEDREDCCDS6LEDREDCCDS7LEDREDCCDS8LEDREDCCDS9DIP-4082C79_LCYJP1HDR2X10HEADER 10X2S1KEY_BIGSW-PBS2KEY_BIGSW-PBS3KEY_BIGSW-PBS4KEY_BIGSW-PBS5KEY_BIGSW-PBS6KEY_BIGSW-PBS7KEY_BIGSW-PBS8KEY_BIGSW-PBS9KEY_BIGSW-PBS10KEY_BIGSW-PBS11KEY_BIGSW-PBS12KEY_BIGSW-PBS13KEY_BIGSW-PBS14KEY_BIGSW-PBS15KEY_BIGSW-PBS16KEY_BIGSW-PBS17KEY_BIGSW-PBS18KEY_BIGSW-PBS19KEY_BIGSW-PBS20KEY_BIGSW-PBU1DIP-8DS75451U2DIP-8DS75451U3DIP-8DS75451U4DIP-8DS75451U5DIP-20SN74LS240U6DIP-16SN74HC138(21_A0DS9-21JP1-4)(ADS1-10DS2-10DS3-10DS4-10DS5-10DS6-10DS7-10DS8-10U5-9)(A0DS9-27U5-11)(A1DS9-26U5-13)(A2DS9-25U5-15)(A3DS9-24U5-17)(BDS1-9DS2-9DS3-9DS4-9DS5-9DS6-9DS7-9DS8-9U5-7)(B0DS9-31U5-2)(B1DS9-30U5-4)(B2DS9-29U5-6)(B3DS9-28U5-8)(BDDS9-23)(CDS1-8DS2-8DS3-8DS4-8DS5-8DS6-8DS7-8DS8-8U5-5)(CLKDS9-3JP1-1)(CSDS9-22JP1-17)(DDS1-5DS2-5DS3-5DS4-5DS5-5DS6-5DS7-5DS8-5U5-3)(D0DS9-12JP1-16)(D1DS9-13JP1-5)(D2DS9-14JP1-15)(D3DS9-15JP1-14)(D4DS9-16JP1-13)(D5DS9-17JP1-12)(D6DS9-18JP1-11)(D7DS9-19JP1-9)(DPDS1-7DS2-7DS3-7DS4-7DS5-7DS6-7DS7-7DS8-7U5-12)(EDS1-4DS2-4DS3-4DS4-4DS5-4DS6-4DS7-4DS8-4U5-18)(FDS1-2DS2-2DS3-2DS4-2DS5-2DS6-2DS7-2DS8-2U5-16)(GDS1-3DS2-3DS3-3DS4-3DS5-3DS6-3DS7-3DS8-3U5-14)(GNDDS9-20JP1-10U1-4U2-4U3-4U4-4U5-1U5-10U5-19U6-8)(IRQDS9-4JP1-2)(L8DS8-1DS8-6U2-3)(NetDS1_1DS1-1DS1-6U3-5)(NetDS2_1DS2-1DS2-6U3-3)(NetDS3_1DS3-1DS3-6U1-5)(NetDS4_1DS4-1DS4-6U1-3)(NetDS6_6DS6-1DS6-6U4-3)(NetDS7_6DS7-1DS7-6U4-5)(NetU2_5DS5-1DS5-6U2-5)(RDDS9-10JP1-18)(RESETDS9-9JP1-19U6-4U6-5)(RL0DS9-38S7-1S11-1S15-1S19-1)(RL1DS9-39S3-1S6-1S10-1S14-1S18-1)(RL2DS9-1S2-1S5-1S9-1S13-1S17-1)(RL3DS9-2S1-1S4-1S8-1S12-1S16-1)(RST1JP1-7S20-2)(RST2JP1-6S20-1)(SL0DS9-32U6-1)(SL1DS9-33U6-2)(SL2DS9-34U6-3)(VCCDS9-40JP1-20U1-8U2-8U3-8U4-8U5-20U6-6U6-16)(WRDS9-11JP1-3)(Y0S1-2S2-2S3-2U3-6U3-7U6-15)(Y1S4-2S5-2S6-2S7-2U3-1U3-2U6-14)(Y2S8-2S9-2S10-2S11-2U1-6U1-7U6-13)(Y3S12-2S13-2S14-2S15-2U1-1U1-2U6-12)(Y4S16-2S17-2S18-2S19-2U2-6U2-7U6-11)(Y5U4-1U4-2U6-10)(Y6U4-6U4-7U6-9)(Y7U2-1U2-2U6-7)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(chǎn)品，而電子產(chǎn)品的物理結構是通過印刷電路板來實現(xiàn)的。Protel 99 SE為設計者提供了一個完整的電路板設計環(huán)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(zhí)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(guī)劃電路板根據(jù)要設計的電路確定電路板的尺寸。選取Keep Out Layer復選框，執(zhí)行菜單命令Place/Keepout/Track，繪制電路板的邊框。執(zhí)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(shù)參數(shù)設置是電路板設計的非常重要的步驟，執(zhí)行菜單命令Design/Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)設計要求，在規(guī)則類（Rules Classes）中設置參數(shù)。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(guī)則設置界面，首先在Rule Scope區(qū)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(qū)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(zhí)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。元件封裝名時指元件在印制板中出現(xiàn)的形式，Protel的印制板元件庫ADVPCB.LIB提供了一些元件的封裝。在原理圖編輯中，每放置一個元件（除非）默認的封裝名），系統(tǒng)都會要求輸入其封裝名。由于元件外行千差萬別，選取一個合適的封裝形式，也不是一件容易的事，需要從實踐中積累經(jīng)驗。表2中列出了常用的封裝。元件類別在庫ADVPCB.LIB中的名稱無極性電容RAD0.1-RAD0.4有極性電容RB.2/.4-RB.5/1.0電阻電阻類或無極性雙端的元件AXIAL0.3-AXIAL1.0可變電阻（POT1、POT2）VR1-VR5三極管（品字封裝）、FET、UJT TO-92A、TO-18、TO-5等三極管（一字封裝）、FET、UJTTO92-B、VR5等普通二極管POLAR0.6、POLAR0.8、POLAR1.0、POLAR1.2整流二極管DIODE0.4、DIODE0.7石英晶體振蕩器(Crystal)XTAL1IC類DIPxx（如DIP8.）電阻排、接口SIPxx(SIP9如.)(5)裝入網(wǎng)絡表執(zhí)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(wǎng)絡表文件（擴展名為Net），如果沒有錯誤，單擊Execute。若出現(xiàn)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(zhí)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(wǎng)格、基于形狀的對角線自動布線技術。執(zhí)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(shù)，元件布局合理，自動布線的成功率幾乎是100%。(8)手工調(diào)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(diào)整，把電路板設計得盡善盡美。(9) 打印輸出印刷電路板圖執(zhí)行菜單命令File/Print/Preview，形成擴展名為PPC的文件，再執(zhí)行菜單命令File/print Job，就可以打印輸出印刷電路板圖。附件（器件清單）Part TypeDesignatorFootprint82C79_LCYDS9DIP-40DS75451U1DIP-8DS75451U4DIP-8DS75451U2DIP-8DS75451U3DIP-8HEADER 10X2JP1HDR2X10REDCCDS3LEDREDCCDS8LEDREDCCDS1LEDREDCCDS7LEDREDCCDS2LEDREDCCDS4LEDREDCCDS6LEDREDCCDS5LEDSN74HC138U6DIP-16SN74LS240U5DIP-20SW-PBS11KEY_BIGSW-PBS3KEY_BIGSW-PBS19KEY_BIGSW-PBS14KEY_BIGSW-PBS18KEY_BIGSW-PBS16KEY_BIGSW-PBS2KEY_BIGSW