protel99實用基礎(chǔ)入門教程課件

電路分析設(shè)計與制版技術(shù)PROTEL99SEp實用使用手冊§1.0前言常用的EDA軟件(ElectronicDesignAutomation)

Multisim、Pspice、Orcad、Protel、PowerPCB、CadenceMaxplus、Quartus（VHDL、VerilogHDL）2§1.0前言原理圖的繪制原理圖包括：元件標(biāo)志（Symbol）、導(dǎo)線、電源、輸入輸出端口原理圖輸入步驟：1、查找所需原理圖庫文件并加載；2、繪制所需元件；3、繪制原理圖；4、注釋原理圖；

3§1.0前言PCB設(shè)計PCB包括：元件封裝、導(dǎo)線、電源插座、輸入輸出端口、安裝孔PCB設(shè)計步驟：1、設(shè)置PCB模板；2、檢查網(wǎng)絡(luò)報表，并導(dǎo)入；3、對所有元件進行布局；4、按照元件的電氣連接進行布線；5、敷銅，放置安裝孔；6、對整個PCB檢錯；7、導(dǎo)出PCB文件，準(zhǔn)備制作5§1.0前言Protel是ProtelTechnology公司開發(fā)的功能強大的電路CAD系列軟件，基本上可以分為5個組件：

●原理圖設(shè)計組件

●PCB設(shè)計組件

●自動布線組件

●可編程邏輯器件組件

●電路仿真組件6Protel文件類型：

●.ddb設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件

●.lib元件庫文件

●.sch

原理圖文件分析

●.pcb印制電路板文件的保存

●.net

網(wǎng)絡(luò)表文件編輯

●.pld可編程邏輯器件描述文件

●.rep報告文件生成

●.prj項目文件編訂

●.bk自動備份文件完§1.0前言7原理圖設(shè)計基本流程：

●設(shè)置圖紙

●裝載元件庫

●元件布局

●電路布線●元件封裝與序號

●報表輸出

●存盤與打印印刷電路板設(shè)計基本流程：

●規(guī)劃電路板和環(huán)境參數(shù)

●引入網(wǎng)絡(luò)表

●元件布局和調(diào)整

●布線規(guī)則設(shè)置

●自動布線和手工調(diào)整

●報表輸出

●存盤與打印§1.0前言9課程內(nèi)容與要求：1.學(xué)會畫原理圖（SCH）2.學(xué)會創(chuàng)建SCH零件3.把原理圖轉(zhuǎn)換成電路板（PCB）4.對PCB進行布局布線和檢查5.學(xué)會創(chuàng)建PCB零件庫6.理解掌握布局布線規(guī)則。7.完成溫度測量系統(tǒng)的電路設(shè)計與制板§1.0前言10§1.1Protel環(huán)境設(shè)置新建一個.ddb文件11設(shè)置訪問密碼最后確定§1.1Protel環(huán)境設(shè)置13設(shè)計組：設(shè)定設(shè)計小組成員回收站：存放臨時性刪除文檔設(shè)計管理器：文件管理編輯和訪問權(quán)限§1.1Protel環(huán)境設(shè)置14新建.sch文件§1.1Protel環(huán)境設(shè)置15修改文件名§1.1Protel環(huán)境設(shè)置17添加/刪除零件庫設(shè)計管理器菜單欄工具欄繪圖工具欄狀態(tài)欄命令欄編輯區(qū)幫助按鈕元件管理器§1.1Protel環(huán)境設(shè)置18設(shè)置sch操作環(huán)境§1.1Protel環(huán)境設(shè)置19§1.1Protel環(huán)境設(shè)置21§1.1小結(jié)本小結(jié)要求：1.熟悉數(shù)據(jù)庫文件的新建，原理圖文件的新建、刪除、恢復(fù)、更名等操作2.熟悉Protel工作界面3.學(xué)會原理圖工作環(huán)境設(shè)置22§1.2原理圖元件制作內(nèi)容要求：元件圖形的繪制（1）元件子庫（.Lib）的建立。（2）元件庫編輯器畫圖工具的使用。（3）分立元件、集成電路（包括帶子件IC）圖形的繪制。23§1.2原理圖元件制作手工繪制元件具體操作步驟：1.新建元件庫mysch.lib2.新建元件并命名，增加畫圖工具3.放置元件外框4.放置引腳并修改屬性5.保存文件利用庫元件繪制其他元件步驟：1.查找相似庫元件進入編輯界面2.復(fù)制庫元件到新建庫文件中3.修改元件形狀或引腳4.保存文件25§1.2原理圖元件制作原理圖元件制作文件26修改文件名§1.2原理圖元件制作27增加主工具和畫圖工具注意畫圖工具沒有電氣特性§1.2原理圖元件制作29常用的庫元件繪制快捷鍵：P/P：畫元器件引腳P/L：畫直線P/R：畫矩形T/E：元器件重命名T/C：創(chuàng)建一個新元器件T/W：創(chuàng)建一個新的子件T/R：刪除元器件T/T：刪除子件X：水平翻轉(zhuǎn)Y：豎直翻轉(zhuǎn)左鍵：確定右鍵：取消Tab：查看屬性Space：翻轉(zhuǎn)90度Pageup：放大Pagedown：縮小END：刷新§1.2原理圖元件制作30畫外框工具§1.2原理圖元件制作將第一引腳定位在工作區(qū)（0，0）點，放置位置偏移光標(biāo)定位于（0，0）點31引腳號引腳名稱電氣特性§1.2原理圖元件制作對于連續(xù)放置的同一類元器件、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號、引腳等，選擇放置第一個時，按下Tab鍵，對其屬性進行修改并放置后，連續(xù)放置后面的同類部件時，屬性同上并會自動為后面的部件標(biāo)識加132圓頭為電氣結(jié)點帶有上劃線的引腳名稱輸入方法：每輸入一個字母后，緊隨一個\§1.2原理圖元件制作電氣結(jié)點表示芯片的引腳與外導(dǎo)線發(fā)生電氣連接，故一定要在引腳外端點33修改元件屬性元件標(biāo)號元件描述元件封裝用同樣的方法創(chuàng)建TLC542芯片§1.2原理圖元件制作34§1.2原理圖元件制作元件報表元件庫報表元件規(guī)則檢查報表35編輯元器件§1.2原理圖元件制作注意元件庫36選中元器件，按ctl+c并左擊元件§1.2原理圖元件制作37新建元件TL431，按ctl+v復(fù)制元件，并左擊確定§1.2原理圖元件制作切換到.lib文件取消選擇38§1.2原理圖元件制作設(shè)置屬性按ctl可隨意放置選中區(qū)域注意Show和Pin選項設(shè)置元件屬性設(shè)置引腳要和交叉點匹配39§1.2原理圖元件制作用同樣的方法創(chuàng)建數(shù)碼管40添加/刪除零件庫§1.2原理圖元件制作41添加去掉已添加庫確定§1.2原理圖元件制作42添加自定義元件庫§1.2原理圖元件制作43§1.3原理圖布局對于元件名信息不全的元器件，建議用通配符*和?快速查找元件不清楚元件在哪個庫中，則用元件查詢查找元件44§1.2小結(jié)本小結(jié)要求：1.熟悉原理圖庫元件編輯器中主要的快捷鍵2.熟練掌握手工繪制元件具體操作步驟3.熟練掌握利用庫元件繪制其他元件步驟4.學(xué)會報表生成及規(guī)則檢查5.學(xué)會添加/刪除零件庫6.注意引腳電氣功能與屬性設(shè)置及定位45§1.3原理圖布局放置芯片AT89C52、TLC542、TL431、LM148、6N137數(shù)碼管DPY、PNP三極管元件、晶振CRYSTAL、電阻RES2、電容CAP、電解電容ELECTROL、接口CON6元件布局原則：功能模塊化、元件就近46輸入元件的首英文字母可快速查找元件提取元件選擇元件庫雙擊元件可提取提取元件按Tab鍵修改屬性后再單擊放置§1.3原理圖布局不清楚元件在哪個庫中，則用元件查詢查找元件47零件庫名稱元件封裝元件序號元件型號注意：封裝和序號是元件的關(guān)鍵屬性，必須設(shè)置；并且序號在整個工程中是唯一的，不能重復(fù)。確定§1.3原理圖布局48§1.3原理圖布局信號調(diào)理電路元件設(shè)置49A/D轉(zhuǎn)換電路元件設(shè)置§1.3原理圖布局50MCU電路元件設(shè)置§1.3原理圖布局51數(shù)碼管顯示電路元件設(shè)置§1.3原理圖布局52§1.3小結(jié)本小結(jié)要求：1.熟練掌握元件的基本操作：點取、選取、移動、刪除、復(fù)制、粘貼等。2.學(xué)會快速查找元件3.學(xué)會修改元件屬性4.學(xué)會合理整體的進行原理圖布局53§1.4原理圖繪制導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號電源注意：導(dǎo)線與直線的區(qū)別布局與連線是一個反復(fù)的過程54常用的原理圖編輯器快捷鍵：P/W：畫連線P/B：畫總線P/U：畫總線分支線P/O：畫電源P/N：畫網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號P/J：畫電路接點Ctrl+Delete：刪除選中電路E/D：刪除單一元件或?qū)Ь€§1.4原理圖繪制原理圖三要素：電源負載電氣連接關(guān)系55§1.4原理圖繪制圓點代表電氣連接復(fù)原與取消只能在所有改動沒有存盤的條件下進行雙擊右鍵退出連線左擊確定起始點左擊確定終點后右擊結(jié)束56§1.4原理圖繪制57§1.4原理圖繪制58§1.4原理圖繪制接點表電氣連接交叉無電氣連接網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號屬性設(shè)置59§1.4原理圖繪制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號表電氣連接60§1.4原理圖繪制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號和導(dǎo)線連接異同點：一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號表示一個電氣結(jié)點，相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號引腳上就建立了電氣連接關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號作用和導(dǎo)線的作用一樣，表示電氣連接，導(dǎo)線表達形式更直觀但布線繁多易發(fā)生短路或連線錯誤；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號可代替兩個元件的連線，凈化圖面。61§1.4原理圖繪制Ctrl+x可使元件反向62§1.4原理圖繪制電氣法測試規(guī)則設(shè)置窗63總線總線分支§1.5其它原理圖繪制技巧－總線64總線是電路中一組具有相關(guān)性的信號線，不具有實際的電氣連接意義§1.5其它原理圖繪制技巧－總線65點擊Global進行整體修改雙擊元件編輯屬性{舊文本＝新文本}匹配屬性選擇§1.5其它原理圖繪制技巧－全局編輯66顯示sch中所有有效元件§1.5其它原理圖繪制技巧67元件自動編號自動編號前應(yīng)先將原理圖中的所有元件編號重置為？

§1.5其它原理圖繪制技巧68§1.5其它原理圖繪制技巧－封裝查漏本電路元件封裝：電阻R1～R17：0805無極性電容C1～C4：RAD0.1電解電容E1～E3：RB.2/.4三極管：TO-92A單排多針插座：SIP6雙列直插元件：DIP40、DIP20、DIP14、DIP4TL431：TO-92A晶振：OSC（自定義）數(shù)碼管：DPY（自定義）69表格編輯器注意選項§1.5其它原理圖繪制技巧－封裝查漏70§1.5其它原理圖繪制技巧－封裝查漏直接修改后按即可完成對元件屬性的修改71生成網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表是sch和pcb的接口§1.5其它原理圖繪制技巧－生成網(wǎng)絡(luò)表72使用同步器生成PCB一般操作是在sch畫好部分電路后進行一次PCB更新，這樣當(dāng)sch畫好后，PCB也基本完成§1.5其它原理圖繪制技巧－同步器73注意選項設(shè)置§1.5其它原理圖繪制技巧－同步器74§1.4/5小結(jié)本小結(jié)要求：1.熟練掌握常用的原理圖編輯器快捷鍵2.熟練掌握導(dǎo)線的放置與調(diào)整3.學(xué)會使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號4.了解其它原理圖繪制的技巧5.學(xué)會元件封裝形式遺漏檢查6.掌握網(wǎng)絡(luò)表的生成和同步器的使用7.了解電氣法則測試75§2.0印刷電路板基礎(chǔ)1.印刷電路板結(jié)構(gòu)分類 單面板、雙面板、多層板2.元件封裝分類

針腳式、貼片式3.常用元件封裝 針腳式電阻元件類：AXIAL0.4～AXIAL0.7(kmil) 針腳式電容元件類：RAD0.2～RAD0.5.(kmil) 貼片電阻、電容元件類：0805、0402、1210 極性電容元件類：RB.2/.4～RB.5/1.(kmil) 可變電阻元件類：VR1～VR 二極管：DIODE0.4(小功率)DIODE0.7(大功率) 三極管：TO-92A，TO-18，TO-220H 單排多針插座：SIP2～SIP2076§2.0印刷電路板基礎(chǔ)

雙列直插元件：DIP4～貼片雙列元件類：SOT、SO接插件：DBx，IDCx4.導(dǎo)線與預(yù)拉線(飛線)

飛線指示導(dǎo)線的實際布置，導(dǎo)線實現(xiàn)飛線的意圖。

5.工作層面類型

SignalLayers：信號層，包括Top和Bottom以及MidLayer InternalPlane：內(nèi)層電源/接地層 MechanicalLayers：機械層 Masks：阻焊層 Silkscreen：絲印層 Others：Keepout層、MultiLayer、DrillGride6.過孔形式 穿透式過孔、半盲孔、盲孔77§2.1PCB圖元件制作手工繪制元件具體操作步驟：1.新建元件庫mypcb.lib2.定義封裝名稱3.工作環(huán)境設(shè)置4.放置焊盤5.確定外框輪廓線5.保存文件78§2.1PCB圖元件制作常用的庫元件繪制快捷鍵：P/P：放置焊盤P/A：放置弧線P/V：放置過孔P/S：放置字符串P/T：放置線段T/E：元器件重命名T/C：創(chuàng)建一個新元件T/R：刪除元件Space：翻轉(zhuǎn)90度Pageup：放大Pagedown：縮小END：刷新M/I：測量距離Q：切換單位79§2.1PCB圖元件制作新建PCB零件庫文件并重命名80§2.1PCB圖元件制作公/英制轉(zhuǎn)換1mil=0.0254mm81§2.1PCB圖元件制作新建元件82§2.1PCB圖元件制作取消向?qū)ё⒁猓汉副P外直徑的尺寸取為內(nèi)孔直徑的2倍，而內(nèi)孔直徑要稍大于引腳尺寸83§2.1PCB圖元件制作元件重命名確定84§2.1PCB圖元件制作設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)85§2.1PCB圖元件制作2.54mm是DIP封裝管腳之間的標(biāo)準(zhǔn)間距86§2.1PCB圖元件制作畫線圖層選擇測量距離創(chuàng)建元件首先要用精密測量工具確定實際元件的尺寸或查看元件的Datasheet87§2.1PCB圖元件制作測垂直距離測水平距離測焊盤距離測焊盤距離88§2.1PCB圖元件制作焊盤焊盤形狀選擇注意：焊盤的名稱要和sch管腳名稱對應(yīng)焊盤間距必須與元件管腳的實際間距相符焊盤名稱焊盤孔的大小焊盤圖層注意保證焊盤編號與原理圖庫元件對應(yīng)的引腳編號一致89§2.1PCB圖元件制作確定參考點注意：元件封裝的起始位置必須定位成絕對中心，否則無法正常調(diào)用。設(shè)置參考點90§2.1PCB圖元件制作將管腳1確定在絕對中心91§2.1PCB圖元件制作用同樣的方法創(chuàng)建晶振封裝92§2.1PCB圖元件制作添加PCB零件庫93§2.1小結(jié)本小結(jié)要求：1.理解印刷電路板的相關(guān)概念2.熟練掌握手工繪制元件具體操作步驟3.了解利用向?qū)?chuàng)建元件封裝4.學(xué)會指定元件參考點的方法5.學(xué)會間距測量與單位轉(zhuǎn)換6.熟練掌握常用的庫元件繪制快捷鍵94§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表新建PCB文件并重命名95裝載網(wǎng)絡(luò)表§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表96引入.net網(wǎng)絡(luò)表文件§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表97§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表錯誤信息，可按右鍵生成詳細的報告文件98詳細錯誤信息§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表99網(wǎng)絡(luò)表中常見的錯誤：Footprintnotfoundinlibrary/FootprintnotAvailable元件封裝遺漏Nodenotfound引腳遺漏Componentnotfound沒有找到元件Componentalreadyexists添加已經(jīng)存在的元件Netalreadyexists添加已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識Alternativefootprintusedinstead缺少元件封裝，但系統(tǒng)自動引用§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表100元件封裝遺漏原因：1.在PCB編輯器中沒有添加含有所需封裝元件的元件庫。2.在電路圖中沒有指定封裝形式。3.在已有的PCB元件庫中，找不到所需的封裝。引腳遺漏原因：原理圖元件與指定的封裝二者之間的引腳編號存在差異§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表101加載整流橋封裝庫§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表102修改封裝§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表103修改引腳修改后關(guān)閉保存§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表104無錯誤可生成PCB文件所有錯誤修改后重新生成網(wǎng)絡(luò)表文件，重新引入?！?.2裝入網(wǎng)絡(luò)表105調(diào)整PCB大小預(yù)拉線表示電氣連接關(guān)系§2.2裝入網(wǎng)絡(luò)表106點擊Global進行整體修改雙擊元件編輯屬性注意Hide選項設(shè)置修改元件名§2.3元件布局107§2.3元件布局手工布局的基本原則

：A.遵循先難后易、先大后小的原則。B.布局可以參考硬件工程師提供的原理圖和大致的布局，根據(jù)信號流向規(guī)律放置主要原器件。C.總的連線盡可能的短，關(guān)鍵信號線最短。

D.強信號與弱信號、模擬信號與數(shù)字信號要完全分開。E.高頻元件間隔要充分。F.發(fā)熱元件應(yīng)有足夠的空間以利于散熱，熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件。108§2.3元件布局手工布局的基本原則

：G.集成電路的去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片的電源腳，高頻最靠近為原則。使之與電源和地之間形成回路最短。旁路電容應(yīng)均勻分布在集成電路周圍。H.元件布局時候，使用同一種電源的元件應(yīng)考慮盡量放在一起，以便于將來的電源分割。I.雙列直插元件相互的距離要大于2毫米，阻容等貼片小元件元件相互距離大于0.7毫米。J.所有字符不可以上盤，要保證裝配以后還可以清晰看到字符信息。所有字符在X或Y方向上應(yīng)一致。字符、絲引大小要統(tǒng)一。K.按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化布局。L.其它略109§2.3元件布局布線規(guī)則電氣有效體間安全間距，雙擊修改屬性110設(shè)置導(dǎo)線寬度§2.3元件布局111線段拐角方式設(shè)置，90度機械強度最低，圓弧機械強度最高§2.3元件布局112§2.3元件布局孔徑大小限定113§2.3元件布局查找元件根據(jù)原理圖中信號流向布局114§2.3元件布局變綠非法115§2.2/3小結(jié)本小結(jié)要求：1.了解利用向?qū)?chuàng)建PCB文件2.熟練掌握網(wǎng)絡(luò)表的裝入過程3.學(xué)會分析解決網(wǎng)絡(luò)表裝入中出現(xiàn)的錯誤4.了解元件的自動布局5.學(xué)會根據(jù)設(shè)計原則進行合理的布局6.學(xué)會電路板布線規(guī)則的設(shè)置7.學(xué)會添加字符與參數(shù)隱藏116常用的布線快捷鍵：P/S：放置字符串P/T：放置導(dǎo)線P/P：放置焊盤P/G：放置多邊形覆銅P/C：放置元件E/D：刪除導(dǎo)線S/P：選中同一網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號導(dǎo)線Ctrl+Delete:刪除選中元件或?qū)Ь€Space：翻轉(zhuǎn)90度Pageup：放大Pagedown：縮小END：刷新M/R：測量距離L：打開Layers標(biāo)簽Q：公制/英制尺寸單位切換*：切換工作層§2.4PCB設(shè)計－布線117§2.4PCB設(shè)計－布線1.布線優(yōu)先次序

A.先信號后電源原則：先將數(shù)據(jù)信號線布通，后布電源線，最后地線。B.核心優(yōu)先原則：例如CPU、RAM等核心部分應(yīng)優(yōu)先布線，類似信號傳輸線應(yīng)提供專層、電源、地回路。其他次要信號要顧全整體，不可以和關(guān)鍵信號想抵觸。C.關(guān)鍵信號線優(yōu)先：電源、模擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關(guān)鍵信號優(yōu)先布線。2.走線方向控制規(guī)則相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)，避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾；同層數(shù)據(jù)線、電源線、地線走向一致，在布線工作最后，用地線將電路板的底層沒有走線的地方鋪滿，以增強抗干擾能力。118§2.4PCB設(shè)計－布線3.走線長度控制規(guī)則即短線規(guī)則，在設(shè)計時應(yīng)該盡量讓布線長度盡量短，以減少走線長度帶來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務(wù)必將其振蕩器放在離器件很近的地方。4.倒角規(guī)則

PCB設(shè)計中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。所有線與線的夾角應(yīng)≥135°。5.地線回路規(guī)則環(huán)路最小規(guī)則，即信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積越小，對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。6.竄擾控制竄擾（CrossTalk）是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用。119§2.4PCB設(shè)計－布線7.屏蔽保護對一些特別重要，頻率特別高的信號，應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計，即將所布的線上下左右用地線隔離。8.混合信號分區(qū)規(guī)則將PCB分區(qū)為獨立的模擬部分和數(shù)字部分，對于輸入輸出的模擬信號，與單片機之間最好通過光耦進行隔離。9.導(dǎo)線盡量粗地線很細，則地線電阻會較大，造成接地電位隨電流的變化而變化，致使信號電平不穩(wěn)定、電路抗干擾能力下降。在布線空間允許的情況下，保證主要地線的寬度在2～3mm以上，元件引腳上地線在1.5mm左右。數(shù)據(jù)線應(yīng)盡可能的寬，至少不小于0.3mm，如果采用0.5mm則更理想。10.盡量減少過孔數(shù)

一個過孔會帶來10pF的電容效應(yīng)，對于高頻電路，將會引入太多的干擾，故布線時應(yīng)盡可能的減少過孔的數(shù)量。120§2.4PCB設(shè)計－布線11.接地點的選擇當(dāng)電路板上的信號頻率高于10MHz時，由于布線的電感效應(yīng)明顯，地線阻抗變得很大，應(yīng)采用多點接地，盡量降低地線阻抗。12.預(yù)防噪音的方法：每個電路板連接一個100uF的電解電容，小板只需接10uFCPU和存儲塊與一個1uF+0.1uF的薄瓷電容連接