武汉理工大学-protel课程设计-超再生电子线路.doc

武汉理工大学protel应用课程设计说明书 目录第一章Protel 2004 DXP简介11.1概述11.2 Protel DXP 2004新特点：2第二章电路原理图绘制52.1新建图纸52.2 设计原理图选项52.3放置原件52.4 旋转零件6在原件放置状态下敲击空格可以旋转原件以调整原件方向62.5 原理图布线62.5 调整线路72.6 报表输出72.7保存原理图72.8将原理图追加到工程文件中8第三章建4个元件的原理图元件库以及相应的封装元件库93.1制作芯片LM358原理图库93.2制作LM358封装元件库103.3制作photo NPN元件123.4制作photo NPN元件封装。133.5绘制Res Bridge元件143.6绘制Res Bridge元件封装153.7绘制Dpy Overflow元件163.8绘制Dpy Overflow元件封装183.9保存原理图元件库及相应的封装元件库18第四章设计印制板电路图214.1对原理图进行电气检查214.2新建PCB文件并导入原理图封装原件214.3原件布局及布线21第五章总结24第六章参考书目25第六章附件26本科生课程设计成绩评定表30PROTEL应用超再生式接收电路第一章Protel 2004 DXP简介1.1概述Altium公司作为EDA领域里的一个领先公司，在原来的protel 99SE的基础上，应用最先进的软件方法，率先推出了一款基于windows2000和windows xp操作系统的EDA设计软件Protel DXP。Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。 Protel DXP2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的电路设计软件，该软件能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。 Protel DXP 2004已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、AutoRouter（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。 与较早的版本Protel99相比，Protel DXP 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了VHDL和FPGA设计系统，其功能大大加强了。1.2 Protel DXP 2004新特点：(1)整合式的元件与元件库 在Protel DXP 2004中采用整合式的元件,在一个元件里连结了元件符号(Symbol)、元件包装(Footprint)、SPICE元件模型(电路仿真所使用的)、SI元件模型(电路板信号分析所使用的)。 (2)版本控制可直接由Protel设计管理器转换到其他设计系统，这样设计者可方便地将Protel DXP 2004中的设计与其他软件共享，如可以输入和输出DXP、DWG格式文件实现和AutoCAD等软件的数据交换，也可以输出格式为Hyperlynx的文件，用于板级信号仿真。 (3)多重组态的设计Protel DXP 2004支持单一设计多重组态。对于同一个设计文件可指定要使用其中的某些元件或不使用其中的某些元件，然后产生网络表等文件。 (4)重复式设计Protel DXP 2004提供重复式设计，类似重复层次式电路设计，只要设计其中一部分电路图，即可以多次使用该电路图，就象有很多相同电路图一样。这项功能也支持电路板设计，包括由电路板反标注到电路图。(5)新的文件管理模式Protel DXP 2004提供三种文件管理模式。可将各文件存入入单一数据库文件，即Protel 99SE的ddb，也可以存为Windows文件，即一般的分离文件，而不需要数据库管理系统 (ODBC)，就可以存取该文件，此外新增了一个混合模式，也就是在数据库外存为独立的Windows文件。 (6)多屏幕显示模式对于同一个文件，设计者可打开多个窗口在不同的屏幕上显示。 (7)设计整合Protel DXP 2004强化了Schematic和PCB版的双向同步设计功能。 (8)超强的比较功能 Protel DXP 2004新增了超强的比较功能，能对两个相同格式的文件进行比较，以得到其版本的差异性，也可以对不同格式的文件进行比较，例如电路板文件与网络报表文件等。 (9)强化的变更设计功能在Protel DXP 2004中，进行比较后，所产生的报表文件可作为变更设计的依据，让设计完全同步。 (10)可定义电路板设计规则在原理图设计时，定义电路板设计规则是非常实际的。虽在先前版本的Schematic中就已提供定义电路板的功能，可是都没有实际的作用。而在Protel DXP中落实了这项功能，让用户能在画电路图时就定义设计规则。(11)强化设计验证在Protel DXP 2004中强化了设计验证的功能，让电路图与电路板之间的转换更准确，同时对交互参考的操作也更容易。(12) 设计者可定义元件与参数Protel DXP 2004提供了无限制的设计者定义元件及元件引脚参数，所定义的参数能存入元件及原理图里。(13) 尺寸线工具Protel DXP 2004提供了一组超强的画尺寸线工具，在移动时会自动修正尺寸，这对于PCB中一些层的定义有很大的帮助。(14) 改善加强板层分割功能Protel DXP 2004提供了加强的板层分割功能，对于板层的分割自动以不同颜色来表示，让设计者更容易辨别与管理。(15) 加强焊点堆栈的定义 Protel DXP 2004板增强了焊点堆栈的定义与管理，设计者可以存储所定义的焊点堆栈以供日后再使用。(16) 改良焊点连接线Protel DXP 2004提供自动修剪焊点连接线的功能，使自动布线后焊点连接更恰当。(17) 波形资料的输出与输入在Protel DXP 2004中可将仿真波形上各种资料输出为电子表格格式，以供其他程序的使用，也可以输入其他程序所产生的波形资料。(18) 加强绘图功能Protel DXP 2004增强了波形窗口的绘图功能，例如放置标题栏、标记画线等，同时Windows的编辑功能在此也可以应用。第二章电路原理图绘制2.1新建图纸在Files 面板的New 单元选择File New 并点击Schematic Sheet一Sheet1.SchDoc 的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到项目。这个原理图图纸现在列表在Projects 标签中的紧挨着项目名下的Schematic Sheets 文件夹下。将图纸重命名为“超再生式电路原理图”。2.2 设计原理图选项(1)从菜单选择Design Options，文件夹选项对话框打开。作为本教程，在此我们唯一需要修改的是将图纸大小（sheet size）设置为标准A4 格式。在Sheet Options 标签，找到Standard Styles 栏。点击输入框旁的箭头将看见一个图纸样式的列表。(3)使用滚动栏来向上滚动到A4 样式并点击选择。(3)点击OK 按钮关闭对话框，更新图纸大小。(4)为将文件再全部显示在可视区，选择View Fit Document。2.3放置原件(2)点击Libraries标签以显示Libraries面板。 (2)点击Miscellaneous Devices.IntLib库使其为当前库。 图1.1(3)使用过滤器快速定位你需要的元件。默认通配符（*）将列出在库中找到的所有元件。如在库名下的过滤器栏内键入cap设置过滤器。一个有含有关键字cap作为元件名的元件列表将显示。如图： 图1.2(4)在列表中点击所需原件以选择它，然后点击Place按钮。另外，还可以双击元件名。2.4 旋转零件在原件放置状态下敲击空格可以旋转原件以调整原件方向。2.5 原理图布线将所有原件放置好后进行电气连接：选择，鼠标变成十字星状，从元器件引脚引出导线连接下一个元件，如图图1.32.5 调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。2.6 报表输出通过Protel 2004 dxp提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表和原件列表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。(1)生成网络报表：设计设计项目的网络表protel.(2)生成原件列表：报告Bill of Materials在弹出对话框中检查元器件名称及编号等，确认无误后保存。2.7保存原理图文件-保存选择路径确定。完成图如下所示：图1.4 超再生式接收电路2.8将原理图追加到工程文件中(1)新建一个工程文件:文件-新建-项目-PCB项目。(2)点击project选项卡，右键选择新建立的PCB工程，在弹出菜单中选择“追加已有文件到项目中”，选中上面保存的原理图，点击确定完成添加。第三章建4个元件的原理图元件库以及相应的封装元件库3.1制作芯片LM358原理图库(1)首先建立一个原理图库：文件创建库原理图库。此时窗口界面变成原件设计界面，可在此界面自己设计原件样式。(2)点击工具栏按钮，可选择多种画图图形，先选择放置矩形画芯片外形，如下图图2.1(3)单击，选择放置引脚，LM358芯片共有8个引脚，在放置引脚状态使用Tab键可设置引脚属性等，如下图:图2.2(4)原件完成图见下图 图2.33.2制作LM358封装元件库(1)首先建立一个PCB库：文件创建库PCB库。此时窗口界面变成元件封装设计界面，可在此界面自己设计元件封装。(2)单击完成封装外形绘制，如下图： 图2.4(3)LM358有直插和贴片两种封装，本次设计中采用贴片封装。单击工具栏按钮放置焊盘，在放置状态按Tab按键改变形状，效果如下图：图2.5(4)完成见下图： 图2.63.3制作photo NPN元件(1)在之前创建的原理图元件库中新建元件:工具新元件，弹出命名框如下图所示，将元件名称改为 Photo NPN；图2.7(2)使用工具栏的画图按钮画元件外形，除使用到中放置直线与放置椭圆弧两个画图工具外，还需用到放置多边形按钮，在放置状态下按Tab键可调整属性，完成图见下图所示：图2.83.4制作photo NPN元件封装。(1)元件原理图完成后回到第一个元件封装时建立的封装元件库，创建新的PCB封装元件。(2)创建新的PCB封装元件：工具-新元件，打开PCB封装创建导向，相关参数设置好后便可以开始绘制元件封装。图2.9(3)通过网上搜索可知道该元件的封装类型，可参照制作该元件封装，制作完成如下图所示：图2.103.5绘制Res Bridge元件(1)在之前创建的原理图元件库中新建元件:工具新元件，弹出命名框如下图所示，将元件名称改为 Res Bridge；图2.11(2)使用工具栏的画图按钮画元件外形，除使用到中放置直线与画图工具外，还需用到放置多边形按钮，在放置状态下按Tab键可调整属性，完成图见下图所示：图2.123.6绘制Res Bridge元件封装(1)元件原理图完成后回到第一个元件封装时建立的封装元件库，创建新的PCB封装元件。(2)创建新的PCB封装元件：工具-新元件，打开PCB封装创建导向，相关参数设置好后便可以开始绘制元件封装。图2.13(3)通过网上搜索可知道该元件的封装类型，可参照制作该元件封装，制作完成如下图所示：图2.143.7绘制Dpy Overflow元件(1)在之前创建的原理图元件库中新建元件:工具新元件，弹出命名框如下图所示，将元件名称改为dpy overflow图2.15(2)使用工具栏的画图按钮画元件外形，除使用到中放置直线与画图工具外，还需用放置引脚按钮，在放置状态下按Tab键可调整属性，如图：图2.16完整元件图绘制完成见下图：图2.173.8绘制Dpy Overflow元件封装(1)元件原理图完成后回到第一个元件封装时建立的封装元件库，创建新的PCB封装元件。(2)创建新的PCB封装元件：工具-新元件，打开PCB封装创建导向，相关参数设置好后便可以开始绘制元件封装。(3)通过网上搜索可知道该元件的封装类型，可参照制作该元件封装，制作完成如下图所示：图2.183.9保存原理图元件库及相应的封装元件库(1)回到封装元件库编辑界面，点击文件保存，弹出保存目录，单击确定按钮以保存文件。(2)回到原理图元件库编辑界面，单击右下角选择SCH Library，弹出以下对话框图2.19(3)依次选中四个元件点击编辑设置其封装，首先选择右下角的“追加”图2.20弹出如下对话框选择Footprint，确定图2.11选择自建封装库保存路径并选定封装点击确定如2.22(4)完成4个元件的封装设定后保存自建元件库：文件保存，弹出保存目录，单击确定按钮以保存文件。第四章设计印制板电路图4.1对原理图进行电气检查项目管理Compile Document超再生式电路图.Sch.Doc并更正出现的错误。4.2新建PCB文件并导入原理图封装原件(1)新建一个PCB文件：文件创建PCB文件。(2)PCB环境设置:进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。(3)导入原理图封装元件库：回到原理图设计界面，选择update PCB Document超再生式电路.Sch.Doc。此时再切换回PCB文件界面就可以看到相应的封装原件出现在了PCB板的右边，呈一字形排列，详见下图： 图3.14.3原件布局及布线布局有自动布局和手动布局两种方式，对于原件较少，电气线较分明的电路图建议采用自动布局以提高效率。由于电路图较为复杂，且鉴于第一次设计PCB板，此次设计采用手动布局及自动布线的方式。(1)手动布局：将所有元器件拖入上图黑色范围内，以交叉线尽量少，布局大方美观等为原则放置原件。初步手动布局如下图:图3.2手动布局图(2)PCB布线：选择菜单栏自动布线全部对象弹出布线对话框点击route all，等待完成自动布线。自动布线后如下图:图3.3自动补线图4.4规划PCB板物理边界在PCB设计界面下方选择keep-out Layer并点击，单击菜单栏放置直线，鼠标变为十字星状，可在黑色区域里规划物理边界。图4.4完整PCB图4.5 DRC检测菜单栏工具设计规则检查，根据错误报告进行更正，再次检查直至无误后进行存盘。第五章总结学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的。因此在学期末来临之际，我们迎来了Protel课程设计。通过为期一周半的Protel课程设计，我对Protel这个软件有了更进一步的认识和了解。在这一周半时间里，我通过自己摸索，向同学请教，查阅资料，完成了老师教给我们的任务。这次课程设计，提高自己的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质，并帮助我们掌握基本的文献检索和文献阅读的方法，同时提高我们正确地撰写论文的基本能力。在整个设计过程中我懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工