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1、计算机绘制电路图训练,第1章 原理图设计环境,Protel 99 SE主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成,1.1 原理图设计基础,原理图设计步骤1 设置原理图设计环境 Design/options，tool/preferences2 放置元件 从元件库中取出3 原理图布线 导线连接4 编辑与调整 编辑元件属性（元件名、参数、封装），调整其位置5 检查原理图 使用电气规则检查6 生成网络表 网络表即元件名、封装、参数及元件之间的连接表。7 打印输出,Design/options用于纸型、栅格和标题栏内容等选项的设置,设置栅格（三类）Snap Grid：捕捉栅格，元件和线等对象只
2、能放在栅格上。Visible Grid：可视栅格，屏幕显示的网格。Electrical Grid：电气捕捉栅格。可使连线线端和元件管脚自动对齐。连线时一旦进入电气捕捉栅格的范围时，连线就自动的与元件管脚对齐，出现一个大黑点。该黑点又称为电气热点。一般要求捕捉栅格的距离大于电气捕捉栅格的距离。,一些常用快捷键,Page up 放大视图Page down 缩小视图End 刷新画面 Tab 当元件浮动状态时，编辑元件属性空格 旋转元件或变更走线方式X 元件水平镜像Y 元件垂直镜像Esc 结束当前操作,1.2 进入设计环境,1、Protel 99SE对计算机的需求为：CPU：奔腾II以上，显示分辨率：
3、1024*7682、 Windows NT/95/98及以上版本操作系统。3、启动Protel 99SE，如果桌面有快捷方式，双击进入。或从开始菜单进入。,建立原理图文件,1、建立数据库文件。选择“File/new”,在出现的对话框中输入文件名，改变文件路径。，点击“OK”。2、双击【Document】图标，执行菜单命令【File】/【New】。或者在空白处单击鼠标右键，选择【New】会出现如图所示的选择类型对话框。,第2章 用工具画原理图,2.1 原理图画图工具 在图纸上放置电路部件时，一般有三种途径： 菜单命令；工具按钮；快捷键,画图工具箱,1、放置零件（Place/Part） （1）利用
4、菜单命令： Place/Part （2）使用快捷键：P,P （3）利用工具栏上的 按钮 （4）利用零件管理器（最常用） （5）利用数字对象工具栏,零件的电气属性设置：（双击元件或者在浮动状态时点击TAB键）关键选项：元件封装元件编号（序号）,GLOBAL按钮，功能：修改本对象属性的同时，也修改其他对象的属性。常要修改的是各个元件的封装。,2、连线（Place/Wire） 改变导线的走线模式： 在放置导线时，每按下空格键一次，就改变一种走线模式。（共六种模式） （1）Any Angle: 任意角度走线（2）45 Degree Start: 45度起始（3）45 Degree End: 45度终止
5、（4）90 Degree Start: 90度起始（5）90 Degree End: 90度终止（6）Auto Wire: 自动走线在自动走线模式下，只要指定起点和终点，系统将会按照最佳方法走线。,3、放置连接点（Place/junction） 计算机会自动放置连接点；利用工具栏上的 按钮4、画总线 总线由总线入口、总线和网络标号三部分组成。 总线入口（Place/Bus Entry） 总线与元件管脚连接的部分。 总线入口与管脚之间须用连线连接，便于放置网络标号。 总线（Place/Bus） 总线只是示意性电气连接，真正表示连接的是网络标号。 网络标号（Place/Net Label）,网络标
6、号用途：1、使总线或其他网络易于识别；2、表示电气连接。 对一张原理图来说，只要网络标号相同的网络就表示它们都是连接在一起的。注：网络标号的左下脚为基准点，放在要标记的网络上。,5、电源和地线（Place/ Power Port） 电源和地线在原理图上是一个符号，其实可以把它看成是网络标号，图中所有的电源或地线都是连接在一起的 。6、输入输出端口（Place/ Port） 当电路很复杂，由很多张电路图构成。电路图之间的连接就由输入输出端口来完成。 按TAB键设置端口属性。,7、图纸符号（Place/Sheet Symbol) 总图 分图 在总图上，各个分电路图用图纸符号表示。8、图纸符号端口（
7、Place/Add Sheet Entry) 自顶向下设计： 从符号生成图纸（Design/Create sheet from symbol）,9、忽略电气检查的符号 （Place/Directives/No ERC） 进行电气检查时，将不对该点进行检查。10、PCB设计规则符号 用于向PCB板提供一些信息，例如线宽、过孔直径、布线优先权等。,2.2 原理图绘图工具,原理图绘图工具是用来修饰、说明原理图的工具。使用方法基本同Windows操作系统中的画板。特殊工具：阵列粘贴（粘贴数量，序号间隔数字，水平间隔，垂直间隔）,2.3原理图的编辑,1、复制、粘贴、阵列粘贴2、选择（Edit/Selec
8、t）3、撤销选择（Edit/DeSelect）4、排列与对齐（Edit/Align）5、跳转（ Edit/Jump）6、对象统计列表（ Edit/Export to Spread）7、材料清单（Report/Bill of Material）,元件的删除执行菜单命令Edit/Delete，当光标变为十字形状后，将光标移到想要删除的元件上，单击鼠标左键，即可将该元件从工作平面上删除。 选中所要删除的多个元件，然后执行菜单命令Edit/Clear。选中元件，直接按键盘上的Delete键。元件移动1.直接用鼠标拖动。2.执行菜单Edit/Move/Move命令，再用鼠标移动。3.用鼠标单击选中再移动
9、。4.用鼠标拖动选择多个元件，再移动。5.用Edit/Move/Move Selection命令移动。,其他操作,模板和网络表电气规则检查（ERC）标注（Annotate）区域放大显示View/Fit Document 将原理图缩小到全屏幕View/fit all object将所有对象显示在屏幕上View/area 区域放大，先选取该菜单，鼠标单击选中区域的作上角和右下角View/around point 基本同区域放大，放大以一点为中心的距形区域主工具条上常用按钮,标注Tool/Annotate,第 3 章 画元件图,一、启动电路图零件库编辑器1、从电路图编辑器切换到零件库管理器2、创建一
10、个零件库文档File/New Document 然后在对话框中双击 Schematic Library Document图标。,界面,1、主菜单栏2、主工具栏3、零件库管理器4、零件设计窗口5、零件绘图工具栏6、IEEE绘图工具栏,二、电路图零件库的管理,1、库零件的选择和显示2、库零件的分组功能3、库零件引脚的显示4、库零件模式的选择,三、画元件图的工具,绘图工具大部分与原理图绘图工具相同，只多加了三个工具。 引脚放置工具：如果在放置前按tab键或放置后双击引脚。则出现引脚属性对话框,引脚属性,四、SCH零件的设计制作,1、添加新元件 Tools/New Component2、绘制元件体3、
11、放置元件管脚Place/Pins4、调整元件符号大小和管脚位置5、设置元件的标注信息,绘制集成电路元件,绘制分立电路元件,设置编辑环境,五、元件库文件报表,1、元件报表文件 Reports/Component2、元件库报表 Reports/Library3、元件检查表 Reports/Component Rule Check,第4章 原理图画图练习,4.1 画图前奏1、启动Protel 99SE2、菜单File/New Design3、菜单File/New ，在打开的窗口选择Schematic Document图标，创建新的原理图文件。4、设置画图环境（1）使用菜单Design/Option设
12、置图纸尺寸、栅格等内容。（2）使用菜单Tool/Preference设置图纸移动方式、速度，以及光标形状等内容。,4.1.2 设置元件库,必须有元件库才能画图！ 进入元件库管理器，单击Add/Remove按钮，然后在出现的窗口选择 DesignExporer 99SELibrarySch路径，选择你需要的元件库。,常用元件库,1、一般元件： miscellaneous Device.ddb库2、TTL和CMOS数字集成电路： TI Databooks库或NSC Databooks库3、运放和稳压电源： NSC analog.ddb库,4.1.3 画图步骤,1、将所有元件从库中取出，放置在图纸上
13、，并调整好位置。2、使用连线工具将元件连接起来。3、设置元件属性。4、用Tool/Annotate 对元件编号。5、电气检查（ERC）。6、用Reports/Bill of Material 建立材料清单。7、用Design/Create Netlist 建立网络表，为画PCB图做准备。,4.2 画图示例,例4-1 ：试画出如下图所示的两级放大器。要求进行ERC检查、元件表和网络表。,解：（1）放置元件，究竟哪个元件在哪个库中，需要多画图积累经验，对于初学者应该适当记住一些元件名称（Lib Ref）和封装(Foot Print)。该练习中元件列表见表4-1。在该表中有元件值、元件封装和元件所在
14、元件库。放置元件时需要使用如下快捷键： 空格键： 每单击一次空格键使元件逆时针旋转90度。 TAB键：当元件浮动时（跟着鼠标移动）单击Tab键可以显示属性编辑窗口。 X键：元件水平镜像（翻转） Y键：元件垂直镜像（翻转）,（2）连接导线 使用画线工具连接导线。 连线时一定要等鼠标被电气栅格捕捉到时，再单击鼠标放线。当元件被电气栅格捕捉时，会出现一个黑点。（3）放置电源、地线和网络标记 放置网络标号时，一定要等标号左下角的黑点出现在连线上再单击鼠标将网络标号放下。,（4）自动元件编号 使用菜单Tool/Annotate对元件自动编号。（5）编辑元件属性 双击各个元件，在弹出的属性窗口输入元件的属
15、性，注意一定要输入元件封装。 注：虽然我们现在只画的是原理图，还没有用到元件封装（Footprint），但是每一个元件都应该给定封装，目的是对不同元件的不同封装有所认识，为以后的PCB板图做好准备。（6）电气规则ERC检查菜单Tool/ERC，检查完后，若没有错误，进行下一步,（7）原理图元件列表 使用Edit/Export to Spread菜单，根据向导得出EXCEL格式的电子表格。（8）网络表 菜单Design/Netlist。,第5章 电路板设计环境,5.1 设计电路板基础5.1.1 如何设计电路板 1、自动布线法 2、人工布线法,设计电路板大体步骤,1 设计原理图，进行ERC检查，生
16、成原理图的网络表2 进入PCB环境，确定电路板层数、尺寸等电路板参数3一次使用design/load Nets菜单，调入网络表，4 布置元件5 设置自动布线规则，自动布线，或者人工布线6 修饰电路板，存盘或打印文件,5.1.2 电路板中设计对象,Foot Print: 元件封装Pad: 焊盘Via: 过孔Interactive Route（Track）:铜膜线（导线）,5.1.3 电路板结构,绝缘板（环氧树脂）铜膜1 物理层板 单层板：一面敷铜，成本低，布线困难 双层板：包括顶层（元件面）（Top Layer）和底层（焊接面）（Bottom Layer）。两面敷铜，较理想。 多层板：包含多个工
17、作层，除顶层和地层以外，还包括中间层、内部电源层、接地层等。工艺复杂，价格高。如四层板，六层板。P95 图5.3,2 元件,（1）原理图元件与PCB封装之间的关系同一元件，经常有不同的封装形式，元件封装的主要参数是形状尺寸，只有尺寸正确，才能正确焊接。原理图元件的引脚号码必须与封装图中的焊盘号码一致。,（2）插针元件：我们平常接触的大多都是插针元件。 电路板上必须有焊盘和钻孔。 （3）表贴式元件：基于表面贴装技术的一种元件。该技术直接把元件粘贴在电路板表面，元件体积小，电路板不需要钻孔。 （4）封装图结构：包含元件图形、焊盘和元件属性三部分。 注：焊盘上的号码就是管脚号，必须与原理图中元件引脚
18、号码一致。,元件图形是元件的几何图形,无电气特性元件的基本属性是序号和注释,PCB常用封装库,a、路径：Design explorer 99 SELibraryPcb一般封装库：Generic Footprints连接器封装库：ConnectorIPC封装库：IPC Footprintsb、常用封装库：Generic Footprints Miscellaneous.ddb Advpcb.ddb General IC.ddb Transistors.ddb,部分元件的封装说明,3、焊盘,电路板与元件的联系就是焊盘 插针式焊盘: (有钻孔) 表贴式焊盘: (无钻孔),4、铜膜线（Track）,也
19、称：铜膜走线，导线 用于连接各个焊点，是PCB板最重要的部分。PCB设计就是围绕如何布置导线进行的。 一般走线在不同的层面取不同的走向，如底层走水平线，顶层走垂直线。顶层与底层的连接采用过孔(via)连接. 与导线有关的另一种线，常称“飞线”，即预拉线。,5、过孔（Via）,连接两个层面上的铜膜线的孔叫过孔。 又称：导孔、贯孔、沉铜孔和金属化孔。 参数：过孔直径（Via Diameter） 钻孔直径（Hole Size） 分类：穿透式（Through） 半隐藏式（Blind） 隐藏式（Buried）6、网络表 网络表是连线的基础，它给出各个焊盘之间的连接关系。当网络表调入到电路板后首先产生预拉
20、线。Protel 99se布线就是依据这些看似很乱的线进行的。,7、阻焊层（Solder Mask） 为非布线层，用于制成丝网漏印版，将不需要焊接的地方涂上阻焊剂。 顶层阻焊层（Top Solder Mask） 底层阻焊层（Bottom Solder Mask）8、丝网漏印层（Top Overlay 和 Bottom Overlay）:用于书写文字、说明。9、内层（Internal Plane）：用于电源或地线网络的布线。10、禁止布线层（Keep Out Layer）: 用于设计电路板的外形和尺寸。,11、安全间距,铜膜线与铜膜线（Track to Track） 铜膜线与焊盘（Track t
21、o Pad） 焊盘与焊盘（Pad to Pad） 焊盘与过孔（Pad to Via） 之间的最小间距（Clearance） P100 图5.12,设计PCB的流程,1、准备原理图和网络表2、规划电路板3、设置参数4、装入网络表5、布局元件6、自动布线7、手工调整8、保存及输出文件,5.2 进入PCB设计环境,1、进入PCB设计环境（1）File/New ,双击PCB Document（2）File/New 进入PCB设计向导（3）在原理图设计窗口 Design/Update PCB,5.3 电路板管理器,1、 网络管理功能 Nets 用于选择网络，将选择的网络高亮显示2、元件管理功能 Comp
22、onents 用于选择元件3、封装库管理功能 Libraries用于选择已经加入管理器的元件封装库 4、网络分类管理功能Net Classes 功能基本同网络管理5、元件分类管理功能Components Classes功能基本同元件管理6、错误检查功能 Violations按规则检查连线 7、规则符合查询功能 Rule,5.4 电路板设计环境,5.4.1 电路板板层和栅格设置 菜单Design/Options可设置电路板层的设置,测量单位：metric 公制：mmimperial英制：mil1mm=40mil1mil=0.0254mm,5.4.2 电路板画图环境设置,菜单 Tool/Prefe
23、rences 1、Options 页面 2、Display 页面,第6章 人工画电路板,6.1 定义电路板6.1.1 直接定义电路板(1)设置电路板层 File/New 建立的电路板文件是双层板 Top overlay:丝网层 Top:顶层是元件面 Bottom:底层是焊接面 Keep out layer:禁止布线层，用于设置电路板边缘 Mechanical layer:机械层，用于放置电路板尺寸 Myti layer:穿透层,（2）设置电路板边缘尺寸（小键盘的+-键）切换到Keep out层，使用画线工具 画框，此框就是电路板的大小。（3）定义单层电路板 使用Design/Layer Sta
24、ck Manager，右下脚的Menu按钮，在example layer stacks子菜单，选择single layer。6.1.2 使用向导定义电路板File/New Wizards Printed Circuit Board Wizard,6.2 放置设计对象,1、元件封装2、铜膜线3、圆弧4、尺寸线5、坐标6、文字7、焊盘,8、过孔9、填充10、铺铜11、轮廓线12、焊盘泪滴处理13、放置元件屋14、放置禁止层轮廓线的对象,6.3 编辑电路板,1、剪切/复制2、粘贴/阵列粘贴3、选择/撤消选择4、查询管理器 Edit/query manager5、 移动对象6、坐标原点7、跳转,8、排
25、列元件 View/Toolbars/Component Placement9、重新编号 Tool/Re-Annotate10、测量距离 Reports/Measure Distance Reports/Measure Primitive,6.4 窗口显示与配置 View/Zoom Last View/Board in 3D6.5 报表与统计 1、建立管脚文件 Reports/Selected Pins 2、电路板信息 3、CAM管理器 File /CAM Manager 4、统计列表 Edit/Export to Spread6.6 电路板图的输出打印,第7章 画元件封装图,7.1 元件封装编
26、辑环境File newPCB Library Document ,生成文件PCBLIB1.LIB。,7.2 元件封装向导,Tool/new component依此进行下列设置：选择元件模板、单位，焊盘大小，焊盘间距，丝网层的元件图形线宽（缺省值），焊盘编码方式（numeric自然数值编码）,焊盘排列方式和排列数量，输入元件名称。,7.3直接画元件封装,1、启动元件封装编辑器，进入元件封装编辑环境。2、使用View/toggle unit菜单，改单位mm3、tool/library菜单的环境设置窗口将snap栅格设置为0.5mm，可视栅格设置为5mm4、按照实际元件的尺寸，使用Place/pad
27、菜单或者工具箱中的焊盘工具 放几个焊盘到元件编辑窗口中。5、编辑焊盘，焊盘孔直径要足够大，保证元件能插进去，焊盘外直径要足够大，保证焊接牢固。双击焊盘，设置焊盘孔hole size，和焊盘外直径X-size，Y-size。6、在top overlay层面画元件形状。使用track工具画元件图形7、使用tool/rename菜单更改元件封装的名称。,1、发光二极管封装（利用向导）,1 启动元件封装编辑器2 启动元件封装向导tool/new component3 选择二极管封装，选择公制单位4 选择通孔式焊盘（through hole）5 设置焊盘，缺省值6 焊盘间距离，缺省值7 丝网线宽用缺省值
28、画二极管图形8 输入二极管名称。9在Top overlay层更改图形。,1、发光二极管封装（直接画）,1、启动元件封装编辑器，进入元件封装编辑环境。2、使用View/toggle unit菜单，改单位mm3、按照实际元件的尺寸，使用Place/pad菜单或者工具箱中的焊盘工具 放2个焊盘到元件编辑窗口中，焊盘间距3mm，使用焊盘属性对话框中的XY位置设置。4、编辑焊盘，双击焊盘，设置焊盘孔hole size(0.7mm)，和焊盘外直径X-size (1.2mm)，Y-size(1.2mm)。5、在top overlay层面画元件形状。使用track工具画元件图形6、使用tool/rename菜
29、单更改元件封装的名称。,第 8 章 自动布线画电路板,8.1 网络表的调入与编辑1 Design/load Net 将原理图生成的网络表调入电路板设计环境。常出现的错误：元件封装名与元件引脚号不对。2 从原理土编辑窗口将网络表直接调入电路板设计环境原理图编辑窗口中的Design/update PCB菜单用于直接调入电路板设计环境。,8.2 自动布置元件,8.2.1 准备工作 Design/Rule Placement页面1 设置元件之间的安全距离 Component Clearance Onstraint （Gap）2 设置元件放置方向 Component Orientation Rule（一
30、般0度或90度）3 设置不需要布线的网络 Nets to Ignore （地线有时不需要布线）4 设置哪一层放置元件Permitted Layers Rule,8.2.2 自动布置元件Tool/aoto placement/auto placer,1、Cluster Placer 选项：集群布置方式（常用） 将元件分组放置2、Statistical Placer 选项：统计布置方式 使元件之间的连线最短 Group Components：元件分组排列 Rotate Components： 元件可以旋转 Power Nets ： 输入电源网络 Ground Nets： 输入地线网络 Grid S
31、ize： 输入栅格间距 自动布置完后，需要人工修改。,8.2.4 人工推开元件,1、Tool/Auto Placement/Shove：使重叠的或距离很近的元件之间拉开距离。2、 Tool/Auto Placement/Set Shove Depth：设置拉开元件的拉开深度：一般置 5 。,8.3 自动布线与清除布线,8.3.1 自动布线 1、设置 Auto Route/Setup Router Passes区域 P183 Manufacturing Passes 区域 P184 Pre-Routes 区域 2、 整板自动布线。 Auto Route/All 3、 交互式网络布线。Auto R
32、oute/Net,4、交互式连接布线。 Auto Route/ Connection5、交互式元件布线。 Auto Route/Component6、交互式区域布线。 Auto Route/Area7、停止布线。 Auto Route/Stop8、暂停布线。 Auto Route/Pause9、重新开始布线。 Auto Route/Restart,8.3.2 清除布线,自动布线的逆操作回到预拉线状态1、清除所有布线。 Tool/Un-Route/All2、交互清除网络布线。Tool/Un-Route/Net3、交互式清除连接。 Tool/Un-Route/Connection4、交互式清除元件相连的布线。 Tool/Un-Route/Component,给PCB做覆铜,