第1章-電子線路CAD及Protel9SE

第1章電子線路CAD與Protel99SE概述1.1電子線路CAD的概念1.2Protel99SE概述1.3Protel99SE的安裝及啟動(dòng)1.1電子線路CAD的概念

CAD是ComputerAidedDesign（即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的簡稱。早在20世紀(jì)70年代，軍工部門就利用計(jì)算機(jī)來完成飛機(jī)、火箭等航空、航天器的設(shè)計(jì)工作。CAD的特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性高，能極大地減輕工程技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但當(dāng)時(shí)普及率低，主要原因是計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，CAD軟件種類也很少。

電子線路CAD的基本含義是：使用計(jì)算機(jī)來完成電子線路的設(shè)計(jì)過程，包括電原理圖的編輯、電路功能仿真、工作環(huán)境模擬、印制板設(shè)計(jì)（自動(dòng)布局、自動(dòng)布線）與檢測等。電子線路CAD軟件還能迅速形成各種各樣的報(bào)表文件，如元件清單報(bào)表，為元器件的采購及工程預(yù)決算等提供了方便。

在計(jì)算機(jī)上，利用電子線路CAD軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的過程如下：

(1)編輯原理圖(*.Sch)。原理圖編輯是電路CAD設(shè)計(jì)的前提，因此原理圖編輯(SchematicEdit)是電路CAD軟件必備的功能。

(2)CAD軟件的電路仿真功能，可以對電路功能、性能指標(biāo)進(jìn)行仿真測試（如使用Protel99SE的SIM仿真器）。電路功能、性能主要由原理圖決定（利用SIM元件庫畫圖）。(一般不作）

(3)PLD設(shè)計(jì)，如果電路中使用了PLD（ProgramLogicDevice）器件，則必須進(jìn)行PLD設(shè)計(jì)，以便獲得PLD燒結(jié)數(shù)據(jù)文件。（如無PLD器件，不用此步）

(4)生成網(wǎng)絡(luò)表文件（或直接執(zhí)行Protel99SE原理圖編輯器中“Design”菜單下的“UpdatePCB…”命令，創(chuàng)建PCB文件并將原理圖中元件序號、封裝形式以及連接關(guān)系裝入PCB文件內(nèi)）。（網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與電路板圖之間的紐帶）

(5)不正確返回（1），修改原理圖。

(6)設(shè)計(jì)、編輯印制板(PCB)（A、執(zhí)行“UpdatePCB…”命令，B、或啟動(dòng)Protel99SEPCB編輯器，并裝入從原理圖文件中提取的網(wǎng)絡(luò)表文件，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表前，應(yīng)進(jìn)行電路板的規(guī)劃和調(diào)入PCB封裝（FootPrint）庫）。

(7)在PCB中生成網(wǎng)絡(luò)表文件（利用PCB編輯器菜單Design/NetlistManager…進(jìn)行），并與SCH編輯器中生成的網(wǎng)絡(luò)表文件進(jìn)行比較，以便確認(rèn)PCB設(shè)計(jì)過程中是否改變了原理圖內(nèi)元件的連接關(guān)系。（可以做）（8）電路板元件布局，可以手動(dòng)和自動(dòng)布局,布局前，應(yīng)進(jìn)行布局參數(shù)設(shè)計(jì)。（9）電路板布線，可以手動(dòng)和自動(dòng)布線，布線前，應(yīng)進(jìn)行布線規(guī)則設(shè)計(jì)。（10）資料輸出，可以輸出原理圖、PCB圖、及各種報(bào)表，還可以進(jìn)行打印。1.2Protel99SE概述

美國ACCELTechnologies公司于1988年推出了在當(dāng)時(shí)非常受歡迎的電子線路CAD軟件包——TANGO，可以說是Protel的前身，ProtelTechnology公司收購ACCELTechnologies公司，推出了ProtelForDos軟件作為TANGO升級版本。

90年代推出ProtelforWindows產(chǎn)品，其經(jīng)歷了ProtelForWindows1.0、

ProtelForWindows2.0、

ProtelForWindows3.0、Protel98、Protel99、protel99SE，到現(xiàn)在為Protel

Dxp、ProtelDXP2004。軟件性能從當(dāng)初的電路原理圖、電路板設(shè)計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在具有自動(dòng)化設(shè)計(jì)、仿真、PLD設(shè)計(jì)、VHDL設(shè)計(jì)等功能一體的EDA設(shè)計(jì)工具。

Protel99SE具有如下特點(diǎn)：

(1)

將電原理圖編輯(SchematicEdit)、印制電路板設(shè)計(jì)(PCB)、可編程邏輯器件PLD設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線(Route)、電路模擬/仿真(Sim)等功能有機(jī)地結(jié)合在一起，是真正意義上的EDA軟件，智能化、自動(dòng)化程度高。

(2)

支持由上到下或由下到上的層次電路設(shè)計(jì)，使其能夠完成大型、復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。

(3)

仿真測試：當(dāng)電原理圖中的元件來自仿真元件庫時(shí)，可以直接對電原理圖中的電路進(jìn)行仿真測試。

(4)

提供ERC(電氣規(guī)則檢查)和DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查)，最大限度地減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)。

(5)

庫元件的管理、編輯功能完善，操作非常方便。通過基本的作圖工具，即可完成原理圖用元件電氣圖形符號以及PCB用元件封裝（Footprint）圖形的編輯、制作。

(6)

全面兼容低級版本（TANGO及ProtelforDOS，ProtelforWindows），向下兼容即在Protel99SE中可以使用、編輯TANGO或低版本Protel建立的文件，并提供了與OrCAD(也是一種電路圖工具）格式文件轉(zhuǎn)換功能。

(7)

Schematic和PCB之間具有動(dòng)態(tài)鏈接功能（通過，Synchronizer實(shí)現(xiàn)）保證了原理圖與印制板的一致性，以便相互檢查、校驗(yàn)。

(8)具有連續(xù)操作功能，可以快速地放置同類型元件、連線等。

1.3Protel99SE的安裝及啟動(dòng)

1.3.1Protel99SE的安裝

1.?Protel99SE的運(yùn)行環(huán)境

Protel99SE對微機(jī)硬件要求較高，最低配置為：PentiumII或Celeron以上CPU（CPU主頻越高，運(yùn)行速度越快），內(nèi)存容量不小于32MB（最好是64MB或128MB），硬盤容量必須大于1?GB（最好使用8?GB以上硬盤），顯示器尺寸在15英寸或以上，分辨率不能低于1024×768，最好是1280×1024，

當(dāng)分辨率為800×600或更低時(shí)，將不能完整顯示ProtelSE99窗口的下側(cè)及右側(cè)部分（對于15英寸顯示器來說，當(dāng)顯示分辨率為1024×768時(shí)，字體太小，不便閱讀，因此17英寸顯示器可能是Protel99SE的最低要求），系統(tǒng)采用win98、Win2000、WinXP也可以（界面有些變化）。

2.Protel99SE的安裝將Protel99SECD-ROM盤片插入CD-ROM驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，如果硬盤中裝有Protel99SE安裝文件，也可以從硬盤安裝。

安裝過程：在安裝文件中雙擊Setup，而后進(jìn)入安裝過程，啟動(dòng)后要求輸入產(chǎn)品序列號、選擇安裝路徑、選擇安裝內(nèi)容等，最后安裝servicepack6軟件包。圖1-1Protel99SE安裝文件圖1-2Protel99SE安裝向?qū)?圖1-3Protel99SE安裝向?qū)?圖1-4Protel99SE安裝過程3（輸入序列號）注：一般不要用浮動(dòng)注冊，用起來很麻煩圖1-5Protel99SE安裝過程4（選擇安裝路徑）圖1-6Protel99SE安裝過程5（選擇安裝方式）圖1-7Protel99SE安裝過程6（選擇安裝內(nèi)容）圖1-8Protel99SE安裝過程7（程序文件夾名）圖1-9Protel99SE安裝過程8（將開始拷貝文件）圖1-10Protel99SE安裝過程9（安裝文件）圖1-11Protel安裝過程10（安裝完成）3.安裝補(bǔ)丁程序完成Protel99SE安裝后，可執(zhí)行附帶光盤中的Protel99SE_service_pack6.exe文件，安裝補(bǔ)丁程序。圖1-12Protel99SE安裝過程12（將安裝ServicePack6）圖1-13Protel99SE安裝過程13（ServicePack6查找Protel99SE安裝路徑）圖1-14Protel99SE安裝過程14（ServicePack6正在安裝）圖1-15Protel99SE安裝過程15（ServicePack6安裝完畢）4.安裝中文菜單(可以不裝，運(yùn)行起來有問題）

在復(fù)制中文菜單前，完成Protel99SE安裝后，先啟動(dòng)一次Protel99SE，退出后將Windows根目錄下的Client99SE.rcs英文菜單保存起來，然后將附帶光盤中的Client99SE.rcs復(fù)制到

Windows根目錄下，再啟動(dòng)Protel99SE時(shí)，即可發(fā)現(xiàn)所有菜單命令后均帶有中文注釋信息。

(自己可以漢化菜單）（可以用金山詞霸屏幕取詞查單詞——方便）

5.Protel99SE的修復(fù)安裝在使用過程中，如果protel99SE發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，或需要安裝某些未安裝的功能（在典型typical后，可以進(jìn)行修復(fù)安裝）。安裝過程：在安裝文件中雙擊Setup，而后進(jìn)入安裝過程。圖1-16Protel99SE修復(fù)安裝過程1圖1-16Protel99SE修復(fù)安裝過程2圖1-17Protel99SE修復(fù)安裝過程3選擇安裝內(nèi)容圖1-18Protel99SE修復(fù)安裝過程4

6.

安裝后，Protel99SE99所在目錄文件結(jié)構(gòu)如圖1-19所示——電路仿真文件——Protel99SE安裝目錄——操作實(shí)例文件——自動(dòng)布線文件——PLD設(shè)計(jì)文件——幫助文件————————————庫文件——元件封裝庫文件（PCB編輯用）——PLD元件庫——元件原理圖庫（SCH編輯用）——信號完整分析模型庫——元件仿真模型庫——系統(tǒng)文件圖1-19

Protel99SE安裝后的文件結(jié)構(gòu)注：本目錄安裝了Xilinx元件及實(shí)例——備份文件

1.3.2Protel99SE的啟動(dòng)

在Protel99SE的安裝過程中，安裝程序setup自動(dòng)在Windows桌面上和“開始”菜單內(nèi)建立“Protel99SE”的快捷啟動(dòng)方式圖標(biāo)，同時(shí)在“開始\程序”快捷菜單內(nèi)也建立了“Protel99SE”的快捷啟動(dòng)方式菜單。啟動(dòng)Protel99SE將非常容易，雙擊擊桌面Protel99SE”快捷啟動(dòng)方式或單擊“開始”菜單內(nèi)的“Protel99SE”快捷啟動(dòng)方式，均可啟動(dòng)Protel99SE。Protel99SE啟動(dòng)過程如下。

圖1-20Protel99SE啟動(dòng)過程圖1-21Protel99SE系統(tǒng)界面也叫設(shè)計(jì)管理器工具也叫設(shè)計(jì)管理器設(shè)計(jì)窗口菜單欄系統(tǒng)設(shè)置按鈕

單擊Protel99SE主畫面“File|New”（新項(xiàng)目）命令，即可創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(.ddb)，如圖1-22所示。

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫保存類型：

MsAccessDatabase類型：單一數(shù)據(jù)庫類型，所有原理圖（*.Sch)、印制板圖(*.PCB），網(wǎng)絡(luò)文件表等存在一個(gè)*.ddb文件中，在Windows資源管理器中，只能看到唯一的*.ddb文件。

WindowsFileSysten類型：文件夾型，所有文件都單個(gè)保存在這個(gè)文件夾中，在Windows資源管理器中可以看見單個(gè)的原理圖、印刷電路板圖等，可以進(jìn)行對他們進(jìn)行拷貝、刪除等。圖1-22Protel99SE設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫單一數(shù)據(jù)庫形式文件夾形式數(shù)據(jù)庫名存儲(chǔ)路徑

密碼保護(hù)：Paddword標(biāo)簽單擊如圖1-22所示的“Password”標(biāo)簽，輸入訪問該設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(.ddb)文件的密碼。輸入密碼后，再編輯、瀏覽設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件時(shí)要求輸入密碼，這樣可有效阻止他人非法瀏覽、修改該項(xiàng)目內(nèi)的設(shè)計(jì)文件。選擇“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件”存放路徑并輸入文件名后，單擊“OK”按鈕，即可進(jìn)入Protel99SE的設(shè)計(jì)狀態(tài)，如圖1-23所示。設(shè)計(jì)標(biāo)簽設(shè)計(jì)導(dǎo)航樹狀態(tài)欄命令欄主工具欄設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫工作區(qū)圖1-23創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件庫后的界面

在“在設(shè)計(jì)管理器窗口”內(nèi)，單擊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(Mydesign2.ddb)前的帶“+”的小方塊（或直接雙擊Mydesign2.ddb），即可看到設(shè)計(jì)文件庫(.ddb)內(nèi)文件夾結(jié)構(gòu)，再單擊各文件夾前的帶“+”的小方塊即可顯示或隱藏文件夾內(nèi)文件目錄結(jié)構(gòu)，如圖1-24所示。圖1-24設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫（.ddb）的結(jié)構(gòu)

圖1-24中，“DesignTeam”文件夾內(nèi)存放了設(shè)計(jì)隊(duì)（存放在Members文件夾內(nèi)）、文件訪問權(quán)限（不同人員對設(shè)計(jì)文件的訪問權(quán)限存放在Permissions文件夾內(nèi)）以及會(huì)議記錄（sessions）等日常設(shè)計(jì)管理信息，“RecycleBin”是設(shè)計(jì)文件回收站，其作用類似于Windows95/98桌面上的“回收站”，用于存放刪除的設(shè)計(jì)文件，必要時(shí)可以從中恢復(fù)。設(shè)計(jì)文件，如原理圖文件、元件清單、模擬仿真波形文件、印制板文件以及各種各樣的報(bào)表文件等均存放在“Documents”文件夾內(nèi)。

創(chuàng)建新文件：

單擊“設(shè)計(jì)文件管理器”窗口內(nèi)的“Documents”文件夾或工作窗口內(nèi)的“Documents”標(biāo)簽，執(zhí)行“File|New…”（創(chuàng)建新文件）命令，將彈出如圖1-25a所示的新建文件（NewDocument）對話框,單擊Wizard標(biāo)簽，出現(xiàn)向?qū)υ捒?，如圖1-25b。圖1-25a新建文件窗口圖1-25b新建文件窗口(向?qū)В?/p>

選擇相應(yīng)文件類型，如“SchematicDocument”（原理圖文件），單擊“OK”按鈕，將生成相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件，如圖1-26所示。系統(tǒng)以缺省文件名作為設(shè)計(jì)文件名，可以更改該，如缺省的原理圖文件為sheetn(n=1,2,3等)，缺省的印制板PCB文件名為PCBn；缺省的PCB元件封裝圖文件名為PCBLibn；缺省的元件電氣圖形庫文件名為SchLibn。圖1-26系統(tǒng)創(chuàng)建的原理圖文件名

1.3.3Protel99SE中的文件管理在Protel99SE中，通過“設(shè)計(jì)文件管理器”可以方便、快捷地管理設(shè)計(jì)項(xiàng)目中數(shù)目龐大的不同類型設(shè)計(jì)文件?！霸O(shè)計(jì)文件管理器”的使