Protel應(yīng)用實(shí)踐——頻率計(jì)

1、武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)學(xué) 號：號： 武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 工作單位：工作單位： 題題 目目: : ProtelProtel 應(yīng)用實(shí)踐應(yīng)用實(shí)踐頻率計(jì)頻率計(jì) 初始條件：初始條件：Protel99se 及以上版本如 protel DXP要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): : 1.繪制具有一定規(guī)模、一定復(fù)雜程度的電路原理圖*.sch（自選） ?？梢陨婕澳M、數(shù)字、高頻、單片機(jī)、或者一個(gè)具有完備功能的電路系統(tǒng)。2.繪制相應(yīng)電路原理圖的雙面印刷版圖*.

2、pcb3.對電路原理圖進(jìn)行仿真，給出仿真結(jié)果（如波形*.sdf、數(shù)據(jù)）并說明是否達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。時(shí)間安排：時(shí)間安排：序號序號階段內(nèi)容階段內(nèi)容時(shí)間時(shí)間1安排任務(wù)第 18 周2電路選擇與繪制第 18 周3撰寫報(bào)告第 19 周4答辯第 19 周合 計(jì)2 周指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名： 年年 月月 日日 系主任（或責(zé)任教師）簽名：系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年年 月月 日日武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書1 頻率計(jì)設(shè)計(jì)頻率計(jì)設(shè)計(jì)摘摘 要要Protel Technology 公司推出系列化電子線路設(shè)計(jì)軟件，不僅具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，而且操作方便靈活，因而受到廣大電子設(shè)計(jì)人員和業(yè)余愛好者的歡

3、迎。本報(bào)告以 Protel 為平臺,敘述其在電路原理圖和印刷電路圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法,并提出和解決該軟件在設(shè)計(jì)過程中常遇到的問題及其解決辦法。本報(bào)告以頻率計(jì)為例?？茖W(xué)技術(shù)在發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在發(fā)展，protel 的以 DOS 為平臺初始階段，以Windows 為平臺發(fā)展階段，以集成化開發(fā)環(huán)境為基礎(chǔ)的未成熟階段，以客戶/服務(wù)器為體系的最細(xì)階段。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：Protel99 SE; 電路設(shè)計(jì)流程; 原理圖設(shè)計(jì); 印刷電路板設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書2 AbstractProtel electronic circuit series beaver company not

4、 only has the great software design, the design and operation is convenient and flexible, thus the electronic design personnel and amateur. In this report, the platform of Protel for in the circuit principle diagram and printing circuit design method, and puts forward the application of this softwar

5、e and solve in the design process of the common problems and solutions. In this report, the frequency of, for example.In the development of science and technology, computer technology and the development of the platform with protel DOS for initial stage, with the Windows for platform development pha

6、se, with integrated development environment for the immature stage, based on client/server for the system.Keywords: Electrical Circuit Design; PROTEL99SE; Schematic Circuit Design; Printed Circuit Board Design武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書3目錄目錄摘 要.1ABSTRACT.21 引言.42 電路原理圖的繪制及仿真 .62.1 電路原理圖的繪制 .62.1.1 電路圖

7、說明.72.1.2 具體設(shè)計(jì)步驟.72.2 Protel 電路仿真.152.2.1 繪制原理圖.152.2.2 電路仿真分析的設(shè)置.152.2.3 運(yùn)行電路仿真.163 PROTEL PCB 印制板電路的繪制.183.1 創(chuàng)建 PCB 文件.183.2 規(guī)劃 PCB 版并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表.183.3 布局與布線 .214 心得和體會.25參考文獻(xiàn) .265 元件清單 .27武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書41 引言引言 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，某些特殊類型電路的設(shè)計(jì)可以通過計(jì)算機(jī)來完成，但目前能實(shí)現(xiàn)完全自動化設(shè)計(jì)的電路類型不多，大部分情況下要以“人”為主體，借助計(jì)算機(jī)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，這種設(shè)

8、計(jì)模式稱作計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，簡稱 CAD） 。 EDA 技術(shù)是計(jì)算機(jī)在電子工程技術(shù)上的一項(xiàng)重要應(yīng)用，是在電子線路 CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和 CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造） 、CAT（計(jì)算機(jī)輔助測試）等技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。利用 EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析、器件制作到設(shè)計(jì)印制板的整個(gè)過程在計(jì)算機(jī)上自動處理完成。人類社會已進(jìn)入到高度發(fā)達(dá)的信息化時(shí)代，信息社會的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進(jìn)步?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復(fù)雜度增

9、大的同時(shí)，價(jià)格卻一直呈現(xiàn)下降趨勢，而且產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快，實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)步的主要因素是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。前者以微細(xì)加工技術(shù)為代表，目前已進(jìn)展到亞微米階段，可以在幾平方厘米的芯片上集成數(shù)千萬個(gè)晶體管；后者的核心就是 EDA 技術(shù)，EDA 是以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子 CAD 通用軟件包，主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作：IC 設(shè)計(jì)、電子線路設(shè)計(jì)和印制板設(shè)計(jì)。沒有 EDA 技術(shù)的支持，想要完成上述超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)制造是不可想象的，反過來，生產(chǎn)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步又必將對 EDA 技術(shù)提出新的要求。 本報(bào)告主要介紹 ED

10、A 技術(shù)中的印制板設(shè)計(jì)，采用的軟件為 Protel99SE。 武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書5 圖 1 Protel99SE 是 PROTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 軟件,應(yīng)用廣泛功能強(qiáng)大,是個(gè)完整的板級全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng).它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動布線） 、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能。可見 Protel99SE 不僅在繪制原理圖、PCB版布局布線等方面功能更加完善，而且為用戶提供功能強(qiáng)大、使用方便的仿真器，它可以對當(dāng)前所畫的電路原理圖進(jìn)行即時(shí)仿真，因此在電路的

11、整個(gè)設(shè)計(jì)周期都可以仿真查看和分析其性能指標(biāo)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題并加以改正，從而更好的完成電路設(shè)計(jì)。下面我們將對 Protel99SE 做個(gè)簡介,并介紹其在電力電子仿真中的應(yīng)用.一一、Protel 99 SE 的的系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 Protel 軟件包是 90 年代初由澳大利亞 Protel Technology 公司研制開發(fā)的，應(yīng)用于 Windows9X/2000/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D 模擬功能，是一個(gè) 32 位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成原理圖、印制板設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)和電路仿真等，可以設(shè)計(jì)

12、32 個(gè)信號層，16 個(gè)電源-地層和 16 個(gè)機(jī)加工層，公司網(wǎng)址 ，用戶如果需要進(jìn)行軟件升級或獲取更詳細(xì)的資料，可以到上述網(wǎng)站查詢。按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se 主要包含以下倆大部分和 6 個(gè)功能模塊。1、電路工程設(shè)計(jì)部分(1)電路原理設(shè)計(jì)部分（ Advanced Schematic 99）（2）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PCB 99）（3）自動布線系統(tǒng)（ Advanced Route 99）2、電路仿真與 PLD 部分（1）電路模擬仿真系統(tǒng)（ Advanced SIM 99）（2）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PLD 99）（3）高級信號完整性分析系統(tǒng)（ Ad

13、vanced Integrity 99）二二、Protel 99 SE 在在仿仿真真方方面面的的特特點(diǎn)點(diǎn) Protel99se 軟件中提供了 SIM99se 數(shù)?；旌戏抡嫫骷绍浖梢詫υS多電子線路進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，模擬運(yùn)行，反復(fù)修改。提供了接近 6000 各仿真元件和大量的數(shù)學(xué)模型期間，可以對電工電路，低頻電子線路、高頻電子線路和脈沖數(shù)字電路在一定范圍內(nèi)進(jìn)行仿真分析。 仿真結(jié)果以多種圖形方式輸出，直觀明了，可以單圖精細(xì)分析，也可以多圖綜合比武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書6較分析、并可通過不同的角度進(jìn)行分析，以獲得對電路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確判斷。Protel99se 仿真方面其具有的特點(diǎn)

14、有： 1 強(qiáng)大的分析功能 用戶可以根據(jù) Protel99SE 電路仿真器所提供的功能，分析設(shè)計(jì)電路的各方面性能，如電路的交直流特性、溫度漂移、噪聲、失真、容差、最壞情況等特性。 2 豐富的信號源 其中包括基本信號源：直流源、正弦源、脈沖源、指數(shù)源、單頻調(diào)頻源、分段線性源，同時(shí)還提供了齊全的線性和非線性受控源。 3 充分的仿真模型庫 Protel99SE 提供了 20 多個(gè)模擬和數(shù)字仿真元件庫，共包含 6000 多個(gè)常用元器件。這些組件庫包括了常用二極管、三極管、單結(jié)晶體管、變壓器，晶閘管、雙向晶閘管等分立組件，還有大量的數(shù)字器件和其它集成電路器件。同時(shí) Protel99SE 提供了一個(gè)開放的庫

15、維護(hù)環(huán)境，允許設(shè)計(jì)者改變原有器件模型，也可創(chuàng)建新器件模型。 4 友好的操作界面 (1)無需手工編寫電路網(wǎng)表文件。系統(tǒng)將根據(jù)所畫電路原理圖自動生成網(wǎng)表文件并進(jìn)行仿真。(2)通過對話框完成電路分析各參數(shù)設(shè)置。(3)方便地觀察波形信號?？赏瑫r(shí)顯示多個(gè)波形，也可單獨(dú)顯示某個(gè)波形；可對波形進(jìn)行多次局部放大，也可將兩個(gè)波形放置于同一單元格內(nèi)進(jìn)行顯示并分析比較兩者的差別。(4)強(qiáng)大的波形信號后處理，可利用各種數(shù)學(xué)函數(shù)對波形進(jìn)行各種分析運(yùn)算并創(chuàng)建一個(gè)新的波形。(5)方便地測量輸出波形。Protel99SE 提供了兩個(gè)測量光標(biāo)，打開它們可測量波形數(shù)據(jù)。2 電路原理圖的繪制及仿真電路原理圖的繪制及仿真2.1 電路

16、原理圖的繪制電路原理圖的繪制 數(shù)字頻率計(jì)是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它不僅可以測量正弦波，方波，三角波和類似脈沖信號的頻率，而且還可以測量它們的周期。數(shù)字頻率計(jì)在測量其他物理量如轉(zhuǎn)速，振動頻率等方面獲得廣泛應(yīng)用。 眾所周知，所謂“頻率” ，就是周期性信號在單位時(shí)間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定時(shí)間間隔 T 內(nèi)測得這個(gè)周期性信號的重復(fù)變化次數(shù) N，則其頻率可表示為武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書7fN/T （公式 21）因此，數(shù)字頻率計(jì)測頻率時(shí)的原理框圖如下。其中脈沖形成電路的作用是：將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率 fx。時(shí)間基準(zhǔn)信號發(fā)生

17、器提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間脈沖信號，若其周期為 1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時(shí)間也準(zhǔn)確的等于 1s。閘門電路由標(biāo)準(zhǔn)的秒信號進(jìn)行控制，當(dāng)秒信號來到時(shí)，閘門開通被測脈沖信號通過閘門送到計(jì)數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時(shí)閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。由于計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖數(shù) N為在 1s 時(shí)間內(nèi)的累計(jì)數(shù)，所以被測信號的頻率 fx =N Hz。2.1.1 電路圖說明電路圖說明如圖 2，為總原理圖 圖 2 總原理圖2.1.2 具體設(shè)計(jì)步驟具體設(shè)計(jì)步驟1.建立工程文件、原理圖文件，設(shè)置編輯環(huán)境武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書8(1)建立工程文件及原理圖文件。選擇菜單【File】/【New】,彈出對話框如圖

18、 3，建立名為“梁曉慶.ddb”的工程文件，如圖 4 所示。 把 MyDesign.ddb 改成梁曉慶.ddb,如圖 4 所示，然后點(diǎn) OK 就行。然后進(jìn)入界面如圖 5。圖 3 設(shè)計(jì)任務(wù)對話框武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書9 圖 5 文檔管理界面然后再懸著菜單【File】/【New】 ，彈出如圖 6 所示的對話框。單擊“Schematic Document”,建立名為“頻率計(jì).sch”的原理圖文件如圖 7。 圖 6New Document圖 4 所創(chuàng)建的工程對話框武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書10 圖 7(2)設(shè)置編輯環(huán)境。選擇菜單【Design】/【O

19、ptions】 ，彈出“Document Options”對話框，如圖 8。注意根據(jù)原理圖的大小，設(shè)置圖紙尺寸，一般選擇 A4。同時(shí)要選擇捕捉柵格（SnapGrid）和電氣特性（Electrical Grid）復(fù)選框，注意電氣柵格的尺寸一定要比捕捉柵格小，而可視柵格可以根據(jù)個(gè)人的喜好顯示或不顯示。畫圖方向一般都是橫向。 圖 8 Document Options2.添加庫元件 點(diǎn)擊圖 7，進(jìn)入如圖 9 所示界面，在 Browse Sch 狀態(tài)下，點(diǎn)擊 Add/Remove，會彈出對話框如圖 10 所示。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書11 圖 10 Change Library

20、 File List 選擇自己能用到的元件庫，點(diǎn)擊 Add ,再點(diǎn) OK，添加元件庫成功。 由于 Protel 元件庫中沒有電路圖中要用的有些元件和插接件。所以需要自己用其他功能相似的元件代替或者重新設(shè)計(jì)電路圖或者自己重新畫相對應(yīng)的原件。把所有元件放好后，對元件進(jìn)行布局，連線。3.元件布局、繪制原理圖單擊“Browse”按鈕尋找需要添加的庫元件。依次添加各個(gè)元件。并分別對元件編號和輸入相應(yīng)的封裝號如圖 11 所示。強(qiáng)調(diào)：選擇菜單【Place】/【Power Port】 ，進(jìn)入放置電源端口狀態(tài)。按 Tab 鍵進(jìn)入其屬性對話框，電源端口類型分為：Circle，Arrow，Bar，Wave，Powe

21、r Ground，Signal Ground，Earth 7 種類型。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書12 圖 11 part元件布局結(jié)束后，就可以對器件間的管腳進(jìn)行電氣連接。選擇菜單【Place/Wireless】 ，或者單擊工具欄中的（放置導(dǎo)線）按鈕，即可執(zhí)行連線操作。4.設(shè)計(jì)檢查原理圖繪制完成之后，還需要對原理圖進(jìn)行編譯并對其連接進(jìn)行檢查，檢查無誤后才能進(jìn)入 PCB 班的設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)會按照用戶的設(shè)置及問題的嚴(yán)重性，分別以“Error”（錯(cuò)誤）或“Warning” （警告）等信息來提醒用戶。選擇【Tools】/【ERC】菜單，彈出對話框如圖 12，保留默認(rèn)設(shè)置，單擊“O

22、K” ，進(jìn)行電氣規(guī)則設(shè)計(jì)檢查。檢查后會生成與電路圖同名、后綴為“ERC”的文件如圖 13 所示，證明沒錯(cuò)誤。至此原理圖設(shè)計(jì)完成。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書13 圖 12 Setup Electrical Rule Check 武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書14 圖 13 ERC 檢查結(jié)果5.建立網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與印制電路板之間的一座橋梁，是印制電路板自動布線的依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)表提供了電路的元件清單以及元件之間的互聯(lián)關(guān)系。使用菜單命令【Design】/【Create Netlist】 ，在彈出的對話框中如圖 14 所示，除了 Sheet to Netli

23、st 選擇 Active Sheet 外，其余選項(xiàng)均使用默認(rèn)值。單擊 OK 即可生成與原理圖同名的網(wǎng)絡(luò)表文件*.net， 如圖 15 所 示 。 圖 14 Netlist Creation 武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書15 圖 15 網(wǎng)絡(luò)表 2.2 Protel 電路仿真電路仿真對于“頻率計(jì)電路” ，由于在 protel 的仿真元件庫里，即在 sim.ddb 里，有些仿真元件沒有，不能進(jìn)行仿真；所以進(jìn)行新部分仿真。2.2.1 繪制原理圖繪制原理圖元件必須選自 Sim.ddb，其它所有的元件庫都不能用于仿真。所以首先要在原理圖編輯器中載入仿真元件庫 Sim.ddb。在電路圖

24、上放置仿真元件，并設(shè)置元件的仿真參數(shù)；放置連線，繪制仿真電路原理圖；在仿真電路原理圖中添加電源及激勵源；設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)以及電路的初始狀態(tài)；接著對電力原理圖進(jìn)行 ERC 檢查，如果電路中存在錯(cuò)誤，要先糾正錯(cuò)誤才能進(jìn)行仿真。這些步驟及繪制方法與第四部分電路原理圖的繪制內(nèi)容完全一致，最后繪制的仿真原理圖如圖 16 所示。 圖 16 仿真原理圖 由于開關(guān)不能仿真，所以開關(guān)所控制的地方用導(dǎo)線代替。分別連接四次。 2.2.2 電路仿真分析的設(shè)置電路仿真分析的設(shè)置執(zhí)行菜單命令 【Simulation】/【Setup.】,彈出如圖 17 的對話框。圖 14 繪制仿真電路原理圖武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐

25、課程設(shè)計(jì)說明書16在【General】標(biāo)簽中的【Select Analyses to Run】欄下，選擇仿真分析的方法。這里選擇【Operating Point Analysis】（直流工作點(diǎn)分析）和【Transient/Fourier Analysis】（瞬態(tài)分析/傅里葉分析）。在對話框中的【Collect Data For】下拉表中，有 5 個(gè)不同的數(shù)據(jù)存儲類型。這里選擇“Node Voltages ,Supply Currents ,Device Currents and Powers”(存儲每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓、每個(gè)供電電源的電流以及每個(gè)元件上的電流和功耗)。接著指定所要顯示數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，直接

26、雙擊【Available Signals】列表總需要的節(jié)點(diǎn)，就會在【Active Signals】列表欄中列出。2.2.3 運(yùn)行電路仿真仿真器在仿真時(shí)需要用到 SPICE 網(wǎng)絡(luò)表。執(zhí)行菜單命令【Simulate】/【Create SPICE Netlist】生成 SPICE 網(wǎng)絡(luò)表文件*.nsx。在設(shè)置好電路原理圖和仿真分析的參數(shù)后，執(zhí)行菜單命令【Simulated】/【Run】就可以運(yùn)行電路仿真了。仿真結(jié)果文檔*.sdf 將存儲在本電路的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件中，并在一個(gè)新的窗口（仿真波形分析器窗口）中顯示，同時(shí)還圖 17 仿真分析對話框圖 16 在 Transient Analysis 仿真波形分

27、析器窗口武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書17會生成一個(gè)“*.cfg”的文件，其內(nèi)保存有仿真分析參數(shù)的設(shè)置內(nèi)容。非門仿真如圖 18 所示。 圖 18 非門仿真圖 19 4518 計(jì)數(shù)器仿真圖 12 在 Operating Point 下的顯示武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書18圖 20 555 多謝震蕩仿真3 PROTEL PCB 印制板電路的繪制印制板電路的繪制3.1 創(chuàng)建創(chuàng)建 PCB 文件文件同創(chuàng)建 sch 電路圖文件一樣，雙擊進(jìn)入 document，執(zhí)行菜單命令/【NEW】 ，顯示如圖 6，雙擊 即可創(chuàng)建 PCB 文件彈出界面如圖 21。在生成 PCB

28、文件之前應(yīng)保證原理圖沒有錯(cuò)誤，文件生成后將所需要的庫文件導(dǎo)入到 PCB，否則即使原理圖無錯(cuò)誤系統(tǒng)也會報(bào)錯(cuò)。 圖 21 初建 PCB 圖3.2 規(guī)劃規(guī)劃 PCB 版并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表版并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表（1）設(shè)定工作層面：執(zhí)行菜單命令 Design/Options 后，得到圖 22 所示對話框。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書19圖 22 Design/Options 頁面基本工作層面說明： 信號層（Signal Layers）：用來放置元件、導(dǎo)線等與電氣信號有關(guān)的電氣元素。對于制作雙面板而言，要選中頂層銅膜布線面（Top Layers）和底層銅膜布線面（Bottom Layers） 。絲

29、印層（Silkscreen）：用于繪制元件的外形輪廓，元件序號和標(biāo)注字符等。一般選中頂層（Top overlay）即可。防護(hù)層（Mask）：自動生成，不選。禁止布線層（Keep Out Layer）：用于規(guī)定放置元件和布線的區(qū)域。多層面（Multi layer）：用于快速把對象（例如，焊盤和過孔）加入到所有的信號層，選中即可。其它的選項(xiàng)使用默認(rèn)設(shè)置即可。（2）規(guī)劃電氣邊界：在禁止布線層（Keep Out layer）進(jìn)行。首先點(diǎn)擊相應(yīng)的層面標(biāo)簽：然后在此層面上繪制一個(gè)區(qū)域（一般為方形） 。在*.Sch 文件界面下，執(zhí)行菜單命令 Design/Update PCB,會出現(xiàn)一個(gè)界面，如圖 23 所

30、示。全部使用默認(rèn)值。然后單擊按鈕 進(jìn)入 Update Design 對話框的武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書20Changes 選項(xiàng)卡，可以發(fā)現(xiàn)更新過程是否存在錯(cuò)誤。如果沒有錯(cuò)誤，單擊對話框的按鈕Execute 即可將本次更新的變動反映的 PCB 文件中。 圖 23 Update Design（3）在 PCB 狀態(tài)下執(zhí)行菜單命令【Design】/【Netlist】,在出現(xiàn)的對話框中點(diǎn)擊標(biāo)簽 然后選擇之前創(chuàng)建好的后綴名為.net 的網(wǎng)絡(luò)表。若元件封裝、原理圖均無錯(cuò)誤后即可在 PCB 版上生成元器件。在網(wǎng)絡(luò)表文件載入時(shí)，常常會出現(xiàn)兩種錯(cuò)誤：Footprint Not Availa

31、ble(封裝元件遺漏)、Node Not Found(引腳遺漏)。在加載的時(shí)候，應(yīng)該注意改正錯(cuò)誤，得到正確的網(wǎng)絡(luò)表。而在此次電路中，因?yàn)椴褰蛹煸亲约褐谱?，?PCB 的庫元件里，沒有相應(yīng)的封裝，所以還要自己畫封裝。在選擇菜單【File】/【New】 ，出現(xiàn)如上圖 6 的新建文檔對武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書21話框里，雙擊圖標(biāo) ，執(zhí)行菜單【Tools】/【New Componeent】 按創(chuàng)建元件向?qū)ЮL制封裝。最后得到插接件封裝如圖 24。3.3 布局與布線布局與布線 布線有自動布局和手工布局，也可以兩者的結(jié)合可以提高效率。對于制作“頻率計(jì)電路”的 PCB 文件，具

32、體如下：1、原理圖界面，點(diǎn)擊 Design/Update PCB 得圖 25。圖 24 插接件封裝武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書22 圖 25 剛生成的 PCB 用鼠標(biāo)將所有的元件選中，并將她們移出所設(shè)定的電路板范圍。移動完畢后，取消圖件的選中狀態(tài)。如圖 26 所示。 圖 26 移動后的 PCB3、PCB 選用的 TopLayer 層，執(zhí)行菜單命令【Auto Place】,在彈出的自動布局設(shè)置對話框如圖 27，設(shè)置線的粗細(xì)及其它，然后點(diǎn)擊 OK。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書23 然后再手動，首先刪除不理想的線，點(diǎn)擊 Edit/Delete 選項(xiàng)，光標(biāo)變

33、成十字，左擊要刪除的線。最后不限完畢 PCB 如圖 27 所示。 3 圖 28 布線完畢 PCB圖 27 Autorouter Setup武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書24 4、調(diào)整電路板的大小，并放置安裝孔（即沒有網(wǎng)絡(luò)名稱的焊盤） ，得電路板如圖 27。接著要在電路板底層上對“GND”覆銅，即網(wǎng)絡(luò)名稱為“GND”的焊盤要與覆銅完全連接，而不是輻射方式連接。所以對設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)置。執(zhí)行菜單【Design】/【Rules】 ，彈出對話框如圖 28 所示。單擊對話框中的【Manufacturing】標(biāo)簽，在【Polygon Connection Style】設(shè)置項(xiàng)中對整塊電路板

34、進(jìn)行設(shè)置。接下來放置覆銅。執(zhí)行菜單命令【Place 】/【Polygon Plane】 ，在彈出的對話框中進(jìn)行設(shè)置，單擊“OK” 。之后指定放置覆銅區(qū)域即可。接著，在對電路板上的其他走線進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。如加粗電源線等等。最后得到的電路板如圖 29。 圖 29Design Rules 5、布線完畢后，執(zhí)行菜單命令【Tools】/【Design Rules Check】彈出對話框如圖30，對短路情況和沒有布置的連線進(jìn)行檢查，如果不存在錯(cuò)誤，那么對電路板的設(shè)計(jì)就完成了。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書25 圖 30 Design Rule Check4 心得和體會心得和體會這次課程

35、設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)星期多，本次課程設(shè)計(jì)與以往不同，更強(qiáng)調(diào)對 EDA 的實(shí)用，使我對電子設(shè)計(jì)自動化有了初步的認(rèn)識。我認(rèn)識到 EDA 技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中以及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的重要性，EDA 技術(shù)是在電子 CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計(jì)。利用 EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC 版圖或 PCB 版圖的整個(gè)過程的計(jì)算機(jī)上自動處理完成。對我而言，此次課程設(shè)計(jì)的過程中我遇到了許多挫折,如

36、軟件使用中的很多問題,但我認(rèn)為挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶。武漢理工大學(xué)Protel 應(yīng)用實(shí)踐 課程設(shè)計(jì)說明書26從拿到題目到具體設(shè)計(jì)，從學(xué)習(xí)到實(shí)踐，在一個(gè)多星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，如對 pro

37、tel 軟件的應(yīng)用還不夠熟悉，以及其中很多功能應(yīng)用還未有深刻理解，要通過不斷的實(shí)用和查找資料來完善自己此方面的能力。此設(shè)計(jì)由于我們的學(xué)業(yè)不精和時(shí)間等客觀問題，未能使設(shè)計(jì)達(dá)到完善，還有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師能提出改進(jìn)意見，謝謝老師對我們的辛勤栽培。通過一周多的忙碌，課程設(shè)計(jì)終于到了尾聲，讓我感觸最深的就是，理論和實(shí)踐確實(shí)相差很多，我們可以在理論上呱呱奇談，說得如何如何完美，把原理搞得很清楚，但當(dāng)自己把元件拿到手，開始動手時(shí)，又是另一回事兒，因?yàn)樵谧龅倪^程中，我們會發(fā)現(xiàn)許多新的問題，是在理論學(xué)習(xí)中所沒有考慮過的、沒想過的，正如那句老話：“實(shí)踐出真知” ，在實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn)問題、尋找問題，把自己悶在課本里是不會有質(zhì)的飛躍的。當(dāng)在實(shí)踐中碰上問題時(shí)，就要想方設(shè)法去弄明白，因?yàn)檫@樣最終才能得到自己想要的結(jié)果，所以就會利用身邊可利用的資源去查閱資料，把問題解決掉，在這個(gè)過程中，會學(xué)到很多東西，掌握很多東西，受益匪淺。從這次課設(shè)中感覺到自己對學(xué)過知識沒有很好掌握，當(dāng)要用時(shí)還要復(fù)習(xí)，對一些軟件的使用缺乏了解，以后應(yīng)在這方面做出更大努力，要學(xué)習(xí)更多關(guān)于模電的課外知識。今后有這樣的機(jī)會就要抓住，既可以提高自己的操作動手的能力，又可以提高自己的創(chuàng)新思維。不論做什么都要有