Protel99SE电路设计基础.docx

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Protel99SE电路设计基础

项目一：

Protel99SE电路设计基础

任务一：

Protel99SE的基本操作

一、任务目的

     Protel99SE的基本操作主要包括文件的建立，导入导出，为文件进行加密，创建工作组及设置成员权限等操作。

本训练的目的主要让学生掌握这些基本操作。

二、任务内容与步骤：

     1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为lx1.ddb设计数据库文件。

     2、在上题数据库中建立一个名为小信号功率放大器电路的原理图文件（SchematicDocument）、一个名为小信号功率放大器电路的印刷电路板文件（PCBDocument），并打开。

然后将小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导出到桌面上。

     3、选择适当的菜单命令，将上题打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。

4、在Protel的文件夹中建立名为lx2.ddb设计数据库文件，文件类型WindowsFileSystem。

    5、在Protel的文件夹中建立名为lx3.ddb设计数据库文件，文件类型MSAccessDatabase,并对数据库进行加密，密码为student。

观察WindowsFileSystem及MSAccessDatabase两种类型的区别。

    6、在Protel的文件夹中建立名为lx4.ddb设计数据库文件，将步骤2中桌面上的小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导入。

    7、在Protel的文件夹中建立名为lx5.ddb设计数据库文件，创建两个设计组成员（Guest）zhanghong和waangyan，分别输入密码。

设置工作权限，admin的权限为（Read）、写（Write）、删除（Delete）、创建（Create），Guest的权限为（Read）、写（Write）.

项目二：

电路原理图设计基础

任务一：

原理图的环境设置

一、任务目的

     使用Design/Options和Tools/Preferences1这两个菜单设置设计环境。

二、实训环境

     1、WINDOWS98/2000/XP环境

     2、PROTEL99SE软件

三、任务内容与步骤：

   1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，在Protel的文件夹中建立名为student.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为Lx1.sch。

设置图纸大小为A4，水平放置，工作区颜色为220号色，边框颜色为45号色。

标题栏设置：

用“特殊字符串”设置制图者为tianjin、标题为“攻放”，字体为华文彩云，颜色为121号色。

次开发

 2、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX2.sch。

自定义图纸大小：

宽度为850、高度为450，垂直放置，工作区颜色为299号色。

网格设置：

SnapOn为10mil，Visible为10mil。

字体设置：

系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。

可视网格为点状，取消重复操作次数为60次。

设置系统字体：

将UseClientSystemFontForAllDialogs复选框取消选择。

标题栏设置：

用“特殊字符串”设置文档编号为“1-10”、标题为“稳压电源”，字体为华文行楷，颜色为238号色，不显示图纸的参考边框。

3、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX3.sch。

标题栏设置：

标题栏显示方式为ANSI，用“特殊字符串”设置地址为MiningStreet,Washington,10张原理图中的第一张。

不显示图纸的参考边框。

把光标设置成大十字45度。

4、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX5.sch电路原理图文件。

练习打开及关闭MainTools（主工具栏）、WiringTools（布线工具栏）、DrawingTools（绘图工具栏）、PowerObjects（电源及接地工具栏）、DigitalObjects（常用器件工具栏）、SimulationSources（信号仿真源工具栏）、PLDToolbar（PLD工具栏），放大及缩小原理图。

项目三：

原理图设计

任务一：

简单原理图的绘制与编辑

一、任务实施目的

     1、熟悉画原理图工具

     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图

二、实训环境

1、WINDOWS98/2000/XP环境

2、PROTEL99SE软件

三、任务的内容与步骤：

    [练习1] 在原理图中放置阻值10k的电阻、容量为10微法的电解电容、型号为IN4001的二极管、型号为2N2222三极管、单刀单掷开关和2脚连接器。

注意修改属性。

    [练习2]在练习1的基础上，练习：

（1）选择10k电阻，复制并粘贴该电阻，然后取消选择；

（2）删除二极管，并用恢复按钮将二极管恢复。

（3）删除三极管。

（4）删除电容，然后粘贴该电容。

（5）用鼠标选择几个元件，然后删除这些被选择的元件。

（6）将该电路图存盘。

[练习3]试关闭和使能电气捕捉栅格，观察电气栅格在连线时具有的作用。

[练习4]试关闭和使能电气连接点，观察画"丁"字连线时的区别。

[练习5]放置网络标记，试更改字型和字号，并连续放置D1-D9十个网络标记。

[练习6]选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。

[练习7]按照下图画一个共发射极放大电路，电路中的元件都取自MiscellaneousDevices.lib库。

（1）要求图纸尺寸为A4,去掉标题栏,关闭显示栅格,使能捕捉栅格和电气栅格,使能自动连接点。

（2）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，但是元件要自动编号，并进行电气规则检查。

（2）最后形成该电路的网络表。

任务二：

  直流稳压电源的设计

（1）

一、任务目的

     1、熟悉画原理图工具

     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图

二、实训环境

     1、WINDOWS98/2000/XP环境

     2、PROTEL99SE软件

三、任务要求：

1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：

\练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为直流稳压电源的设计

（1）.SCH。

四、任务内容与步骤：

    [练习1]稳压电源电路原理如下，原理如图1所示，试画出它的原理图。

1．直流稳压电源的作用及组成：

电子设备都需要稳定的直流电源。

功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。

整流电路用来将交流电压交换为单项脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉冲电压中的交流成分，变成平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电压波动时、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

    小功率直流电源有电压变压器、整流、滤波电路和稳压电路组成。

随着人们对电的要求水平的提高，对直流电源的主要要求是输入电压变化以及负载变化时，输出电压应保持稳定，即使直流的电压调整及输出电阻越小越好，同时也要求纹波电压要小。

2．电路图

220v市电经变压器输出9v交流，经桥式整流，大电容滤波得到9v电压，再加一个0.1uf小电容滤除电源中的高频分量。

考虑到制作过程中电源空载使得电容放电，可在输出电容并上1KW大功率电阻，另外还要给7805来获得5v电压，万一输出短路，大电容会使稳压块由于反电流冲击而破坏，加一个二极管可使反向电流流向输入端，从而起到保护作用。

3．整流部分

此实验的整流部分主要采用桥式电路，即由四个二极管交叉而成。

但使用二极管时应注意以下问题：

1）最大整流电路If指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。

若使用时超过此值，有可能烧坏二极管。

2）最高反向工作电压Urm指允许施加在二极管两端的最大方向电压通常为击穿电压的一半。

3）反向电流Ir指二极管未击穿时的反向电流值。

其值会随温度的升高而急剧增加，其值越小，二极管的单向导电性越好。

但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。

4）最高工作频率f指保证二极管单向导电时的最高导电频率。

当工作频率超过其限度时，二极管的单向导电性能就会变差。

  其实桥式整流电路相当于理想二极管，即正偏时导通，电压降为零，相当于理想开关闭合；反偏时截止，电流为零，相当于理想开关断开。

整流电路包括单向半波整流电路和桥式整流电路。

半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大。

因此，它只适用于要求不高的场合。

为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路。

 4．滤波部分

整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（称为纹波电压）。

为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流部分。

    此电路采用的是电容滤波电路，即在桥式整流电路输出端与负载之间并联一个大电容。

原理如下：

在整流电路采用电容滤波后使二极管得到的时间缩短，由于电容C充电的瞬时电流较大，形成了浪涌电流，容易损坏二极管，故在选择二极管时，必须留有足够的电流裕量，以免烧坏。

5．稳压部分

稳压器采用78L05系列即输出电压值5伏，属于三段固定输出集成稳压，两边输入输出中间接地。

为了防止电流或电压过大用二极管并联稳压器，当电流、电压过大时二极管起到开关作用对其进行保护。

[练习2]画好图后：

（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。

（2）请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）

（3）请做网络表（选择Design/CreateNetlist）

任务三、直流稳压电源的设计

（2）

一、任务目的

     1、熟悉画原理图工具

     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图

二、实训环境

     1、WINDOWS98/2000/XP环境

     2、PROTEL99SE软件

三、任务要求：

1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：

\练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为稳压电路.SCH。

四、任务实施内容与步骤：

    [练习1]稳压电源电路如图1所示，试画出它的原理图。

[练习2]画好图后：

（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。

（2）请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）

（3）请做网络表（选择Design/CreateNetlist）

任务三：

调光灯电路原理图的设计

一、任务目的

     1、熟悉画原理图工具

     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图

二、实训环境

     1、WINDOWS98/2000/XP环境

     2、PROTEL99SE软件

三、任务要求：

1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：

\练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为调光灯电路.SCH。

四、任务内容与步骤：

    [练习1]调光灯电路如图1所示，试画出它的原理图。

任务四：

光电报警电路原理图的设计

一、任务目的

     1、熟悉画原理图工具

     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图

二、实训环境

     1、WINDOWS98/2000/XP环境

     2、PROTEL99SE软件

三、任务要求：

1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：

\练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为光电报警电路.SCH。

四、任务内容与步骤：

    [练习1]调光灯电路如图1所示，试画出它的原理图。

项目四：

生成报表

任务一、电路的ERC检查,生成元件清单及网络表

一、任务目的

（1）对电路进行ERC检查,检查电路中出现的错误。

（2）生成元件清单方便元器件的管理。

        （3）生成网络表，为后面PCB制作打下基础。

二、任务内容与步骤：

      对项目三中几个任务进行以下操作：

（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）

（2）请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）

　　（3）请做网络表（选择Design/CreateNetlist）

项目五：

原理图元件的制作

一、任务目的

    1、熟悉元件库编辑界面。

2、掌握使用元件库编辑器来生成元件和新的元件库。

二、实训环境

1、WINDOWS98/2000/XP环境

2、PROTEL99SE软件

三、任务要求：

1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：

\练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为光电报警电路.SCH。

任务一、电阻元件的制作

一、任务的内容：

在自己建的原理图元件库文件中绘制电阻元件符号。

图1元件符号的绘制

二、任务实施步骤：

1、启动元件编辑器。

2、绘制元件的外框。

3、放置引脚。

注意：

①、引脚有电气性能标志的一端放在外端。

②、引脚的旋转应在中文输入法状态下进行操作。

4、设置引脚名称如下表所示:

元件名称

RES8

引脚编号

引脚名称

引脚电气特性

引脚显示状态

1

1

passive

不显示

2

2

passive

不显示

注意：

①、在Name文本框中输入引脚名称（一般可以隐藏），在Number中输入引脚序号。

②、注意设置引脚的电气性能。

5、保存文件。

6、在原理图编辑界面调用自制元件

任务二、修改元件库文件

一、任务内容：

从已有的库中拷贝下列元件，然后粘贴到自己建的元件库中，按下图所示修改和重命名。

修改前修改后文件名为LM555CM

1、在上一任务基础上启动元件编辑器，新建一个原理图元件，重命名为LM555CM.

2、在元件编辑器界面中打开菜单命令Tools/FindComponent查找元件。

3、选取元件并复制后切换界面到设计者的编辑界面。

4、修改元件引脚名和引脚序号，添加或移动其余引脚。

5、保存文件。

6、调用自制元件。

练习

[练习1]按要求制作如图1所示集成芯片CD4060    

制作元件CD4060要求如下：

[练习2]试建立设计者.lib元件库，从已有的库中拷贝下列元件，然后粘贴设计者.lib元件库中，按下图所示重命名。

项目六：

PCB入门

任务一、电子元件的封装

一、任务目的

   了解印刷电路板的种类和特点、电子元件的封装、导线、层等和印刷电路板（PCB）设计制作密切相关的概念.

二、实训环境

1、WINDOWS98/2000/XP环境

2、PROTEL99SE软件

三、任务实施内容与步骤：

      [练习1]练习打开及关闭MainToolbar（主工具栏）、PlacementTool（放置工具栏）、ComponentPlacement（元件位置调整工具栏）、FindSelections（查找选择工具栏）。

    [练习2]加载PCBFootprints.lib封装库，并从中选择电阻封装（AXIAL0.3），电容封装（RAD0.1和RB.2/.4），二极管封装（Diode0.4）、三极管封装（To-126），连接器封装（SIP2）、可变电阻封装（VR1），石英晶体封装（XTAL1），集成电路元件封装（DIP16），把这些封装放置到电路板图上.

     [练习3]写出如下图所示封装的名称及封装文件库名。

任务二：

PCB板制作之熄火报警电路制作

1建立设计数据文件，文件名为设计者。

文件保存在D:

盘根目录下。

2新建电路图文件，文件名为熄火报警电路.sch。

3

图1图2

4新建PCB文件，文件名为熄火报警电路.PCB。

4.1用向导建立PCB文件，PCB形状为长方形，尺寸1500mil×1000mil

5PCB元件布局。

5.1在电路图中向PCB更新网络表。

5.2合理布局元件

6设置PCB布线规则

6.1设置走线宽度：

GND为40mil，全板为20mil。

6.2设置为单面布线，布线层在底层。

7用自动布线命令对全板布线。

任务三：

PCB板制作之调光灯制作

1、建立设计数据文件，文件名为设计者。

文件保存在E盘根目录下。

2、新建电路图文件，文件名调光灯电路.sch。

3、

图1

4、新建PCB文件，文件名为电子节能开关.PCB。

a）用向导建立PCB文件，PCB形状为长方形，尺寸1500mil×1000mil

5、PCB元件布局。

a）在电路图中向PCB更新网络表。

b）合理布局元件

6、设置PCB布线规则

a）设置走线宽度：

GND为40mil，全板为20mil。

b）设置为单面布线，布线层在底层。

7、用自动布线命令对全板布线。

任务四：

创建PCB元件及元件库

一、任务目的

1、学会创建PCB新元件。

2、学会创建PCB元件库。

二、实训环境

1、WINDOWS98/2000/XP环境

2、PROTEL99SE软件

三、任务内容与步骤：

1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。

在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。

2、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB中，然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。

3、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf，再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。

4、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIODE0.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图3的封装,并重命名为DIODE，再将它改为如下图4的封装,并重命名为CLED.

5、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个TO-126的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图5的封装,并重命名为RP，再将它改为如下图6的封装,并重命名为7805。

（7805元件焊盘外径60mil,内径40mil。