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用Protel 99 SE進行電路設計的基本步驟
1.1電路原理圖設計的步驟
電路原理圖的設計是整個電路設計的基礎,因此電路原理圖要設計好,以免影響後面的設計工作。電路原理圖的設計壹般有如下步驟:
(1)設置原理圖設計環境;
(2)放置元件;
(3)原理圖布線;
(4)編輯和調整;
(5)檢查原理圖;
(6)生成網絡表。
1.2印刷電路板設計的步驟
印刷電路板設計是從電路原理圖變成壹個具體產品的必經之路,因此,印刷電路板設計是電路設計中最重要、最關鍵的壹步。通常,印刷電路板設計的具體步驟如下:
(1)規劃電路板;
(2)設置參數;
(3)裝入網絡表;
(4)元器件布局;
(5)自動布線;
(6)手工調整。
2實例
下面以兩級放大電路的設計來說明Protel 99 SE在電路設計中的應用。
設計要求:
(1)使用單層電路板;
(2)電源、地線銅膜線的寬度為1.27 mm;
(3)壹般布線的寬度為0.635 mm;
2.1電路原理圖設計
電路原理圖設計最基本的要求是正確性,其次是布局合理,最後在是正確性和布局合理的前提下力求美觀。
根據以上所述的電路原理圖設計步驟,兩級放大器電路原理圖設計過程如下:
(1)啟動原理圖設計服務器
進入Protel 99 SE,創建壹個數據庫,執行菜單File/New命令,從框中選擇原理圖服務器(Schematic Document)圖標,雙擊該圖標,建立原理圖設計文檔。雙擊文檔圖標,進入原理圖設計服務器界面。
(2)設置原理圖設計環境
執行菜單Design/Options和Tool/Preferences,設置圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格等。
(3)裝入所需的元件庫
在設計管理器中選擇Browse SCH頁面,在Browse區域中的下拉框中選擇Library,然後單擊ADD/Remove按鈕,在彈出的窗口中尋找Protel 99 SE子目錄,在該目錄中選擇Library\SCH路徑,在元件庫列表中選擇所需的元件庫,比如Miscellaneous devices?ddb,TI Databook庫等,單擊ADD按鈕,即可把元件庫增加到元件庫管理器中。
(4)放置元件
根據實際電路的需要,到元件庫中找出所需的元件,然後用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上,再根據元件之間的走線把元件調整好。
(5)原理圖布線
利用Protel 99 SE提供的各種工具、指令進行布線,將工作平面上的器件用具有電氣意義的導線、符號連接起來,構成壹個完整的電路原理圖。
(6)編輯和調整
利用Protel 99 SE 所提供的各種強大的功能對原理圖進壹步調整和修改,以保證原理圖的美觀和正確。同時對元件的編號、封裝進行定義和設定等。
(7)檢查原理圖
使用Protel 99 SE 的電氣規則,即執行菜單命令Tool/REC對畫好的電路原理圖進行電氣規則檢查。若有錯誤,根據錯誤情況進行改正。
(8)生成網絡表
網絡表是電路原理圖設計和印刷電路板設計之間的橋梁,執行菜單命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封裝、參數及元件之間連接關系的網絡表。
經過以上的步驟,完成了兩級放大電路原理圖的設計。兩級放大電路原理如圖1所示。
2.2印刷電路板的設計
電路設計的最終目的是為了設計出電子產品,而電子產品的物理結構是通過印刷電路板來實現的。Protel 99 SE為設計者提供了壹個完整的電路板設計環境,使電路設計更加方便有效。應用Protel 99 SE設計印刷電路板過程如下:
(1)啟動印刷電路板設計服務器
執行菜單File/New命令,從框中選擇PCB設計服務器(PCB Document)圖標,雙擊該圖標,建立PCB設計文檔。雙擊文檔圖標,進入PCB設計服務器界面。
(2)規劃電路板
根據要設計的電路確定電路板的尺寸。選取Keep Out Layer復選框,執行菜單命令Place/Keepout/Track,繪制電路板的邊框。執行菜單Design/Options,在“Signal Lager”中選擇Bottom Lager,把電路板定義為單面板。
(3)設置參數
參數設置是電路板設計的非常重要的步驟,執行菜單命令Design/Rules,左鍵單擊Routing按鈕,根據設計要求,在規則類(Rules Classes)中設置參數。
選擇Routing Layer,對布線工作層進行設置:左鍵單擊Properties,在“布線工作層面設置”對話框的“Pule Attributes”選項中設置Tod Layer為“Not Used”、設置 Bottom Layer為“Any”。
選擇Width Constraint,對地線線寬進行設置:左鍵單擊Add按鈕,進入線寬規則設置界面,首先在Rule Scope區域的Filter Kind選擇框中選擇Net,然後在Net下拉框中選擇GND,再在Rule Attributes區域將Minimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為1.27 mm;
電源線寬的設置:在Net下拉框中選擇VCC,其他與地線線寬設置相同;
整板線寬設置:在Filter Kind選擇框中選擇Whole Board,然後將Minimum width,Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為0.635 mm。
(4)裝入元件封裝庫
執行菜單命令Design/Add/Remove Library,在“添加/刪除元件庫” 對話框中選取所有元件所對應的元件封裝庫,例如:PCB Footprint,Transistor,General IC,International Rectifiers等。
(5)裝入網絡表
執行菜單Design/Load Nets命令,然後在彈出的窗口中單擊Browse按鈕,再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設計生成的網絡表文件(擴展名為Net),如果沒有錯誤,單擊Execute。若出現錯誤提示,必須更改錯誤。
(6)元器件布局
Protel 99 SE既可以進行自動布局也可以進行手工布局,執行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自動布局。布局是布線關鍵性的壹步,為了使布局更加合理,多數設計者都采用手工布局方式。
(7)自動布線
Protel 99 SE采用世界最先進的無網格、基於形狀的對角線自動布線技術。執行菜單命令Auto Routing/All,並在彈出的窗口中單擊Route all按鈕,程序即對印刷電路板進行自動布線。只要設置有關參數,元件布局合理,自動布線的成功率幾乎是100%。
(8)手工調整自動布線結束後,可能存在壹些令人不滿意的地方,可以手工調整,把電路板設計得盡善盡美。
(9) 打印輸出印刷電路板圖執行菜單命令File/Print/Preview,形成擴展名為PPC的文件,再執行菜單命令File/print Job,就可以打印輸出印刷電路板圖