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1、第 1 章 概述电路设计自动化（ Electronic Design Automation ） EDA 指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路图（ Schematic ）的绘制，印刷电路板（ PCB ）文件的制作执行电路仿真（ Simulation ）等设计工作。随着电子工业的发展，大规模、 超大规模集成电路的使用是电路板走线愈加精密和复杂。 电子线路 CAD 软件产生了， Protel 是突出的代表，它操作简单、易学易用、功能强大。1.1 Protel 的产生及发展1985 年 诞生 dos 版 Protel1991 年 Protel for Widows1998 年 Pr
2、otel98 这个 32 位产品是第一个包含 5 个核心模块的 EDA 工具1999 年 Protel99 既有原理图的逻辑功能验证的混合信号仿真，又有了 PCB 信号完整性分析的板级仿真，构成从电路设计到真实板分析的完整体系。2000 年 Protel99se 性能进一步提高，可以对设计过程有更大控制力。2002 年 Protel 集成了更多工具，使用方便，功能更强大。1.2 Protel 主要特点1 、通过设计档包的方式，将原理图编辑、电路仿真、 PCB 设计及打印这些功能有机地结合在一起，提供了一个集成开发环境。2 、提供了混合电路仿真功能，为设计实验原理图电路中某些功能模块的正确与否提
3、供了方便。3 、提供了丰富的原理图组件库和 PCB 封装库，并且为设计新的器件提供了封装向导程序，简化了封装设计过程。4 、提供了层次原理图设计方法，支持“自上向下”的设计思想，使大型电路设计的工作组开发方式成为可能。5 、提供了强大的查错功能。原理图中的 ERC （电气法则检查）工具和 PCB 的 DRC （设计规则检查）工具能帮助设计者更快地查出和改正错误。6 、全面兼容 Protel 系列以前版本的设计文件，并提供了 OrCAD 格式文件的转换功能。7 、提供了全新的 FPGA 设计的功能，这好似以前的版本所没有提供的功能。1.3 PCB 板设计的工作流程1 、方案分析决定电路原理图如何
4、设计，同时也影响到 PCB 板如何规划。 根据设计要求进行方案比较、选择，元器件的选择等，开发项目中最重要的环节。2 、电路仿真在设计电路原理图之前，有时候会对某一部分电路设计并不十分确定，因此需要通过电路仿真来验证。还可以用于确定电路中某些重要器件参数。3 、设计原理图组件Protel 提供了丰富的原理图组件库，但不可能包括所有组件，必要时需动手设计原理图组件，建立自己的组件库。4 、绘制原理图找到所有需要的原理组件后，开始原理图绘制。根据电路复杂程度决定是否需要使用层次原理图。完成原理图后，用 ERC （电气法则检查）工具查错。找到出错原因并修改原理图电路，重新查错到没有原则性错误为止。5
5、 、设计组件封装和原理图组件库一样， Protel 也不可能提供所有组件的封装。需要时自行设计并建立新的组件封装库。6 、设计 PCB 板确认原理图没有错误之后，开始 PCB 板的绘制。首先绘出 PCB 板的轮廓，确定工艺要求（使用几层板等）。然后将原理图传输到 PCB 板中来，在网络表（简单介绍来历功能）、设计规则和原理图的引导下布局和布线。（设计规则检查）工具查错。 电路设计时另一个关键环节，它将决定该产品的实用性能，需要考虑的因素很多，不同的电路有不同要求。7 、文檔整理对原理图、 PCB 图及器件清单等文件予以保存，以便以后维护、修改。第 2 章 Protel 设计管理器Protel
6、的所有电路设计工作都必须在 Design Explorer （设计管理器）中进行，同时设计管理器也是 Protel 启动后的主工作接口。设计管理器具有友好的人机接口，而且设计功能强大，使用方便，易于上手。因此本章将对设计管理器的使用进行详尽的介绍。2.1 Protel 设计管理器2.1.1 Protel 的主工作面板图 2-1 Protel 启动画面1 启动 Protel 启动后进入 图 2-2 所示的 Protel 设计管理器窗口。 Protel 的设计管理器窗口类似于 Windows 的资源管理器窗口。 设有主菜单、主工具栏，左边为 Files Panels （文件工作面板），右边对应的是
7、主工作面板，最下面的是状态条。设计管理器中分成如下几个选项： Pick a task 选项区域Pick a task 选项区域选项设置及功能如下： Create a new Board Level Design Project ：新建一项设计项目。图 2-2 Protel 设计管理器窗口Protel 中以设计项目为中心，一个设计项目中可以包含各种设计文件，如原理图 SCH 文件，电路图 PCB 文件及各种报表，多个设计项目可以构成一个 Project Group （设计项目组） 。因此，项目是 Protel 工作的核心，所有设计工作均是以项目来展开的。介绍一下使用项目的好处。图 2-3 新建
8、FPGA 项目设计档工作 Create a new FPGA Design Project ：新建一项 FPGA 项目设计。单击 Create a new FPGA Design Project 选项，将弹出如图 2-3 所示的新建 FPGA 项目设计的档工作面板。 Create a new integrated Library Package ：新建一个集成库。 Display System Information ：显示系统的信息。显示当前所安装的各项软件服务器，若安装了某项服务器，则能提供该项软件功能，如 SCH 服务器，用于原理图的编辑、设计、修改和生成零件封装等。 Customize
9、 Resources ：自定义资源。包括定义各种菜单的图标、文字提示、更改快捷键，以及新建命令操作等功能。这可以使用户完全根据自己的爱好定义软件的使用接口。 Configure License ：配置使用许可证。可以看到当前使用许可的配置，用户也可以更改当前的配置，输入新的使用许可证。 Or open a project or document 选项区域Or open a project or document 选项区域中的选项设置及功能如下： Open a project or document ：打开一项设计项目或者设计档。单击该选项，将弹出如图 2-4 所示对话框。图 2-4 打开一个项
10、目或者文件对话框 Most recent project ：列出最近使用过的项目名称。单击该选项，可以直接调出该项目进行编辑。 Most recent document ：列出最近使用过的设计文件名称。 Or get help 选项区域Or get help 选项区域用于获得以下各种帮助。 Online help ：在线帮助。 Learning Guides ：学习向导。 Help Advisor ： 帮助指南。 Knowledge Base ：知识库。2.1.2 主菜单和主工具栏主菜单和主工具栏如图 2-5 所示。 Protel 的主菜单栏包括 File （文件）、 View （ 视图）、
11、project （项目）、 Window （窗口）和 Help （帮助）等。图 2-5 主菜单和主工具栏文件菜单包括常用的文件功能，如打开文件、新建档等，也可以用来打开项目档、保存项目文件，显示最近使用过的档和项目、项目组以及退出 Protel 系统等。视图菜单包括选择是否显示各种工具条，显示各种工作面板（ workspace panels ）以及状态条的显示，使用接口的定制等。项目菜单包括项目的编译（ Compile ）、项目的建立（ Build ），将档加入项目和将档从项目中删除等。窗口菜单可以水平或者垂直显示当前打开的多个文件窗口。帮助菜单则是版本信息和 Protel 的教程学习。主工具
12、栏的按钮图标包括打开文文件，打开已存在的项目文件等。2.2 原理图设计系统当对整个 Protel 的开发接口有了初步的了解之后，将以新建 SCH 电路原理图为例说明工作面板的使用。2.2.1 设计项目的建立在图 2-3 所示的设计管理器主工作面板中将鼠标移动到 Create a new Board Level Design Pro0ject 选项，使鼠标变成为手形状后，单击该选项将弹出如图 2-6 所示的 Projects 文件工作面板。新建的设计项目默认为处于 ProjectGroup1. PrjGrp 工作组下，默认的项目文件名为 PCB Project 1.PrjPCB 。注意：Prot
13、el 中，默认的工作组的文件名后缀为 .PrjGrp ，默认的项目文件名后缀为 .PrjPCB 。如果新建的是 FPGA 设计项目， 建立的项目档称后缀为 .PrjFpg 。2.2.2 设计文档的建立和保存在图 2-6 的文件工作面板中有两个按钮：Group 和 Project ， 先在下面用鼠标选中 PCB Project1. PrjPCB ， 然后单击 Group 按钮，将弹出如图 2-7 所示菜单。也可以用鼠标选中 PCB Project1.PrjPCB 选项右击，也将弹出如图 2-7 所示的右键菜单。在图 2-7 中单击 New 子菜单，将弹出如图 2-8 所示的下一级菜单。图 2-6
14、 PCB 文件工作面板 图 2-7 Group 菜单 图 2-8 New 菜单的子菜单其中可以新建 SCH 电路原理图、 VHDL 设计文档、 PCB 文文件、 SCH 原理图库、 PCB 库、 PCB 专案等。在进入图 2-8 所示的子菜单后，选择 Schematic 选项，在当前项目 PCB Project1. PrjPCB 下建立 SCH 电路原理图，默认文件名为 Sheetl. SchDoc ，同时左右边的设计窗口中打开 Sheetl. SchDoc 的电路原理图设计接口。图 2-9 SCH 电路原理图编辑接口2.2.3 设计项目的打开和保存选中图 2-7 所示文件工作面板中的 PCB
15、 Projectl. PrjPCB 选项。单击右键，在弹出的快捷菜单中选择 Close Project 选项，将弹出询问是否保存当前项文件的对话框，单击 Yes 按钮，将弹出如图 2-10 所示的保存项目文件对话框。图 2-10 保存若干文件对话框在保存项目文件对话框中，用户可以更改设计项目的名称、所保存的文件路径等，文件默认类型为 PCB Projects ，后缀名为 .PrjPCB 。2.3 原理图环境设置原理图环境设置主要指图纸和游标设置。绘制原理图首先要设置图纸，如设置纸张大小、标题框、设计文件信息等，确定图纸档的有关参数。图纸上的游标为放置组件、连接线路带来很多方便。2.3.1 图纸
16、大小的设置1 . 打开图纸设置对话框 在 SCH 电路原理图编辑接口下， 执行菜单命令 Design/Options ， 将弹出 Document Options （ 图纸属性设置 ）对话框， 如图 2-11所示。 在当前原理图上单击右键，弹出右键快捷菜单，从弹出的右键菜单中选择 Document Options 选项，同样可以弹出如图 2-11 所示对话框。图 2-11 图纸属性设置对话框2 图纸大小的设置图 2-12 设置标准图纸样式如用户要将图纸大小更改成为标准 A4 图纸。将游标移动到图纸属性设置对话框中的 Standard Style （标准图纸样式），用鼠标单击下拉按钮启动该项，再用游标选中 A4 选项，单击 OK 按钮确认，如图 2-12 所示。Protel 所提供的图纸样式有以下几种： 美制： A0 、 A1 、 A2
