計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)

第六節(jié)計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)EDA—ElectronicDesignAutomation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化基本概念：

制板CAD：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制板

EDA工具：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的工具

Protel99：一種EDA的軟件工具綱要一電路板的幾個(gè)相關(guān)概念二Protel99：一種EDA的軟件工具三元件的封裝四印刷電路板設(shè)計(jì)步驟單面板：電路板一面敷銅，另一面沒有敷銅，敷銅的一面用來布線及焊接，另一面放置元件。單面板成本低，但只適用于比較簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)。雙面板：電路板的兩面都敷銅，所以兩面都可以布線和放置元件，頂面和底面之間的電氣連接是靠過孔實(shí)現(xiàn)的。由于兩面都可以布線，所以雙面板適合設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的電路，應(yīng)用也最為廣泛。一電路板的相關(guān)概念多層板：不但可以在電路板的頂層和底層布線，還可以在頂層和底層之間設(shè)置多個(gè)可以布線的中間工作層面。用多層板可以設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的電路。長(zhǎng)度單位及換算：Protel99SE的PCB編輯器支持英制（mil）和公制（mm）兩種長(zhǎng)度計(jì)量單位。它們的換算關(guān)系是：100mils=2.54mm（其中1000mils=1Inches）。飛線：用來表示連接關(guān)系的線。它只表示焊盤之間有連接關(guān)系，是一種形式上的連接，并不具備實(shí)質(zhì)性的電氣連接關(guān)系。飛線在手工布線時(shí)可起引導(dǎo)作用，從而方便手工布線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后生成的，而飛線所指的焊盤間一旦完成實(shí)質(zhì)性的電氣連接，則飛線自動(dòng)消失。當(dāng)同一網(wǎng)絡(luò)中，部分電氣連接斷開導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能完全連通時(shí)，系統(tǒng)就又會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生飛線提示電路不通。利用飛線的這一特點(diǎn)，可以根據(jù)電路板中有無(wú)飛線來大致判斷電路板是否已完成布線。銅膜線：簡(jiǎn)稱導(dǎo)線，是敷銅經(jīng)腐蝕后形成的用于連接各個(gè)焊點(diǎn)的導(dǎo)線。印刷電路板的設(shè)計(jì)都是圍繞如何布置導(dǎo)線來完成的。焊盤、過孔：焊盤（Pad）的作用是放置、連接導(dǎo)線和元件引腳。過孔（Via）的主要作用是實(shí)現(xiàn)不同板層間的電氣連接。過孔主要有3種。穿透式過孔（Through）：從頂層一直打到底層的過孔。半盲孔（Blind）：從頂層遇到某個(gè)中間層的過孔，或者是從某個(gè)中間層通到底層的過孔。盲孔（Buried）：只在中間層之間導(dǎo)通，而沒有穿透到頂層或底層的過孔。1Protel的發(fā)展1987Tango

DOSACCELTechnologiesInc

Protel

forDOSProtelTechnology80’末Protel

forWindows

1.X90’中Protel

forWindows95

3.X1998Protel98出眾的自動(dòng)布線1999Protel99模擬仿真二Protel99：一種EDA的軟件工具2Protel99的組成及主要特性1)Protel99的組成1.原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)Sch(AdvancedSchematic)原理圖編輯器Schlib

零件庫(kù)編輯器2.印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)PCB(AdvancedPrintedCircuitBoard)電路板編輯器PCBlib

零件封裝編輯器3.信號(hào)模擬仿真系統(tǒng)在原理圖上進(jìn)行信號(hào)模擬仿真的SPICE3f5系統(tǒng)4.可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于CUPL語(yǔ)言、PLD設(shè)計(jì)系統(tǒng)5.Prote99內(nèi)置編輯器Text

文本編輯器Spread電子表格編輯器2)Protel99的主要特性1.設(shè)計(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定高效2.SmartTool智能工具技術(shù)將設(shè)計(jì)工具集成在單一環(huán)境下3.SmartDoc智能文檔技術(shù)將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在單一設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，由設(shè)計(jì)管理器統(tǒng)一管理，以.ddb為后綴4.SmartTeam智能工作組讓多個(gè)設(shè)計(jì)者通過網(wǎng)絡(luò)同時(shí)設(shè)計(jì)5.大大增強(qiáng)了PCB自動(dòng)布線功能1）自動(dòng)布線規(guī)則條件的復(fù)合選項(xiàng)極大方便了設(shè)計(jì)2）自動(dòng)布線在原有基礎(chǔ)上使用了最新人工智能技術(shù)3）增強(qiáng)的交互式布局和布線模式等6.資源豐富的元器件庫(kù)（60000種）7.通過SPICE3f5在原理圖上仿真1.2.3Protel99存在的主要問題1.PCB中無(wú)法放置中文（雙字節(jié)）2.系統(tǒng)配置要求高，資源消耗過大Protel99SE提供了若干不同類型的工作層面，包括信號(hào)層（Signallayers）、內(nèi)部電源/接地層（Internalplanelayers）、機(jī)械層（Mechanicallayers）、阻焊層（Soldermasklayers）、錫膏防護(hù)層（Pastemasklayers）、絲印層（Silkscreenlayers）、鉆孔位置層（DrillLayers）和其他工作層面（Others）。三元件的封裝元件封裝是指元件放置到印刷電路板中所表示的外框和焊點(diǎn)位置元件封裝的分類：針腳式，表面貼片式常見的元件封裝介紹Advpcb.ddb/PCBFootprints.libMiscellaneous.ddb/Miscellaneous.lib針腳式電阻元件AXIAL0.3、0.4等針腳式電容元件RAD0.1、0.2等二極管元件類DIODE0.4、0.7等極性電容RB.2、.5、.1.0等四印刷電路板設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)印制電路板的大致步驟可以用下面的流程圖來表示。1、電路原理圖的設(shè)計(jì)（sch）2、網(wǎng)絡(luò)表文件的建立3、印刷電路板的設(shè)計(jì)圖5-1印制電路板的設(shè)計(jì)步驟

一)Protel99初步1)Protel99的啟動(dòng)1.圖標(biāo)啟動(dòng)2.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件(*.ddb)啟動(dòng)2)Protel99的設(shè)計(jì)窗口DesignManager

設(shè)計(jì)管理器Explorer

設(shè)計(jì)瀏覽器Browse

瀏覽管理器BrowseSch

零件管理器BrowsePCB零件封裝管理器DesignStation

設(shè)計(jì)工作站DesignTeam

設(shè)計(jì)工作組Toolbars

工具欄CommandStatus

狀態(tài)欄Maintools

主工具欄設(shè)計(jì)管理器瀏覽管理器菜單欄主工具欄文件切換標(biāo)簽設(shè)計(jì)主頁(yè)面狀態(tài)欄命令欄設(shè)計(jì)瀏覽器設(shè)計(jì)瀏覽器主菜單3)Protel99中的文件基本操作設(shè)計(jì)任務(wù)的新建步驟：(1)點(diǎn)擊FileNewDesign….(2)在DatabaseFileName中設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)文件名稱，點(diǎn)擊Browse選擇新文件所存放的文件夾設(shè)置密碼設(shè)計(jì)任務(wù)的打開和關(guān)閉法1：從Windows文件瀏覽器中直接點(diǎn)擊Protel99設(shè)計(jì)文件1.設(shè)計(jì)任務(wù)的打開法2：點(diǎn)擊File

Open….法3：點(diǎn)擊主工具欄中打開圖標(biāo)2.設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)閉:點(diǎn)擊File

Close….設(shè)計(jì)文檔的新建設(shè)計(jì)文檔包括：原理圖、印刷電路板設(shè)計(jì)圖、文本等步驟：在打開或新建一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件后：（1）點(diǎn)擊FileNew….新建文件夾新建PCB文件新建PCBLib文件新建Sch原理圖文件(2)選擇新文件后，點(diǎn)擊OK，新文件即出現(xiàn)在文件夾中(3)修改文件名，在空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即完成新建。設(shè)計(jì)文檔的打開、關(guān)閉、刪除和恢復(fù)1.文檔的打開(略)2.文檔的關(guān)閉(略)3.文檔的刪除在關(guān)閉文檔的前提下:法1:在要?jiǎng)h除的文檔上雙擊右鍵,在右鍵菜單上選擇Delete2.將要?jiǎng)h除的文檔拖到回收站4.文檔的恢復(fù)擊活回收站，選擇恢復(fù)命令Restore5.文檔的引入和導(dǎo)出引入（Import）：引入文檔供當(dāng)前設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)出（Export）：導(dǎo)出文檔供其它軟件編輯使用。二)原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1電路原理圖設(shè)計(jì)的一般過程開始設(shè)計(jì)原理圖圖紙大小的設(shè)置設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置從零件庫(kù)中選擇和放置零件線路的布置和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)表的輸出、文檔的輸出和打印結(jié)束1)、原理圖設(shè)計(jì)過程

開始

設(shè)置圖紙大小

環(huán)境設(shè)置

放置、排列零件

原理圖布線

調(diào)整線路輸出相關(guān)報(bào)表

存盤打印

結(jié)束電路圖設(shè)計(jì)2)、簡(jiǎn)單電路圖設(shè)計(jì)1、進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)界面2、設(shè)置圖紙大小3、添加元器件庫(kù)4、元器件的取用、編輯、對(duì)齊和移動(dòng)5、放置電源、接地等符號(hào)6、布置、調(diào)整線路（原理圖繪制工具欄）7、放置電路輸入/輸出端標(biāo)簽1.新建設(shè)計(jì)文件、新建設(shè)計(jì)文檔2.設(shè)置圖紙大?。河益I(DocumentOption)、或Design菜單的Option)后，彈出文件設(shè)置對(duì)話框后進(jìn)行設(shè)置3.畫一個(gè)簡(jiǎn)單電路圖(1)添加零件庫(kù)擊活BrowseSch

點(diǎn)擊Add/Move

裝入ProtelDOSSchematicLibraries.ddb和

MiscellaneousDevices.ddb(2)取用零件1）點(diǎn)擊圖標(biāo)或菜單2）直接從零件庫(kù)里取二極管—DIODE

電容—CapacitorCAP

電位器—Pot

晶體管—PNPNPN

電阻—ResistanceRES

零件轉(zhuǎn)方向：X（水平翻轉(zhuǎn)）Y（垂直翻轉(zhuǎn)）電路圖放大（縮?。骸碢ageUp（PageDown）—ViewZoomIn（Out）—按鼠標(biāo)+按空格鍵（3）編輯零件名雙擊或點(diǎn)擊后按Tab鍵設(shè)置屬性(4)零件的對(duì)齊鼠標(biāo)選擇或Select…(5)電源與接地的放置點(diǎn)擊圖標(biāo)或菜單(6)連接線路一般連接步驟：1）點(diǎn)擊圖標(biāo)或Place/Wire后，光標(biāo)處出現(xiàn)大十字2）將大十字光標(biāo)置放于連線起點(diǎn)，按鼠標(biāo)左鍵置起始點(diǎn)。3）光標(biāo)移動(dòng)則拉出引線，停于某點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵則可轉(zhuǎn)彎，單擊鼠標(biāo)右鍵（或按ESC）則結(jié)束此線。雙擊鼠標(biāo)右鍵則結(jié)束畫線。自動(dòng)走接模式：

在進(jìn)入畫線狀態(tài)后，按鼠標(biāo)左鍵并移動(dòng)，則拉出一條浮動(dòng)的線，連續(xù)按空格鍵，則先后出現(xiàn)六種連線模式，供選擇。（見演示）編輯引線：

單擊引線后，松開再單擊，引線被激活后即可改變方向及長(zhǎng)度等。（見演示）引線屬性：雙擊引線(7)節(jié)點(diǎn)及放置

丁字型連線將自動(dòng)生成節(jié)點(diǎn)，十字型連線處的節(jié)點(diǎn)需人為放置。放置方法：點(diǎn)擊圖標(biāo)或Place/Janction….屬性設(shè)置:雙擊節(jié)點(diǎn),出現(xiàn)對(duì)話框…(8)放置電路輸入輸出點(diǎn)放置方法：點(diǎn)擊圖標(biāo)或Place/Port….PortOtput(9)放置文字放置方法：點(diǎn)擊圖標(biāo)或Place/Annotation….放大器三)繪制一張簡(jiǎn)單電路板圖1、用電路板圖向?qū)ЫCB文檔2、添加封裝元件庫(kù)3、使用網(wǎng)絡(luò)表加載元件4、自動(dòng)布局與自動(dòng)布線一般步驟：1、建立一個(gè)PCB文檔2、設(shè)置電路板參數(shù)３、加載元件庫(kù)４、加載網(wǎng)絡(luò)表５、布置元件６、布線７、修飾調(diào)整８、保存1)使用電路板圖向?qū)ЫCB文檔１、創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)２、新建PCB文檔（用向?qū)D標(biāo)）３、啟動(dòng)電路板圖標(biāo)向?qū)В础㈤_始》下步５、選擇類型６、選擇型號(hào)７、填寫說明信息８、選擇電路板的層數(shù)９、選擇過孔的樣式１０、選擇封裝類型１１、確定走線的參數(shù)以及過空的大小１２、完成2)、使用網(wǎng)絡(luò)表加載元件１、繪制好原理圖，設(shè)置好各元件的封裝屬性２、創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表３、打開PCB文檔４、加載封裝庫(kù)５、使用網(wǎng)絡(luò)表加載元件６、完成3)、自動(dòng)布局與自動(dòng)布線1、Tools>AutoPlace