Protel+99SE原理图与PCB设计操作指南.docx

Protel 99SE 原理图与 PCB 设计操作指南Protel 99SE 是个浩大的 EDA 软件和完整的全方位电路设计系统，她包含了电路原理图设计、电路的数/模混合仿真、多层印制电路板设计包含印制电路板自动布线、可编程规律器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能。建议学生用自己的学号在 D 盘建文件夹一、 原理图设计1、 建立设计文件库把与设计相关的全部设计文件，如原理图*.SCH、网表文件*.net、印制电路板图*.PCB等文件都存储在同一个综合设计库中，并在同一个综合设计编辑窗口中显示。同时设计文件库也保存文件夹及设计的层次信息。Protel 99SE 设计文件库文件的扩展名是.ddb。双击 Protel 99SE 图标运行软件，消灭设计治理器Design Explorer界面，其左边是治理窗口 Explorer假设未显示，可选择 ViewDesign Manager。选择 FileNew 或 FileNew Design菜单，消灭 New Design Database 对话框，其中 Design Storage Type 选项选 MS Access database 方式；设计文件库名默认为 MyDesign.ddb建议学生用自己的学号作为设计文件库名；点击 Browse可以选择要保存的文件夹，点击 OK 确定。2、 建立原理图文件双击设计文件库MyDesign.ddb中的 Documents 名目，此时该名目下为空。选择菜单 FileNew或在 Documents 的空名目下单击鼠标右键选择 New，消灭 NewDocument 窗口，选择 Schematic Document原理图文件并点击 OK 确定，在 Documents名目下将消灭原理图文件名，默认为 Sheet1.sch，可以依据需要更改该文件名。双击建的原理图文件名，则翻开该原理图文件。规律笔电路原理图如图1。DRR124R73901M27kR8390LR9R10RC121+1M1M0.1uINPUTR1543+-红1L绿22390L3黄4.7kR5D318kLM3399+8-14D276R3R6+-121D4R560k6.2k111M+5VC210u图1 规律笔原理图3、环境参数设置选择菜单DesignOptions，消灭Document Options窗口，可以进展工作区大小Standard Style设置及网格Grids设置，还可以设置工作区的背景颜色等。本次试验中，Standard Style项选A4，Snap和Visib项均选中表示网格可见且大小为10。点击OK确定。选择菜单 ToolsPreferences 或在 Sheet1.sch工作区点击鼠标右键并选择1Preferences，消灭 Preferences 窗口，在 Graphical Editing 选项卡中可将光标cursor 设置为 Large cursor90、small cursor90 或 small cursor45，网格显示方式Visible可设置为实线Line Grid或点Dot Grid,点击 OK 确定。按 Up/ Down 键可放大/缩小设计工作区。4、 添加/删除元器件库将设计文件库 MyDesign.ddb的治理窗口 Design Explorer 界面左侧切换到Browse Sch。在 Browse 下面的下拉菜单中选择 Libraries，那么已经加载好的库文件就在该下拉菜单的下方列表中列出，假设在该列表中没有我们所需要的库文件，就必需加载库文件。加载过程如下：点击 AddRemove 选项，或选择菜单 DesignAddRemove Library，则弹出选择库文件Change Library File List对话框，在“查找范围”下拉框 中 选 择 Protel 99SE 安 装 目 录 下 的 原 理 图 库 子 目 录 Design Explorer 99SELibrarySch，在该名目中选择所需要的库文件.ddb 文件，参见表1，点击Add按钮参加，假设要删除库文件则在 Selected Files 中选择已选的库文件，点击 Remove 按钮移出。选好需要的库文件后，点击 OK 按钮，确定并退出该对话框。表 1元器件元件在库中的名字 电解电容CAPACITOR POL原理图库名称pcb 图库名称封装形式RB.3/.6直插式无极性电容CAP二极管DIODE 发光二极管LED 电阻RES2集成芯片四电压比较器LM339Miscellaneous Devices.ddb/Miscellaneous Devices.lib系统已自动加载T1Databooks.ddb/T1 Linear Circuits Data Book Vol 1.libMiscellaneous Devices.ddb/Miscellaneous Devices.lib系统已自动加载RAD0.3DIODE0.4可以用极性电容封装RB.2/.4AXIAL0.4DIP-14需要手动加载 General IC.ddb 需要手动加载在原理图中二极管 DIODE 引脚名为 A 和 K ，pcb 图中封装引脚名为 1 和 2，需要将原理图库和 pcb 库中对应的元件引脚号修改全都。发光二极管 LED 封装使用极性电容封装 RB-.2/.4。引脚号也要修改为 1 和 2修改 miscellaneous 库保存后，始终有用。要查看所选库文件中所包含的元件，可将治理窗口Design Explorer 界面左侧切换到 Browse Sch。在 Browse 下面的下拉菜单中选择 Libraries，则所选择的库文件.lib 全部列出，选中要扫瞄的库文件，其中所包含的元、器件将在Filter 下方列出，选择某个元、器件，该元、器件的原理图将在最下方显示出来，或点击 Browse 按钮，弹出 Browse Library 窗口，同样可以扫瞄库文件中的元、器件。5、 放置元、器件及原理图连线放置元、器件有两种方法：一种方法是，在所选中的元、器件库中选择元、器件， 具体方法是：在 Filter 中输入元、器件名并按 Enter 键即可找到所需的元器件，或在 Filter 下方的元、器件列表中选中所需元、器件名，然后用鼠标左键点击Place 按钮，就可以把选中的元、器件放入原理图文件中；另一种方法是，点击 Find 消灭 Find Schematic Component 窗口，在 By Library Refe 中输入元、器件名并点击 Find Now 即可从全部的元器件库中搜寻，选中元器件，点击Place 按钮，就可以把选中的元、器件放入原理图文件中。如此重复操作，放置好全部的元、器件。选好元器件，放置到原理图之前即元器件处于浮动状态时，按下【Tab】键将弹出Part 元件属性设置对话框，如图2 所示。元件属性对话框包含 4 个选项卡，Attributes选项卡主要用于确定元件的电气属性。其中 Lib Ref元件名称：放置元件时输入的元件名即是在元件库中的元件名，此文本框不能为空也不能修改。Footprint元件的封装形式、Designator元件的编号、Part元件的显示名称。同一个原理图中的元件编号不能重复。假设要修改已经放置的元件属性，双击该元件也会弹出 Part 属性窗口进展修改。各元、器件的封装形式参见表1。一样的元件设置好第一个的编号后，后面的会依次自动增加编号。图 2 Part元件属性设置对话框放置电源地：点击电路绘图工具栏图 3中的 powerport 工具按钮。图 3 电路绘图工具栏将鼠标拖到原理图编辑界面上即可放置电源地，然后在电源地上双击鼠标左键，消灭Power Port 对话框，将 NET网络标号改为 GND；Stvle显示类型改为 Power Ground，点击 OK 即可。放置电源：仍点击 powerport 按钮，当元件处于浮动状态时，按下【Tab】键将弹出 powerport 属性设置对话框，将网络标号改为 VCC，显示类型改为 BarT 形条即可。放置端口：点击电路绘图工具栏图 3中的 PlacePort 按钮，双击该端口，设置属性：确定端口的左右边界、端口名称、端口显示类型假设是输入选 Right、端口I/O 类型输入或输出等。旋转：在元、器件上按着鼠标左键，同时按空格键即可旋转连线：单击图2 电路绘图工具栏上的连线工具PlaceWire，此时间标由箭头形状变成十字外形，然后将光标移到所画导线的起点，单击鼠标左键，再将光标移动到下一点或导线终点，再单击一下鼠标左键，即可绘制出第一条导线，以该点为的起点， 连续移动光标，绘制其次条导线；假设要绘制不连续的导线，可以在画完第一条导线后， 单击鼠标右键或按“ESC”键，然后将光标移动到导线的起点，单击鼠标左键，再按前面的步骤绘制另一条导线；画完全部导线后，连续单击鼠标右键两次，即可完毕画导线状态，光标由十字外形变成箭头外形。工具条：假设没有工具条，可在菜单 View/Toolbars 中选择相应的工具条。拖动鼠标会选择多个元件，假设想取消选择，可以使用快捷工具栏中工具，取消选择。6、 原理图存盘原理图输入完成以后，要准时存盘FileSave。7、 电气规章检查“deselect”绘制完原理图后，需要测试电路原理图信号的正确性，这可以通过检验电气规章来检查电路中是否有电气特性不全都的状况，如某个输出引脚连接到另一个输出引脚就会造成信号冲突，重复的元件编号会无法区分出不同的元件等。选择Tools菜单中的ERC 项，将消灭Setup Electrical Rule Check对话框。选中所要检查的选项，然后单击OK。ERC报告会依据用户的设置以及问题的严峻性分别用错误Error或警告Warning信息来提示，并在原理图上发生错误的位置放置红色的符号，依据提示对原理图作出修改并重进展电气规章检查，直至没有错误Error为止。回到原理图sheet1.sch 界面。8、生成网络表文件选择菜单 DesignGreate Netlist，消灭 Netlist Creation 对话框，选择输出网表格式Output Format为 protel，点击 OK 确认，即可生成网络表文件.net，该文件中无红色表示通过。二、 印制电路板PCB设计1、建立 PCB 文件翻开设计文件库MyDesign.ddb中的 Documents 名目，选择菜单FileNew或在Documents 名目中单击鼠标右键选择 NEW 项，消灭 New Document 窗口，选择 PCB Document 并点击 OK 确定，生成一个空的PCB 文件，默认文件名为 PCB1.PCB，可以依据需要更改该文件名。双击该文件名图标，进入 PCB 文件编辑界面。2、环境参数设置公英制转换： View/Toggle Units。本次试验中承受英制，即单位为 mil。1mil 0.0254mm。电路板层面设置：选择菜单 DesignLayer Stack Manager，消灭 Layer Stack Manager界面。在板上任何地方单击鼠标左键，然后再单击“Add Layer ”即可增加层面，每单击一次增加一层，最多可增加到 32 层；假设要删除一层，则在板的左边选中要删除的层， 然后单击 Delete，消灭 Confirm 对话框，点击 Yes 确认删除。本次试验使用两层板， 所以只要设置 Toplayer 和 BottomLayer 即可。点击 OK 完成电路板层面设置。设置电气安全距离和线宽：选择菜单DesignRules，消灭Design Rules对话框，来设置电气安全距离和线宽。要设置电气安全距离，则双击Routing选项卡中的Clearance Constraint 项，消灭Clearance Rule对话框， 在该对话框中可以依据需要提出筛选条件，定义安全距离，本试验中选择默认值即可，点击OK确定。要设置线宽，则双击Routing 选项卡中的Width Constraint项，消灭Max-Min Width Rule对话框，在Filter Kind栏选择Whole Board，最大线宽Maximum Width设为60mil，最小线宽Minimum Width设为40mil，推举线宽Preferred Width设为40mil，点击OK确定。设置好电气安全距离和线宽后点击Close关闭该对话框。设置背景网格尺寸：选择菜单Designoptions，消灭Document Options对话框。在Layers选项卡中，有两个Visible Grid选项，上面的是小网格设为20mil，即每格20mil，下面的是大网格设为1000mil，即每格1000mil，选中这两个选项，即可在PCB编辑窗口显示网格，有助于定位。点击OK确定。设定步进距离：点击菜单下面主工具栏中的“”按钮，消灭 Snap Grid 对话框， 步进距离可依据实际需要设定，本次试验中可设为 10mil 左右。3、添加/删除 PCB 元、器件封装库添加或移出 PCB 元、器件封装库的操作与原理图中的库操作根本一样；元、器件封装扫瞄操作与原理图中的元、器件扫瞄操作根本一样，这里就不再赘述了。元件的封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。元件的封装形式可以分为两大类：针脚式元件封装和外表贴装SMT。针脚式元件封装这类元件的焊接，是先要将元件针脚插入焊点导通孔，然后再锡焊。本次规律笔电路中使用的元件均是针脚式封装，封装如表 1。4、设置 PCB 板设计边框设置电路板范围：PCB 板设计边框规定了实际印制电路板的大小，单击编辑区下方标签 KeepOutLayer，该层为制止布线层，一般用于设置电路板的板边界，将元件限制在这个范围内。具体做法是：首先选择右面Placement Tools 工具栏中的按钮，然后在线的起点处单击鼠标左键，在线的终点处单击鼠标左键，可通过右下方的状态条计算线的长度。重复以上动作，完成边框绘制。本次试验中，确定电路板边框长为 6000mil， 宽为 3000mil英制，即 6*3 大网格。在画线时通常要与键盘上的 Up 放大和 Down 缩小按键协作使用。转变线宽：双击线消灭 Track 窗口即可修改。电路板边框线宽一般设为 10mil。加长或缩短线的长度，可按 M 键并选择 Drag，然后将鼠标放在该线的顶端，按左键，拖动鼠标即可。测量两点间的距离，菜单 Reportsmeasure distance。5、 载入网络表文件载入网表文件.net：选择菜单 DesignLoad Nets，消灭 Load/Forward Annotate Netlist 对话框，点击对话框中的Browse按钮，找到与原理图对应的网表文件.net，点击 OK，此时原理图中所用到的元、器件及相应的网络名称、节点将显示在对话框下方的列表中。假设原理图中指定的某个元、器件的封装在封装库中没有对应的封装类型时，对话框列表右边的Error 将有错误提示，设计者可依据错误提示，进一步检查原理图及 PCB 的元、器件封装库，直到改正了全部的错误为止。常见网络表装入错误如下表 2。表 2 网络表装入错误列表错误提示错误缘由解决方法Footprint not found in未在原理图中定义元件的翻开网络表文件查看哪些元件未定Library封装形式义，然后到原理图中找到相应的元件，双击该元件，在属性对话框中的 FOOTPRINT 栏中填入相应的封装即可。FootprintXXnot found in Library 元件重添加元件封装库、重确定元件的封装形式、封装图形库中没有XX 封装形式Component not found在 PCB 文件中未调入相应在 PCB 文件中确认所需要的 PCB没有元件觉察的PCB 元件库或PCB 库中的元件名与原理图中定义元件库是否都已调入，并核对原理图中元件封装名称是否与PCB 元件的名称不同库的名称全都Node not found没有元件管脚名称与 PCB 库中可编辑原理图库或PCB 库中元件的觉察焊盘封装的管脚名称不同管脚名称，使之相互全都。Node not found没有由于原理图库中元件的管回到原理图中重定义元件的封装觉察焊盘脚数与 PCB 库中封装的管即可。使元件管脚数与封装管脚数、脚数目没能一一对应管脚名全都元件标号重复这类错误没有提示，往往比回到原理图中修改重复元件标号较隐蔽，较难觉察。错因:元件标号重复所致。网络表装入错误常常发生，主要是关于封装错误。觉察错误后，应先扫瞄，后排解。宏命令执行有序的，前面的宏命令有误，就会引起后续的错误。错误的排解应抓住根源， 这样才能快速有效的解决问题。同时需要在设计原理图和编辑 PCB 元件库时尽量标准， 细心，以削减错误发生。点击图中的 Execute 按钮，载入全部的元、器件封装，此时全部元、器件及其连线都集中在电路板边框的内部或四周，下面要做的就是元、器件的布局。6、布局、布线元、器件的布局：一般依据元、器件间的连线关系，多承受手动布局的形式。具体做法是：将鼠标放在需拖动的元件上，按住左键不放，并拖动到肯定的位置，松开左键即可。布线分自动布线和手动布线两种，本次试验中可承受先自动布线然后手动调整或完全手动布线的方式。自动布线：选择菜单 Auto RouteAll，消灭 Autorouter Setup 对话框，然后点击Route All 进展自动布线，点击 OK 完成自动布线。假设想撤除全部布线，选择菜单Tools/Un-Route/all。手动布线：单击编辑区下方标签BottomLayer，在该层进展布线。点击右边工具栏或Placement Tools工具栏中的按钮，连线方法和原理图中的连线方法根本一样。用Shift+空格键，可以切换布线形式，在450、900、弧形布线等方式之间切换。放置输入输出焊盘：在Placement Tools工具栏中选择放置焊盘工具，在PCB幅员中放置输入、输出焊盘。双击焊盘，可以更改正孔焊盘外形、大小和孔径；双击线，可以更改线宽。电源线的宽度一般要比其它线宽，本次试验中，地线的宽度取60mil。7、网络检查这里主要是对幅员中安全距离、导线宽度、短路、是否有没布线的网络等错误进展检查。选择菜单ToolsDesign Rule Check，消灭Design Rule Check对话框，点击Run DRC，将生成.DRC报表，在该报表中列出各个规章消灭错误的次数，假设都为零，说明该PCB设计正确。到这里，整个原理图设计和PCB设计就完毕了。