Protel总结

课程设计报告

设计类型：设计题目：高频接收机的系 别：年级专业：学 号：姓 名：指导教师：

EDA基础训练课程设计 PCB板图设计 电子信息与电气工程系

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目录

一、PROTEL总结 ........................................................................................................................... 2 二、设计高频接收机 ....................................................................................................................... 3

1、电路原理图 ......................................................................................................................... 3

(1)启动原理图设计服务器 .............................................................................................. 3 (2)设置图纸大小 .............................................................................................................. 3 (3)设置设计环境 .............................................................................................................. 3 (4)装入所需的元件库 ...................................................................................................... 4 (5)放置元件及布线 .......................................................................................................... 4 (6)编辑和调整 .................................................................................................................. 5 (7)电气规则检查 .............................................................................................................. 5 (8)生成网络表 .................................................................................................................. 6 (9)对元件进行封装 .......................................................................................................... 6 2、设计印刷电路版 ................................................................................................................. 6

(1)启动印刷电路板设计服务器 ...................................................................................... 6 (2)准备原理图和SPICE netlist........................................................................................ 6 (3)规划电路板 .................................................................................................................. 7 (4)设置参数 ...................................................................................................................... 7 (5)加载元件库 .................................................................................................................. 8 (6)加载SPICE netlist ....................................................................................................... 8 (7)自动布线 ...................................................................................................................... 9 (8)手工调整布线 .............................................................................................................. 9 (9)打印输出印刷电路板图 ............................................................................................ 10

三、设计中遇到的问题及解决方法 ............................................................................................. 10

1、生成的印刷电路板图与电路原理图不相符，有一些元件没有连上。 ....................... 10

解决方法 ......................................................................................................................... 10 2、在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。 ....................................... 10

原因有 ............................................................................................................................. 10 解决方法： ..................................................................................................................... 10 3、在进行电路仿真时要正确设置仿真运行环境，设置时钟周期。 ............................... 11 参考文献 ......................................................................................................................................... 11 附录：............................................................................................................................................. 12

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一、PROTEL总结

PROTEL对我来说并不陌生，在做电子设计大赛就已经初步接触过它了。当时只是会粗略的绘制一下原理图，仿真电路，当时觉得这个软件很有用，节省时间、金钱。当时知识什么的都很欠缺，很有点囫囵吞枣的感觉。因为时间问题，有很多问题都不是很清楚，也没有太深入了解，只是会用、能绘图仿真就行。没有理论知识做依托，所以只会绘图、仿真。但是经过为期两周的EDA课程设计——Protel 99SE 电路设计教程，学到了很多东西。当时感觉很神秘的东西，今天看来是小case，系统的学习加上老师的指导，整体感觉对这个有很大的提升。 原来感觉制板很神奇，现在我们也能做电视机、电脑什么的板子，感觉很有成就感，在我印象里面这些东西离我们的生活很远很远，一直感觉是很神奇的东西，现在我们也能设计，我们有了更形象的认知，拉近了知识与我们自身的距离，为我们以后的学习，提供一个好的方法。我们的专业要求有很强的动手能力，我们只有亲身经历，才能巩固我们所学的知识，更好的运用这些知识。“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行！”这两周，让我有种豁然开朗的感觉，对以后的学习、生活都有很大的益处。

首先，原理图的绘制就很重要，它的每一步都关系到后面的PCB制板。这次的原理图绘制不仅涉及到了元件的整体布局而且还让我们自己尝试了一把制作元器件，过程中发现了很多的问题，比如导线与元器件不能直接连接，不然就不能再引入第三根导线；对footprint的选择一定要与需要的元器件的样式、大小对应上，只有这样才能使PCB制板后留出来的空间与实际的元件对应上；接地的标号中一定要把Net选项选为GND才可以，不然在PCB制作中将没有接地这一个选项出现；还有Dasignator的选项填写的是元件的标号，只有这个填上了在PCB制作中才会有该元件出现。

再次，到了与实际联系紧密的PBC板的制作，这个涉及到的内容更多。先是板层的选择，到对元器件的布局最后是加入输入输出，以及对输入输出的连线，每一个都有很多的细节需要注意。其中最为典型的就是对输入输出的连线，它需要把两端节点及连线都定义为相同的名称才行，即需要对Net进行统一命名，不然系统将不把它默认为导通的连线。

把原理图与PCB连接起来的重要的一步就是生成网表文件

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（Netlist），在原理图绘制之后需要对生成的Netlist进行认真检查，检查是否存在元件漏标或者标重的现象出现，当提示无误后可以进行自动布局并开始调整元器件位置。

很快的课程设计已经结束了，我们也算是被师傅领进了门，以后用到它的机会还有很多，制作过程中一定还会出现更多的问题需要解决，只有不断的实践，不断飞发现问题解决问题才能得到真正的进步。在这过程中一定要做到的就是细心、耐心、仔细，相信不断的探索和实践会带来更大的进步。

二、设计高频接收机

1、电路原理图

(1)启动原理图设计服务器

进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。

(2)设置图纸大小

绘制原理图是，首先应根据设计电路的实际大小、复杂程度和设计方式确定所用图纸的大小，默认的图纸大小一般为所安装的打印机的默认规格。一般情况下为A4。可在Design下拉菜单的Options选项中Standard Style下拉列表框中设置图纸的规格，也可在Custom Style 选项组中自定义图纸的大小。

(3)设置设计环境

设置环境包括设置个点大小和类型、光标类型等。一般大多数参数均可用系统默认值，设置之后无需修改。可在Tools 下拉菜单的Preferences 选项中进行环境设置。

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(4)装入所需的元件库

在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。

(5)放置元件及布线

根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。接着利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。 原件库设计：

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原理图中大部分元件都可以在元件库里找到，直接添加，而其中有一个元件在元件库中是找不到的，需要自己绘制。新建如图文件： 通过工具框绘制元件如下图：

重命名后保存即可。回到原理图绘制界面，按以上步骤加载自定义的元件库，就可以找到刚才绘制的元件。

如：高频接收机电路原理图中LM358在元件库中无法找到，需要自己绘制如下：

(6)编辑和调整

利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。

(7)电气规则检查

电气规则检查（ERC）是检查原理图设计结果，保证原理图输入有效和正确生成SPICE netlist 的可靠手段。ERC检查是一个强大的工具，用来检查原理图电气连接的合理性，如元件标注是否重复、元件的输入输出连接属性是否合理，以及输入输出见是否知直接短路，电源的地之间是否短路等连线错误。 检查步骤如下：

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单击Tools/ERC命令，显示如图所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框，默认为Setup选项卡。

设置规则后单击OK按钮，执行ERC检查操作。检查后在项目库中生成错误报表文件，根据提示修改错误。

(8)生成网络表

网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist即可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。

(9)对元件进行封装

在书上附录中找到与每个元件相对应的封装名称，双击该元件，在Footprint中填上相应的封装号即可。

2、设计印刷电路版

电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计高频接收器印刷电路板过程如下：

(1)启动印刷电路板设计服务器

执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。

(2)准备原理图和SPICE netlist

准备原理图和SPICE netlist 是制作电路板的前提，现以高频接收器的电路图为例讲述制作印刷电路板的基本过程：

执行Design/Create Netlist,生成一个对应于该电路原理图的SPICE netlist，如下图所示：

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(3)规划电路板

根据上面设计的电路确定电路板的物理尺寸及电气边界。步骤如下：

进入PCB设计编辑器，单击编辑区下方的Keep Out Layer，将当前工作层设置为Keep Out Layer，如图所示。该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的边界。

执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。

(4)设置参数

参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令

Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。

选择Routing Layer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。

选择Width Constraint，对地线线宽进行设置：左键单击Add按钮，进入线宽规则设置界面，首先在Rule Scope区域的Filter Kind选择框中选择Net，然后在Net下拉框中选择GND，再在Rule

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Attributes区域将Minimum width、Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为1.00 mm；

电源线宽的设置：在Net下拉框中选择VCC，其他与地线线宽设置相同；

整板线宽设置：在Filter Kind选择框中选择Whole Board，然后将Minimum width，Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为0.635 mm。

(5)加载元件库

执行命令Design/Add/Rmove Library,显示“PCB Libraries”对话框。选中高频接收器原理图所需的元件封装库，单击Add按钮添加该封装库。

(6)加载SPICE netlist

执行命令Design/Load Nets,显示如下图所示的“Load/Forward Annotate Netlist”对话框。

单击Browse按钮，打开“Select”对话框。在其中选择上面准备好的SPICE netlist文件。

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若显示以上结果，则表示加载SPICE netlist无误，否则必须修改原理图，并且必须重新生成SPICE netlist后重复上述步骤。

确认没有错误信息后，单击Execute按钮，加载SPICE netlist与元件到电路板上。

(7)自动布线

加载SPICE netlist与元件封装后，需要将这些元件按一定规律与次序排列在电路板中，此时可利用自动布局功能。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。 图形如下：

(8)手工调整布线

自动布线结束后可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。

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(9)打印输出印刷电路板图

执行菜单命令File/Print/Preview，形成扩展名为PPC的文件，再执行菜单命令File/print Job，就可以打印输出印刷电路板图。

三、设计中遇到的问题及解决方法

1、生成的印刷电路板图与电路原理图不相符，有一些元件没有连上。

这种情况时有发生，问题出在原理图上，原理图看上去是连上了，但画图不符合规范，导致未连接上。 不规范的连线有：

①连线超过元器件的断点； ②连线的两部分有重复。

解决方法

在画原理图连线时，应尽量做到： ①在元件端点处连线；

②元器件连线尽量一线连通。

2、在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。 原因有：

①原理图中未定义元件的封装形式；

②印刷电路板封装的名称不存在，致使在封装库中找不到； ③封装可以找到，但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致。

解决方法：

①到网络表文档中查找未定义封装的元件，补上元件封装； ②确认印刷电路板元件封装库是否已调入，同时检查原理图中元件封装名称是否与印刷电路板元件封装库中的名称是否一致；

③将印刷电路板元件封装库中的元件修改成与原理图中定义的一致。

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3、在进行电路仿真时要正确设置仿真运行环境，设置时钟周期。

参考文献

【1】李东生、张勇、许四毛等编著. Protel 99SE电路设计教程.北京：电子工业出版社，2002

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附录：

仿真原理图：

图1：高频接收机原理图

图2：高频接收机PCB制板图

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