protel课程设计.docx
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protel课程设计
目录
一、设计目的1
二、设计要求和设计指标2
三、设计内容3
3.1课程设计步骤3
3.1.1原理图的设计3
3.1.2印制电路板的设计7
3.2设计结果与分析11
四、本设计改进建议12
五、总结12
六、主要参考文献13
附录：
14
一、设计目的
通过本课程的课程设计，熟悉Protel99SE绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法。
理解用Protel99SE设计电子电路的基本思想。
掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。
主要包括以下内容：
·原理图（SCH）设计系统。
·原理图元件库编辑。
·印制电路板（PCB）设计系统。
·印制电路板元件库编辑。
2、设计要求和设计指标
（一）原理图（SCH）设计系统
（1）原理图的设计步骤；
（2）绘制电路原理图；
（3）文件管理；
（4）生成网络表文件；
（5）生成的材料清单。
基本要求：
掌握原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；熟悉文件管理的方法和层次原理图的设计方法。
（二）原理图元件库编辑
（1）原理图元件库编辑器；
（2）原理图元件库绘图工具和命令；
（3）制作自己的元件库。
基本要求：
熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库。
（三）印制电路板（PCB）设计系统
（1）印制电路板（PCB）的布线流程；
（2）设置电路板工作层面和工作参数；
（3）元件布局；
（4）手动布线与自动布线；
（5）电路板信息报表生成。
基本要求：
熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。
掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。
（四）印制电路板元件库编辑
（1）PCB元件库编辑器；
（2）PCB元件库绘图工具和命令；
（3）制作自己的PCB元件库
基本要求：
基本要求：
熟悉印制电路元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制作自己的元件库。
三、设计内容
1.、熟悉PROTEL的基本操作；
2、了解并掌握用Protel软件绘制简单电路图，绘制给定电路原理图；
3、进行电气规则检验；
4、掌握用Protel软件设计库元件；
5、生成原理图的元件列表；
6、建立网络表文件；
7、制作给定电路的单面板（或双面板）PCB图；
8、自动布局，手工调整，自动布线，手工调整布线。
3.1课程设计步骤
3.1.1原理图的设计
原理图设计最基本的要求是正确性，其实是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。
（1）启动原理图设计服务器。
进入Protel99SE,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（SchematicDocument）图标，双击该图标，建立原理设计文档。
双击文档图标，进入原理设计服务器界面。
（2）设置原理图设计环境
执行菜单Design/Option和Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等。
（3）创建自己的元件库
先进入Protel99SE的原理图编辑器，新建一个元件，绘制SCH元件以及放入元件的管脚，给新建的元件改名，绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好，画原理图的时候,就可以调用这些元件了。
（4）装入所需的元件库
在设计管理器中选择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Protel99SE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，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
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按钮将原件放置在工作平面上，再根据与按键之间的走线把元件调整好。
（6）设置各元件参数
根据电路需要，在每个元件属性窗口中修改其参数，加载合适的封装。
只有加载了元件封装后，电路板的自动布线才能完成。
（7）原理图布线
利用Protel99SE所提供的各种工具，指令进行布线，将工作平面上的器件用具有点其意义的导线，符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。
（8）编辑和调整
利用Protel99SE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。
（9）检查原理图
使用Protel99SE的电器规则，及执行菜单命令Tool/ERC对画好的电路原理图进行电气规则检查，若有错误，根据错误情况进行改正。
出现错误
无错误
（10）生成网络表以及元件清单
网络表是自动布线的基础，是连接电路原理图和印制电路板之间的纽带。
执行菜单命令Design/CreateNetlist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；执行菜单命令Reports/BillofMaterial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元件清单。
待电路图连接完毕。
点击“设计——更新PCB”，弹出更新设计对话框，点击左下角的“预览改变”查看是否有错误产生。
若有错误，返回电路原理图进行修改，若无错误则点击“执行”生成网络表。
网络表元件清单
3.1.2印制电路板的设计
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。
Protel99SE位设计者提供了一个完整电路板设计环境，是电路设计更加方便有效。
应用Protel99SE设计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（PCBDocument）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。
双击文档图标，进入设计服务器界面。
（2）规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。
选取KeepOutLayer复选框，执行菜单命令Place/Track,绘制电路板的边框。
执行菜单Design/Options，在“SignalLager”中选择BottomLager和Toplayer,把电路板定义为双面板。
（3）装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/RemoveLibrary,在“添加、删除元件库“对话框中所选取所有元件所对应的元件封装库。
（4）装入网络表
执行菜单Design/LoadNets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择地电路原理图生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。
若出现错误提示，必须更改错误
（5）加载元件封装
执行菜单Design/UpdataPCB命令，然后在弹出的窗口中单击Apply按钮，再在弹出的窗口中单击ReviewChanges按钮，弹出如图的窗口，如果没有错误，单击Execute。
此时，所有带有正确封装的元件就全部导入到了PCB板中。
（6）自动布局
规划电路板并导入网络表后，通过执行命令，系统将自动装入元件并将元件布置在电路板边框内。
Protel99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer可以自动布局。
布局是布线关键性的一步，为了式布局更加合理，最好采用手工布局的方式，布局合理后才能进行下一步的布线工作。
元件布局是印制电路板设计中比较花费精力的一个步骤，需要设计者有足够的耐心。
（7）自动布线
在PCB1中将生成的元器件合理地放入事先画好的方框之后，注意元器件不压住管脚。
放置完毕后，执行菜单命令AutoRouting/All，并在弹出的窗口中单击Routeall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为100%。
手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，手工调整，把电路板设计得尽善尽美。
3.2设计结果与分析
虽然Protel99SE功能强大，人机界面友好，但在设计过程中往往遇到一些问题。
1、生成的印刷电路版图与电路原理图不相符，有一些原件没有连上，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，但是不符合规范，导致未连接上。
不规范连线有:
连线超过元件器件的断点；
连线的两部分有重复。
解决方法是在在原理图连线时，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：
原理图中未定义元件的封装形式；
印刷电路板封装的名称不存在，致使在封装库中找不到；
封装可以找到，单元件的管脚名称与印刷电路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印刷电路板元件封装库中的名称一致；
（3）将印刷电路板元件封装中的修改成与原理图中定义一致。
3、另外还需注意：
（1）画电路图的时候不能断线，不能多点，也不能少点。
（2）封装一定要正确，否则就找不到所需的元件。
（3）在PCB中自动布线后，要认真检查线路是否与原电路图一致。
若发现少线现象，应仔细检查原因。
器件不能相隔太近，也不能相隔太远，相隔太远有可能缺线。
四、本设计改进建议
通过本次的课程设计，经过自己亲自动手绘制电气原理图以及生成印制电路板，其间遇到的很多问题使我意识到该软件设计存在很多不足，例如：
（1）所建的各个项目名称只有在新建的时候才可以修改其名称，这导致当你想再次修改名称时无法执行；建议可以随时修改名称以便使用。
（2）在绘制原理图过程中，需要的元件库有时会找不到，而且经常所用的元件库只有一个会出现已加载区域，这就导致不得不一一绘制那些找不到的元件；建议在已加载的区域可以添加进去这些常用元件库。
（3）在加载元件封装时，系统无法加载那些常用的元件封装，比如说电阻及电容等，必须一一修改元件的属性；建议把一些常用元件的封装直接写入其属性中以便使用。
（4）导入封装至PCB板的时候，会出现有些没有加载封装或者加载错误封装的元件无法导入进来，以至无法进行下一步操作；建议可以把没有加载封装或者加载错误封装的元件列到一个专用修改区域，在修改正确后直接导入到PCB板中。
（5）PCB板自动布局无法把所有元件封装摆放到最合适的位置，必须经过人工手动布局才会更加完美；建议自动布局经完善后可以完全代替手工布局，加快布局速度。
（6）PCB板自动布线无法使每条线的长度减到最短，线与线之间的间隔安排合理等；建议经过完善后自动布线可以完全代替手动与自动布线相结合的布线方式，使印制电路板的设计更加高效便捷。
五、总结
经过一周的忙碌和学习，本次课程设计圆满结束。
在这里首先要感谢我的指导老师彭老师。
她细心指导我们，给我们讲解Protel的用法，教我们Protel原理图的画法，ProtelPCB板的设计。
老师用她优秀的专业水平教会了我们很多原来没有完全掌握的理论知识。
除此之外，老师治学严谨和科学研究的精神也是我们永远学习的榜样。
我觉得这次的课程设计中受益颇深。
首先，通过课程设计我熟悉了PROTEL的基本操作，掌握了用PROTEL绘制原理图的基本方法，掌握了用PROTEL制作PCB板的方法。
其次，我对计算机有了更深刻的认识，觉得它对我们的学习有了越来越密切的联系。
还有，就是通过一些快捷键的使用使我在计算机快捷键的使用有了更多的了解。
我不仅学会了如何使用Protel，并且画出电路的原理图和设计PCB板，而且还在课程设计中更加深刻的体会了如何与同学配合，互帮互助的精神。
在课程设计中碰到了一些比较难的问题，自己不怕困难，自己钻研，学会如何独立思考并解决问题。
实在最后解决不了的上网搜集资料，还去图书馆学习，有时还请教同学，同学们都十分热情的帮助我。
大家互帮帮助，体现了良好的团队意识。
为将来进入社会前锻炼自己的合作精神，更好的为将来工作打好基础。
此次课程设计不仅加深巩固所学内容，同时对所学内容进行扩展，有一定的深度和广度，能充分发挥学生的能动性和想象力。
通过绘制电路原理图，生成印制电路板，调试等一系列环节的实施，提高学生的电路设计能力，实际操作能力。
最终在大家共同的努力下，圆满的完成了本次课程设计的所有任务。
当然，这一个星期的学习并不能完全掌握PROTEL，我们只是初步掌握了它的基本功能，我希望能在以后的学习中逐步掌握它的其它功能。
六、主要参考文献
[1]李东生，张勇．PROTEL99SE电路设计技术入门与应用．电子工业出版社.2002年.
[2]张义和．PROTELDXP电路设计大全．中国铁道出版社.2005年.
[3]赵广林.Protel99SE电路设计与制版．电子工业出版社．2005年
[4]高鹏等编．Protel99入门与提高．人民邮电出版社．2003年
[5]赵晶等著．Protel99高级应用．人民邮电出版社．2003年
[6]郝文化．ProtelDXP电路原理图与PCB设计．机械工业出版社．2004年
附录：
1.示例原理图
2.电路原理图
3.PCB布线图
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