电路设计技术 入门与应用

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1、Protel 99SE 电路设计技术入门与应用简 介1内 容n电子线路CAD与Protel98概述n电原理图编辑n层次电路原理图编辑n电路仿真测试n印制电路板设计初步n双面印制电路板设计举例nPCB元件库的修改与创建2ProtelProtel 99SE 99SE 电路设计技术电路设计技术入门与应用入门与应用内容：内容： 一、概述一、概述 二、电路原理图绘制二、电路原理图绘制 三、三、PCB(PCB(印刷印刷) )电路板绘制电路板绘制3n CAD是Computer Aided Design（即计算机辅助设计） 的简称。早在20世纪70年代，军工部门就利用计算机来完 成飞机、火箭等航空、航天器的设

2、计工作。CAD的特点是速 度快、准确性高，能极大地减轻工程技术人员的劳动强度 ，但当时普及率低，主要原因是计算机价格昂贵，CAD软件 种类也很少。 第一单元第一单元：概述：概述( (内容简介内容简介) )：电子线路CAD概念n 电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子 线路的设计过程，包括电原理图的编辑、电路功能仿真 、工作环境模拟、印制板设计（自动布局、自动布线） 与检测等。电子线路CAD软件还能迅速形成各种各样的报 表文件，如元件清单报表，为元器件的采购及工程预决 算等提供了方便。 4n电子电路的设计:n 根据给定的功能和特性指标(设计)要求，通过各 种方法来确定采用的电路结构以及电

3、路中各元器件及 其参数值。并(有时)将设计的电路转换为印制电路板 版图设计。n三个阶段：n 方案提出、方案验证、方案修改n电子电路的设计方法:n人工设计 搭接实验电路花费高、效率低n计算机辅助设计CAD（COMPUTER AIDED DESIGN） 电子CAD知识5电子CAD知识n1、CAD技术的优点：n 缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量、 共享设计资源、很强的数据处理能力n2、电子CAD发展：n 数值计算数据处理多媒体CIMS计算机集成 制造系统。n3、电子CAD程序：n PROTEL、OrCAD、PSPICE电电路分析程序、 Viewlogic(现为INNOVEDA)等6EDA(E

4、lectronic Design Automation电子设计自动化)n EDA技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机和信息技术的电路系 统设计方法。n EDA技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展。n EDA在教学和产业界的技术推广是当今业界的一个技术热点，EDA技术是现代电子工业 中不可缺少的一项技术。7Protel国内最流行的通用EDA软件n 电路及PCB设计是EDA技术中的重要内容， Protel 是其中比较杰出的一个软件，在国内 流行最早、应用面最宽。 n Protel 是将电路中原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软 件组合后构成的ED

5、A工作平台，是第一个将EDA 软件设计成基于Windows的普及型产品。 8Protel 99SE 简介简介n Protel 99SE 是Protel 公司2000年推出的基于Windows平台的第六代产品,它集强大的设 计能力,复杂工艺的可生产性,设计过程的管理 于一体, n Protel 99SE 可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程,以及这 中间的所有分析,仿真和验证。既满足了产品的 高可靠性,又极大缩短了设计周期,降低了设计 成本。 9（Protel 99SE 简介简介）n 最新版的Protel 99SE 较以前版本的 Protel 功能更加强大，它是桌面环境下以

6、设 计管理和协作技术(PDM)为核心的一个优秀的 印刷电路板设计系统。n Protel 99SE新增加的3项技术Smart Doc(设计数据库)、Smart Team(团队)和 Smart Tool(设计管理器)增加了人与工具之 间的交互功能。10Protel98/99都具有如下特点：n (1) 将电原理图编辑(Schematic Edit)、印制 电路板设计(PCB)、可编程逻辑器件PLD设计、自动 布线(Route)、电路模拟/仿真(Sim)等功能有机地 结合在一起，是真正意义上的EDA软件，智能化、 自动化程度高。n (2) 支持由上到下或由下到上的层次电路设计 ，使Protel98能够

7、完成大型、复杂的电路设计。n (3) 当电原理图中的元件来自仿真元件库时， 可以直接对电原理图中的电路进行仿真测试。11n (4) 提供ERC(电气法则检查)和DRC(设计 规则检查)，最大限度地减少设计差错。n (5) 库元件的管理、编辑功能完善，操作 非常方便。通过基本的作图工具，即可完成原 理图用元件电气图形符号以及PCB用元件封装 图形的编辑、制作。n (6) 全面兼容TANGO及Protel for DOS， 即在Protel98中可以使用、编辑TANGO或低版 本Protel建立的文件，并提供了与OrCAD格式 文件转换功能。 Protel99的特点：12n (7) Schemat

8、ic和PCB之间具有动态链接功 能，保证了原理图与印制板的一致性，以便相 互检查、校验。n (8) 具有连续操作功能，可以快速地放置 同类型元件、连线等。n Protel 公司推出Protel98后，于1999年3 月推出了Protel99正式版本。两者相比，操作 方式基本相同或相似。如电原理图编辑、自动 布局与布线、印制板编辑等的操作方式。n Protel 公司最新推出的是Protel 。Protel99的特点：13Protel 99SE软件包n Protel 99SE主要包含以下几个模块：n 原理图设计软件Protel Advanced Schimatic 99SEn 电路板设计软件Pro

9、tel Advanced PCB 99SEn PCB自动布线的Protel Advanced Route 99SEn 可编程逻辑器件设计的Protel Advanced PLD 99SEn 电路仿真的Advanced SIM99n 信号完整性分析的Advanced Integrity9914Protel 99SE 各模块功能介绍n (一)、多功能高效率的原理图设计:Schematic 99SE:基于WINDOWS平台的Protel 99SE中的 Schematic 99SE模块是一个功能完备的多图纸层 次化的原理图编辑器，包含快速设计录入、自动 连线、多接口输入输出等高级工具。提供了六万 多个

10、原理图符号。可以高效实现电子产品从设计 构思到电学设计的完整过程。15(Protel 99SE 各模块功能介绍)n(二)、功能强大的PCB设计系统:PCB 99SEn Protel 99SE中的PCB 99SE模块为您提供了 一个交互友好和高效强大的PCB设计环境，无论 新用户还是有经验的老用户都能尽情地发挥自己 的设计空间。在PCB 99SE中，PCB的物理规则定 义和工艺特性要求都由设计参数来全面控制（设 计自动化）。参数化设计代表了当今CAD发展的 潮流。16（Protel 99SE 各模块功能介绍）n(三)、无网格自动布线器:Route 99SEn Protel 99SE中的Route

11、 99SE模块是一个完全集成的基于形状（Shape-based）的无网格自动布线器。布线效率高，使用方便，布线质量能达到专业设计者的水平。其综合布线能力完全可与传统工作站上的大型EDA软件媲美。 17（Protel 99SE 各模块功能介绍）n(四)、信号完整性分析Integrity 99SEn Protel 99SE中的Integrity 99SE模块拥有世界领先水平的信号完整性分析技术，提供非常精 确的板级物理信号分析。可以检查出串扰、过冲 、下冲、延时和阻抗等问题，并能自动给出具体 解决方案。在高速电路和可能存在EMC/EMI（电磁 兼容）的设计中，举足轻重，能极大缩短设计周 期，降低设

12、计成本。 18（Protel 99SE 各模块功能介绍）n(五)、高级数模混合电路信号仿真: SIM 99SEn Protel 99SE中的SIM 99SE模块是一个基于最新SPICE 3f5/XSPICE标准的仿真器，并与Potel99 SE的原理图设计环境完全集成。为您 的设计前端提供了完整、直观的解决方案。 19（Protel 99SE 各模块功能介绍）n(六) 、通用的可编程逻辑器件设计: PLD99 SEn Protel 99SE中的PLD 99SE模块是一个集 成的PLD开发环境。可使用原理图或CUPL硬件 描述语言作为设计前端，全面支持各大厂家 器件，集成有PLD功能仿真和工业标

13、准JEDEC 输出。为所有PLD 和CPLD设计者提供了通用 、便捷的解决方案。 20PROTEL 软 件 的 特 点 *具有较强的硬件适应性 *配备丰富的开放式符号图形库 *具有较强的输出功能 *可任意重复执行上一次操作 *具有灵活方便的建库功能,使用户可以根据需 要扩充元件库或者建立新库 *具有方便快捷的旋转,删除和复制图形块的块 操作功能 *用户可以浏览到装载在元件库的全部元件21Protel 99SE 快速入门n安装、运行、卸载（略）n设计电路原理图入门n设计PCB板图入门n设计原理图元件入门n电路仿真测试22在计算机上，利用电子线路CAD 软件进行电路设计的过程如下：n (1) 编辑

14、原理图：原理图编辑是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑(Schematic Edit)是电路CAD 软件必备的功能。n (2) 必要时利用CAD软件的电路仿真功能，对电路功能、性能指标进行仿真测试（如使用 Protel98/99的SIM仿真器）。电路功能、性能主要由 原理图决定。n (3) 如果电路中使用了PLD器件，则必须进行PLD 设计，以便获得PLD烧结数据文件。 23n (4) 生成网络表文件（或直接执行Protel99原 理图编辑器中“Design”菜单下的“Update PCB” 命令，创建PCB文件并将原理图中元件序号、封装形式 以及连接关系装入PCB文件内）。n (5) 不正

15、确返回（1），修改原理图。n (6) 设计、编辑印制板(PCB)（执行“Update PCB”命令，或启动Protel99 PCB编辑器，并装入从 原理图文件中提取的网络表文件）。n (7) 在PCB中生成网络表文件，并与SCH编辑器中 生成的网络表文件进行比较，以便确认PCB设计过程中 是否改变了原理图内元件的连接关系。 在计算机上，利用电子线路CAD 软件进行电路设计的过程如下：24第二单元：第二单元：ProtelProtel 99SE 99SE应用应用（设计电路原理图入门）n 一、Protel 99SE 的安装及启动n(一)Protel 99的安装-1.Protel 99的运行环境n P

16、rotel99对微机硬件要求较高，最低配置为：Pentium II或Celeron以上CPU(CPU主频越高，运行速度越快)，内存 容量不小于32 MB(最好是64 MB或128 MB)，硬盘容量必须 大于1GB(最好使用8GB以上硬盘)，显示器尺寸在15英寸或 以上，分辨率不能低于1024768，最好是12801024，当 分辨率为800600或更低时，将不能完整显示Prote l99窗 口的下侧及右侧部分（对于15英寸显示器来说，当显示分 辨率为1024768时，字体太小，不便阅读，因此17英寸显 示器可能是Protel99的最低要求）。总之，硬件配置档次 越高，运行速度越高，效果越好。25n2. Protel 99的安装n 将Pr