电气工程CAD课程考查论文.doc

电气工程CAD课程考查论文题 目：Protel DXP在电子线路设计中的应用姓 名： 吴晨晨 学 院： 工学院 专 业： 机械电子工程 班 级： 班 学 号： Protel DXP 在电子线路设计中的应用一. Protel DXP在电子线路设计方面的应用概况 随着电子线路计算机辅助设计（CAD）技术的发展，电子线路设计的自动化水平越来越高。对国内来讲，电子线路的设计大致可分为以下几个阶段：6070年代：电路中使用分立元件，手工计算电路参数、手工绘制印刷电路板图，是全人工方式进行电路设计。8090年代：电路中部分使用集成芯片、微机芯片，手工计算参数、计算机辅助绘制印刷电路板版图，即计算机辅助进行电路设计（CAD）也称为电子线路CAD。但由于早期计算机速度慢，软件自动走线和仿真水平低，计算机仅起到绘图、打印的功能。90年代末到目前：电路中大部分使用大规模集成芯片、单片机、可编程逻辑电路，计算机辅助计算、仿真分析电路、计算机辅助生成印刷电路板图（CAD），使电子线路设计达到了一定的自动化水平，即电子设计自动化（EDA）。二. 绘制电路原理图原理图的设计步骤 （一）电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：1.设置电路图纸参数及相关信息 用户根据电路图的复杂程度设置所用图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立个合适的工作平面（即原理图）。2.装入所需要的元件库 将包含布用户所需元件的元什库装入设计系统，以便用户从中查询和选定所需的元器件。3.放置元件 将用户选定的元件放置到已建立好的原理图上，并对元件在原理图上的位置进行调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置，为下步的布线工作作好准备。4.电路图布线 利用Protel所提供的各种工具、命令进行画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，使各元件之间具有用户所设计的电气连接关系。连线结束后，电路原理图才算基本完成。5.调整、检查和修改 在该过程中，用户利用Protel所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进的调整和修改，并利用ERC工具检查电气连接规则以保证原理图的正确。6.补充完善 改步骤主要是对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，以增加可读性和可视性。7.保存和打印输出 这部分工作主要是对设计完成的原形图进行存档，包括存盘、打印输出等，供在以后的工作中使用。（二） 进入原理图设计系统 首先运行Protel，集成环境如图1所示。然后选择【File】【New】【Schematic】命令进入如图2原理图设计环境。 图1 DXP集成环境图2 DXP原理图设计环境 1. 原理图环境设置绘制电路原理图时，首先要设置电路图纸的各种参数和相关信息。例如图纸的尺寸、标题栏、边框底色、文件信息等。选择【Design】【Document Option】命令，弹出文档选项对话框，如图3所示。图3 原理图文档选项对话框 在图选项中，Standard Style选项设置图纸尺寸，通过下拉列表选择图纸尺寸；Grids项设置包括两个部分：Snap（锁定栅格）设定和Visible（可视栅格）设定。设置的方法是：首先选中相应的复选框，然后在其后的文本框中输入要求的设定值。Snap项设置会影响光标的移动。光标在移动的过程中，将以设定值为移动的基本单位。设定值的单位为mil，即1/1000英寸。Visible项设置图纸上实际显示的栅格距离，单位亦为mil。点击Boarder Color（边框颜色）和Sheet Color（图纸颜色）将弹出颜色选择对话框，选择某种颜色就可以改变图纸的边框及工作区中的颜色。2.装载元件库电路原理图包含两大元素：一个是元件，另一个是连线。元件位于元件库中，因此在设计原理图时首先要装载元件库。元件库有两种类型：一类是标准库，由Protel或第三方元件厂商提供；另一类为用户自建库。将鼠标移动到原理图设计环境右上角，光标指向Libraries（元件库）标签，Protel则自动显示出如图4所示的Libraries面板。 图4原理图元件库面板 图5原理图可用库对话框 图中元件库面板包含了已装载的元件库、元件的原理图名称与符号、元件的PCB封装等重要信息。安装完Protel DXP后，系统已预装了Miscellaneous Devices.IntLib、Miscellaneous Connectors.IntLib和基本FPGA库，前两个库中包含了常用的基本电子元器件和连接器。如果所需元件不在元件库中，则按下述步骤安装其它元件库：点击元件库面板上的Libraries按钮，Protel弹出Available Libraries（可用库）对话框，选择Installed标签，如图5所示。按Install（装载）按钮装载其它元件库，按Remove（卸载）按钮卸载已装载的元件库。3. 放置元件下面以实验2为例说明如何放置元件和连接电器。按上一小节方法装在元件库后，在选择所需要的元件。点击Place 2N3904按钮后，2N3904元件便随着光标移动，选择合适的位置单击鼠标左键放置元件（也可以选择工具栏上的工具放置元件），然后单击鼠标右键取消元件放置（如果想继续放置同一元件，则重新选择合适位置单击鼠标左键）。按Page Up键或选择【View】【Zoom In】命令放大原理图至合适比例以适合观察（按Page Down键或选择【View】【Zoom Out】命令则缩小原理图；原理图的放大和缩小都是以光标为中心的），按上述方法依次从Miscellaneous Devices.IntLib基本库中取出Res1（电阻）元件，点击Place Res1，再放置之前点击Tab键进入属性编辑对话框，给电阻编号，将Comment栏的visible对号去掉，然后根据电路图所需电阻个数放置点阻。放置合适位置（元件放置过程中，按空格键可以旋转元件方向）。电容的放置同上。电源和地直接从工具栏中选取。选择工具栏中的（地），点击鼠标将其放置；再从工具栏中选取（电源），点击鼠标将其放置。元件放置完毕后，原理图如图6所示。 图6 4.电气连接选取工具栏中连线工具（或选择【Place】【Wire】命令），进入连线状态。将光标移动至NE555D元件第8脚，单击鼠标确定连线起点；再移动光标到电阻R1左端引脚，单击鼠标确定终点。Protel自动终止本段导线连接。电路如图7所示。根据555单稳态电路原理及上述连线方法继续连线。如果线路有转折，在转折处要单击鼠标确定线路端点。线路连接完毕后，电路如图7所示。 图7连线过程中，如果导线与元件引脚相交则自动产生电气连接点，也可以选择【Place】【Manual Junction】命令手动放置节点。除了通过画导线直接连接使元件之间具有电气联系外，还可以通过设置网络标号来实现元件之间的电气连接。网络标号实际的意义就是一个电气节点，即具有相同网络标号的元件引脚、导线、电源及接地符号等在电气关系上是连接在一起的。网络标号主要用于表示层次式电路或多重式电路中各个模块电路之间的复杂连接关系。在电路图中，如果连线较多会影响原理图的可读性，可以适当地通过网络标号来进行电气连接。存盘、打印输出至此，原理图设计已经完成。选择工具栏中的存盘工具将设计结果保持起来。三. 导出PCB图将原理图进行封装等操作后，生成的PCB图如图四.Protel DXP操作中常用快捷键。TAB：选中元