配套課件-任務(wù)型電子產(chǎn)品案例實踐

第1章Protel99SE設(shè)計1.1項目介紹1.2電子線路板設(shè)計制作的基本步驟1.3Protel99SE環(huán)境介紹1.4建立設(shè)計數(shù)據(jù)庫小結(jié)

1.1項目介紹

小音箱主要包括功放電路，它將電腦或其他音源輸出的音頻信號放大，使喇叭發(fā)聲。功放電路的核心是TDA2030A功放芯片，它是目前性價比最高的功放集成電路之一，內(nèi)部有完善的過載及過熱保護，是入門級功放制作的絕佳選擇。TDA2030A的工作電壓范圍較廣，在?±6V～±22V都可以正常工作，輸出功率可達18W。圖1.1功放電路圖圖1.1中，音頻信號Vin1通過可調(diào)電位器W1輸入，通過調(diào)節(jié)W1的旋鈕，可以控制小音箱的輸出音量，R13和C13構(gòu)成輸入選通電路，接入U11TDA2030A芯片的同相端，其輸入輸出系數(shù)為小音箱還包括電源部分。電源部分由變壓器、橋堆、電容濾波電路構(gòu)成?？梢钥吹?，TDA2030A功放電路所需的元件少而且常用，電路設(shè)計很簡單，電路制作起來非常容易，可以說是一裝就響。圖1.2是電源電路圖，J3是變壓器在電路板上的接口。圖1.2電源電路圖

1.2電子線路板設(shè)計制作的基本步驟

1.繪制元件

Protel設(shè)計數(shù)據(jù)庫提供了豐富的元件庫，但是隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)計電路原理圖之前常常需要創(chuàng)建一個元件庫中沒有的新元件。創(chuàng)建新元件首先要在元件編輯器下新建元件并為元件命名，然后放置元件外框，最后在外框的合理位置放置元件引腳并設(shè)置屬性。

2.繪制電路原理圖

在原理圖編輯器下，首先新建原理圖；然后根據(jù)電路圖的需要，將元件從元件庫中取出并放到設(shè)計圖紙上；之后再考慮元件之間的走線等聯(lián)系，對元件的位置進行調(diào)整和修改，對元件的編號和元件封裝進行定義和設(shè)置；最后利用原理圖編輯器中的各類工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號連接起來，形成可靠的電氣連接，構(gòu)成一個完整的原理圖。

3.繪制元件的封裝

Protel提供了標(biāo)準(zhǔn)的元件封裝庫。非標(biāo)準(zhǔn)元件的封裝一般需要應(yīng)用元件封裝編輯器根據(jù)元件的實際尺寸自行制作，制作時主要設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)元件的外形及尺寸、管腳數(shù)、管腳類型及尺寸和管腳間距。

4.繪制印刷電路板

在電路原理圖正確的情況下，首先應(yīng)在PCB編輯器中規(guī)劃電路板，設(shè)置電路板的外形、尺寸和電路板的電氣層數(shù)；然后加載已經(jīng)繪制完成的原理圖，并對元件進行合理布局；再根據(jù)飛線對印刷電路板進行布線，布線時注意電氣線的走線間距、線寬、走線的拐角形式并設(shè)置合理的過孔和焊盤；最后對印刷電路板進行檢查。

5.制作印刷電路板

首先將繪制好的印刷電路板圖打印到透明菲林上；然后將打印的印刷電路板圖平鋪在光刻板上并進行一定時間的曝光；曝光后的電路板經(jīng)過曝光劑顯影后現(xiàn)出線路的圖像；再用腐蝕劑蝕刻電路板，蝕刻出電路后清洗電路板；最后對電路板上的焊盤和過孔進行鉆孔。如果需要的話，最后可以用酒精對電路板進行清潔。

6.焊接并調(diào)試電路

在制作完成的印刷電路板上焊接元件，一般按從低到高、從密到疏的順序焊接；所有元件都焊接完成后用眼睛觀察，并用萬用表等工具測量電路中是否有短路、斷路、元件損壞的情況；在仔細(xì)檢查后方可通電調(diào)試，調(diào)試過程中一般采用萬用表、示波器等工具檢查各路信號是否正常。經(jīng)過仔細(xì)地焊接、調(diào)試后，電路就可以正常工作。圖1.3電子線路板設(shè)計與制作的基本流程圖

1.3Protel99SE環(huán)境介紹

Protel99SE是Protel公司出品的軟件，是第一個包含五個核心模塊的真正32位EDA工具，它是將AdvancedSCH98(電路原理圖設(shè)計)、PCB98(印制電路板設(shè)計)、Route98(無網(wǎng)格布線器)、PLD98(可編程邏輯器件設(shè)計)、SIM98(電路圖模擬/仿真)集成于一體的設(shè)計平臺。本書主要使用該設(shè)計平臺的前三個模塊。點擊圖標(biāo)啟動Protel99SE后，進入設(shè)計數(shù)據(jù)庫主窗口。主窗口分為五大部分：菜單欄、工具欄、設(shè)計管理器、狀態(tài)欄和工作窗口，如圖1.4所示。圖1.4Protel99SE主窗口

1.4建立設(shè)計數(shù)據(jù)庫

1.創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

在設(shè)計環(huán)境中，執(zhí)行菜單命令File?|?New，系統(tǒng)將出現(xiàn)如圖1.5所示的新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫對話框。圖1.5新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫對話框在圖1.5所示新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫對話框的DatabaseFileName框中填入項目的名稱，一般是英文名稱且文件后綴為?.ddb；在DatabaseLocation框中選擇項目保存的位置；最后單擊OK按鈕保存。這樣就建立了一個本項目所使用的設(shè)計數(shù)據(jù)庫TDA2030A.ddb，該數(shù)據(jù)庫存儲在電腦的E盤下。設(shè)計數(shù)據(jù)庫建立后，進入設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件的主窗口，如圖1.6所示。圖1.6設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件主窗口

2.設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)

(1)設(shè)計組。

(2)回收站。

(3)設(shè)計管理器。

3.文件管理

雙擊設(shè)計數(shù)據(jù)庫中的設(shè)計管理器圖標(biāo)，進入該文件夾，此時該文件夾是空的。執(zhí)行菜單命令File|New，或在工作窗口空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇New選項，則系統(tǒng)彈出如圖1.7所示的選擇文件類型對話框。表1.1所示為Protel99SE提供的設(shè)計文件的類型。圖1.7選擇文件類型對話框小結(jié)

1.根據(jù)電路的功能要求設(shè)計完成電路原理圖后，再根據(jù)外形和實際電路功率等需求，可在電路原理圖的基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)印刷電路板。

2.每個完整的電路設(shè)計都是在一個設(shè)計數(shù)據(jù)庫?.ddb文件中實現(xiàn)的。

3.每個完整的電路設(shè)計基本都包括元件繪制、原理圖設(shè)計、元件封裝繪制和印刷電路板設(shè)計這四個步驟，分別在相應(yīng)的原理圖元件編輯器、原理圖編輯器、元件封裝編輯器和印刷電路板編輯器中實現(xiàn)。第2章繪制元件2.1Protel99SE自帶元件庫2.2原理圖元件庫編輯器2.3制作原理圖元件小結(jié)

2.1Protel99SE自帶元件庫

1.?MiscellaneousDevices.ddb元件庫

在繪制原理圖的時候，最常用的器件庫就是MiscellaneousDevices.ddb，顧名思義，該庫是混雜器件庫，里面有最基本的電子元件，主要包括電阻、電容、

二極管、三極管、接插件、開關(guān)、邏輯門等常用元器件。MiscellaneousDevices.ddb元件庫中常用元器件對照表如

表2.1所示。

2.?ProtelDOSSchematicLibraries.ddb元件庫

ProtelDOSSchematicLibraries.ddb是一個比較大的數(shù)據(jù)庫，包括大量的常用集成元器件，如TTL器件、CMOS器件、比較器、存儲器、線性器件等，以及一些著名公司，如Intel、NEC、Motorola等的某些元器件，各個子庫文件對應(yīng)元器件如表2.2所示。

2.2原理圖元件庫編輯器

1.電路元件的含義

在編輯電路原理圖時，使用的是電路原理圖的元件；

而在編輯印刷電路板時，使用的是電路板的元件封裝(Footprint)。電路圖和電路板之間溝通的渠道是元件封裝，

如圖2.1所示。圖2.1電路圖元件與電路板元件

2.元件庫編輯器

在上一章中建立了設(shè)計數(shù)據(jù)庫TDA2030A.ddb，存儲在

E盤下。首先，我們通過設(shè)計主窗口的菜單File|Open找到E

盤下的TDA2030A.ddb數(shù)據(jù)庫文件并打開，打開的界面如

圖1.6所示。雙擊設(shè)計數(shù)據(jù)庫(Documents)圖標(biāo)，進入該文件夾。在該文件夾中執(zhí)行菜單命令File|New，或在工作窗口空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇New選項，在打開的對話框中選擇，新建一個原理圖元件庫文件。我們需要自建的所有元件都在這個庫中建立并保存，新建后的結(jié)果如圖2.2所示。圖2.2新建的原理圖元件庫文件在圖2.3所示窗口左邊的樹形瀏覽器中，出現(xiàn)了第二個標(biāo)簽“BrowseSchLib”；在窗口右邊則是元件編輯器的元件編輯界面。該界面是一個二維的坐標(biāo)平面，中間相互垂直的線是坐標(biāo)平面的坐標(biāo)軸，它們的交點就是(0,0)原點，我們要用的元件就在這里繪制。該界面中同時還有兩個浮動的工具欄：繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”和IEEE電氣符號工具欄“SchLibIEEETools”，這兩個工具欄中就是我們繪制元件所需要用到的工具。圖2.3元件庫編輯器窗口點擊樹形瀏覽器上的標(biāo)簽“BrowseSchLib”，顯示原理圖元件編輯器的工具欄，如圖2.4所示。工具欄中第一個Components框中顯示元件名稱；第二個Group框中顯示元件引腳相同，但是電氣含義不同的一組元件，例如74ALS04和74LS04芯片就是這樣的一組元件；第三個Pins框中顯示的是當(dāng)前元件的所有管腳的序號和名稱信息。圖2.4元件編輯器的工具欄

3.繪圖工具欄

選擇View|Toolbars|DrawingToolbar命令，將顯示或者

關(guān)閉浮動的繪圖工具欄。單擊主工具欄上的繪圖工具欄圖標(biāo)，也可以打開和關(guān)閉繪圖工具欄。打開的繪圖工具欄如圖2.5所示。圖2.5繪圖工具欄

4.?IEEE電氣符號工具欄

Protel99SE系統(tǒng)提供的IEEE電氣符號工具欄如圖2.6所示。選擇View|Toolbars|IEEEToolbar命令，將顯示或者關(guān)閉IEEE電氣符號工具欄。單擊主工具欄上的IEEE工具欄圖標(biāo)，也可以打開和關(guān)閉IEEE電氣符號工具欄。圖2.6IEEE電氣符號工具欄

5.快捷鍵操作

PageUp鍵：放大元件編輯界面。

PageDown鍵：縮小元件編輯界面。

空格鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按空格鍵可以90°旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按X鍵可以水平旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

Y鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Y鍵可以垂直旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

Tab鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Tab鍵可以設(shè)置當(dāng)前鼠標(biāo)選中內(nèi)容的屬性。

Ctrl+X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+X鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以剪切選中的內(nèi)容。

Ctrl+C鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+C鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以復(fù)制選中的內(nèi)容。

Ctrl+V鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+V鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以粘貼選中的內(nèi)容。

Shift+Delete鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Shift+Delete鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以刪除選中的內(nèi)容。

2.3制作原理圖元件

1.繪制TDA2030A功放芯片

TDA2030A功放芯片是5腳的直插式元件，它的外形和管腳數(shù)據(jù)如圖2.7所示。圖2.7TDA2030A功放芯片的外形和管腳數(shù)據(jù)

1)繪制芯片元件

(1)在原理圖元件庫編輯器工作界面上，選擇Tools|NewComponent命令，或者點擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的新增元件工具?，設(shè)置新建的元件名稱為TDA2030_1。

(2)單擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的畫矩形工具?

，在坐標(biāo)原點放置一個矩形，即元件的外框。因為要繪制的元件TDA2030A共有5個引腳，一側(cè)3個，另一側(cè)2個，因此適當(dāng)調(diào)整矩形的長寬，使其大約占6個柵格左右，使之顯示美觀大方，如圖2.8所示。圖2.8繪制元件的矩形外框

(3)單擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的畫引腳工具，系統(tǒng)進入放置芯片引腳狀態(tài)，此時光標(biāo)變成十字架狀，且跟隨著一條黑色帶電氣節(jié)點指示的短線，這就是未放置的芯片引腳，如圖2.9所示。圖2.9芯片引腳

(4)此時，如果按鍵盤上的空格鍵，可以旋轉(zhuǎn)該引腳；如果按鍵盤上的Tab鍵，可以打開該引腳的屬性設(shè)計窗口，如圖2.10所示。圖2.10引腳屬性設(shè)置窗口引腳屬性設(shè)置窗口中可以設(shè)置以下參數(shù)。

Name：設(shè)置引腳名稱。

Number：設(shè)置引腳序號。

Dot：在引腳上添加表示反相的圓圈標(biāo)志。

Clk：在引腳上添加表示時鐘的三角標(biāo)志。

Electrical：設(shè)置引腳電氣特性，共有八種電氣特性選項。

Hidden：設(shè)置隱藏當(dāng)前管腳。

ShowName：設(shè)置顯示引腳名稱。

ShowNumber：設(shè)置顯示引腳序號。

Pin：設(shè)置引腳長度。默認(rèn)單位為mil，長度為30mil。

(5)將短線移動到芯片外框的各點處，單擊鼠標(biāo)左鍵，即放置了一個引腳。需要注意的是，引腳在未放置前，引腳的前端有一個小黑點，那是引腳上的電氣節(jié)點指示，表示芯片的引腳與外界導(dǎo)線發(fā)生電氣連接，所以電氣節(jié)點指示標(biāo)志一定要放置在芯片引腳的外端，放置后的引腳如圖2.11所示。圖2.11放置后的引腳

(6)按照上述方法，依次放置其他四個引腳并更改引腳名稱。注意，在放置引腳的過程中，引腳序號會自動遞增。放置引腳后，雙擊引腳，仍然可以打開引腳的設(shè)計屬性窗口，可以修改引腳的各個屬性。

所有引腳放置完畢，屬性設(shè)置正確后，元件就繪制完成了。繪制完成的元件，按主工具欄中的保存，或File|Save菜單保存，繪制完成的元件如圖2.12所示。

圖2.12繪制完成的元件

2)繪制運放元件

(1)在原理圖元件庫編輯器工作界面上，選擇Tools|NewComponent命令，或者點擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的新增元件工具，設(shè)置新建的元件名稱為TDA2030_2。

(2)單擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的放置直線工具，在坐標(biāo)原點附近繪制一個三角形，表示運放的外框。適當(dāng)調(diào)整三角形的長寬，使其大約占4個柵格左右，使之顯示美觀大方，如圖2.13所示。圖2.13繪制元件的三角形外框

(3)原理圖元件編輯器的默認(rèn)柵格值是10個單位。當(dāng)我們需要繪制小于10個單位的內(nèi)容時，需要重新設(shè)置原理圖元件編輯器的屬性。

執(zhí)行菜單命令Options?|?DocumentOptions，出現(xiàn)如圖2.14所示的柵格屬性設(shè)置窗口。窗口中的復(fù)選框Snap和Visible分別表示在元件編輯界面上可以操作的柵格和可顯示的柵格，在Snap欄中設(shè)置1表示操作的柵格大小為1個單位，在Visible欄中設(shè)置10表示可視的柵格為10個單位。

圖2.14柵格屬性設(shè)置窗口修改柵格大小后，仍然使用放置直線工具，繪制元件的外框，繪制后結(jié)果如圖2.15所示。

圖2.15繪制完成的元件外框

(4)在菜單Options?|?DocumentOptions中將Snap的值和Visible的值恢復(fù)為10個單位，以方便后面的引腳放置。引腳的放置與前面繪制芯片元件時的引腳放置方法相同，設(shè)置引腳的名稱Name和序號Number屬性后，可以得到如圖2.16所示結(jié)果。圖2.16繪制元件引腳(1腳：+IN，2腳：-IN，3腳：VSS，4腳：OUT，5腳：VCC)

(5)為了使繪制的元件美觀漂亮，我們設(shè)置引腳的ShowName、ShowNumber屬性，隱藏引腳的名稱和引腳的序號；設(shè)置引腳的Pin屬性為20，即引腳長20個單位。所有引腳放置完畢、屬性設(shè)置正確后，元件就繪制完成了。繪制完成的元件，按主工具欄中的保存，或File?|?Save菜單保存，繪制完成的元件如圖2.17所示。圖2.17繪制完成的元件

2.繪制雙路可調(diào)電阻

雙路可調(diào)電阻是兩個受同一旋鈕控制的可調(diào)電阻，實物如圖2.18所示。圖2.18雙路可調(diào)電阻

(1)在設(shè)計數(shù)據(jù)庫“TDA2030A.ddb”打開的情況下，調(diào)

用菜單File?|?Open，打開Protel99SE自帶的MiscellaneousDevices.lib數(shù)據(jù)庫，如圖2.19所示。圖2.19MiscellaneousDevices.lib數(shù)據(jù)庫

(2)點中MiscellaneousDevices.lib文件，切換到BrowseSchLib選項卡。在Components復(fù)合框中，選中POT1元件。POT1元件就是Protel99SE提供的可調(diào)電阻，如圖2.20所示。圖2.20POT1元件

(3)按住鼠標(biāo)左鍵，沿著POT1元件拖出一個虛線框?？?/p>

住整個元件后放開鼠標(biāo)左鍵，整個元件將變成黃色，表示選中。再按鍵盤上的Ctrl+C鍵，此時屏幕上的光標(biāo)變成十字形狀，表示進入復(fù)制狀態(tài)，鼠標(biāo)左鍵點擊選中的元件，就復(fù)制了選中的元件，如圖2.21所示。圖2.21選中POT1元件

(4)切換到樹形瀏覽器Explorer窗口，再次點擊“TDA2030A.ddb”設(shè)計數(shù)據(jù)庫中的自建元件庫“Schlib1.Lib”。選擇Tools?|?NewComponent命令，或者點擊繪圖工具欄“SchLibDrawingTools”的新增元件工具，新建元件“2POT”。

按Ctrl+V鍵，將已經(jīng)復(fù)制的可調(diào)電阻元件粘貼在“2POT”的原理圖元件編輯界面上。因為我們要制作雙路可調(diào)電阻，因此再重復(fù)按一次Ctrl+V鍵，再粘貼一個可調(diào)電阻元件，結(jié)果如圖2.22所示。圖2.22制作雙路可調(diào)電阻

(5)選擇菜單Edit?|?Deselect?|?All命令，或者點擊主工具

欄中的取消選中命令，可以取消元件的選中狀態(tài)，如圖2.23所示。圖2.23取消元件選中狀態(tài)

(6)這里的兩個可調(diào)電阻同在一個“2POT”元件編輯器下，表示它們組合成一個元件，因此需要修改原有的元件引腳屬性，特別是元件的引腳序號。因為雙路可調(diào)電阻總共有2列，每列3個管腳，而且每列中間管腳是中間抽頭，因此，我們將引腳屬性設(shè)置為如圖2.24所示的狀態(tài)。

圖2.24修改設(shè)置元件引腳屬性

(7)最后隱藏元件引腳的名稱屬性和序號屬性，使之

更美觀。繪制完成的元件，按主工具欄中的保存，或File?|?Save菜單保存。

3.繪制散熱器

散熱器這類元件可以不用繪制原理圖元件和封裝，直接在印刷電路板上留出安裝孔的位置即可。不過，如果繪制了散熱器的原理圖元件和封裝，就可以在對印刷電路板進行元件布局和布電氣線的時候，直接注意到散熱器的安裝，更有利于印刷電路板的繪制，因此這里我們也對散熱器進行原理圖元件的繪制。散熱器的實物圖如圖2.25所示。圖2.25散熱器的實物圖由于散熱器沒有管腳，它與印刷電路板是通過對準(zhǔn)孔，用螺絲連接在一起的。因此如果要繪制散熱器的原理圖元件，只需知道散熱器上螺絲固定孔的個數(shù)就可以了。一般我們用Protel99SE自帶的CON×元件來代替就可以了，×表示直插元件的引腳個數(shù)，在這里就是散熱器的螺絲固定孔的個數(shù)。

繪制的過程請讀者自行完成，結(jié)果可參照對比圖2.26所示。圖2.26散熱器原理圖元件小結(jié)

1.Protel99SE有自帶的元件庫，常用的是MiscellaneousDevices.ddb和ProtelDOSSchematicLibraries.ddb兩個庫。若需要自建元件，則新建SchematicLibraries文件，在原理圖元件編輯器中新建元件。

2．繪制TDA2030A元件的第一種方法，即繪制芯片的方法，主要用于各類芯片的繪制，大多數(shù)用于數(shù)字電路元件的繪制。

3．繪制TDA2030A元件的第二種方法，即繪制運放的方法，主要用于各類模擬元件的繪制。

4．繪制雙路可調(diào)電阻的方法，即是在原有的類似原理圖元件的基礎(chǔ)上，復(fù)制并修正為自建的原理圖元件。

5．元件的外觀并不具有電氣含義，僅僅是一種直觀的符號，因此由繪制直線、繪制曲線、繪制矩形等圖形工具完成。這些工具繪制的圖形都是不具有電氣含義的示意圖形。

6．元件的引腳具有電氣含義，必須由繪制引腳工具完成。有時引腳的名稱和序號被隱藏了，也就是沒有顯示，但并不是沒有填寫引腳的名稱和序號屬性。引腳的名稱是識別引腳的標(biāo)識號，可以沒有；但是引腳的序號是元件引腳與封裝管腳之間唯一的聯(lián)系，必須要正確填寫。第3章原理圖設(shè)計3.1電路原理圖設(shè)計步驟3.2原理圖編輯器3.3設(shè)置圖紙參數(shù)3.4裝載和放置元件3.5設(shè)置元件屬性3.6連接電氣線和電源3.7層次原理圖小結(jié)

3.1電路原理圖設(shè)計步驟

1.設(shè)置圖紙參數(shù)

啟動Protel99SE電路原理圖編輯器，設(shè)置電路圖的圖紙大小及版面。設(shè)計原理圖前要根據(jù)實際電路的復(fù)雜程度設(shè)計好圖紙的大小、方向、網(wǎng)格以及標(biāo)題欄等。

2.調(diào)用并布局元件

用戶根據(jù)電路圖的需要，將元件從元件庫中取出并放到設(shè)計圖紙上，然后再考慮元件之間的走線等聯(lián)系，對元件的位置進行調(diào)整和修改，對元件的編號和元件封裝進行定義和設(shè)置，調(diào)整元件在圖紙上的位置和對齊關(guān)系，使整個原理圖美觀整齊。

3.原理圖布線

利用Protel99SE/Schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號連接起來，連接過程中注意形成可靠的電氣連接，構(gòu)成一個完整的原理圖。

4.生成報表并保存

通過Protel99SE/Schematic提供的各種報表工具生成各種報表。其中，最重要的報表是網(wǎng)絡(luò)表，通過網(wǎng)絡(luò)表可為后續(xù)的電路板設(shè)計作準(zhǔn)備，最后保存文件并打印輸出。

至此，整個原理圖設(shè)計過程完成。

原理圖設(shè)計的基本流程如圖3.1所示。圖3.1原理圖設(shè)計基本流程

3.2原理圖編輯器

1.原理圖含義

繪制電路原理圖時，使用的原理圖的元件符號和電氣線等元件在Protel99SE自帶的原理圖元件庫中，或者在原理圖元件編輯器中自行創(chuàng)建，是對真實元件的圖形邏輯示意，由引腳來表示電氣特性。電路原理圖就是用電氣導(dǎo)線將元件的引腳連接而成的圖形。

2.原理圖編輯器

通過設(shè)計主窗口的菜單File|Open打開已建立的TDA2030A.ddb數(shù)據(jù)庫文件，然后雙擊設(shè)計數(shù)據(jù)庫中的設(shè)計管理器(Documents)圖標(biāo)，進入該文件夾。在該文件夾中已經(jīng)有一個Schlib1.Lib文件，其中保存了在第2章中自建的幾個原理圖元件。在該Documents文件夾中執(zhí)行菜單命令File|New，或在工作窗口空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇New選項，點擊新建原理圖文件。我們需要繪制的小音箱電路就在這個原理圖文件Sheet1.Sch中完成，新建后的結(jié)果如圖3.2所示。圖3.2新建原理圖文件由圖3.2可以看到，在窗口左邊的樹形瀏覽器和右邊的設(shè)計窗口中都顯示了Sheet1.Sch文件。雙擊打開該文件，就可以進入原理圖編輯器，如圖3.3所示。點擊窗口左邊的樹形瀏覽器中的第二個標(biāo)簽“BrowseSch”，顯示原理圖編輯器工具欄；窗口右邊是原理圖編輯界面，該界面是一個二維平面的圖紙，在這里可以繪制電路原理圖。圖3.3原理圖編輯器

3.主工具欄

選擇View|Toolbars|MainTools命令，將顯示或者關(guān)閉主工具欄，如圖3.4所示。圖3.4主工具欄

4.電氣線工具欄

選擇View|Toolbars|WiringTools命令，將顯示或者關(guān)閉浮動的原理圖電氣線工具欄。單擊主工具欄上的電氣線工具欄圖標(biāo)，也可以打開和關(guān)閉電氣線工具欄。打開的電氣線工具欄如圖3.5所示。圖3.5電氣線工具欄

5.電源和接地符號工具欄

選擇View|Toolbars|PowerObjects命令，將顯示或者關(guān)閉浮動的電源和接地符號工具欄，如圖3.6所示。圖3.6電源和接地符號工具欄

6.快捷鍵操作

PageUp鍵：放大元件編輯界面；

PageDown鍵：縮小元件編輯界面；

空格鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按空格鍵可以90°旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容；

X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按X鍵可以水平旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容；

Y鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Y鍵可以垂直旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容；

Tab鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Tab鍵可以設(shè)置當(dāng)前鼠標(biāo)選中內(nèi)容的屬性；

Ctrl+X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+X鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以剪切選中的內(nèi)容；

Ctrl+C鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+C鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以復(fù)制選中的內(nèi)容；

Ctrl+V鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+V鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以粘貼選中的內(nèi)容；

Shift+Delete鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Shift+Delete鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以刪除選中的內(nèi)容。

3.3設(shè)置圖紙參數(shù)

1.設(shè)置原理圖圖紙屬性

在原理圖編輯器下，選擇菜單Design?|?Options，可出現(xiàn)如圖3.7所示的原理圖圖紙屬性對話框DocumentOptions，其中的所有尺寸參數(shù)都以mil(1mil=0.0254mm)為單位。圖3.7原理圖圖紙屬性對話框在DocumentOptions對話框的SheetOptions選項卡中可以進行圖紙屬性的設(shè)置。

(1)?Options欄：可以設(shè)置圖紙橫豎方向、邊框類型、邊界顏色和背景顏色。

(2)?Grids欄：SnapOn選項設(shè)置光標(biāo)的移動間距；Visible選項設(shè)置圖紙顯示網(wǎng)格的間距。

(3)?ElectricalGrid欄：設(shè)置以光標(biāo)所在位置為中心，向四周搜索電氣節(jié)點的搜索半徑，如果在此半徑內(nèi)有電氣節(jié)點的話，就會將光標(biāo)自動移到該節(jié)點上。

(4)?StandardStyle欄：有各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖紙可供選擇。

(5)?CustomStyle欄：可自定義圖紙的大小。

2.設(shè)置文件屬性

在DocumentOptions對話框中，選擇Organization選項卡，如圖3.8所示，可以進行文件屬性的設(shè)置。圖3.8設(shè)置文件屬性

(1)?Organization：設(shè)置公司或單位名稱；

(2)?Address：設(shè)置公司或單位地址；

(3)?Sheet：設(shè)置該原理圖的編號(No.)和其所在項目的原理圖的數(shù)量(Total)；

(4)?Document：設(shè)置文件的其他信息，包括本張原理圖的標(biāo)題(Title)、編號(No.)和版本號(Revision)。

3.4裝載和放置元件

1.裝載元件庫

(1)鼠標(biāo)單擊設(shè)計管理器中的BrowseSch選項卡，然后單擊Library框中的Add/Remove按鈕，或者執(zhí)行菜單命令Design|Add/RemoveLibrary，或者單擊主工具欄中的圖標(biāo)，屏幕將出現(xiàn)如圖3.9所示的ChangeLibraryFileList(改變元件庫列表)對話框。該對話框的默認(rèn)路徑是Protel99SE自帶元件庫的文件夾路徑，是Protel99SE的安裝路徑|Library|Sch。圖3.9改變元件庫列表對話框

(2)在查找范圍框中，設(shè)置自建元件庫Schlib1.Lib的路徑，使自建元件庫Schlib1.Lib建立在E盤的TDA2030A.ddb設(shè)計數(shù)據(jù)庫中。雙擊TDA2030A.ddb設(shè)計數(shù)據(jù)庫，或者單擊TDA2030A.ddb，然后點擊Add按鈕，即可將TDA2030A.ddb添加(加載)到SelectedFiles框中，如圖3.10所示。圖3.10加載TDA2030A.ddb設(shè)計數(shù)據(jù)庫

(3)加載自建元件庫Schlib1.Lib后的原理圖編輯器如圖3.11所示。圖3.11加載自建元件庫Schlib1.Lib

2.放置元件

1)單個元件的放置操作

首先選中需要的元件庫，然后在元件列表框中用鼠標(biāo)雙擊需要的元件。例如放置元件4HEADER，此時屏幕上會出現(xiàn)一個隨鼠標(biāo)移動的4HEADER插座元件，如圖3.12所示。每次單擊鼠標(biāo)左鍵都可以放置一個4HEADER元件，直至單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束放置該元件。圖3.12放置單個元件在元件沒有被放置以前，即在圖3.12所示的活動狀態(tài)時，按空格鍵可旋轉(zhuǎn)元件；按下X鍵或Y鍵可在X方向或Y方向鏡像；按Tab鍵可打開編輯元件對話框；按PageUp鍵可以放大查看原理圖；按PageDown鍵可以縮小查看原理圖。

放置以后的元件，如圖3.13所示。圖3.13放置以后的元件

2)多個元件的放置操作

如果要同時操作多個元件，則可按住鼠標(biāo)左鍵拖出一個包圍多個元件的虛線外框，選取框中的多個元件，如圖3.14

所示。圖3.14選取多個元件放開鼠標(biāo)左鍵，被選中的元件會變成黃色，如圖3.15

所示。圖3.15選中多個元件同樣，選中單個元件或多個元件后，可以按空格鍵進行旋轉(zhuǎn)操作；按X鍵進行水平旋轉(zhuǎn)操作；按Y鍵進行垂直旋轉(zhuǎn)操作；按Ctrl+C鍵，鼠標(biāo)變成十字形后點擊鼠標(biāo)左鍵進行復(fù)制操作；按Ctrl+X鍵，鼠標(biāo)變成十字形后點擊鼠標(biāo)左鍵進行剪切操作；按Ctrl+V鍵，鼠標(biāo)變成十字形后點擊鼠標(biāo)左鍵進行粘貼操作；按Shift+Delete鍵，鼠標(biāo)變成十字形后點擊鼠標(biāo)左鍵進行刪除操作，如圖3.16所示。圖3.16對多個元件的操作

3.放置小音箱的元件

根據(jù)小音箱的電路功能，我們設(shè)計的小音箱的元件及其個數(shù)、原理圖中的元件名稱和元件所屬元件庫分別如表3.1

所示。根據(jù)電路的功能要求，調(diào)整元件的方向和位置，將以上元件放置如圖3.17所示。圖3.17放置小音箱所有元件

3.5設(shè)置元件屬性

1.設(shè)置一個元件屬性

放置完畢的元件如圖3.18所示。圖3.18中是一個電阻元件，R?是電阻元件的默認(rèn)序號屬性，RES1是電阻元件的默認(rèn)名稱屬性。圖3.18電阻元件把元件都放置完畢后，就要對每個元件的屬性進行設(shè)置。在元件沒有放置前，即元件在活動狀態(tài)下，按Tab鍵可以打開元件屬性窗口設(shè)置屬性；在元件放置后，可以雙擊該元件打開元件屬性窗口；或者用鼠標(biāo)右鍵單擊元件，選擇彈出菜單中的Properties菜單選項，打開元件屬性窗口。打開的元件屬性窗口如圖3.19所示。圖3.19元件屬性窗口元件主要的屬性在Attributes選項卡中。Attributes選項卡包括以下屬性項。

(1)?LibRef：在元件庫中定義的元件名稱，不允許修改。

(2)?Footprint：元件封裝，指該元件在PCB庫里的封裝名稱。要從電路原理圖生成印刷電路板圖，就一定要在本欄中指定合適的元件封裝才行。具體的封裝名稱等將在后面的元件封裝制作章節(jié)中介紹。

(3)?Designator：元件序號，即顯示在元件上的元件序號，默認(rèn)是“*?”。

(4)?PartType：顯示在圖紙中的元件名稱，默認(rèn)值與元件庫中的名稱LibRef一致。一般來說，元件名稱對于電阻來說就是電阻的阻值，對于電容來說就是電容的容值，對于電感來說就是電感量，對于一般元件來說就是元件的名稱。

(5)?SheetPath：指用電路圖定義元件的電路圖名稱，也就是利用一張電路圖代表該元件的內(nèi)部電路。

(6)?Part：設(shè)定同一個集成器件中的第幾個元件，主要是針對復(fù)合封裝的元件而設(shè)的。如與門電路的第一個邏輯門為1，第二個邏輯門為2，以此類推。

(7)?Selection：切換選取狀態(tài)，選擇該選項后，該元件為選中狀態(tài)。

(8)?HiddenPins：是否顯示元件的隱藏引腳，選擇該選項后，可以顯示元件的隱藏引腳。

(9)?HiddenFields：是否顯示PartFields選項卡中的元件數(shù)據(jù)欄。

(10)?FieldName：是否顯示元件數(shù)據(jù)欄名稱。

要修改的元件屬性主要是Designator和PartType兩個屬性，在元件封裝完成后，還要填寫Footprint(封裝屬性)。Designator和PartType這兩個屬性可以在元件屬性窗口中設(shè)置，或者在原理圖編輯器下，鼠標(biāo)分兩次單擊元件邊上的序號和名稱，直接修改元件序號或名稱，如圖3.20所示。圖3.20直接修改元件序號或者雙擊元件邊上的序號和名稱，打開元件序號設(shè)置欄，在Text框中輸入元件序號，并打開元件名稱設(shè)置欄，在Type框中輸入元件名稱，如圖3.21所示。圖3.21修改元件序號和名稱修改完畢后，原理圖編輯器中顯示的元件和元件的屬性設(shè)置窗口分別如圖3.22所示。圖3.22修改后顯示的元件和元件屬性設(shè)置窗口

2.設(shè)置多個元件的序號屬性

使用菜單命令Tools?|?Annotate可以打開Annotate設(shè)置框，如圖3.23所示。圖3.23Annotate設(shè)置框在Annotate設(shè)置框中，只需要在默認(rèn)設(shè)置下點擊OK按鈕，就可以完成對原理圖上所有元件的序號屬性設(shè)置。對小音箱的電路圖Sheet1.Sch進行自動設(shè)置元件序號操作，設(shè)置元件序號的電路圖如圖3.24所示，可以看到，所有元件名稱中的“?”都由數(shù)字代替，并且這些元件序號是沒有重復(fù)的。圖3.24元器件自動編號之后的原理圖

3.設(shè)置多個元件的其他屬性

(1)按住鼠標(biāo)左鍵，拉出選中框包圍需要修改容值的電容，也就是修改名稱屬性的這些電容；然后放開鼠標(biāo)左鍵，使這些元件處于選中狀態(tài)；如果一次不能選中所有需要修改的元件，則可以分多次選中這些元件，最后如圖3.25所示。圖3.25選中需要復(fù)制屬性的多個元件

(2)雙擊其中一個被選中的電容，打開元件屬性設(shè)置窗口，如圖3.26所示。圖3.26電容元件的屬性設(shè)置窗口

(3)點擊電容元件屬性設(shè)置窗口中的Global按鈕，打開完整的元件屬性設(shè)置窗口，在原有的元件屬性欄的右邊新增三欄。

完整的元件屬性設(shè)置窗口如圖3.27所示。圖3.27完整的元件屬性設(shè)置窗口

(4)在小音箱電路中，需要將6個已經(jīng)選中的電容元件的元件名稱(PartType)修改為22μF。因此，“AttributesToMatchBy”欄中的Selection下拉列表框中選擇Same，表示只有當(dāng)前選中的元件才被復(fù)制屬性；“CopyAttributes”欄中的PartType框中填寫這些電容的元件名稱，即電容的容值為22μF；在“ChangeScope”下拉列表框中使用默認(rèn)的ChangeMatchingItemsInCurrentDocument選項，表示修改的范圍僅限于本原理圖中的元件。填寫后的元件屬性設(shè)置窗口如圖3.28所示。圖3.28填寫后的元件屬性設(shè)置窗口

(5)復(fù)制元件屬性設(shè)置完畢后，點擊OK按鈕，這6個電容元件的元件名稱即都為22μF。最后點擊主工具欄中的取消選擇按鈕，或者使用菜單Edit|Deselect|All，取消元件的選中狀態(tài)即可。

4.小音箱電路原理圖的元件設(shè)置

對小音箱電路原理圖中的元件名稱進行修改，多個相同的元件名稱可以用上述復(fù)制的方法同時修改。元件的封裝屬性也需要修改，在后面一章介紹元件封裝后，再對這些元件的封裝屬性進行修改。最后完成的電路原理圖(不包括封裝屬性)如圖3.29所示。圖3.29小音箱電路原理圖

3.6連接電氣線和電源

1.連線

在所有元件放置完畢后，即可進行電路圖中各對象間的連線(Wiring)操作。連線的主要目的是按照電路設(shè)計的要求建立電氣網(wǎng)絡(luò)的實際連通性。

(1)要進行連線操作，可單擊電路繪制工具欄上的放置電氣線按鈕，或者執(zhí)行菜單Place|Wire，或者點鼠標(biāo)右鍵彈出菜單選擇PlaceWire，或者按P+W鍵，都可以將原理圖從編輯狀態(tài)切換到連線模式。此時，鼠標(biāo)指針由空心箭頭變?yōu)榇笫郑鐖D3.30所示。圖3.30連線模式下的鼠標(biāo)指針

(2)將鼠標(biāo)指針指向欲拉連線的元件引腳或電氣線端點，移動到元件引腳或電氣線端點時，鼠標(biāo)指針會由大十字變?yōu)橹行挠幸粋€黑色圓點的大十字，如圖3.31所示，這表示可以形成有效的電氣連接。圖3.31有效的電氣連接點

(3)單擊鼠標(biāo)左鍵，即可設(shè)置起點。緊接著，隨光標(biāo)的移動即可拉出一條電氣連接線，如圖3.32所示。圖3.32拉出電氣連接線

(4)當(dāng)電氣線需要轉(zhuǎn)彎的時候，每單擊鼠標(biāo)左鍵一次就可以定位一次轉(zhuǎn)彎，如圖3.33所示。圖3.33電氣線轉(zhuǎn)彎

(5)拖動虛線到元件的引腳上并單擊鼠標(biāo)左鍵，或在任何時候雙擊鼠標(biāo)左鍵，即可終止該次連線。要將連線的編輯狀態(tài)切回到待命模式，可單擊鼠標(biāo)右鍵或按下Esc鍵。連接完畢的電氣線如圖3.34所示。圖3.34連接完畢的電氣線

(6)如果需要刪除某條電氣連接線，則可用鼠標(biāo)左鍵單擊需要刪除的電氣線，使電氣線上出現(xiàn)灰色的點(表示可以操作該電氣線)，如圖3.35所示，此時，按Delete鍵，即可刪除該電氣連接線。圖3.35選中要刪除的電氣線

(7)如果需要修改某條電氣連接線，也可用鼠標(biāo)左鍵單擊需要刪除的電氣線，使電氣線上出現(xiàn)灰色的點(表示可以操作該電氣線)，再用鼠標(biāo)左鍵單擊電氣線上灰色的點，就可以修改該電氣連接線，如圖3.36所示。圖3.36修改電氣連接線

(8)如果需要刪除多條電氣連接線和元件，則可以選中這些電氣連接線和元件，然后按Shift+Delete鍵進行刪除，該方法與刪除多個元件的方法完全相同。

2.放置電氣連接點

1)電氣連接點的概念

當(dāng)有兩個及以上電氣線連接在同一點上的時候，電路原理圖會自動在連線上加上電氣連接點(Junction)，如圖3.37所示。圖3.37電路原理圖中的電氣連接點在電容C1和C3管腳上的紅色點就是電氣連接點，它表示橋堆D2的2號管腳和電容C1的管腳相連，也和電容C3的管腳相連接。

但是對于兩條交叉的電氣線來說，電路原理圖默認(rèn)是不加上電氣連接點的。沒有電氣連接點，就表示兩條電氣線不相連接；有電氣連接點，表示兩條電氣連接線是相通的，兩種情形對比如圖3.38所示。圖3.38對比兩條電氣線是否相通

2)放置電氣連接點

要自行放置電氣連接點，可單擊電路繪制工具欄上的放置電氣連接點按鈕，或者執(zhí)行菜單Place?|?Junction，或者按P+J鍵，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字，且出現(xiàn)一個小紅點，如圖3.39所示。圖3.39放置電氣連接點

3)刪除電氣連接點

有時候兩條交叉的電氣線并不連接，但是中間出現(xiàn)了一個電氣連接點將這兩條本來并不連接的電氣線連接在了一起，這時就需要刪除該電氣連接點。刪除時，鼠標(biāo)左鍵單擊電氣連接點，會出現(xiàn)一個浮動菜單，如圖3.40所示。圖3.40浮動菜單當(dāng)有幾個對象疊在一起時，點擊這些對象就會出現(xiàn)這個浮動菜單，要求選擇其中的一個對象進行操作。點中浮動菜單中的Junction菜單后，電氣連接點處于可操作狀態(tài)，如圖3.41所示，此時按Delete鍵即可刪除該電氣連接點。圖3.41選中電氣連接點

3.放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

1)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的概念

有時候兩個元件放置的位置離得太遠(yuǎn)，連接兩個元件管腳的電氣走線太長；或者多條電氣線相互交叉，難以辨認(rèn)相互之間的連接。這時，我們可以用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號來代替電氣線的連接，如圖3.42所示。圖3.42用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號來代替電氣線的連接

2)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

要自行放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，可單擊電路繪制工具欄上的放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號按鈕，或者執(zhí)行菜單Place|NetLabel，或者按P+N鍵，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字，且出現(xiàn)一個虛線字符串框，如圖3.43所示。圖3.43放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號將鼠標(biāo)指針指向欲放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的位置，當(dāng)鼠標(biāo)的十字中心出現(xiàn)黑色圓點時，表示建立有效的電氣連接，如圖3.44所示。圖3.44建立有效的電氣連接此時，單擊鼠標(biāo)左鍵即可在該點放置一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵可退出放置電氣連接點狀態(tài)，放置完畢的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號如圖3.45所示。圖3.45中的NetLabel1就是一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。圖3.45放置完畢的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

3)修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

一般情況下，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號都被命名為容易識別的字符串。在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號沒有放置以前，可以按Tab鍵打開網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號屬性設(shè)置窗口；或者在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號放置完畢以后，鼠標(biāo)左鍵雙擊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號打開網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的屬性設(shè)置窗口。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的屬性設(shè)置窗口如圖3.46所示，在該屬性窗口中的Net欄中可以修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。圖3.46網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的屬性設(shè)置窗口鼠標(biāo)左鍵分兩次單擊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號也可修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，如圖3.47所示。圖3.47修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

4)刪除網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

需要刪除網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號時，鼠標(biāo)左鍵單擊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，出現(xiàn)虛線框表示網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號處于活動狀態(tài)時，按Delete鍵即可刪除該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，如圖3.48所示。圖3.48刪除網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

4.放置電源端口

電源端口都是在電源工具欄中調(diào)用的。例如，鼠標(biāo)點擊電源工具欄PowerObjects中的電源端口，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字，并且中間帶有電源端口符號，如圖3.49所示。圖3.49放置電源端口將鼠標(biāo)指針指向?qū)⒎胖秒娫炊丝诘奈恢茫?dāng)鼠標(biāo)的十字中心出現(xiàn)黑色圓點時，表示建立了有效的電氣連接。此時，單擊鼠標(biāo)左鍵即可在該點放置一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵可退出放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號狀態(tài)。放置完畢的電源端口VCC如圖3.50所示。圖3.50放置完畢的電源端口VCC雙擊該電源端口，可以打開電源端口的屬性設(shè)置窗口，如圖3.51所示。在Net中可以修改電源端口的名稱，在Style下拉列表框中可以選擇電源端口顯示的類型。圖3.51電源端口的屬性設(shè)置窗口

5.放置總線和總線分支線

總線和總線分支線分別適合應(yīng)用于集成芯片的并口接口或其他接口的電氣連接，例如8051單片機的P0口和74LS373鎖存器的數(shù)據(jù)D口相連接。8051單片機(見圖3.52(a))和74LS373鎖存器(見圖3.52(b))都在Protel99SE自帶的ProtelDOSSchematicLabraries.Lib元件庫中。圖3.528051單片機和74LS373鎖存器

1)放置總線

用電路繪制工具欄中的總線工具，或者使用菜單Place|Bus，或者按P+B鍵，鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字，點擊鼠標(biāo)左鍵，在鼠標(biāo)距離管腳1格的位置繪制總線，結(jié)果如圖3.53所示。圖3.53放置總線

2)放置總線分支線

總線分支線是總線和元件管腳之間的連接線。用電路繪制工具欄中的總線分支線工具，或者使用菜單Place|BusEntry，或者按P+U鍵，鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字。將鼠標(biāo)指向元件引腳，鼠標(biāo)的十字中間出現(xiàn)黑色圓點表示有效的電氣連接，此時單擊鼠標(biāo)左鍵，即放置一個總線分支線。單擊鼠標(biāo)左鍵，可以連續(xù)放置多個總線分支線，單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵可退出放置總線分支線狀態(tài)。放置完畢的總線分支線如圖3.54所示。圖3.54放置總線分支線

3)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

將8051單片機的P0口和74LS373鎖存器的數(shù)據(jù)D口用總線和總線分支線連接后，兩個并口接口之間已經(jīng)形成了有效的電氣連接。但是此時并未確定P0口中的引腳和D口中的對應(yīng)引腳相連接，因此需要對每個引腳添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，保證引腳的對應(yīng)電氣連接。

網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的添加在前面已經(jīng)詳細(xì)敘述，最后連接的結(jié)果如圖3.55所示。圖3.55放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

6.小音箱電路原理圖的連線

通過上述的元件連線方法對小音箱的電路原理圖進行電氣連接，連接的結(jié)果如圖3.56所示。圖3.56小音箱電路原理圖的連線

3.7層?次?原?理?圖

1.層次原理圖的概念

將整個設(shè)計項目中的各個電路模塊分成若干個子電路原理圖來設(shè)計，這些子電路原理圖被稱為該設(shè)計項目的子圖。同時，這些子圖將由一張原理圖來說明它們之間的關(guān)系，此原理圖被稱為該設(shè)計項目的主圖。各子圖與主圖以及各子圖之間通過輸入輸出接口或網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號建立電氣連接，這樣就形成了此設(shè)計項目的層次原理圖。一個典型的層次原理圖如圖3.57所示。圖3.57一個典型的層次原理圖

圖3.58層次原理圖與子電路圖之間的對應(yīng)關(guān)系

2.繪制子電路圖

小音箱電路中的接口電路P.Sch和左聲道功放電路L.Sch、右聲道功放電路R.Sch三個子原理圖分別如圖3.59的(a)、(b)、(c)所示。(b)?L.Sch子原理圖圖3.59小音箱電路中的子原理圖（１）(c)?R.Sch子原理圖圖3.59小音箱電路中的子原理圖（２）用電路繪制工具欄中的放置I/O端口工具，或者使用菜單Place|Port，或者按P+R鍵，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成大十字。將鼠標(biāo)指針指向欲放置I/O端口的位置，當(dāng)鼠標(biāo)的十字中心出現(xiàn)黑色圓點時，表示建立有效的電氣連接。此時，單擊鼠標(biāo)左鍵即可在該點放置一個I/O端口，再次單擊鼠標(biāo)左鍵可以設(shè)置I/O端口的長度，單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵可退出放置I/O端口狀態(tài)。添加I/O端口完畢的三個子電路原理圖如圖3.60所示。(a)添加I/O端口后的P.Sch子原理圖圖3.60在小音箱子原理圖中添加I/O端口（１）圖3.60在小音箱子原理圖中添加I/O端口（２）

3.繪制層次原理圖

1)手動繪制層次原理圖

新建原理圖Total.Sch，在文件關(guān)閉的情況下，分兩次單擊原理圖的文件名稱，或右鍵點擊原理圖符號使彈出菜單Rename，修改原理圖文件的名稱后綴為Prj。原理圖文件后綴為Prj即表示該文件是層次原理圖，如圖3.61所示。圖3.61新建層次原理圖雙擊打開Total.Prj文件，在原理圖編輯器界面下，首先用電路繪制工具欄中的放置方塊電路工具，或者使用菜單Place|SheetSymbol，或者按P+S鍵，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成帶著綠色方塊電路的大十字，如圖3.62所示。

圖3.62放置方塊電路單擊鼠標(biāo)左鍵放置方塊電路，再單擊鼠標(biāo)左鍵確定方塊電路的大小。放置后的方塊電路如圖3.63所示。

圖3.63放置后的方塊電路雙擊方塊電路，打開方塊電路的屬性設(shè)置窗口，設(shè)置方塊電路的兩個主要屬性Name和Filename，如圖3.64所示。圖3.64方塊電路的屬性設(shè)置窗口方塊電路的Name屬性指方塊電路的名稱，不同的方塊電路其名稱也不相同；方塊電路的Filename屬性指該方塊電路對應(yīng)的子原理圖名稱，必須填寫對應(yīng)的子原理圖的完整文件名稱，包括文件的后綴名。鼠標(biāo)左鍵分兩次單擊方塊電路上的Name和Filename也可以修改方塊電路的這兩個屬性。修改了屬性后的三個方塊電路如圖3.65所示。圖3.65修改了屬性后的三個方塊電路完成方塊電路后，用電路繪制工具欄中的放置方塊電路端口工具，或者使用菜單Place|AddSheetEntry，或者按P+A鍵，這時鼠標(biāo)指針會由空心箭頭變成一個大十字。將鼠標(biāo)移動到方塊電路中，單擊鼠標(biāo)左鍵，鼠標(biāo)指針會變成一個帶著黃色端口的十字，如圖3.66所示。圖3.66放置方塊電路端口再單擊鼠標(biāo)左鍵，放置一個方塊電路端口。在未放置方塊電路端口前按Tab鍵，或者在放置方塊電路端口后，用鼠標(biāo)雙擊該方塊電路端口，都可以打開方塊電路端口的屬性設(shè)置窗口，如圖3.67所示。圖3.67方塊電路端口的屬性設(shè)置窗口

Name屬性是指方塊電路端口的名稱，該名稱必須與方塊電路對應(yīng)的子電路圖中的I/O端口名稱相同；I/OType屬性是指端口類型；?Side屬性是指方塊電路端口放置在方塊電路中的位置；?Style屬性是指方塊電路端口顯示的類型。方塊電路端口的屬性設(shè)置完畢后如圖3.68所示。圖3.68屬性設(shè)置完畢的方塊電路端口最后，用電氣線或總線連接端口。在層次原理圖Total.Prj中，方塊電路對應(yīng)子原理圖中的所有I/O端口都連接在單個的引腳上，因此在層次原理圖中，用電氣線連接相應(yīng)的方塊電路端口，如圖3.69所示。圖3.69電氣線連接相應(yīng)的方塊電路端口這樣，在層次原理圖Total.Prj中，將三個子原理圖左聲道功放電路L.Sch、右聲道功放電路R.Sch和接口電路P.Sch連接在一起，就成為一幅完整的電路原理圖。它的電路功能和3.6節(jié)中繪制的電路原理圖是完全一樣的。在樹形瀏覽器中，也可以看出這四個原理圖之間的關(guān)系，如圖3.70所示。圖3.70四個原理圖之間的關(guān)系

2)自動生成層次原理圖

打開新建的層次原理圖Total.Prj，Protel99SE可自動生成方塊電路。調(diào)用菜單Design|Createsymbolfromsheet，或者按D+Y鍵，顯示選擇文件窗口，如圖3.71所示。圖3.71選擇文件窗口選擇文件窗口中列出了本設(shè)計數(shù)據(jù)庫Documents文件夾下所有的原理圖文件。鼠標(biāo)左鍵點中需要生成方塊電路的原理圖文件名稱，點擊OK按鈕后出現(xiàn)詢問窗口Confirm，如圖3.72所示，該窗口主要用于確認(rèn)是否需要改變方塊電路端口的輸入/輸出方向。圖3.72詢問窗口Confirm選擇確認(rèn)修改輸入/輸出方向，或者選擇否(表示保持原來的輸入/輸出方向)，層次原理圖中出現(xiàn)方塊電路，點擊鼠標(biāo)左鍵后放置該方塊電路如圖3.73所示。圖3.73自動生成方塊電路將L.Sch、R.Sch和P.Sch三個子電路原理圖生成方塊電路；調(diào)整方塊電路中的方塊電路端口位置；最后，同前面手動的方法一樣，對需要連接的方塊電路端口進行電氣連接，完成的Total.Prj層次原理圖如圖3.74所示。圖3.74自動生成完整的層次原理圖小結(jié)

1．繪制電路原理圖需要的工具都在電路繪制工具欄中選取，需要放置的電源端口都在電源工具欄中選取。

2．調(diào)用的元件在Protel99SE自帶的元件庫中，或者在自建元件庫中。

3．元件的最主要屬性是元件名稱、元件序號和元件封裝。元件封裝將在后面章節(jié)中敘述。每個元件都必須填寫該元件相應(yīng)的屬性?？梢允褂迷韴D元件自動設(shè)置序號菜單設(shè)置元件序號；也可以使用元件屬性的復(fù)制操作將同樣的屬性復(fù)制給其他元件。

4．元件引腳之間用電氣線連接；并口端口等接口之間可以用總線和總線分支線連接。同一幅電路原理圖中相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號也表示電氣連接。

5．一個電路可以分為多個子原理圖，通過層次原理圖將這些子原理圖連接成一個完整的電路原理圖。層次原理圖以后綴Prj命名。層次原理圖中方塊電路與子原理圖對應(yīng)。方塊電路端口和子原理圖中的I/O端口對應(yīng)。層次原理圖中的電氣連接就表示子原理圖I/O端口之間的電氣連接。第4章元件封裝制作4.1印刷電路板的概念4.2Protel99SE自帶元件封裝庫4.3PCB元件封裝編輯器4.4創(chuàng)建元件封裝4.5原理圖元件設(shè)置封裝屬性4.6原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表小結(jié)

4.1印刷電路板的概念

1.印刷電路板的概念

將電子元器件及其之間的電氣連接線，制成由印刷電氣線路和印制元件結(jié)合而成的導(dǎo)電圖形，其成品板稱為印刷電路板(PrintedCircuitBoard，PCB)，又稱印制電路板。標(biāo)準(zhǔn)的PCB板如圖4.1所示。圖4.1標(biāo)準(zhǔn)的PCB板

2.印刷電路板的分類

1)按絕緣基材分

(1)剛性印刷電路板。

(2)撓性印刷電路板。

(3)剛撓結(jié)合印刷電路板。

2)按布線層數(shù)分

(1)單面板。

(2)雙面板。

(3)多層板。圖4.2單面板表面

圖4.3單面板底面圖4.4雙面板表面

圖4.5雙面板底面

3.印刷電路板的組成要素

1)元件封裝的含義

(1)直插式封裝(THT封裝)。

(2)表貼式封裝(SMT封裝)。

圖4.6雙列直插式封裝圖4.7單列直插式封裝圖4.8三端調(diào)壓器封裝

圖4.9塑料有引線芯片載體封裝

圖4.10小尺寸封裝

圖4.11塑料四邊引腳扁平封裝

圖4.12球形觸點陣列封裝

2)焊盤(Pad)

在Protel99SE的印刷電路板設(shè)計中，元件封裝其實就是指元件在印刷電路板上對應(yīng)的各個焊盤的類型、間距、大小以及元件外殼的大小和形狀。直插式芯片元件的實物管腳、在Protel99SE中的元件封裝以及與實際電路中的焊盤的對比如圖4.13所示。圖4.13直插式芯片元件實物、封裝和焊盤貼片式電阻元件實物、在Protel99SE中的元件封裝以及與實際電路中的焊盤的對比如圖4.14所示。圖4.14貼片式電阻元件實物、封裝和焊盤

3)銅膜導(dǎo)線(ConductorPattern)

我們在印刷線路板(板上沒有焊元器件，通常也稱裸板)的表面可以看到的細(xì)小線路，如圖4.15所示，亦稱為銅膜導(dǎo)線或布線。圖4.15裸板上的銅膜導(dǎo)線

4)過孔(Via)

過孔是雙面板和多層板的重要組成部分，通過在各信號層間有連接關(guān)系的導(dǎo)線的交匯處鉆孔，并在鉆孔后的基材上沉積金屬以實現(xiàn)不同導(dǎo)電層之間的電氣連接。

5)層

層有兩種概念：第一種，通常說的幾層電路板是指電路板的布線層數(shù)，單層板是絕緣基板的一面具有導(dǎo)電圖形的印刷電路板；雙層板是絕緣基板的兩面都有導(dǎo)電圖形的印刷電路板，中間是由過孔連接兩面的電氣線；多層板的層數(shù)就代表了有幾層獨立的布線層，由于基板都是兩面的，因此通常多層板的層數(shù)都是偶數(shù)。第二種，指Protel99SE的不同類型的工作層面，包括信號層、內(nèi)部電源/接地層、機械層等，放置不同的信息以實現(xiàn)各種功能。

4.2Protel99SE自帶元件封裝庫

最基本的印刷電路板(PCB)使用的元件封裝都在這個元件封裝庫中，主要包括直插式和貼片式的電阻、電容等模擬元件和芯片的封裝。PCBFootprints.lib元件封裝庫中常用的元件封裝與對應(yīng)的元件如表4.1所示。

4.3PCB元件封裝編輯器

1.元件封裝編輯器

打開E盤下的TDA2030A.ddb數(shù)據(jù)庫文件，雙擊設(shè)計數(shù)據(jù)庫中的設(shè)計數(shù)據(jù)庫(Documents)圖標(biāo)，進入該文件夾。在該文件夾中執(zhí)行菜單命令File?|?New，或在工作窗口空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇New選項，點擊，在該文件夾中新建PCB元件封裝庫文件，新建后的結(jié)果如圖4.16所示。圖4.16新建PCB元件封裝庫文件可以看到在窗口左邊的樹形瀏覽器和右邊的設(shè)計窗口都顯示了PCB元件封裝庫文件PCBLIB1.LIB。雙擊打開該文件，并點擊左邊樹形瀏覽器的BrowsePCBLib頁面，就可以進入PCB元件封裝庫編輯器，如圖4.17所示，在這里可以新建、修改和保存元件封裝。圖4.17PCB元件封裝庫編輯器

2.放置元件封裝工具欄

Protel99SE的PCB元件封裝編輯器的放置元件封裝工具欄提供多種繪圖工具，選擇View?|?Toolbars?|?PlacementTools菜單命令，可以顯示或者關(guān)閉浮動的放置元件封裝工具欄；主菜單命令Place和快捷鍵B+P命令同樣可以啟動繪圖工具，打開的放置元件封裝工具欄如圖4.18所示。圖4.18放置元件封裝工具欄

3.快捷鍵操作

PageUp鍵：放大元件編輯界面。

PageDown鍵：縮小元件編輯界面。

空格鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按空格鍵可以90°旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按X鍵可以水平旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

Y鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Y鍵可以垂直旋轉(zhuǎn)當(dāng)前鼠標(biāo)選中的內(nèi)容。

Tab鍵：按住鼠標(biāo)左鍵，按Tab鍵可以設(shè)置當(dāng)前鼠標(biāo)選中內(nèi)容的屬性。

Ctrl+X鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+X鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以剪切選中的內(nèi)容。

Ctrl+C鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+C鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以復(fù)制選中的內(nèi)容。

Ctrl+V鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Ctrl+V鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以粘貼選中的內(nèi)容。

Shift+Delete鍵：按住鼠標(biāo)左鍵拖動，可選中多個元件，按Shift+Delete鍵，光標(biāo)變成十字形時點擊鼠標(biāo)左鍵可以刪除選中的內(nèi)容。

4.4創(chuàng)建元件封裝

1.手動法繪制TDA2030A功放芯片封裝

TDA2030A功放芯片是5腳的直插式元件，它的外形和管腳如圖4.19所示。圖4.19TDA2030A功放芯片的外形和管腳

1)新建元件

在PCB元件封裝編輯器的窗口中，選擇菜單Tools?|?NewComponent命令，或者直接點擊左邊BrowePCBLib欄中的Add按鈕，彈出元件封裝生成向?qū)Т翱冢鐖D4.20所示。圖4.20元件封裝生成向?qū)Т翱邳c擊元件生成封裝向?qū)Т翱谥械腘ext按鈕，可以直接生成一個空白的元件，在左邊BrowsePCBLib欄中的Components框中可以看到新建的空白元件封裝。單擊選中該新建元件封裝，并選擇菜單Tools?|?RenameComponent命令，或者直接點擊左邊BrowsePCBLib欄中的Rename按鈕，可以修改該元件封裝的名稱，如圖4.21所示。圖4.21修改元件封裝的名稱

2)設(shè)置元件封裝屬性編輯窗口

選擇菜單Tools?|?Library，可出現(xiàn)如圖4.22所示的元件封裝庫屬性對話框DocumentOptions。圖4.22元件封裝屬性對話框在圖4.22中DocumentOptions對話框中Layers選項卡的復(fù)選框中打勾，可以選擇需要顯示的層，在VisibleGrid下拉框中可選擇網(wǎng)格的間距。

在DocumentOptions對話框中，選擇Options選項卡，如圖4.23所示。圖4.23Options選項卡

3)繪制元件外形

元件的外形框沒有電氣特性，因此選擇封裝設(shè)計窗口下的TopOverlay層。在該層下，選擇放置元件封裝工具欄中的放置線工具，或選擇菜單Place|Track命令，或直接按P+T鍵，系統(tǒng)進入放置線狀態(tài)，此時光標(biāo)變成十字形狀，如圖4.24所示。圖4.24放置線狀態(tài)下的光標(biāo)單擊鼠標(biāo)左鍵可以拖出一條直線，單擊鼠標(biāo)左鍵可以轉(zhuǎn)彎，單擊右鍵或按Esc鍵可將狀態(tài)切換到待命模式。觀察狀態(tài)欄中的X、Y坐標(biāo)，以X=0為中軸線，繪制一個406mil?×?189mil的矩形，矩形各頂點坐標(biāo)為(-203，0)，(203，0)，(-203，189)，(203，189)，如圖4.25所示。圖4.25繪制矩形外形

4)放置焊盤

由于TDA2030A是直插式元件，因此焊盤默認(rèn)在MultiLayer層，即連接了TopLayer層和BottomLayer層的多層。選擇放置元件封裝工具欄中的放置焊盤工具，或選擇菜單P