protel课程总结.docx

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protel课程总结

课程设计报告

设计类型：

综合设计

设计题目：

CPLD光耦输出板PCB的设计

系别：

电子信息与电气工程系

年级专业：

学号：

学生姓名：

指导教师：

2011年1月4日

课程设计任务书

设计

题目

光耦输入板的PCB板图设计

设计类型

应用型

导师姓名

史俊

主要内容及目标

1完成CPLD1032E的实验电路板配套的光耦输入板的原理图及其PCB板图的设计；

2完成电路原理图元器件库的设计，PCB板图封装库设计；

具有的设计条件

计算机及protel99se软件。

计划学生数及任务

08通信工程2班：

任务：

①绘制电路原理图

②电路原理图元器件库的设计

③PCB板图设计

④PCB板图封装库设计

计划设计进程

1、从接题开始收集资料、准备设计

2、学习电路原理图的绘制及PCB板图制作方法

3、完成设计任务，同时编写设计报告

参考文献

1、《Protel99SE电路原理图与PCB设计及仿真》，机械工业出版社，作者：

清源科技   

2、《电路设计与制版protel99高级应用》，老虎工作室赵晶编著，人民邮电出版社

3、《protel电路原理图与pcb设计108例》，李华嵩编著，中国青年出版社

光耦输入板的PCB板图设计

摘要：

随着计算机技术的发展与应用，电脑软件越来越多的应用到电路设计中，诸如：

Protel，Multisim等，这些软件的应用使得电路设计更加的方便，它们的仿真功能更是使得电路设计更好的与实际结合。

Protel是当今电子行业中常见的EDA工具，能够完成电路图的设计、PCB板的制作与仿真。

本课程设计将从光耦输入板的原理图设计及其印刷板电路板（PCB）的制作加强对Protel99SE的学习与应用。

关键字：

Protel99SE，电路设计，CPLD,光耦输出，PCB

一、引言

Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。

按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。

1、电路工程设计部分

（1）电路原理设计部分：

电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlep编辑器）和各种文本编辑器。

本系统的主要功能是：

绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。

（2）印刷电路板设计系统：

印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称Public编辑器）和电路板组件管理器。

本系统的主要功能是：

绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。

（3）自动布线系统：

本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。

2、电路仿真与PLD部分

（1）电路模拟仿真系统：

电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。

（2）可编程逻辑设计系统：

可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。

本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。

利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。

（3）高级信号完整性分析系统：

信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。

因此Protel是一款使用方便，操作简单，功能强大的EDA工具，在电路设计中应用很普遍，电子类专业的学生有必要对其功能及应用有一定的了解，要做到基本能够熟练操作与应用。

本课设的目的就是加强对Protel的操作与应用。

二、CPLD光耦输出板原理图绘制

2.1电路图设计基础和操作步骤：

（1）印制电路板设计的流程方框图：

电路原理图设计产生网络表印制电路板设计；

（2）电路原理图设计的一般步骤：

开始打开protel软件创建设计数据库创建原理图文件图纸设置加载元件库放置元件调整元器件布局位置进行布线及调整存盘打印；

◎运行Protel99SE：

从windows左下角的

按钮开始，运行Protel99SE的执行程序就可以进入Protel99SE界面。

◎初识Protel99SE：

Protel99SE主窗口包括菜单栏、工具栏和状态栏及命令指示行。

◎启动各种编辑器：

Protel99SE针对最常用的操作和文件共有8个编辑器，分别是文件夹编辑器（DocumentFolder）、印制电路板编辑器（PCBDocument）、元件封装库编辑器（PCBLibraryDocument）、原理图编辑器（SchematicDocument）。

原理图元件库编辑器（SchematicLibraryDocument）、表格编辑器（SpreadSheetDocument）、文本编辑器（TextDocument）、波形编辑器（WaveformDocument）。

首先创建新的或打开已经存在的设计数据库文件，然后在该设计数据库中创建新的或打开已经存在的文件，最后在设计管理器窗口中用鼠标单击该文件，或在工作窗中用鼠标双击该文件图标即可启动。

2.2Protel绘制电路图

（1）建立工程库文件，原理库文件

建立工程文件及原理图文件。

选择菜单【File】/【New】,建立名为“COLD光耦输出.ddb”的工程文件，然后再选择菜单【File】/【New】，弹出如图1所示的对话框。

选择“SchematicDocument”,点击OK建立名为“COLD光耦输出.sch”的原理图文件。

图1NewDocument对话框

（2）加载原理图元件库

原理图元件库可以包含一个或是几个具体的元件库，在这些具体的元件库中，存放着不同类型的元件符号。

加载元件库的方法：

（1）在DesignExplore管理器中选择BrowseSch选项卡；

（2）在Browse下面的下拉列表框中选择Library；

（3）单击Add/Remove按钮；

（4）弹出ChangeLibraryFileList对话框；

（5）在存放元件库的路径下，选择所需的元件库文件名，然后单击Add按钮，则所选择的元件库文件名出现在显示框中；

（6）重复上面的操作，可加载多个元件库，最后单击OK按钮。

图2添加元件库

2.3绘制电路原理图

在元件库中找到绘制电路所需的元件将它们合理的摆放到Protel的工作界面上，摆放元件是的基本快捷方式为：

移动元件：

用鼠标左键点中元件，并按住不放，然后移动元件。

元件的旋转：

就是改变元件的放置方向。

用鼠标左键点中元件后，按住不放，此时可以使用功能键，就可以实现元件的旋转。

SPACE键：

让元件旋转90°。

Ctril+X键：

使元件左右对掉，即是自光标为轴作水平对调。

Ctril+Y键：

使元件上下对掉，即是自光标为轴作垂直对调。

待元件摆放完毕后，点击

图标给元件连线。

作业要求TLP521手动绘制原理图形及其PCB封装。

新建schematic.lib文件，手动绘制如附录所示。

经过上述操作后得到电路图如图3。

图3：

绘制完成的电路原理图

（1）电路连接检查

原理图绘制完成之后，还需要对原理图进行编译并对其连接进行检查，检查无误后才能进入PCB班的设计阶段，系统会按照用户的设置及问题的严重性，分别以“Error”（错误）或“Warning”（警告）等信息来提醒用户。

ERC检查方法：

点击菜单栏的【Tools】，在下拉菜单中选择ERC，会弹出一个对话框如图4。

点击OK，就会对电路进行电气检查。

电气检查完之后，就会弹出图5所示对话框，如果有错误，就要根据ERC检查的提示自己检查电路的连接，查看错误的连接处，改正错误的连接，然后再检查，直到ERC检查无误，再进入下一步。

图4ERC检查图5ERC检查无误

3、CPLD光耦输出板PCB板图绘制

3.1元件封装与网络表的生成

在制作PCB前一个重要步骤是元件的封装，只有元件的封装号与PCB封装库里的一一对应，导入网格表才能顺利成功。

涉及有关TLP521的PCB封装，根据给出实际元件的尺寸大小，分别用游标卡尺测出各项参数，然后绘制，如附录所示。

封装时双击所要封装的元件就会弹出示对话框。

在

中修改封装号。

修改完毕后点击OK，就这样对每一个元件进行封装。

图13修改封装号

另一个重要步骤是生成网络表，点击菜单栏中的【Design】在下拉菜单中选择CreateNetlist就会弹出图6所示的对话框。

这样，网络表生成完毕。

图6网格表

3.2新建PCB文件并导入网络表

双击Document，在空白处右击，在下拉菜单中选择New，会弹出图4所示的对话框，选中PCBDocument，单击OK则生成一个PCB文件。

双击PCB文件。

在弹出的对话框中点击【KeepOutlayer】在工作区用线画一个合适的框。

然后在菜单栏中选择【Design】/【LoadNet…】选择Browse，在弹出的对话框中选原理.NET，然后单击OK，若电路元件的封装没有问题，点击Execute，加载网络表成功。

3.3PCB布局与布线

PCB的布局分为自动布局和手动布局，在这里我选择手动布局。

将各元件通过鼠标分开摆放在合适的位置，然后对摆放的元件布线。

PCB的布线也分为手动布线和自动布线，一般为了PCB的美观，我们选择手动布线，其次布线时要小心，线不能从元件中穿过。

在布局和布线完成之后所得图为下图所示。

图7电路的PCB2D效果图

由于是手动布线，在布线完成之后要对布线进行检查。

单击菜单栏的【Tools】/【DesignRuleCheck】会弹出一个对话框，选择RunDRC对PCB布线进行检查。

如有错误，则需要根据提示对错误部分进行检查及相应的修改，直到检查无误。

3.4PCB板敷铜

作为PCB制作的最后一步，PCB的敷铜一般都是连在地线上，增大地线面积，有利于地线阻抗降低，使电源和信号传输稳定，在高频的信号线附近敷铜，可大大减少电磁辐射干扰。

总的来说增强了PCB的电磁兼容性。

提高板子的抗干扰能力。

PCB的覆铜点击工具栏

图标，将弹出的对话框设置

，点击OK，然后在PCB上画一个框将PCB电路图前不包含在内，完成之后电路覆铜完成。

电路板覆铜如下图所示。

图八敷铜后的PCB2D效果图

图九敷铜后的PCB3D效果图

四、心得体会

本课程在学习结束之后就开始了课程设计，这次的Protel课设不像上学期的模电课设，这次的时间比较充裕，所以觉得这次的比上次的做的好一点，虽然还是有瑕疵。

但是这次全是靠自己的力量完成的，感觉比上次学到的东西更多。

上次的课设几乎就是应付一下，可是这次我是完全投入到了Protel软件的学习与应用中。

在这次的Protel课程设计中，由于太久没有用过Protel，有些基本的操作已经忘记，所以开始的一段时间我到图书馆去借阅了一些关于Protel的书籍，并通过边看书边操作的方法对Protel的操作进行熟练。

把基本操作熟练之后，我就开始进入对课设题目的选择中了，开始时不知道做什么题目，后来发现还是做书上的电路比较好，不仅原理比较清楚，而且也可以达到对书本知识加以验证与运用的目的。

经过一番选择之后，我决定做目前的这个题目。

找到电路之后，接下来的就是开始用Protel画原理图，仿真以及制作PCB印刷板了。

在绘制电路图时，由于开始不知。

道怎么样来自己制作元件的原理图及封装，走了很多的弯路，最后在老师的帮助下，我终于把TLP521的封装做了出来，经过重新绘制电路，经过ERC检查透过后，心中无限欣慰。

仿真完后，就开始对电路图做PCB印刷板。

绘制完电路，生成网络表之后，我就开始做PCB，可是在做PCB时又出现了新的问题，在加载网络表时，由于封装没有做好，导致很多错误，因此我在提示下开始对错误进行修改。

有一个问题，修改了好多次，最后才成功。

那就是在我的ProtelPCB封装库中数字芯片的封装号为DIP14可是默认的是DIP-14，结果造成加载网络表是老出问题。

不过经过修改总算解决的问题，感觉很有收获。

总的来说这次的课程设计收获颇丰，对Protel的操作和应用有了更深入的了解。

参考文献:

【1】何英《PROTEL应用与入门》机械工业出版社.

【2】王玉连《零起步轻松学Protel99SE电路设计》人民邮电出版社

【3】赵晶《电路设计与制作Protel99高级应用》人民邮电出版社

【4】谢自美《电子线路设计实验测试》（第三版）华中科技大学出版社

课程设计评语

指

导

教

师

评

语

设

计

成

绩

注