《電子線路CAD教程 》課件第1章 電子線路CAD與Protel99

2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

第1章電子線路CAD與Protel99SE概述1.1電子線路CAD的概念1.2Protel99/99SE概述1.3Protel99SE的安裝及啟動(dòng)1.4使用Protel99/99SE進(jìn)行電子線路設(shè)計(jì)流程

2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)1.1電子線路CAD的概念CAD是ComputerAidedDesign（即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的簡(jiǎn)稱。早在20世紀(jì)70年代，軍工部門就開始利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成飛機(jī)、火箭等航空、航天器的設(shè)計(jì)工作。CAD的特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性高，能極大地減輕工程技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但當(dāng)時(shí)普及率低，主要原因是計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，商品化的CAD軟件種類也很少。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

電子線路CAD的基本含義是使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成電子線路的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括電原理圖的編輯、電路功能仿真、工作環(huán)境模擬、印制板設(shè)計(jì)（自動(dòng)布局、自動(dòng)布線）與檢測(cè)等。電子線路CAD軟件還能迅速形成各種各樣的報(bào)表文件，如元件清單報(bào)表，為元器件的采購(gòu)及工程預(yù)決算等提供了方便。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

在計(jì)算機(jī)上，利用電子線路CAD軟件，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的過(guò)程大致如下：（1）編輯原理圖。原理圖編輯是電路CAD設(shè)計(jì)的提前，因此原理圖編輯(SchematicEdit)是電路CAD軟件必備的功能。（2）必要時(shí)利用CAD軟件的電路仿真功能，對(duì)電路功能、性能指標(biāo)進(jìn)行仿真測(cè)試（如使用Protel99、Protel99SE的SIM仿真器）。電路功能、性能主要由原理圖決定，在仿真軟件出現(xiàn)以前，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)電路性能進(jìn)行測(cè)試，但費(fèi)用高、周期長(zhǎng)；在仿真軟件出現(xiàn)后，即可通過(guò)仿真軟件對(duì)電路性能進(jìn)行模擬，既方便又快捷，而且費(fèi)用低廉。因此，作為一個(gè)成熟的電路CAD軟件最好應(yīng)具備電路仿真功能。（3）如果電路中使用了PLD器件，則必須進(jìn)行PLD設(shè)計(jì)，以便獲得PLD燒結(jié)數(shù)據(jù)文件。因此，作為一個(gè)成熟的電路CAD軟件最好能提供PLD設(shè)計(jì)功能（Protel98、Protel99/99SE提供了PLD設(shè)計(jì)功能）。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

（4）生成網(wǎng)絡(luò)表文件（或直接執(zhí)行Protel99/99SE原理圖編輯器中“Design”菜單下的“UpdatePCB…”命令，創(chuàng)建PCB文件并將原理圖中元件序號(hào)、封裝形式以及連接關(guān)系裝入PCB文件內(nèi)）。（5）不正確返回（1），修改原理圖。（6）設(shè)計(jì)、編輯印制板(PCB)（執(zhí)行“UpdatePCB…”命令，或啟動(dòng)Protel99/99SEPCB編輯器，并裝入從原理圖文件中提取的網(wǎng)絡(luò)表文件）。PCB設(shè)計(jì)是電路CAD設(shè)計(jì)的最終目的，因此PCB編輯功能強(qiáng)弱，如自動(dòng)布局、布線效果是衡量電路CAD軟件關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。（7）對(duì)高速數(shù)字電路來(lái)說(shuō)，完成印制板編輯后，可能還需要通過(guò)信號(hào)完整性分析，以確認(rèn)信號(hào)傳輸過(guò)程中是否畸變。（8）在PCB中生成網(wǎng)絡(luò)表文件，并與SCH編輯器中生成的網(wǎng)絡(luò)表文件比較，以確認(rèn)PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中是否改變了原理圖中元件的連接關(guān)系。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)1.2Protel99/99SE概述Protel是TANGO的繼承者，美國(guó)ACCELTechnologiesInc公司于1988年推出了在當(dāng)時(shí)非常受歡迎的電路CAD軟件包——TANGO，它具有“操作方便、易學(xué)、實(shí)用、高效”的特點(diǎn)。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)Protel99/99SE都具有如下特點(diǎn)：

（1）將原理圖編輯(SchematicEdit)、印制電路板(PCB)編輯、可編程邏輯器件PLD設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線(Route)、電路模擬/仿真(Sim)、信號(hào)完整性分析等功能有機(jī)地連在一起，是真正意義上的EDA軟件，智能化、自動(dòng)化程度高。（2）支持由上到下或由下到上的層次電路設(shè)計(jì)，使Protel99/99SE能夠完成大型、復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。（3）當(dāng)原理圖中的元件來(lái)自仿真元件庫(kù)時(shí)，可以直接對(duì)電原理圖中的電路進(jìn)行仿真測(cè)試。（4）提供ERC(電氣規(guī)則檢查)和DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查)，能最大限度地減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)。（5）庫(kù)元件的管理、編輯功能完善，操作非常方便。通過(guò)基本的作圖工具，即可完成原理圖用元件電氣圖形符號(hào)以及PCB元件封裝圖形的編輯、創(chuàng)建。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

（6）全面兼容TANGO及ProtelforDOS，即在Protel99/99SE中可以使用、編輯TANGO或低版本Protel建立的文件，并提供了與OrCAD格式文件轉(zhuǎn)換功能。（7）Schematic和PCB之間具有動(dòng)態(tài)連接功能，保證了原理圖與印制板的一致性，以便相互檢查、校驗(yàn)。（8）具有連續(xù)操作功能，可以快速地放置同類型元件、連線等。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)1.2.1Protel99SE新增功能

Protel公司推出Protel98后，于1999年3月推出了Protel99正式版，不久又推出了Protel99SE(即Protel99第二版)，兩者運(yùn)行環(huán)境、操作方式，如電原理圖編輯操作、自動(dòng)布局與布線操作、印制板編輯等的操作方式幾乎基本相同，Protel99SE主要做了如下改進(jìn)：

1.

可選擇設(shè)計(jì)文件類型在創(chuàng)建新設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，允許選擇設(shè)計(jì)文件類型——可以選擇.DDB文件，也可以選擇Windows系統(tǒng)文件。

2.

模擬仿真部分

(1)

改進(jìn)了“BrowseSimdata”（瀏覽仿真數(shù)據(jù)）窗口的操作界面，增加了觀察對(duì)象創(chuàng)建（“New”）和刪除(“Delete”)按鈕；強(qiáng)化了仿真曲線測(cè)量方式，不僅可以獲得A、B兩被測(cè)點(diǎn)的差——“B-A”，還可以獲得最小值、最大值、平均值、均方值等參數(shù)。雖然保留了“數(shù)學(xué)函數(shù)”仿真元件庫(kù)，但作用已不大。在Protel99SE中，可通過(guò)“瀏覽仿真數(shù)據(jù)”窗口內(nèi)的“New”按鈕，借助基本的“數(shù)學(xué)函數(shù)”來(lái)構(gòu)造觀察對(duì)象（任一物理量）的數(shù)學(xué)表示式，可直接觀察各節(jié)點(diǎn)電壓、支路電流、器件功率外的其他物理量及其仿真曲線，避免了在原理圖內(nèi)加入“數(shù)學(xué)函數(shù)”仿真元件和連線，對(duì)原理圖造成的破壞。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)(3)

強(qiáng)化了AC小信號(hào)分析波形觀察方式，可以直接觀察“群延遲”參數(shù)，且允許在AC小信號(hào)分析中窗口內(nèi)同時(shí)以兩種方式觀察被測(cè)對(duì)象。(4)

擴(kuò)充了仿真元件庫(kù)，增加了一些新的仿真元件。(5)

增加了仿真觀察信號(hào)類型。在Protel99SE中，可以觀察任何元件中的電流量。3.

原理圖編輯器部分(1)

改進(jìn)了“BrowseSch”（瀏覽原理圖）窗口的操作界面，在以“Library”（元件電氣圖形庫(kù)）作為瀏覽對(duì)象時(shí)，增加了元件電氣圖形符號(hào)瀏覽按鈕“Browse”和元件電氣圖形符號(hào)瀏覽窗；在元件電氣圖形符號(hào)瀏覽內(nèi)，除了顯示元件電氣圖形符號(hào)外，還提供了同一封裝內(nèi)的套數(shù)、套號(hào)信息。使操作者能夠方便、迅速地找出元件的電氣圖形符號(hào)，直觀性強(qiáng)。(2)

改進(jìn)元件屬性窗口的界面。(3)

修改部分對(duì)話窗操作界面。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

2002年P(guān)rotel公司正式發(fā)布了在WindowsXP操作系統(tǒng)下運(yùn)行的ProtelDXP版，但運(yùn)行環(huán)境要求較高，具體如下：推薦配置

最小要求WindowsXP Windows2000ProfessionalPentium1.2GHz或更快CPU Pentium500MHz內(nèi)存512MB 不小于128MB硬盤空間不小620MB 硬盤空間不小620MB32MB顯存，分辨率1024×768 8MB顯存，分辨率1024×768 1.2.2ProtelDXP運(yùn)行環(huán)境2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)1.3Protel99/99SE的安裝及啟動(dòng)1.3.1Protel99SE的安裝

1.Protel99SE的運(yùn)行環(huán)境

Protel99SE對(duì)微機(jī)硬件要求較高，最低配置為：PentiumII或Celeron以上CPU（CPU主頻越高，運(yùn)行速度越快），內(nèi)存容量不小于32MB（最好是64MB或128MB），硬盤容量必須大于1?GB（最好使用8GB以上硬盤），顯示器尺寸在15英寸或以上，分辨率不能低于1024×768，最好是1280×1024，當(dāng)分辨率為800×600或2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

更低時(shí)，將不能完整顯示Protel99/99SE窗口的下側(cè)及右側(cè)部分（對(duì)于15英寸顯示器來(lái)說(shuō)，當(dāng)顯示分辨率為1024×768時(shí)，字體太小，不便閱讀，因此17英寸顯示器可能是Protel99/99SE的最低要求）?？傊?，硬件配置檔次越高，運(yùn)行速度越高，效果越好。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

2.

Protel99SE的安裝

Protel99與Protel99SE安裝方法、過(guò)程相同：將Protel99/99SECD-ROM盤片插入CD-ROM驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，如果CD-ROM自動(dòng)播放功能未被禁止的話，Protel99/99SE安裝向?qū)⒆詣?dòng)啟動(dòng)，并引導(dǎo)用戶完成Protel99/99SE的安裝過(guò)程。當(dāng)然也可以直接運(yùn)行Protel99/99SE的安裝文件setup，啟動(dòng)安裝過(guò)程。在安裝過(guò)程中允許用戶選擇安裝目錄，缺省時(shí)Protel99SE安裝在“C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE”（Protel99安裝在“C:\ProgramFiles\DesignExplorer99”）文件內(nèi)。在安裝過(guò)程中，將提示用戶輸入訪問(wèn)碼（訪問(wèn)碼貼在產(chǎn)品包裝外，是Protel99/99SE合法用戶標(biāo)志，沒(méi)有訪問(wèn)碼將無(wú)法打開和使用Protel99/99SE）。如果在安裝時(shí)不輸入訪問(wèn)碼，也可以在安裝后，啟動(dòng)時(shí)輸入訪問(wèn)碼。安裝后，Protel99SE所在目錄文件結(jié)構(gòu)如圖1-1所示（假設(shè)采用缺省安裝路徑）。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-1Protel99安裝后的文件結(jié)構(gòu)2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

3.安裝補(bǔ)丁程序完成Protel99SE安裝后，可執(zhí)行附帶光盤中的Protel99seservicepack6.exe文件，安裝補(bǔ)丁程序。

4.安裝中文菜單在復(fù)制中文菜單前，完成Protel99SE安裝后，先啟動(dòng)一次Protel99SE，退出后將Windows根目錄下的Client99se.rcs英文菜單保存起來(lái)，然后將附帶光盤中的Client99se.rcs復(fù)制到Windows根目錄下，再啟動(dòng)Protel99SE時(shí)，即可發(fā)現(xiàn)所有菜單命令后均帶有中文注釋信息。

2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

1.3.2Protel99/99SE的啟動(dòng)

在電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)安裝過(guò)程中，安裝程序SETUP.EXE自動(dòng)在Windows95/98桌面上和“開始”菜單內(nèi)建立“Protel99SE”(Protel99)的快捷啟動(dòng)方式圖標(biāo)，同時(shí)在“開始\程序”快捷菜單內(nèi)也建立了“Protel99SE”(Protel99)的快捷啟動(dòng)方式菜單。因此，啟動(dòng)Protel99/99SE將非常容易，單擊桌面、“開始”菜單內(nèi)的“Protel99SE”(Protel99)快捷啟動(dòng)方式或“Protel99SE”(Protel99)快捷方式菜單內(nèi)的“Protel99SE”(Protel99)快捷方式，均可啟動(dòng)Protel99/99SE，Protel99/99SE啟動(dòng)后的操作界面如圖1-2所示。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-2Protel99/99SE界面

2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

單擊Protel99SE主畫面“File”（文件）菜單下的“New”（新項(xiàng)目）命令，即可創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)文件庫(kù)(.ddb)，如圖1-3所示。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-3設(shè)計(jì)文件庫(kù)2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

必要時(shí)單擊圖1-3所示的“Password”標(biāo)簽，輸入訪問(wèn)該設(shè)計(jì)文件庫(kù)(.ddb)文件的密碼。輸入密碼后，再編輯、瀏覽設(shè)計(jì)文件庫(kù)文件時(shí)要求輸入密碼，這樣可有效阻止他人非法瀏覽、修改該項(xiàng)目?jī)?nèi)的設(shè)計(jì)文件。選擇“設(shè)計(jì)文件庫(kù)文件”存放路徑并輸入文件名后，單擊“OK”按鈕，即可進(jìn)入Protel99SE的設(shè)計(jì)狀態(tài)，如圖1-4所示。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-4創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件庫(kù)后的界面

2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

在“設(shè)計(jì)文件列表”窗內(nèi)，單擊設(shè)計(jì)文件庫(kù)(test.ddb)前的小方塊（或直接雙擊test.ddb），即可看到設(shè)計(jì)文件庫(kù)(.ddb)內(nèi)文件夾結(jié)構(gòu)，再單擊各文件夾前的小方塊即可顯示或隱藏文件夾內(nèi)文件目錄結(jié)構(gòu)，如圖1-5所示。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-5設(shè)計(jì)文件庫(kù)（.ddb）的結(jié)構(gòu)2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

在“設(shè)計(jì)文件列表”窗內(nèi)，單擊設(shè)計(jì)文件庫(kù)(test.ddb)前的小方塊內(nèi)（或直接雙擊test.ddb），即可看到設(shè)計(jì)文件庫(kù)(.ddb)內(nèi)的文件結(jié)構(gòu)，再單擊各文件夾前的小方塊即可顯示或隱藏文件夾內(nèi)文件目錄結(jié)構(gòu)，如圖1-5所示。其中“DesignTeam”文件夾內(nèi)存放了設(shè)計(jì)隊(duì)伍（存放在Members文件夾內(nèi)）、文件訪問(wèn)權(quán)限（不同設(shè)計(jì)人員對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限存放在Permission文件夾內(nèi)）以及會(huì)議記錄等項(xiàng)目設(shè)計(jì)日常管理信息，“RecycleBin”是設(shè)計(jì)文件回收站，其作用類似于Windows95/98桌面上的“回收站”，用于存放刪除的設(shè)計(jì)文件，必要時(shí)可以從中恢復(fù)。設(shè)計(jì)文件，如原理圖文件、元件清單、模擬仿真波形文件、印制板文件以及各種各樣的報(bào)表文件等均存放在“Document”文件夾內(nèi)。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

單擊“設(shè)計(jì)文件管理器”窗口內(nèi)的“Document”文件夾或雙擊工作窗口內(nèi)的“Document”標(biāo)簽后，執(zhí)行“File”菜單下“new…”（創(chuàng)建新文件）命令，將彈出如圖1-6所示的新文檔（NewDocument）選擇窗口。該文檔選擇窗列出了Protel99SE可以管理、編輯的文件類型，包括SchematicDocument（電原理圖文件）、SchematicLibrary（電原理圖元件庫(kù)文件）、PCBDocument（印制板文件）、PCBLibrary（印制板圖形庫(kù)文件）、SpreadSheetDocument（Protel表格文件，類似于電子表格）、TXTDocument（文本文件）、WaveformDocument（波形文件）、DocumentFolder（文件夾）等。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)圖1-6新文檔選擇窗2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

選擇相應(yīng)文件類型，如“SchematicDocument”（原理圖文件）后，單擊“OK”按鈕后將生成相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件，如圖1-7所示。此時(shí)一般采用缺省文件名作為設(shè)計(jì)文件名，缺省的原理圖文件為sheetn.sch(n=1,2,3等)，缺省的印制板PCB文件名為PCB.PCBn；缺省的PCB元件封裝圖文件名為PCBLibn.Lib；缺省的元件電氣圖形庫(kù)文件名為SchLibn.Lib。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

圖1-7系統(tǒng)創(chuàng)建的原理圖文件名2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)1.3.3Protel99SE中的文件管理在Protel99SE中，通過(guò)“設(shè)計(jì)文件管理器”可以方便、快捷地管理設(shè)計(jì)項(xiàng)目中數(shù)目龐大的不同類型設(shè)計(jì)文件?！霸O(shè)計(jì)文件管理器”的使用方法與Windows中“資源管理器”的使用方法完全相同。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平臺(tái)

1.

打開設(shè)計(jì)文件執(zhí)行“File”菜單下的“Open…”命令（或直接單擊工具欄內(nèi)的“打開”按鈕），在如圖1-8所示的“OpenDesigndatabase”窗口內(nèi)，在“文件類型”下拉列表窗內(nèi)選擇相應(yīng)設(shè)計(jì)文件類型（如ddb），在文件列表窗內(nèi)找出并單擊待打開的設(shè)計(jì)文件名(如DesignExplorer99SE\Examples文件夾下的演示文件庫(kù)Z80Microprocessor)后，再單擊“OK”按鈕（或直接雙擊文件列表窗內(nèi)的設(shè)計(jì)文件），即可打開一個(gè)已存在的設(shè)計(jì)文件庫(kù)，如圖1-9所示。2025/1/6電子線路CAD實(shí)用教程——基于Protel99SE平