电子工艺课件第三章protel

星科软件PROTEL99应用Protel99se快速入门Protel设计系统是一套建立在IBM兼容PC环境下的EDA电路集成设计系统。而Protel99SE是由早期Protel版本发展而来的基于Windows95/98/200环境下的新一代电路原理图辅助设计与绘制软件，其功能模块主要包括电路原理图设计、印制电路板设计、可编程逻辑设计、等。它采用数据库的管理方式，是一款非常好用而且实用的电路设计软件。电路板设计步骤•一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。•1、电路原理图的设计电路原理图的设计主要是PROTEL099的原理图设计系统（AdvancedSchematic）来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。2、产生网络表网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动布线的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。3、印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。设计简单电路原理图彩灯控制电路1-0一：原理图设计流程原理图的设计可按下面过程来完成。1、设计图纸大小Protel99/Schematic后，首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。2、设置Protel99/Schematic设计环境设置Protel99/Schematic设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。3、放置零件用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。•4、对原理图布线•利用Protel99/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。•5、调整线路•将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。•6、报表输出•通过Protel99/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。•7、文件保存及打印输出•最后的步骤是文件保存及打印输出。原理图的设计流程图如上图1-1所示二：新建一个设计库1、启动Protel99，出现以下启动界面，如图1－2所示1-21、双击新建的原理图文件图标，既进入原理图编辑模式，如下图所示。设计导航设计工具栏1-152、放置原件按第二种方法在电路图上放置八个反向驱动器7406如图1-17所示。1-173、绘制原件，（如果原件库没需要的原件时候）元件库编辑工作界面，如图1-19所示。IEEE工具栏绘图工具拦元件管理器1-191-20b)绘制元件的引脚执行菜单命令Place/Pins或单击绘图工具拦上的图标，可将编辑模式切换到放置引脚模式，此时鼠标指针旁边会多出一个大十字护法及一条短线，接着分别绘制4根引脚，如图1-21所示。放置时按Space键可以使管脚旋转90度。1-21c)编辑管脚双击要编辑的管脚进入管脚属性对话框，如图1-22所示。在对话框中对各管脚属性修改成如图1-23所示。1-221-23（6）把自编元件放到原理图中元件创建完成后，用鼠标点击设计管理器中Place按钮，设计窗口切换到原理图编辑状态，同时出现一个随光标浮动的元件符号。如图1-24所示。1-244、自建各种颜色的发光二极管，并把它们放到原理图中，放置后的原理图如图1-25所示。1-255、放置地、电源信号。在Net栏中修改电源符号的网络名称，在Style栏中修改电源类型，电源与接地符号在Style下拉列表中有多种类型可供选择，所下图1－29所示。1-29本电路中所有用到的元件都放置完毕，如下图1-30所示。1-301-336、编辑原件封装1-347：元件布局现在我们已经放置了所有用到的元件并编好了各元件的属性。如图1-35所示。1-351-36综合以上个方法调整后的原理图布局如下图1-39所示。这只是一次大体布局，布线的时候可能还要变动，特别是元件比较多的时候可以先定下一些主要元件，然后多次挪动其他辅助元件就可以了。1-398、连线、画总线在绘制原理图时，我们也经常用总线连接元件，其目的是为了迎合人们绘制电路的图习惯，简化线路的表现方式。总线本身并没有任何实质上的电气意义。点击连线工具拦中的图标，即可启动画总线方式，如下图1-41所示。总线1-41画总线出入端口总线出入端口是单一导线进出总线的端点，也没有任何电气连接意义，只是让你的电路看上去更具有专业水准。点击连线工具栏中的图标，即可启动放总线出入端口模式。如图1-42所示。总线出入端口1-421-439：ERC电气规则检查Protel99se在产生网络表之前，可以利用软件来测试用户设计的电路原理图，执行电气法则的测试工作，以便能够找出人为的疏忽。执行完测试后，能生成错误报告并且在原理图中有错误的地方做好标记，以便用户分析和修改错误。电气规则检查可检查电路图中是否有电气特性不一致的情况。例如，某个输出管脚连到另一个输出管脚就会造成信号冲突，未连接完整的网络标签会造成信号断线，重复的流水序号会使AdvancedSchematic无法分出不同的元件等。以上这些都是不合理的电气冲突现象，ERC会按照用户设置以及问题的严重性分别以错误（Error)或警告（Warning)信息来提请用户注意。下面对我们画的电路原理图进行ERC检查，在原理图设计状态下，执行Tools/ERC菜单，系统弹出如图1-44所示窗口。1-44该对话框主要设置检查规则，具体内容我们在这里不一一讲述，我们使用系统默认值即可。单击OK按钮开始检查，系统将检测结果以文件的形式展现出来。如图1-45所示。1-45系统会自动在原理图上的错误点上标上标记，如图1-46所示。错误标记1-46错误标记1-47根据错误提示，我们分析错误原因，由于U1的第14脚是输入引脚，目前没给它接输入信号。而第12脚是输出引脚，我们把它接在了地线上。这些都是功能上的问题，和人为错误没有关系，现在我们先不管它。点击连线工具栏中的图标，给它们放上免检标志，如图1-47所示，在执行一遍ERC检查，结果如图1-48所示。免检标志1-48PCB印制电路板设计1、选取File/New...打开NewDocument对话框，如图1－53，选取PCBDocument建立一个新的PCB文档。一：新建PCB文件1-53二打开pcb文件、双击新建的PCB文件图标，即可进入PCB印制电路板1-541-62三、PCB电路各层介绍各层面介绍（1）SignalLayers(信号层)Protel99提供了16个信号层：Top(顶层)、Bottom(底层)和Mid1-Mid14(14个中间层）。信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层。在设计双面板时，一般只使用Top(顶层)和Bottom(底层)两层，当印制电路板层数超过4层时，就需要使用Mid(中间布线层)。（2）InternalPlanes(内部电源/接地层)Protel99提供了Plane1-Plane4(4个内部电源/接地层)。内部电源/接地层主要用于4层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层，双面板不需要使用。（3）MechanicalLayers(机械层)机械层一般用来绘制印制电路板的边框(边界)，通常只需使用一个机械层。有Mech1-Mech4(4个机械层)。（4）DrkllLayers(钻孔位置层)共有2层：“DrillDrawing”和“DrillGuide”。用于绘制钻孔孔径和孔的定位。（5）SolderMask(阻焊层)共有2层：Top(顶层)和Bottom(底层)。阻焊层上绘制的时印制电路板上的焊盘和过孔周围的保护区域。（6）PasteMask(锡膏防护层)共有2层：Top(顶层)和Bottom(底层)。锡膏防护层主要用于有表面贴元器件的印制电路板，这时表帖元器件的安装工艺所需要的，无表帖元器件时不需要使用该层。（7）Silkscreen(丝印层)共有2层：Top(顶层)和Bottom(底层)。丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明，如元器件的外形轮廓、标号和参数等。（8）Other(其它层)共有8层：“KeepOut(禁止布线层)”、“MultiLayer(设置多层面)”、“Connect(连接层)”“DRCError(错误层)”、2个“VisibleGrid(可视网格层)”、“PadHoles(焊盘孔层)”和“ViaHoles(过孔孔层)”。其中有些层是系统自己使用的，如VisibleGrid(可视网格层)就是为了设计者在绘图时便于定位。而KeepPut(禁止布线层)是在自动布线时使用，手工布线不需要使用。目前人们常用的是单面板和双面板，现在就以双面板为例进行介绍。按图1-所示选择工作层面。四、装入原理图形成PCB图电路、最后单击Execute按钮，即可实现装入网络表与元件。结果如图1-76所示。1-76六；元件的布局Protel提供了两种布局方式，分别是自动布局和手动布局，用户可以根据自己的爱好和线路的复杂程度灵活选择，人们常用的方式是先执行自动布局操作，然后再对不满意的地方或特殊元件进行手动调整，争取达到设计美观、使用方便、抗干扰性强等目的。由于我们电路中的元件比较少，所以采用手动方式为大家介绍。PCB中元件选取、移动、旋转、排列、排齐等操作与原理图中操作基本相同，我们就不用多讲，综合运用以上个功能，推荐按照图1-77所示进行布局。1-77七：自动布线在印制电路板布局结束后，便进入电路板的布线过程，一般来说，用户先是对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来预制布线设计规则。预制布线设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率。设置完布线规则后，程序将依据这些规则进行自动布线。因此，自动布线之前，首先要进行参数设置。1、自动布线参数设置（1）首先执行菜单命令Design/Rules，系统将会弹出1-78所示对话框，在此对话框中可以设置布线参数。（2）使用鼠标左键单击图1-78中的Routing选项卡，即可进入布线参数的设定。2、自动布线布线参数设置好后，就可以利用Protel99se提供的具有世界一流技术的无网格布线器，进行自动布线了。执行自动布线的方法主要有全局布线、对选定网络进行布线、对两连接点进行布线、指定某个元件布线、指定区域进行布线等多种。我们这里用全局布线。（1）执行菜单命令AutoRoute/All，系统弹出如图1-86所示的自动布线设置对话框。（2）单击Routeall按钮，程序就开始对电路板进行自动布线。完成布线结果如图1-87所示。最后系统弹出一个“布线消息”对话框，用户可以了解到布线的情况。如图1-88所示。1-88八：手工调整布线Protel99se的自动布线功能虽然非常强大，但是自动布线时多少也会存在一些另人不满意的地方。而一个设计美观的印制电路板往往都在自动布线的基础上进行多次修改，才能将其设计的尽善尽美，下面讲如何进行手工调整。在Tool/Un-Route菜单下提供了几个常用手工调整布线的命令，这些命令可以进行不同方式的布线调整。•ALL拆除所有布线，进行手工调整。•Net拆除所选布线网络，进行手动调整。•Component拆除与所选的元件相连的线，进行手动调整。•Connection拆除所选的一条布线，进行手工调整。下面以Connection命令为例来介绍调整布线的操作步骤。如图1-所示，将U3-2和L1-2之间、U3-4和L2-2之间的连线进行手工调整。待调整的线路待调整的线路如图1-89所示。1-891）首先用鼠标在层面选择标签上选择工作层面，将工作层面切换到底（BottomLayer)层。2）然后执行菜单命令Tools/Un-