Protel(PCB)电路板设计训练报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“pcb设计实训报告”。
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目录
PROTEL99SE 概述..........................................................................................................2 Protel99SE的主要特色....................................................................................................2 一．实训的任务...............................................................................................................3 二．实训要求...................................................................................................................3 三．实训内容...................................................................................................................4 1．设计电路原理图..................................................................................................4(1)启动原理图设计服务器.............................................................................4(2)设置原理图设计环境...................................................................................5(3)装入所需的元件库.......................................................................................6(4)放置元件.......................................................................................................7(5)原理图布线...................................................................................................8(6)编辑和调整...................................................................................................9(7)原理图元件库元件设计.............................................................................10(8)检查原理图.................................................................................................10(9)生成网络表................................................................................................11 2.印刷电路板PCB的设计.....................................................................................15(1)启动印刷电路板设计服务器.....................................................................16(2)规划电路板.................................................................................................16(4)装入元件封装库.........................................................................................17(5)装入网络表.................................................................................................18(6)元器件布局.................................................................................................19(7)布线.............................................................................................................20(8)PCB元件库元件设计................................................................................22 四.设计中的问题及解决方法.......................................................................................22 五.实习总结和体会......................................................................................................23 六．参考文献...............................................................................................................255
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PROTEL99SE 概述
Protel 99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。它是各类电路CAD（计算机辅助设计）软件的杰出代表，也被众多电路设计者所青睐。
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：原理图设计系统是一个易于使用的具有大量元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。该编辑器除了具有强大的原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能，使用户可以轻松完成所需的设计任务。印制电路板设计系统（PCB99）是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件，直接关系到印制电路板的生产。Protel 99 SE的印制电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计，交互式的元件布置工具极大地减少了印制板设计的时间。同时它还包含一个具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、功能强大的打印管理系统、一个先进的PCB三维视图预览工具。
Protel99SE的主要特色：
1．Protel99SE系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99SE设计系统运行稳定而且高效。
2.SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中；SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理；SmartTeam（智能工作组）2
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技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。
3． 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即组群式和基于统计方式；新增加了自动布局规则设计功能；增强的交互式布局和布线模式。
4．电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题； 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。
5．原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系； 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件；集成的原理图设计系统收集了超过60000个元器件。一．实训的任务
1.了解电路印制板的制作过程； 2.学习Protel软件；
3.运用Protel软件绘制脉搏测试仪的原理图； 4.运用Protel软件绘制脉搏测试仪的印制板图。二．实训要求
1.掌握Protel软件的使用方法。
2．掌握Protel(PCB)电路板设计的方法和步骤。3.撰写实训报告，报告应包含以下内容： 1）电路印制板的制作流程； 2）protel软件的特点；
3)脉搏测试仪原理图的制作过程； 4）脉搏测试仪印制板的制作过程； 5）实训过程中遇到的问题及解决措施；
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6）心得体会； 7）参考文献。三．实训内容 1．设计电路原理图
图1脉搏测试仪电路原理图
电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以影响后面的设计工作。原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，后是在正确性和布局合理的前提下力求美观。根据以上所述，电路原理图的设计步骤如下：
(1)启动原理图设计服务器：
首先，打开软件并新建文件出现如下对话框：打开PROTEL单击菜单File(文件)中New Desi新建命令，在Browse选项中选取需要存储的文件夹，新建数据库文件*.ddb,然后单击OK即可建立自己的设计数据库。在此可以更改新建文件的保存地址以及文件名称。执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。
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图2
图3(2)设置原理图设计环境
执行菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。
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图4
图6(3)装入所需的元件库
在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选 6
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择所需的元件库，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。(4)放置元件
根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。还有个寻找元件的功能在 Tools >> find component 中键入你需要的元件的全名或者部分名后加上*，软件将会在所有库中查找元件。找到后点击 Place 就可以放置到原理图中。
图7
部分常用分立元件库元件名称及中英对照
AND 与门、ANTENNA 天线、BATTERY 直流电源、BELL 铃,钟
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BVC 同轴电缆接插件、BRIDEG 1 整流桥(二极管)、BRIDEG 2 整流桥(集成块)、BUFFER 缓冲器、BUZZER 蜂鸣器、CAP 电容、CAPACITOR 电容
CAPACITOR POL 有极性电容、CAPVAR 可调电容、CIRCUIT BREAKER 熔断丝
COAX 同轴电缆、CON 插口、CRYSTAL 晶体整荡器、DB 并行插口 DIODE 二极管、DIODE SCHOTTKY 稳压二极管、DIODE VARACTOR 变容二极管
DPY_3-SEG 3段LED、DPY_7-SEG 7段LED、ELECTRO 电解电容 FUSE 熔断器、INDUCTOR 电感、INDUCTOR IRON 带铁芯电感、INDUCTOR3 可调电感
JFET N N沟道场效应管、JFET P P沟道场效应管、LAMP 灯泡 LED 发光二极管、MOTOR AC 交流电机、MOTOR SERVO 伺服电机、NAND 与非门
NOR 或非门、NOT 非门、NPN 三极管、NPN-PHOTO 感光三极管、OPAMP 运放
OR 或门、PHOTO 感光二极管、PNP 三极管、NPN DAR NPN三极管
PNP DAR PNP三极管、POT 滑线变阻器、RES1.2 电阻
(5)原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。
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(6)编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。
常用的元件封装有：
电阻：AXIAL0.3-AXIAL0.7，其中0.4-0.7指电阻的长度，一般用AXIAL0.4 瓷片电容：RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1 电解电容：RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般470uF用RB.3/.6 二极管： DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二极管长短，一般用DIODE0.4 发光二极管：RB.1/.2 单排多针插——SIP，双列直插元件——DIP。
集成块：DIP8-DIP40。其中8-40指芯片引脚数，8脚的就是DIP8。
三极管：常见的封装属性为TO-18（普通三极管）,TO-22(大功率三极管）,TO-3(大功率达林顿管）。电源稳压块有78和79系列。78系列如7805，7812，7820等；79系列有7905，7912，7920等。常见的封装属性有TO126H和TO126V。
电源稳压块有78和79系列。78系列如7805，7812，7820等；79系列有7905，7912，7920等。常见的封装属性有TO126H和TO126V。
有时由于软件的原因，常常会碰到封装错误，这是原理图中的封装在PCB中没有找到的原因，所以碰到不确定的元件需要封装可以到pcb文件中元件库中去看一下，这时可以找到你想要的元件的对应名称也就是封装的名称。
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(7)原理图元件库元件设计
除了在软件自带的元件库中添加元件还可以自己设计元件并加载到库中： 在 File>>New 中选择 Schematic library 一项，便可以打开元件的绘制工作窗口，应用schlibdrawing tools 里面的工具就可以自己画出需要的元件。最好对元件重命名，方便记忆，在 tools>>rename component 可以打开重命名对话框。绘制好元件后单击工作区左边的Place可以将元件放置到原理图中，但我们提倡把自己画的元件通过加载库的形式来添加元件，在下图的Browse Sch 选项卡中点击add/remove 按钮。再找到自己建立的库的路径就可以添加到软件中。
(8)检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。
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图8 检查错误
图9 检查结果
(9)生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。
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图10 网络生成表
注原理图常见错误：
（1）ERC报告管脚没有接入信号：
a.创建封装时给管脚定义了I/O属性；
b.创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性，管脚与线没有连上；
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c.创建元件时pin方向反向，必须非pin name端连线。
（2）元件跑到图纸界外：没有在元件库图表纸中心创建元件。
（3）创建的工程文件网络表只能部分调入pcb：生成netlist时没有选择为global。
（4）当使用自己创建的多部分组成的元件时，千万不要使用annotate.特别地，对于浮空的输入引脚错误，往往是有原理图开路引起的。虽然错误标记显示在输入引脚处，实际上开路可能出现在输出引脚和浮空引脚之间的任何位置。封装错误集中体现在在原理图中的封装不能在PCB的库文件中找到，因此改正错误通常有两种方法：法一；将原理图中的封装更改成能在PCB 的库文件中找到封装。法二：可以在PCB 的库文件添加封装，便使得原理图的封装合理。
注常用快捷键：
按Shift点器件，选择 Ctrl+insert 复制 pcbShift+insert 粘贴 Shift+delete 删除已选部分 +-切换lay 空格旋转 X x方向镜像 Y y方向镜像 V、U单位切换
protel 99 快捷键2006/10/26 13:35Page Up 以鼠标为中心放大 Page Down 以鼠标为中心缩小。Home 将鼠标所指的位置居中
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Page Up以鼠标为中心放大 End 刷新（重画）v+f——缩放视图，以显示所有电路部件 Home——以光标位置为中心，刷新屏幕
Esc——终止当前正在进行的操作，返回待命状态 Backspace——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点 Delete——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点
图11脉搏测试仪protle电路原理图
2.印刷电路板PCB的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下：
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(1)启动印刷电路板设计服务器
执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。
图12
层的认识：先来介绍下PCB中的几个层的作用：top layer是顶层，bottom layer是底层，mechanical是机械层画实际加工的物理边界，keep out layer是画电气边界的层面，最常用的就是这几个层面了，top over layer文字注释可以添加在这一层上。(2)规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。(3)设置参数
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参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Claes）中设置参数。
选择Routing Layer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。
选择Width Constraint，对地线线宽进行设置：左键单击Add按钮，进入线宽规则设置界面，首先在Rule Scope区域的Filter Kind选择框中选择Net，然后在Net下拉框中选择GND，再在Rule Attributes区域将Minimum width、Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为1.27 mm；
电源线宽的设置：在Net下拉框中选择VCC，其他与地线线宽设置相同；
整板线宽设置：在Filter Kind选择框中选择Whole Board，然后将Minimum width，Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为0.635 mm。(4)装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。
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图元件清单
(5)装入网络表
执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。
图13 注PCB中常见错误：
网络载入时报告NODE没有找到：
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a.原理图中的元件使用了pcb库中没有的封装； b.原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装； c.原理图中的元件使用了pcb库中pin number不一致的封装。如三极管：sch中pin number 为ebc 而pcb中为1，2，3。
打印时总是不能打印到一页纸上： a.创建pcb库时没有在原点；
b.多次移动和旋转了元件，pcb板界外有隐藏的字符。选择显示所有隐藏的字符，缩小pcb 然后移动字符到边界内。
DRC报告网络被分成几个部分：
表示这个网络没有连通，看报告文件，使用选择CONNECTED COPPER查找。
多几次导出文件，做成新的DDB文件，减少文件尺寸和PROTEL僵死的机会。如果作较复杂得设计，尽量不要使用自动布线。(6)元器件布局
在确定没有错误之后便可以导入网络，所有封装好的元件即添加到了PCB 面板上。然后要做的工作是元件的布局，Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，最好采用手工布局方式。
元件的布局要考虑以下几个方面的问题： a.元件布局应便于用户的操作使用。
b.尽量按照电路的功能布局。
c.数字电路部分与模拟电路部分尽可能分开。
d.特殊元件的布局要根据不同元件的特点进行合理布局。
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e.应留出电路板的安装孔和支架孔以及其他有特殊安装要求的元件的安装位置等。
图14
(7)布线
在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route
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all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。
图15自动布线生成的PBC板
注意事项：
a.电源线和地线尽量加粗 b.去耦电容尽量与VCC直接连接
c.设置Specctra的DO文件时，首先添加Protect all wires命令，保护手工布的线不被自动布线器重布
d.如果有混合电源层，应该将该层定义为Split/mixed Plane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用Pour Manager的Plane Connect进行覆铜
e.将所有的器件管脚设置为热焊盘方式，做法是将Filter设为Pins，选中所有的管脚，修改属性，在Thermal选项前打勾
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f.手动布线时把DRC选项打开，使用动态布线（Dynamic Route）(8)PCB元件库元件设计
由于硬件厂家发展速度非常快，元器件的不断更新，我们经常需要从库里增加器件封装，或增加封装库。电路板都是买到了元件之后首先测量元件的大小形状，然后再自己画出pcb的元件，这样做出来的电路板就非常的精确，元件库中的元件一般都和真实的元件有出入。在很多公司的实际操作中，他们都建立了自己公司的库文件，所以学会制作pcb元件是很重要的。
四.设计中的问题及解决方法
虽然Protel 99 SE功能强大，人机界面友好，但在设计过程中往往遇到一些问题。1．生成的印刷电路板图与电路原理图不相符，有一些元件没有连上。这种情况时有发生，问题出在原理图上，原理图看上去是连上了，但画图不符合规范，导致未连接上。不规范的连线有：
①连线超过元器件的断点； ②连线的两部分有重复。
解决方法是在画原理图连线时，应尽量做到： ①在元件端点处连线； ②元器件连线尽量一线连通。
2．在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。原因有： ①原理图中未定义元件的封装形式；
②印刷电路板封装的名称不存在，致使在封装库中找不到； ③封装可以找到，但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致。
解决方法：
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①到网络表文档中查找未定义封装的元件，补上元件封装； ②确认印刷电路板元件封装库是否已调入，同时检查原理图中元件封装名称是否与印刷电路板元件封装库中的名称是否一致； ③将印刷电路板元件封装库中的元件修改成与原理图中定义的一致。如三极管的管脚名称在原理图中定义为1，2，3，而在印刷电路板封装库中焊盘序号定义为E，B，C，必须修改印刷电路板封装库中的三极管管脚名称，使他与原理图中定义的三极管管脚名称一致。
图16 脉搏测试仪ＰＣＢ板
五.实习总结和体会
随着电子工业的飞速发展，电路设计越来越复杂，手工设计越来越难以适应形势发展的需要，Protel 99 SE以其强大的功能、快捷实用的操作界面及良好的开放性，为设计者提供了现代电子设计手段，使设计者能快捷、准确地设计出满意的电路原理图和印刷电路板，不愧是从事电路设计的一个良好的工具。
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Protel是制作硬件设计中很好用的一款软件，记得以前看学姐用protel 99se设计电路，好像魔术一般。protel 99se中Protel对各项功能作了非常大的改进，尤其是友好的界面给我留下很深的印象。
从图书馆借了一本《Protel99 se 电路设计指南》之后，就开始了我的自学之旅。首先就是画一幅原理图。从Protel中可以直接创建Sheet文件，文件中已经生成好了包括Title、Date、Author之类的信息，构成一幅标准的制图页面。在制作的时候，首先要将你需要的元器件一一place到页面上，然后连线。放置元件的时候，这个软件就显示了它的强大。查找Libuary里面，包括了几十家硬件厂商的N多种元器件，应有尽有，不过一个小缺憾，没有Intel的单片机。在设计原理图过程中，把元件全部放置好后再去找其它元件，并遵循先大后小的顺序，方便布局。这样可以提高设计电路图的效率。所以说做任何设计都应该记住边做边保存，养成良好的设计者习惯，就不会犯因为没保存，而重做的错误。我在做的过程中软件几次未响应，差点做了那么久的都功亏一篑。
在这次实习中我遇到的困难是，在ＬＭ３２４集成运放的运用，为了节约资源，在设计原理图中只使用一个。在生成电路板遇到了几个错误，一个是忘了封装元件，还有就是露了一个元件的名称标序。在布线的时候采用的是自动布线，开始没有调节电路板的层次，生成的电路板为两层，两种线，最后我改成了一层，就比较清晰了。
总的来说，经过这次的 protel 99se上机实习，我有很大收获，首先对protel 99se软件有一个比较全面的了解，能应用protel 99se软件进行简单电路原理图设计和封装，并生成PCB电路板。其次，我的上机操作能力也有很大提高。
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六．参考文献：
[1]夏路易，石宗义．电路原理图与电路板设计教程.北京：北京希望电子工业出版社，2002
[2]崔玮.Protel 99 SE电路原理图与电路板设计教程.海洋出版社，2005
[3]郭勇，许弋，刘豫东.EDA技术基础.社,2001
[4]陈晓平，李长杰.Protel 99 SE － 电子线路CAD 应用教程.南京：东南大学出版社，2005 [5]蔡杏山，protel99电路设计.北京：人民邮电出版社，2006 25
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