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电子线路CAD
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2013-04-21
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电子线路CAD课程设计
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一、学习目的
1、熟练掌握使用 Protel 99se 设计印刷电路板的全过程。
2、掌握具体的参数设置和操作。
二、设计要求
1、要求独立完成电路原理图及电路板的设计。
2、电气检验要保证没有错误。
3、生成的印刷电路板要美观大方。
三、设计步骤
1、启动 Protel 99se 软件,建立一个设计数据库文件。
2、启动电路原理图编辑器,绘制电路原理图。
3、进行电气规则检查,无误后,生成网络表。
4、启动印刷电路板图编辑器,新建一个印刷电路板图。
5、规划电路板和电气定义(双面板)。
6、装入网络表。
7、生成印刷电路板图。
8、自动布局,手工调整。
9、自动布线,手工调整。
10、保存并打印输出。
I
目 录
第 1 章 Protel 99se 设计环境认识.............................................................................III
1.1 Protel 99se 电路板设计软件的介绍..............................................................III
1.2 设计环境设置.................................................................................................III
第 2 章 Protel 99se 电路原理图的绘制.......................................................................V
2.1 电路原理图的设计步骤..................................................................................V
2.2 电气检查与网络报表的生成..........................................................................V
第 3 章 印刷电路板的绘制.......................................................................................VII
3.1 印刷电路板的设计过程...............................................................................VII
3.2 人工布线画电路板的方法...........................................................................VII
第 4 章 电路板的抗干扰设计....................................................................................XI
4.1 一般性原则.....................................................................................................XI
4.2 抗干扰设计...................................................................................................XII
总结与个人心得.......................................................................................................XIV
附录 1 电路原理图....................................................................................................XV
附录 2 网络表与元件封装表...................................................................................XVI
附录 3 印刷电路板效果图........................................................................................XX
附录 4 3D 印刷板效果图.........................................................................................XXI
II
第 1 章 Protel 99se 设计环境认识
1.1 Protel 99se 电路板设计软件的介绍
Protel 99SE 是 ProklTechnology 公司开发的基于 Windows 环境下的电路板设
计软件。该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,仍然是大中专院校电学
专业必学课程,同时也是业界人士首选的电路板设计工具。
Protel 99SE 由两大部分组成:原理图设计系统(Advanced Schematic)和印
制电路板设计系统(Advanced PCB)。其中 Advanced Schematic 由两部分组成:
电路图编辑器(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)。
1. 原理图设计系统(Advanced Schematic 99SE)
这是一个易于使用的具有大量元件库的原理图编辑器,主要用于电路原理
图设计、原理图元件设计和各种原理图报表生成等。它可以为印制电路板设计
提供网络表。该编辑器除了具有强大的原理图编辑功能以外,其分层组织设计
功能、设计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能,
使用户可以轻松完成所需的设计任务。
2. 印制电路板设计系统(Advanced PCB 99SE)
该模块提供了一个功能强大和交互友好的 PCB 设计环境,主要用于 PCB 设
计、元件封装设计、报表形成及 PCB 输出。它是一个功能强大的印制电路板设
计编辑器,具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点(Advanced Route
99SE),用于印制电路板( PCB)的设计并最终产生 PCB 文件,直接关系到
印制电路板的生产。Protel 99 SE 的印制电路板设计系统可以进行多达 32 层信
号层、16 层内部电源/接地层的布线设计,交互式的元件布置工具极大地减少了
印制板设计的时间。
1.2 设计环境设置
1.启动 Protel 99SE,调入设计数据库文件“MyDesign2.ddb”;
2.建立电路板文件:File\New\PCB Document,或,File\New Wizard, 或,
原理图编辑器中使用同步器 Design\Update PCB;
3.文件名改为“练习”,双击“练习”进入 PCB 编辑器;
4.观察电路板管理器 Browse PCB 和绘图工作区的下方板层标签,单击板
层标签,可以切换到不同板层,注意电路板管理器下方当前板层(current
layer)的变化,及对应颜色的变化;
5.电路板管理器 Browse PCB
III
(1) Browse/Libraries , 添 加 删 除 元 件 库 ( add/remove ), 放
置(component/place)编辑元件(component/edit);
(2) Browse/Nets,用于选择网络,在网络显示区选择一个网络,对其编辑
(edit)或放大缩小(zoom),节点显示区(nods)显示所选网络连接的节点
(即原理图中的元件引脚,电路板中的焊盘),可以对节点定位(nods/jump)
和编辑(nods/edit);
注:网络是指原理图中的元件引脚通过导线形成的一种电气连接,或,电
路板中的焊盘通过铜模线形成的连接。网络有一个名称,参见网络表。
(3) Browse/Component,用于选择元件,在元件显示区选择一个元件,对其
编辑(edit)和定位(jump),焊盘显示区(pads)显示所选元件的焊盘(即原
理图中的元件引脚),可以对节点定位(pads/jump)和编辑(pads/edit);
(4) Browse/Net Classes,对网络分类管理;
(5) Browse/Components Classes,对元件分类管理;
(6) Browse/Violations,检查 PCB 上违背规则的错误;
6.电路板层增减 Design/layer stack manager;
7.选择电路板层,根据实际电路的需要和各板层的作用,选择电路板层,
design/options/layers;
8.设置栅格大小和测量单位,design/options/options,(栅格意义与原理图
中相同);
9 . 电 路 板 画 图 环 境 设 置 , tool/preferences ( tool/preferences/color/
background 改变背景颜色);
10 .手工设置电路板边缘尺寸 :130mm*60mm 的矩形 PCB 板 用 Place/
Track,在 Keep out layer 定义电气外形尺寸,在 mechanical layer 定义机械外形
尺寸(用 Edit/Origin 或 Placement Tools 工具上的设原点工具,在左下脚设相对
坐标原点),用标尺标出尺寸;
11.使用向导定义一个尺寸为 130mm*60mm 砍去四角的 PCB 电路板:
file/new/wizards;
12.练习放置对象及其属性的设定。
IV
第 2 章 Protel 99se 电路原理图的绘制
2.1 电路原理图的设计步骤
1.准备画图
启动 Protel 99SE,从 windows 操作系统的开始菜单或桌面快捷图标进入
Protel 99SE 环境,使用菜单 File/New 或 File/New Design 建立新设计数据库文件,
使用菜单 File/New,在打开的窗口选择 Schematic Document 图标,建立新原理
图文件,并将原理图文件打开。
2.设置画图环境
使用菜单 Design/Options 和 Tool/Preferences,设置图纸大小、捕捉栅格、
电气栅格等。
在设计管理器中选择 Browse SCH 页面,在 Browse 区域中的下拉框中选择
Library,然后单击 ADD/Remove 按钮,在弹出的窗口中寻找 Protel 99 SE 子目
录,在该目录中选择 Library\SCH 路径,在元件库列表中选择所需的元件库,
比如 Miscellaneous devices ddb,TI Databook 库等,单击 ADD 按钮,即可把元
件库增加到元件库管理器中。
3.放置元件
根据实际电路的需要,到元件库中找出所需的元件,然后用元件管理器的
Place 按钮将元件放置在工作平面上,再根据元件之间的走线把元件调整好。
利用 Protel 99 SE 提供的各种工具、指令进行布线,将工作平面上的器件用
具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的电路原理图。
利用 Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改,以
保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。
2.2 电气检查与网络报表的生成
1.电气检查
电气检查(ERC)是按照一定的电气规则,检查电路图中是否有违反电气
规则的错误。ERC 检查报告以错误(Error)或警告(Warning)来提示。
进行电气规则检查后,系统会自动生成检测报告,并在电路图中有错误的
地方放上红色的标记。
按照程序给出的错误情况修改电路图。
2.从原理图中生成网络表
一般来说,设计原理图的最终目的是进行 PCB 设计,网络表在原理图和
PCB 之间起到一个桥梁作用。网络表文件(*.Net)是一张电路图中全部元件和
电气连接关系的列表,它包含电路中的元件信息和连线信息,是电路板自动布
线的灵魂。
(1) 生成网络表
V
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zyw0329
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