实习用protel设计参考.docx

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实习用protel设计参考

电原理图和PCB图的计算机辅助设计——ProtelDXP2004简介

1.ProtelDXP2004操作平台简介

1.1ProtelDXP的工作环境

打开ProtelDXP2004后会出现图1所示的工作组设计环境，如图1所示。

在该工作组界面中可以创建原理图和PCB文档、PCB工程、FPGA工程、信号完整性分析和仿真等操作。

图1ProtelDXP工作组设计环境

1.1.1ProtelDXP2004主界面

在工作组设计环境界面中打开不同的选项，会启动不同的操作，现简要介绍如下：

1）RecentlyOpenedProjectandDocuments：

显示近期打开的工程和文档；

2）DeviceManagementandConnection：

查看器件管理和连接；

3）ConfigureDXP：

配置DXP。

选择该项后，系统即将在主界面中弹出DXP系统配置文件。

可显示系统所包含的模块、定制命令和工具条（用户接口资源）、设置ProtelDXP2004的环境参数、安装和配置许可证、选择需要运行的Protel模块程序等；

标签

系统工具栏

4）ReferenceDesignsandExamples：

打开参考设计和实例；

5）HelpandInformation：

显示帮助信息；

6）PrintedCircuitBoardDesign：

设计印刷电路板。

可进行印刷电路板文档的创建和管理；

7）FPGADesignandDevlopment：

FPGA设计与开发；

8）EmbeddedSofwareDevalopment：

嵌入式软件开发；

9）DXPLibraryManagement：

选择该项后，系统将弹出库管理命令选项列表，可以加载、卸载元件库、搜索元件库、创建元件库等操作。

1.1.2ProtelDXP2004环境参数设置

执行ConfigureDXP\Setupsystempreferences命令可以对ProtelDXP2004的环境参数进行设置，如图2所示。

该对话框中一共有6个选项卡，下面分别加以介绍。

1）General：

主要设置ProtelDXP2004的一般系统参数。

其中Startup用于设置每次启动ProtelDXP2004后的动作；SplashScreens用于设置ProtelDXP2004启动时屏幕的显示方式；DefaultLocation用于设置创建、打开或保存文件的默认路径。

2）View：

用于设置ProtelDXP2004的显示桌面参数。

3）Transparency：

设置ProtelDXP2004浮动窗口的透明情况。

图2系统参数设置对话框

4）VersionControl：

设置系统的版本显示。

5）BackupOption：

设置文件备份的参数。

6）ProjectsPanel：

用于设置项目导航面板。

2．绘制原理图

原理图设计是整个电路设计的基础。

其过程包括：

新建原理图、设置图纸信息、载入元件库、放置元器件、原理图连线、调整布线、注释修饰、检查修改和保存原理图。

下面介绍使用绘图软件ProtelDXP2004绘制电原理图的方法。

2.1新建原理图的方法和设计环境

2.1.1新建原理图的方法

图3向工程文件中添加新电原理图的对话框

在ProtelDXP2004主界面中执行PrintedCircuitBoardDesign命令，然后在系统弹出的PCB板设计命令选项表中选择NewBlankPCBProject，即可新建一个PCB工程。

创建工程文件后需要对工程文件进行保存。

选择File\SaveProjectas命令，对工程文件进行保存（可在弹出的对话框中选择保存路径并更改文件名）。

如图3所示，在工程文建面板中右击鼠标，在弹出的菜单中选择AddNewtoProject中的Schematic子命令，即可向该工程文件中添加新的原理图设计文档。

添加原理图文档后，将鼠标放在文件名处并右击鼠标，系统将弹出保存和更名原理图的快捷菜单，选择Saveas命令，执行保存操作。

需要注意的是，如果不选择保存路径，系统将把文件保存在Libraries文件夹中，以后要寻找该文件时会发生困难。

另外，ProtelDXP2004不象protel99SE那样具有独立的文件管理器（*.DDB），所以保存文件时必须设定一个文件夹，让系统将文件保存在文件夹中，否则容易混淆或丢失。

2.1.2原理图设计环境

ProtelDXP2004原理图设计环境如图4所示。

在窗口的顶部有菜单栏和工具栏。

工具栏中包括有原理图标准工具栏（SchematicStandard）、走线工具栏（Wiring）、和实用工具栏（Utilityes）选择View\Toolbar下的子命令即可打开和关闭其中的工具栏，并对工具栏进行管理。

图4原理图设计环境

2.2设置图纸信息

执行Design\DocumentOption命令，系统就弹出图5所示的图纸参数选项卡，图纸的大小默认值为A4，如

图5图纸参数选项卡

果需要更大的，可在Standardstyles窗口中选择。

另外，该选项卡还可以选择图纸的方向（横向Landscape和纵向Portrait）、可视栅格和捕获栅格的大小（捕获栅格“Snap”应设为5或10）、图纸是否设置边界线和标题栏，以及图纸的底色和边界线的颜色，更改文字的大小和标准等等。

另外，执行Tool\SchematicProferences命令，在弹出的选项卡中可以设置鼠标的类形、可视栅格是线状还是点状。

2.3调入元件库

执行Design\BrowesLibary命令，即可调出元件库编辑管理器，如图6所示。

在管理器中有库文件名、元器件名、元件图形、封装图名和封装图。

在管理其中点击“Libraries…”按钮，可弹出AvailableLibraries对话框。

在该对话框中点击“Install…”按钮，系统会弹出Library文件夹中的库文件列表如图7所示。

首先必须选择的是MiscellaneousDevicesIntLib和MiscellaneousconnactorsIntLib这两个混合库文件然后，点击库文件列表下边的“打开”按钮，在AvailableLibraries对话框中就会列出被调入的库文件名。

即可关闭该对话框。

以后在调入元件的操作过程中如果某个元件找不到，可点击元件库编辑管理器中的“Search…”按钮，弹出SearchLibraries对话框，在该对话框中选择LibrariesonPath和Name选项，并在Path一栏中填上Altium2004的Library所在的路径（一般是C:

\ProgramFiles\Altium2004\Library）在Name一栏中填上欲寻找的元器件名称（注意在元器件名称的前后加上通配符“*”），然后点击“Search”按钮，系统就开始在ProtelDXP2004的元件库中搜索。

搜索结束后给出该元件所在库的列表，选择合适的元件库后（有元件图形和适当的封装图），再点击“InstallLabrary”按钮，即可将该库调入。

图6元件库编辑管理器和库调入命令对话框

图7Library中的库文件列表

图8SearchLibraries对话框

2.4放置元器件

2.4.1通过输入元件名来放置元件

如果知道元器件在ProtelDXP2004中的名称，即可通过通过输入元件名来放置元件。

如图9所示，放置无极性电容时，可在LibRef栏中填写无极性电容在ProtelDXP2004中的图标名“Cap”，在Designator栏中填写电容标号“C1”（该标号随着放置电容的个数自动增长），在Commet栏中填上容量参数，在Footprint栏中选择适当的封装图名，最后点击“OK”按钮即可。

图9放置元件对话框

2.4.2从元件库编辑管理器的元件列表中选取元件

如果不知道元器件的图标名（例如555时基电路），可以使用2.3节所介绍的搜索元器件的方法，搜到需要的元器件后，在元件库编辑管理器的右上角会出现写有“PlaceNE555N”的按钮，点击该按钮即可调入该元件。

下面以一个产生十个阶梯（需要11条阶梯基线）的阶梯波产生器电路为例加以说明。

其完整电路如图10所

图10产生11条基线的阶梯波产生电路

示。

图中NE555N是一个时基集成电路，与R1、R3、C5、C6一起构成方波产生器，用其输出作为分频器的时钟脉冲。

HCC4520BF是一个4位二进制计数器，每次计数到“1011”（即11）时，4073输出变高，对4520清零。

后面的运放LM324N接成单电源使用，其中U3B用作同向加法器，由于R2=R8=R9，故4520的Q0输出在U3B中的放大倍数为

，同理可得

、

、

。

这样就把4520的二进制数码转变成不同的输出电压，随着二进制数的增加，运放U3B的输出就成了阶梯波电压，再经U3A进行电压跟随后输出。

由于HCC4520BF和HCF4073BEY的隐含电源引脚的网络标号为VDD，在整个电原理图中所有的电源都应标成VDD，否则在网络表中将会出错。

本电路使用9V电池供电，经MC7805BT稳压后送到各级电路。

C7和C8进行电源滤波，C1~C4分别为集成电路U1、U2、U3和U5的电源去藕电容。

插座JP1为输出信号连接插座，JP2为电源输入插座。

由于HCC

往图纸上调入元器件时应注意元器件的库内名称（LibraryRef）、元件标号（Designator）、注释（Comment）和封装（FootPrint）。

注意：

封装图号一定需要，否则无法导出正确的网络表，无法绘制PCB图。

调入元器件后如果需要改变方向，用鼠标按住该元件的一个引脚，再按空格键即可将该元件逆时针旋转90°。

如需要镜像放置，可双击该元件，弹出元件属性对话框，选定“Mirrored”即可。

现把图10中元器件的相关库参数列表如下，以供参考，更多的元件库参数请参阅相关参考书。

调入元器件后的图纸如图11所示，所有的元件标号均由通配符“？

”的形式出现。

执行Tool\Annotate…命令，弹出Annotate对话框如图12所示。

在该图中选择适当的标号排列方式（SchematicAnnotationConfiguration，这里选2），点击UpdataChangesList按钮，就会弹出需要改变标号的对话框。

在该对话框中点击OK，然后再在Annotate对话框

表1图10中元器件的库参数

名称

LibraryRef

Designator

处理方式

Comment

FootPrint

电阻

Res2

R？

“？

”变为标号

电阻值

AXIAL-0.4

无极性电容

Cap

C？

“？

”变为标号

电容值

CAPR2.54-5.1X3.2

电解电容

CapPol1

C？

“？

”变为标号

电容值（µ写u）

CAPPR2-5X6.8

555

NE555N

U？

“？

”变为标号

NE555N

DIP8

4520

HCC4520BF

U？

“？

”变为标号

HCC4520BF

DIP16

324

LM324N

U？

“？

”变为标号

LM324N

DIP14

4073

HCF4073BEY

U？

“？

”变为标号

HCF4073BEY

DIP14

输出插头

Header2

JP？

“？

”变为标号

属性名（Output）

HDR1X2

电源插头

Header2

JP？

“？

”变为标号

属性名（Power）

HDR1X2

图11调入元器件后的图纸界面

图12Annate对话框

图13对元器件重新注释后的图纸界面

中点击AcceptChanges（createECO），系统会弹出EngineeryingChangeOrder对话框，在该对话框中点击ExacuteChanges按钮，系统就按照要求把所有带“？

”的元器件全部排好标号（这时可把对话框关掉），如图13所示。

2.5绘制导线和放置电源符号

放置导线的方法是执行Place\Wire命令。

光标随即变成“十”字形光标，将光标的中心放在某个元器件的一个引脚上（或任意地方）点击一下，再拖动光标到欲连接的地方，再点击一下，导线就放置好了，把所有连线画好之后，在任意地方点击鼠标右键，即可退出“放置导线”。

用这样的方法也可以放置总线和总线入口。

图14电源选项卡

执行Place\PowerPort命令，可以放置电源和地线符号。

这时光标拖带着一个接地符号（或电源符号，随着设定的不同结果不同）在放置之前按一下键盘的“Tab”键，就会弹出PowerPort选项卡，如图13所示。

在“Style”中选择图形方式，在“Net”中填写电源值或“VDD”、“GND”，然后点击“OK”即可，最后把该符号放置到适当的地方。

最终画好的电路如图10所示。

2.6检查原理图的电器连接

原理图绘好之后，还必须检查原理图的电器连接，电器连接准确无误，才能生成正确的网络表。

第一步是要设置电器连接的检查规则。

选择Project\ProjectOption命令，系统将弹出工程设置选项对话框（OptionsforPCBProject实习.PRJPCB），在其中的错误报告（ErrorReporting）选项卡中设置电原理图的错误报告类型，设置好后点击“OK”按钮即可。

第二步执行Project\CompileDocumentSheet1.SchDoc命令。

第三步在电原理图编辑界面的下部选择System标签，在其中执行Messages命令，系统将弹出Messages面板。

如果电路图绘制正确，该面板将是空白的。

如果报告给出错误，则需要双击所显示的错误，让系统弹出CompileErrors面板，其中将给出错误信息，根据这些错误信息可以很方便地对原理图进行修改。

3创建元件图库制作元件图

3.1原理图库的创建和元件图的编辑

图15在电原理图编辑界面中执行Project\AddNewtoProject\SchematicLibrary命令

在电原理图编辑界面中执行Project\AddNewtoProject\SchematicLibrary命令，即可建立一个原理图库（文件名暂定为Schlib1.SchLib），将其保存在适当的文件夹中，就可以进行元件图库的编辑了。

元件图库的编辑界面图16所示，在编辑界面的中间部位有一个大十字线，其交点是法定的元件图的坐标原点，编辑元件图时应以该点为中心，将元件图画在该十字线的右下方（第Ⅱ象限）。

在调用该元件图时该十字线的中心就是光标的所指的位置。

利用元件图库编辑界面上的菜单，可以放置和编辑元件引脚、圆弧、方块、文字等等，可以增加元件和元件中的部件。

可以拷贝、保存文件和元件以及给元件更名。

图16元件图库的编辑界面

在实际使用当中，更多的是利用元件拷贝的方法编辑元件库。

下面以4520编辑的方法为例加以介绍。

3.2利用元件拷贝法编辑元件图

3.2.1拷贝元件图

首先点击元件库编辑界面右下角的System标签，在其中选择Libraries，调出元件库管理器，再利用2.4.2节所述的方法搜索和选择到HCF4520BEY，从元件库管理器上可知该元件所在的库名为STLogicCounter.IntLib，DIP8的封装库名为STLogicConter.PcbLib。

然后执行Tool\ConponentProperties…命令，调出元件属性对话框。

在DefaultDesignater栏中填入“U?

”，在Comment栏和LibraryRef栏中填入“4520”并点击“OK”，如图17所示。

图17在库管理器中选择HCF4520BEY并在库编辑器中填写库元件属性对话框

第三步是执行File\Open…命令，在弹出的对话框中选择元件库文件STLogicCounter.IntLib并把它打开（文件路径为Altum2004\Library\STmicroelectronics\），这时弹出一个信息框（Information），在该信息框中给出的信息是“选择‘Yes’将创建集成元件库并提取源程序库，选择‘No’将把该库添加到库管理器界面”，故可选择“Yes”。

这时系统将弹出工程管理器（Projects），再在该管理器中选择并打开STLogicCounter.IntLib

（1），还要选择该库编辑家界面下面的SCH标签，在其中选择SCHLibrary，才能打开STLogicCounter.IntLib

（1）的元件库管理器，对库中元件进行管理和编辑。

在元件库管理器中选择HCF4520BEY并双击该元件名，就会发现该元件中有两个部件PartA和PartB，点击PartA，编辑界面中随即出现该元件PartA的图形如图18所示。

第四部是拷贝操作。

在该编辑界面中全选该图并执行Copy命令，光标变成小十字型，将光标的中心放在编辑界面的中心（坐标原点）点击一下，再打开Schlib1.SchLib文件（用鼠标在写有该文件名的标签页上点击一下即可）。

然后执行Edit\Paste命令，就会在界面中出现一个随着光标移动的被复制图形（光标的顶点在该图形引脚1的顶点），将光标移到适当位置（图形的主要部分在第4象限）点击一下，被选中的元件图即被复制到Schlib1.SchLib文件中。

特别需要提醒的是，用拷贝方式无法复制元件图中隐去的引脚如电源和接地引脚。

须要在新复制的图中自行添加电源和接地引脚，并编辑该引脚的电器特性。

方法是在元件库管理器的元件列表中选中该元件，然后点击元

图18HCF4520BEY的库管理器和PartA的编辑界面

件列表右下角点击“Edit”按钮，弹出库元件属性（LibraryCopomemtProperties）对话框，在该对话框中点击“EditPins…”按钮，弹出元件引脚编辑器（CoponentPinEditer）如图19所示，在该编辑器中将8脚的“Name”栏改为GND、“Type”栏改为Power、“Owner”栏改为0、“Show”栏改为空白，将16脚的“Name”栏改为VDD、“Type”栏改为Power、“Owner”栏改为0、“Show”栏改为空白，改好后点击“OK”按钮即可。

图19元件电源引脚和接地引脚的编辑方法

到目前为止，仅仅完成了HCF4520BEY中PartA的拷贝，还需要拷贝PartB。

其方法是在Schlib1.SchLib的编辑界面中执行Tools\NewPart命令，调出一个新的空白界面，然后返回STLogicCounter.SchLib编辑界面，在库管理器上选择PartB，调出PartB的图形，再用同样的方法拷贝到Schlib1.SchLib的空白界面并执行电源引脚和接地引脚的添加和编辑。

3.2.2封装图的装入

在元件库管理器的下部是元件模型区（Model），没有装入封装图之前该区为空白。

这时如果调用该元件，绘出来的电路图是不能产生网络表的。

故在画好元件图之后，必须在元件库管理器中装入封装图。

其方法是在元件库管理器上部的元件区双击元件名，弹出库元件属性对话框如图17所示。

在该对话框的右下角的Modelsfor4520栏的下边点击“Add”按钮，会弹出AddNewModel对话框，该对话框的默认值是Footprint，直接点击“OK”，又会弹出PCBModel管理器，在其中FootprintModel栏中的Name选项中填入“Dip16”，再选中其中的LibraryPath选项，点击“Choose…”按钮，然后在新弹出的“打开”对话框中选择Library\STMicroelectronics\STLogicCounter\STLogicCounter.PcbLib，PCBModel管理器中立即就会弹出DIP16的封装图形,并且在LibraryPath一栏中给出完整的路径。

点击“OK”关闭PCBModel管理器，在库元件属性对话框的Modelsfor4020区会显示出Dip16的相关信息。

关闭该对话框后，DIP16的相关信息就会出现在元件库管理器的Model区。

注意，一个元件库中可以绘制的元件图数是无限的，以后需要在该库中添加新的元件图时，在元件图编辑界面执行Tools\NewComponent即可。

同理，如果执行的是“移去元件”、“重新命名”，则可删除元件图或对元件图重新命名。

4绘制元件PCB封装图

在电路图编辑界面执行Ptoject\AddNewtoProject\PCBLibrary命令，如图20所示，即可创建一个PCB封装图库文件。

然后在PCB封装图编辑界面下部选择PCB标签，点击PCBLibrary，即可调出PCB封装图库管理器，如图21所示（PCB封装图库管理器在左边）。

管理器的上部为元件列表，中部为图元列表，下部为元件封装示意图。

在编辑界面执行Place命令，可以放置圆弧（Arc）、线段（Line）、焊盘（Pad）和过孔（Via）等等。

需要注意的是，绘制好封装图后，还要执行Edit\SetReference\Pin1命令，将封装图的坐标原点移到焊盘1的位置，并将焊盘1改成正方形。

在编辑界面的下部是一系列的层面标签，焊盘和过孔要放在Multi-Player层面（银灰色），而标示元器件形状和大小的线段及圆弧，则要放在Top-Overlay层面（明黄色），应正确选用这些层面。

图20创建PCB封装图库的方法

在PCB封装图库管理器中双击元件名称，会弹出PCBLibraryComponet属性对话框，在该框中可以修改封装图的名称并加以文字描述。

如果需要在封装图库中新增封装图元件，只需要执行Tools\NewComponent命令，就可以弹出元件编辑引导器，然后按照引导器的指引，一步步选择元器件的种类、封装图的样式等等，可以使绘图和保存文件变得非常容易，这里不再一一介绍。

图21PCB封装图库管理器及其编辑界面

5．绘制PCB电路图

5.1生成网络表

网络表是电原理图和PCB图之间的纽带，只有正确地生成网络表，PCB图的绘制才能变得容易和准确。

在电原理图编辑界面（这里选用阶梯波信号发生器的原理图文件Sheet1.SchDoc），执行Design\NetlistForProject\Protel命令，系统将生成名称为Sheet1.NET的网络表如图22所示。

网络表的内容分两部分，元器件属性表和电气连接表。

前者对于电路图中每个元件的标号、封装形式、元件的文本注释用方括号括起来，“[”为起始标志，“]”为结束标志。

后者描述每个网络节点的电器连接。

其标志为圆括号。

以“（”为起始标志，第一行为网络名称（标号），以下为该网络所连接到的元件引脚号。

最后以“）”为结束标志。

由于绘制电原理图时容易漏选封装图，所以生成网络表后应着重检查元件属性表部分，看看每个元件的封装图是否都已选定，如有漏选，一定要在原理图中补上。

然后再重新生成网络表。

图22阶梯波信号波发生器电原理图文件Sheet1.SchDoc的网络表

5.2生成PCB图文件

在电原理图编辑界面的下部选择System标签，在其中执行Files命令，弹出Files面板，在该面板中展开Newfromtemplate栏，并在该栏中选择PCBBoardWizard，即