protel 99SE的实习设计.docx
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protel99SE的实习设计
摘要
一、实训目的
1、通过实训熟悉原理图的绘制流程。
2、通过实训认识基本元器件的序号、封装形式。
3、通过实习制作原理图生成电路板。
4、通过实习学会自动布线，制作电路原理图元件和元件封装。
二、实训内容
本次实验作为印刷板实习，主要是利用PROTEL99E软件，而这次我们用到的有文件的建立，元件库制作，原理图绘制，PCB图绘制，封装库制作。
1：
元件库制作。
在Documents新建一个SchematicLibraryDocument文件生成一个**.lib文件双击打开就可以自己制作元件了，制作方法有两种，方法1在通用库中添加。
2在项目元件中添加，启动元件编辑器或打开已有元件，添加新元件。
元件的调整，移动；单个元件的移动：
以光标指向所要移动的元件，按下左键不放，直接拖到目的后，放开鼠标左键。
旋转：
出现十字光标后，左建不放，按下Space键，可以将元件依次做90度旋转。
X键：
使元件左右对调。
Y键：
使元件上下对调。
元件的编辑：
双击该元件。
元件的删除：
点击所要删除的元件，选Edit/Clean命令。
绘制新元件【外型文字引脚】修改元件描述和封装，保存即可。
2：
原理图绘制。
首先打开PRTOEL99E软件，新建一个名位xxx.ddb文件，会生成DesignTeamRecycleBinDocuments三个子文件第一个个文件源，第二个是回收站文件，第三个是个人文件夹，再打开个人文件夹，新建SchematicDocument这个文件生成一个后缀名为SCH文件，打开这个文件会有要画图纸存在，再按照自己的要求设置图纸的大小，方向，自体等等。
再载入原理图元件库。
将绘图时需用到的元件库添加到原理图编辑器中，原理图元件库存放在Protel99SE的安装文件夹中：
Desingexplorer99\library\sch。
再看自己要画的图，进行找元件，放在自己设置好的图纸上，调整它们的位置，根据图纸上的连接关系，对各个元件进行连线，放置电源和接地符号，制作I/O端口等。
按照所需要求分配元件符号，检查和更新元件的封装，要注意记得生产网络报表，为以后的PCB图及自动布线，做好铺垫。
要注意的是：
a.画导线要用连线工具。
因为这样才有电气属性，b.放置网络标号。
放置网络标号要用连线工具栏的网络连接工具，不要用画图工具去自己制作。
3：
PCB图绘制。
首先新建一个PCBDocument点开后有两种绘制的法。
a,手动设计用软件提供的设计工具手动设计，这个设计不需要开始原理图时生成的网络报表，只需要自己的要求按照原理图自己连线，布局检查等一系列要求做。
b,还有一个就是利用原理图生成的网络报表电脑自动布线，具体有，导入网络表，确定导入前应该确认原理图的误，否则成PCB板的设计不合理，那样就回不正确，即不合理。
确认没有错误后自动布局布局元件器；手动调整各元件位置，然后使用自动布线布好线。
c，记得要设置一些规则，例如镀铜的规则要设置成30mil还有焊盘的外径80mil内径32mil,安全间距20mil线宽40mil-60mil。
注意事项：
在自动生成PCB板时，要确认原理图中元器件管脚设置应与封装图中对应元器件设置一致，封装库中没有的封装可以自己利用PCB库自己做好后，再导入新的封装库也可以使用，手动调整各元件位置的目的是为了让PCB图，美观，整洁，还有在底层布线。
4：
封装库制作。
新建一个PCBLibraryDocument文件，要制作自己的库，可以将自己所需要的封装，从软件自带的库中复制到自己的库中，库中没有的，可以从PCBLibraryDocument小软件中自己制作需要的合里的封装，记得一定要和原理图的封装库中的封装相同，可以自己重命名也可以，记得每次之后都要更新PCB库，理图也一样，这样日积月累就可以做成一个适合自己的封装库。
注意事项：
有一些小细节，就是在制作封装的时候，注意焊盘只能有一个，不能有两个，那样的话在PCB图中，就会一直是错误的。
还有就是注意焊点，不要多加和少加。
目录
1库元件1
1.1原理图元件库文件创建1
1.2库元件的绘制2
2原理图3
2.1原理图的绘制3
2.2零件自动编号4
2.3电气法则测试4
2.4生成网络表文件4
3PCB封装库5
3.1创建PCB封装库5
3.2封装库的绘制5
4印刷电路板7
4.1新建PCB7
4.2电路板的元件布局8
4.3电路板的元件布线9
4.4元件规格表11
总结12
参考文献13
1库元件
1.1原理图元件库文件创建
首先新建一个自己的原理图元件库文件，进入库元件编辑环境。
具体方法是在上面的数据库文件中，执行菜单命令【File】/【New…】，系统弹出如图1-1所示对话框。
图1-1新建文件对话框
在弹出的对话框中选中原件库文件，然后单击OK键进入工作环境。
如图1-2所示。
图1-2新建的空元件库显示画面
1.2库元件的绘制
（1）把鼠标指向工作区的正中央，将工作区放大至合适比例，注意要将工作区的（0，0）点至于当前屏幕的可视范围之内。
（2）利用绘图工具栏（SchLibDrawingTools）中的画直线工具按钮，在工作区的（0，0）点附近绘制插接件的外形。
（3）单击绘图工具栏中的引脚绘制按钮，然后按下Tab键弹出引脚属性设置对话框。
设置相关属性后确认。
（4）在引脚放置状态下，利用空格键的旋转功能，将引脚设定为合适方向，单击鼠标左键放置引脚。
（5）由于本元件的引脚编号是顺序递增的，并且除【Name】和【Number】这两个属性之外,各引脚的其它属性是相同的，所以放置后面的引脚时，可直接依次进行放置，不必再对下面的引脚进行属性设置。
对所创建元件，如果需要重新命名，可利用菜单命令【Tools】/【RenameComponent】完成。
将制作好的元件保存到当前的元件库中。
制作完成的新元件如图1-3和1-4所示。
图1-3DS12C887元件图1-4双色LED元件
2原理图
2.1原理图的绘制
原理图的绘制之前，首先将所需要的各种元件库装入，具体操作是点击【View】/【DesignManager】菜单中的【BrowseSCH】下的Add/Remove按钮，在弹出的对话框“ChangeLibraryFileList”中选中所需的库文件,然后单击OK即可。
如图2-1所示。
图2-1增加库文件
图2-2原理图
在编辑窗口，首先将【WiringTools】工具栏调到窗口一个合适的位置，如图所示；然后将工作区放大至合适比例，从所需要的元件库中许出所需要的元件，根据实际要求用鼠标和空格键将元器件调整排放到合适的位置。
然后用【WiringTools】中的连线工具把需要连接的各管脚连接起来；或者通过网络标号将需要连接的各管脚连接起来，这样就可以完成一个原理图的绘制。
如图2-2所示。
2.2零件自动编号
对原理图中的元件自动编号，可避免跳号、重号，并且使得图面更有利于解读。
再有，在印制电路板中进行再次自动编号后，可以通用过反向编号来更新原理图中的编号，执行菜单命令【Tools】/【Annotate…】,在弹出的自动编号对话框中可对原理图的元件进行编号。
2.3电气法则测试
进行电气法则测试，可以检查出认为的疏忽和电路设计上的错误，保证印制电路板设计的准确性，设计者执行菜单命令【Tools】/【DRC…】,在弹出的对话框中选出条件，点击“OK”即可。
2.4生成网络表文件
网络表文件是电路原理图与印制电路板之间信息传递的纽带，打开设计好的原理图，执行菜单命令【Design】/【CreatNetlist…】,并在弹出的对话框中进行相关的选项设置，然后单击“OK”即可生成网络表文件。
3PCB封装库
3.1创建PCB封装库
在Protell99SE中带有常用的元件的封装形式，但是，在实际的印制电路板的设计中，往往会用到很多特殊的封装形式，因此，我们仍然需要建立自己的PCB库元件。
具体步骤如下：
创建一个设计数据库文件，并在设计数据库中“Document”文件下，选中“PCBDocument”，创建一个PCB元件库文件,如图3-1所示。
图3-1库元件创建向导
一般来说，使用元件创建向导进行新元件的创建时，程序会自动把引脚1设置为参考点，但如果是使用手工创建新元件的话，要么在创建的过程中将编号为1的焊盘放在工作区（0，0）点上，要么在新元件创建完毕后，执行PCB元件库编辑器设置元件参考点的命令，来指定参考点的位置。
3.2封装库的绘制
在图3-2的工作窗口中，我们需要对新设计的印制板库元件设置参考点。
步骤如下。
打开菜单【Edit】/【SetReference】,其中有一个子菜单在这个子菜单上有3个菜单项命令，分别是【Pin1】、【Center】、【Location】。
执行【Pin1】菜单项命令，表示将引脚1作为元件的参考点。
执行【Center】菜单项命令，表示以元件外形轮廓的几何中心作为元件的参考点。
执行【Location】菜单项命令，表示由用户自己选定一个位置来作为元件的参考点。
设置完元件的参考点后，保存修改后的库元件。
图3-2库元件工作窗口
制作完成的库元件进行保存，便可以进行以后的封装使用。
以下是制作完成的按键库元件和电源插件，如图3-3和3-4所示。
图3-3按键图3-4电源插件
4印刷电路板
4.1新建PCB
执行菜单命令File|New，系统弹出如图4-1所示对话框，双击途中的图标PCBDocument,完成创建。
图4-1创建PCB对话框
采用网络表文件载入方法：
在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】/【LoadNetlist…】,在弹出的对话框中点击“Browse”按钮，弹出“Select”对话框，选择网络表文件后点击OK键。
如图4-2所示进行网络表文件的载入。
单击网络表文件载入对话框中的Execute按钮，完成网络表和元件的载入。
图4-2添加网络表
4.2电路板的元件布局
PCB上元器件的布局，要考虑PCB尺寸大小。
在确定PCB尺寸后，先确认特殊元器件的位置，然后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。
元器件布局的总体思路是：
重视元器件布局对电性能的影响，把连线关系密切的元器件尽量放在一起，尤其对一些高速线，布局时就要使它尽可能地短，功率信号和小信号器件要分开。
在满足电路性能的前提下，还要考虑元器件摆放整齐、美观，便于测试，印制电路板的机械尺寸，插座的位置等要合适，总之布局的目的就是充分利用PCB空间，使元器件布局紧凑、合理并满足电气性能要求。
基本原则介绍如下：
①元器件的布局，应使高频元器件之间的连线尽可能缩短，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
②易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。
③对有较高的电位差的对象，应加大其间距，以免放电引起意外短路。
④带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
⑤对较重的元器件（>15g），应用支架加以固定。
那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制电路板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。
热敏元件应远离发热元件。
⑥对于可调元件，如可变电阻、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等，其布局应考虑整机的结构要求。
若是机内调节，应放在印制电路板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
⑦应留出印制电路板定位孔及固定支架所占用的位置。
⑧按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
电路板上元件布局情况的优劣，不仅将影响布线工作的难易程度，而且会关系到电路板实际工作情况的好坏。
布局方法有：
自动布局、手工布局以及二者的相结合。
手工布局的方法很简单，只是用鼠标的左键点住想要移动的元件，并用空格键调整元件的方向，把元件调整到设计者要求的地方即可。
如图4-3所示手工布局。
图4-3元件布局
4.3电路板的元件布线
执行菜单命令【Design】/【Rule…】,在弹出的如图4-4所示的设计规则设计对话框中，就可以对正在设计的电路板进行设计规则的设置其中含有多种设计规则：
【Routing】标签（电路板的布线设计规则）【Manufactuing】标签（制作设计规则）【HighSpeed】标签（与高频设计有关的设计规则）【Placement】标签（元件布局设计规则）【SignalIntegrity】标签（信号完整性分析规则）【Other】标签（其他相关的设计规则）,采用自动布线规则检查对于印制电路板是非常重要的，对印制板进行布线后，设计者一定要执行菜单命令【Tools】/【DesignRuleCheck…】,对设计规则检查设置进行检查，如图4-5所示。
图4-4设计规则设置对话框图4-5设计规则检查
在对设计规则对话框中的【SignalIntegrity】按钮进入信号完整性分析检查项设置对话框进行设置基础上；然后对设计规则检查设置对话框中【RoutingRules】栏、【ManufacturingRules】栏和【HighSpeedRules】栏下的各约束设置项进行选择设定，最后单击【Tools】/【DesignRuleCheck】/【RunDRC…】按钮设计规则检查，生成一个DRC文件。
要求设计者必须通过这个DRC文件，检查出与自己设计规则冲突的警告和错误。
布线后的电路板如图4-6所示。
图4-6元件布线图
布线后的电路板的3D效果如图4-7所示。
图4-7电路板的3D效果图
4.4元件规格表
以下是这次实训制作的电路板元件规格表。
表1-1元器件规格一览表
元器件
规格与型号
图中编号
数量
元件封装
51单片机
AT89S52
U3
1
PDIP40
实时时钟IC
DS12C887
U2
1
EDIP24
直流电动机驱动IC
TDA5C140A
U4
1
NA
4位LED显示IC
HPDL1414
U6，U7
2
DIP-12
达林顿阵列
ULN2003
U8
1
DIP-16
可调三端稳压器
LM317
U5
1
TO220H
+5V三端稳压器
LM7805
U1
1
TO-220
LED
φ5mm
D1
1
自制LED0.1
RGBLED
VD1
1
自制LED0.1
电解电容
47uf
C1，C2
2
RB.2/.4
10uf
C5，C8
2
RB.2/.4
电容
0.1Uf
C2,C4,C6
3
RAD0.1
22pf
C7,C13
2
RAD0.1
18nf
C9,C10
2
RAD0.1
10nf
C12
1
RAD0.1
220nf
C11
1
RAD0.1
电阻
300Ω
R1,R3
2
AXIAL0.4
10Ω
R2,R6
2
AXIAL0.4
240Ω
R5
1
AXIAL0.4
600Ω
R4
1
AXIAL0.4
电位器
5KΩ
R7
1
VR4
晶振
24MHz
XTAL1
1
AXIAL0.3
按键开关
SW-PB
S2,S3,S4
3
自制SW-PB
光电传感器
S1
1
DIP6
原件封装库
Transistor.libMiscellaneousDevices.lib
Advpcb.ddb等
其他
插座，接插件等
总结
在实验中，我由于粗心犯了许多不该犯的错误，而且自己总是急于求速度，没有去好好静下心来去做电路图。
在应用这个软件时，由于我用过和这类似的软件，所以在用起这款软件是时候比其他的同学用起来比较轻松。
在刚开始的时候，我对于这款软件一点也不知道，后来，在老师的细心教导下，让我对这款软件有了初步的认识。
首先，老师教我们怎样建立自己的以.sch为后缀的文件，怎样在这个文件的网格内画电路图；怎样建立我们自己的库文件（以.Lib为后缀的文件）。
之后，教我们怎样制作印刷电路PCB板（以.PCB为后缀的文件），将画好的电路元器件怎样导入PCB板中，怎样做自己的PCB板库文件。
其实，在这次实习中，我们只是对protel99SE略微的了解了一些，也就是说，我们现在只是一个入门，要想学的更好，得我们以后自己去发展。
不过，实习就是实习，它让我学会了它的最简单的电路板制作，虽然说不是很好，但对于没学的人来说还是大有成就的啦。
最后，它让我知道，在做每件事的时候不要过于心急，要有耐心，专心的去研究它，遇到困难要勇于面对，做到做不出来绝不罢休的目的。
参考文献
[1]王庆林，张伟，电路设计与制版Protel99SE基础教程，工业电子出版社，2012，7
[2]韩晓东，李永江，protel99SE电路设计实用教程（第二版），2011，8
[3]高鹏，安涛，寇怀成，电路设计与制版protel99入门与提高，北京：
人民邮电出版社，2001
[4]谷树忠，闫胜利，protel2004实用教程-原理图与PCB设计，北京：
电子工业出版社，2005
[5]张伟，Protel99SE基础培训教程，北京：
人民邮电出版社，2009
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