計(jì)算機(jī)制圖實(shí)驗(yàn)教材

計(jì)算機(jī)制圖實(shí)驗(yàn)教材

淮陰工學(xué)院

馬岱

目錄

實(shí)驗(yàn)一Protel99SE的安裝及其界面

實(shí)驗(yàn)二Protel99SE文件的操作

4

實(shí)驗(yàn)三繪制原理圖（1）5

實(shí)驗(yàn)四繪制原理圖（2）8

實(shí)驗(yàn)五元器件圖形符號(hào)的編輯,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,16

實(shí)驗(yàn)六電子元件的封裝18

實(shí)驗(yàn)七PCB板規(guī)劃及PCB編輯環(huán)境參數(shù)設(shè)置,,,,,,,,,,,,19

實(shí)驗(yàn)八元件的布局，布線(xiàn)整理及打印

實(shí)驗(yàn)九創(chuàng)建PCB元件及元件庫(kù)，———,,,24

-2-

實(shí)驗(yàn)一、Protel99SE的安裝及其界面

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握Protel99SE的安裝；熟悉Protel99SE的用戶(hù)界面。Protel99SE

的基本操作主要包括Protel99SE的啟動(dòng)、關(guān)閉、文件的建立、導(dǎo)入導(dǎo)出、為

文件進(jìn)行加密、創(chuàng)建工作組及設(shè)置成員權(quán)限等操作。本訓(xùn)練的目的主要讓學(xué)生掌

握這些基本操作。

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

1、WIND0WS98/2000/XP環(huán)境

2、PROTEL99SE軟件

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

1、啟動(dòng)Protel99SE,在D盤(pán)建立名為Protel的文件夾，并在文件夾中

建立名為1x1.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

2、在上題數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)名為小信號(hào)功率放大器電路的原理圖文件

(SchematicDocument)、一個(gè)名為小信號(hào)功率放大器電路的印刷電路板文

件(PCBDocument),并打開(kāi)。然后將小信號(hào)功率放大器電路.SCH,小信號(hào)

功率放大器電路.PCB導(dǎo)出到桌面上。

3、選擇適當(dāng)?shù)牟藛蚊?，將上題打開(kāi)的文件窗口進(jìn)行水平分割、垂直分

割及平鋪。

4、在Protel的文件夾中建立名為1x2.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，文件類(lèi)型

WindowsFileSystem。

5、在Protel的文件夾中建立名為1x3.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，文件類(lèi)型MS

AccessDatabase,并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加密，密碼為student。觀察WindowsFile

System及MSAccessDatabase兩種類(lèi)型的區(qū)別。

6、在Protel的文件夾中建立名為1x4.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，將步驟2

中桌面上的小信號(hào)功率放大器電路.SCH,小信號(hào)功率放大器電路.PCB導(dǎo)入。

7、在Protel的文件夾中建立名為1x5.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，創(chuàng)建兩個(gè)設(shè)

計(jì)組成員(Guest)zhanghong和waangyan,分別輸入密碼。設(shè)置工作權(quán)限，admin

的權(quán)限為(Read)、寫(xiě)(Write)>刪除(Delete)、創(chuàng)建(Create),Guest

的權(quán)限為(Read)、寫(xiě)(Write).

-3-

8、在Protel的文件夾中打開(kāi)名為1x3.ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，并在建立一

個(gè)名為sheell.sch原理圖文件并打開(kāi)，在原理圖元件庫(kù)中Miscellaneous

Devices.lib中找出我們?cè)陔娮蛹夹g(shù)中常用的元件并畫(huà)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告本上。

實(shí)驗(yàn)二Protel99SE文件的操作

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

環(huán)境設(shè)置主要使用菜單Design/Options和Tools/Preferences。本實(shí)驗(yàn)就

是使用這兩個(gè)菜單設(shè)置設(shè)計(jì)環(huán)境。

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

1、WIND0WS98/2000/XP環(huán)境

2、PROTEL99SE軟件

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

1、啟動(dòng)Protel99SE,在D盤(pán)建立名為Protel的文件夾，在Protel的

文件夾中建立名為student,ddb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，新建原理圖文件，命名為

Lxl.scho設(shè)置圖紙大小為A4,水平放置，工作區(qū)顏色為220號(hào)色，邊框顏色

為45號(hào)色。標(biāo)題欄設(shè)置：用“特殊字符串”設(shè)置制圖者為tianjin、標(biāo)題為

“攻放”，字體為華文彩云，顏色為121號(hào)色。

2、在student.ddb中創(chuàng)建原理圖文件，命名為L(zhǎng)X2.scho自定義圖紙大

?。簩挾葹?50、高度為450,垂直放置，工作區(qū)顏色為299號(hào)色。網(wǎng)格設(shè)置：

SnapOn為10mil,Visible為10mil。字體設(shè)置：系統(tǒng)字體為仿宋體、字號(hào)

為8,字形為斜體?？梢暰W(wǎng)格為點(diǎn)狀，取消重復(fù)操作次數(shù)為60次。設(shè)置系統(tǒng)字

體：將UseClientSystemFontForAllDialogs復(fù)選框取消選擇。標(biāo)題欄

設(shè)置：用“特殊字符串”設(shè)置文檔編號(hào)為“1T0”、標(biāo)題為“穩(wěn)壓電源”，字體為

華文行楷，顏色為238號(hào)色，不顯示圖紙的參考邊框。

3、在student.ddb中創(chuàng)建原理圖文件，命名為L(zhǎng)X3.scho標(biāo)題欄設(shè)置：

標(biāo)題欄顯示方式為ANSI,用“特殊字符串”設(shè)置地址為Mining

Street,Washington,10張?jiān)韴D中的第一張。不顯示圖紙的參考邊框。把光標(biāo)

-4-

設(shè)置成大十字45度。

4、在student,ddb中創(chuàng)建原理圖文件，命名為L(zhǎng)X5.sch電路原理圖文件。

練習(xí)打開(kāi)及關(guān)閉MainTools（主工具欄）、WiringTools（布線(xiàn)工具欄）、Drawing

Tools（繪圖工具欄）、PowerObjects（電源及接地工具欄）、DigitalObjects

（常用器件工具欄）、SimulationSources（信號(hào)仿真源工具欄）、PLDToolbar

（PLD工具欄），放大及縮小原理圖。

5、將基本元件庫(kù)miscellaneousdevices.ddb＞德克薩斯儀器公司元件庫(kù)

TIdatabook增加到元件庫(kù)管理器中。（在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境中的設(shè)計(jì)管理器中

選擇BrowseSCH頁(yè)面，在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library,然后單擊

Add\Sch路徑，在元件庫(kù)列表中選擇MiscellaneousDevices.ddb后單擊Add

按扭，然后再選擇TIDatabook庫(kù)單擊Add按亂）

實(shí)驗(yàn)三原理圖的繪制（1）

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉畫(huà)原理圖工具；

2、掌握畫(huà)原理圖基本操作，繪制原理圖

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

1、WIND0WS98/2000/XP環(huán)境；

2、PROTEL99SE軟件

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

［練習(xí)1］建立一個(gè)Al.DDB數(shù)據(jù)庫(kù)，再建立一個(gè)原理圖文件sheetl.SCH文

件，在原理圖中放置阻值10k的電阻、容量為10微法的電解電容、型號(hào)為IN4001

的二極管、型號(hào)為2N2222三極管、單刀單擲開(kāi)關(guān)和2腳連接器。注意修改屬性。

［練習(xí)2］在練習(xí)1的基礎(chǔ)上練習(xí)：

（1）選擇10k電阻，復(fù)制并粘貼該電阻，然后取消選擇；

（2）刪除二極管，并用恢復(fù)按鈕將二極管恢復(fù)。

-5-

(3)刪除三極管。

(4)刪除電容，然后粘貼該電容。

(5)用鼠標(biāo)選擇幾個(gè)元件，然后刪除這些被選擇的元件。

(6)將該電路圖存盤(pán)。

［練習(xí)3］試關(guān)閉和使能電氣捕捉柵格，觀察電氣柵格在連線(xiàn)時(shí)具有的作。

［練習(xí)4］試關(guān)閉和使能電氣連接點(diǎn)，觀察畫(huà)〃丁〃字連線(xiàn)時(shí)的區(qū)別。

［練習(xí)5］放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記，試更改字型和字號(hào)，并連續(xù)放置D1-D9十個(gè)網(wǎng)絡(luò)

標(biāo)記。

［練習(xí)6］選取電源和地線(xiàn)工具，試更改它們的形狀和標(biāo)記。

［練習(xí)7］按照下圖畫(huà)一個(gè)共發(fā)射極放大電路，電路中的元件都取自

MiscellaneousDevices,lib庫(kù)。

(1)要求圖紙尺寸為A4,去掉標(biāo)題欄，關(guān)閉顯示柵格,使能捕捉柵格和電氣

柵格，使能自動(dòng)連接點(diǎn)。

(2)畫(huà)完電路后，要按照?qǐng)D中元件參數(shù)逐個(gè)設(shè)置元件屬性，但是元件要自

動(dòng)編號(hào)，并進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。

(3)最后形成該電路的網(wǎng)絡(luò)表。

-6-

J2

［練習(xí)8］按照上面的操作步驟，分別建立二個(gè)原理圖文件Sheel2.sch和

sheel3.sch,把下圖回出來(lái)。

-7-

OOOooooo

一bS9一00

id8

oCQ

CQ

實(shí)驗(yàn)四原理圖的繪制（2）

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉畫(huà)原理圖工具

2、掌握畫(huà)原理圖基本操作，繪制原理圖

3、對(duì)電路進(jìn)行ERC檢查，檢查電路中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

4、生成元件清單方便元器件的管理。

5、生成網(wǎng)絡(luò)表，為后面PCB制作打下基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

1、WIND0WS98/2000/XP環(huán)境

2、PROTEL99SE軟件

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

［練習(xí)1］穩(wěn)壓電源電路原理如下，原理如圖1所示，試畫(huà)出它的原理圖。

.1N4007

［練習(xí)2］甲乙類(lèi)放大電路如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖。該練習(xí)中的元件表:

練習(xí)2原理圖的元件表

封裝元件名稱(chēng)數(shù)量編號(hào)

AXIAL0.3RES24RIR2R3R4

DIODE0.4In4148E1D2

DIODE0.4In41481DI

RB.2/.4CAPACITORPOL2ClC2

-9-

SIP2CON22JIJ2

SIP4CON41J3

TO-46NPN2Q2Q3

TO-46PNPQ1

a

［練習(xí)3］正負(fù)電源中、電路如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖，元件表如下:

練習(xí)3的元件表

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

電解電容C36C37C35C34C39C40RB.2/.4ELECTRO1

二極管V23D1ODE0.4DIODE

-10-

三端穩(wěn)壓器N106N107N108N109TO-220VOLTREG

連接器JP1,JP2SIP5CON5

+18V

N106N107+5V

V237812+12V7805

OIc,O

+12V5V

IN4001

4C39

34c34.4c37J2

2200uF

—1

---------2

------------3

---------4

-5

4c40

^r^lOuF3

-12V5V

IGO

N109

-15V7912-12V7905-5V

［練習(xí)4］降壓器整流濾波電路如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖。元件表如下:

練習(xí)4的元件

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

變壓器T1*300VATFMR

保險(xiǎn)絲F1*FUSE

連接器J2J3J4J5SIP3CON3

連接器J1SIP4CON4

開(kāi)關(guān)S1*SWDPST

整流橋堆DID2D3D4BRIDGEBRIDGE1

-11-

［練習(xí)5］信號(hào)源電源如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖:

練習(xí)5的元件

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

晶體振蕩器XIXTAL1CRYSTAL

可調(diào)電容C2RADO.3CAPVAR

電容C5C6C7C8RADO.1CAP

NPN三極管QIQ2Q3Q4TO-92ANPN1

電阻R8R9R10R11R16R18AXIALO.3RES1

PNP三極管Q5TO-92APNP1

電阻R17AXIAL0.6RES1

A-12-

12

連接器JP1SIP4C0N4

D

［練習(xí)6］電路如下圖所示。試畫(huà)出它的原理圖。

練習(xí)6的元件表

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

六反相器U9AU9BU9CDIP1474LS04

電容CIORAD0.2CAP

電阻RIR2R5AXIAL0.4RES2

晶體振蕩器XTALIXTAL1CRYSTAL

連接器J1SIP4CON4

B

-13-

［練習(xí)7］電路如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖，元件表如下:

練習(xí)7的元件表

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

按鈕SIS2S3S4S5S6S7S8S9S10*SW-PB

電阻RIR2R3R4R5R6R7R8R9R10AXIAL0.3RES2

8輸入與非門(mén)U5DIP14SN7430

連接器J1SIP6C0N6

10-4線(xiàn)優(yōu)先編碼器U2DIP1674LS147

-14-

123

［練習(xí)8］電路如下圖所示，試畫(huà)出它的原理圖。

練習(xí)8的元件表

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

電阻RIR2R3R4R5R6R8RPOTR88AXIAL0.3RES

NPN三極管Q1TO-46NPN1

電容C1RB.2/.4ELECTRO1

電容C4C5C6RAD0.2CAP

二極管DID2DIODE0.4DIODE

通用運(yùn)放UIU2U3DIP8UA741

-15-

1234

連接器J3SIP3C0N3

連接器JIJ2SIP4CON4

D

C5

C

B

-16-

實(shí)驗(yàn)五、元器件圖形符號(hào)的編輯

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

使用元件庫(kù)編輯器來(lái)生成元件和建立元件庫(kù)。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

［練習(xí)1］試建立Lxl.lib元件庫(kù)，并畫(huà)出這些邏輯電路中常元器件。

CMOS四二輸入或北門(mén)CD4OO1

［練習(xí)2］在繼電器控制系統(tǒng)中，經(jīng)常須要如下圖所示的元件，試建立元件庫(kù),

并畫(huà)出這些元件。

-17-

12

OOO

熱繼電器熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)

電源

熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)

D

A口口口小

繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)

繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)

保險(xiǎn)三相熔斷器繼電器

動(dòng)合按鈕動(dòng)斷按鈕

三相開(kāi)關(guān)

電動(dòng)機(jī)

繼電器控制電路所需的部分元件圖

［練習(xí)3］腌習(xí)2所畫(huà)的元件畫(huà)如下圖所示的繼電器控制電路。

cD

c［練習(xí)4］試建元件庫(kù)并畫(huà)出如下圖所示的元件。

-18-

B

(

\MCI4460MC33033

［練習(xí)5銅螂揭?guī)熘锌截惗O管圖形,然后將它的管1褊lOmilo

［練習(xí)6］試練習(xí)畫(huà)邏輯電路中與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)符號(hào)。

［練習(xí)7］試練習(xí)畫(huà)時(shí)序電路中D、JK和RS觸發(fā)器的符號(hào)。

實(shí)驗(yàn)六、電子元件的封裝

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解印刷電路板的種類(lèi)和特點(diǎn)、電子元件的封裝、導(dǎo)線(xiàn)、層等和印刷電路

板（PCB）設(shè)計(jì)制作密切相關(guān)的概念.

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

［練習(xí)1］練習(xí)打開(kāi)及關(guān)閉MainToolbar（主工具欄）、PlacementTool

（放置工具欄）、ComponentPlacement（元件位置調(diào)整工具欄）、FindSelections

（查找選擇工具欄）。

［練習(xí)2］加載PCBFootprints.lib封裝庫(kù)，并從中選擇電阻封裝

（AXIALO.3）,電容封裝（RADO.1和RB.2/.4）,二極管封裝（DIODEO.4）、

三極管封裝（T0-126），連接器封裝（SIP2）、可變電阻封裝（VR1）,石英晶

-19-

體封裝（XTAL1）,集成電路元件封裝（DIP16）,把這些封裝放置到電路板圖

上。

［練習(xí)3］畫(huà)出下圖并把元件的封裝名加上去。

［練習(xí)4］對(duì)前面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中的沒(méi)有封裝名的添加元件封裝。

-20-

實(shí)驗(yàn)七PCB板規(guī)劃及PCB編輯環(huán)境參數(shù)設(shè)置

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.PCB板的尺寸的設(shè)定

2.PCB的參數(shù)的設(shè)置

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

［練習(xí)1］使用PCB創(chuàng)建向?qū)б?guī)劃如下形狀的雙面電路板（電路板尺寸、

屬性采用缺省值）

(d)

［練習(xí)2］定義一塊寬為1800mil,長(zhǎng)為2000mil的單層電路板，要求在

禁止布線(xiàn)層和機(jī)械層畫(huà)出板框，在機(jī)械層標(biāo)注尺寸。

［練習(xí)3］設(shè)置在對(duì)象被選中后，系統(tǒng)不自動(dòng)保護(hù)所定對(duì)象。設(shè)置當(dāng)用戶(hù)

進(jìn)行整體編輯時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出確認(rèn)對(duì)話(huà)框。設(shè)置當(dāng)出現(xiàn)重復(fù)對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)

會(huì)自動(dòng)刪除重復(fù)對(duì)象。

［練習(xí)4］設(shè)置度量單位為公制，設(shè)置水平，垂直捕捉柵格和水平，垂直

元件柵格依次為20miL20miL25miL25mil,電器柵格為lOmil。設(shè)置旋轉(zhuǎn)

角度為30度，設(shè)置底層絲印層的顏色為100號(hào)色，設(shè)置尺寸線(xiàn)為“簡(jiǎn)單顯示”，

其余為“精細(xì)顯示”，設(shè)置顯示焊盤(pán)網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)和焊點(diǎn)序號(hào)。

［練習(xí)5］設(shè)置當(dāng)用戶(hù)選擇新的元件時(shí)，系統(tǒng)不取消原來(lái)選擇的元件。設(shè)

置當(dāng)用戶(hù)進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在線(xiàn)進(jìn)行DRC檢查。

［練習(xí)6］設(shè)置與組件連接的導(dǎo)線(xiàn)會(huì)隨組件的移動(dòng)而一起伸縮。設(shè)置設(shè)置

轉(zhuǎn)換特殊字符串功能，設(shè)置只顯示當(dāng)前板層。

［練習(xí)7］設(shè)置操作撤消次數(shù)為50次，設(shè)置光標(biāo)類(lèi)型：Large90,設(shè)置

布線(xiàn)使用多邊形進(jìn)行障礙檢測(cè)，交互布線(xiàn)：避開(kāi)障礙。

［練習(xí)8］設(shè)置多邊形鋪銅柵格尺寸為20mil,路徑寬度為5mil,最小長(zhǎng)

度為3mil,焊盤(pán)環(huán)繞形狀為八邊形。

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實(shí)驗(yàn)八PCB布局布線(xiàn)及打印出圖

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、PCB中元件的布局。

2、PCB中元件的布線(xiàn)(自動(dòng)布線(xiàn)及手工布線(xiàn))

3、PCB板的整理。

4、PCB板的打印。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：

1、穩(wěn)壓電路如圖所示，試設(shè)計(jì)該電路的電路板。設(shè)計(jì)要求：

(1)按電路圖1畫(huà)出原理圖電路，元件參數(shù)見(jiàn)參數(shù)表。

(2)使用單層電路板，在電路板中網(wǎng)絡(luò)地(GND)的線(xiàn)寬選1mm,netjl-1與

netjl-2線(xiàn)寬選1mm,電源網(wǎng)絡(luò)(VCC)的線(xiàn)寬選0.8mm,其余線(xiàn)寬均采用缺省設(shè)

置(0.3mm),見(jiàn)圖3,最小安全間距為12nli1。

(3)先自動(dòng)布線(xiàn)，見(jiàn)自動(dòng)布線(xiàn)參考電路板圖4,再手工調(diào)整，見(jiàn)手工調(diào)整

布線(xiàn)參考電路板圖5o

(4)在電路板上鋪銅，要求柵格為30mil,銅膜線(xiàn)寬度為8mil,鋪銅層為

底層，鋪銅網(wǎng)線(xiàn)形式為45度，使用八角形狀環(huán)繞焊盤(pán)。

(5)電路板設(shè)計(jì)完成后應(yīng)進(jìn)行DRC檢測(cè)，并根據(jù)報(bào)告的錯(cuò)誤提示進(jìn)行調(diào)整,

直到無(wú)錯(cuò)誤為止。

-22-

圖1

參數(shù)表

說(shuō)明編號(hào)封裝元件名稱(chēng)

電阻R1AXIAL0.3RES2

三端穩(wěn)壓塊U1TO-220VOLTREG

電容ClC3RB.3/.6ELECTRO1

電容C2C4RAD0.2CAP

二極管DID2D3D4D5DIODE0.4DIODE

發(fā)光二極管D6DIODE0.4LED

連接器J1SIP2CON2

-23-

DesignRulrs

Routing|Manufacturing|HighSpeed|Placement|Signs!Integrity)Other|

■

RuleClassesWidthConstraint

RoutingPrioritySpecifthevadh&routing"ack*<ndarc幺

RoutingTopologyThepteJenddwxfthKuseddumgnunudand

outccoMlng.Themiwmumendrrinrrem，何Ihtare

RoutingViaStylechecked%thecn4ncandbelchORC

SMDNeck4)ownConstri子....

SMDToCornerConslrai

SMDToHaneConstrain

WidlhConulraint

EMblcNameMinimum：MaximurrPreferred'

GND

Q.254mm1mm1mm

0.8mm

rWidlhANetJ11_________________________________1.254mm1mm1mm

3Width5NeUl2_________________；U.25^inrn1mm1mm

FWidthBoard0.254mm1mm0.3mm

RuleFollowedByRouter

二：SelectAffected0b|二Delete|?rupe