电子CAD实验总结.doc

电子CAD实习总结实习期间，我们主要学习了protel这款绘图软件。我们要用这款软件制作PCB电路板。第一节课我们主要学习了怎么使用Protel。老师为我们演示制作了某单片机控制的频率计电路设计。随着电子信息产业的高速发展，当前社会已经进入信息时代，电子信息技术成为当代最活跃、渗透力最强的科学技术，随着我国科学技术的迅速发展和人民生活水平的不断提高，各种信息技术的应用已经进入千家万户家用电器技术不断发展，新产品日新月异，新功能不断出现。家电篇可以帮助用户选购合适的家用电器以及能够更好地使用与维护家用电器，进而延长家用电器的使用寿命。家电部分主要介绍彩色电视机、影碟机、家庭影院、照相机与摄像机、空气调节器与电冰箱、洗衣机等现代常用家电和小家电的基本知识、选购知识、使用技巧和正常维护等。，成为现代家庭生活中不可缺少的重要组成部分。PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。1、Protel 99 SE 软件简介Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，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。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。 最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。 以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：可生成30多种格式的电气连接网络表强大的全局编辑功能；在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中； 同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络 既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性； 满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）； * 方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）；支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件； * PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层； 强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查； 智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；提供大量的工业化标准电路板做为设计模版； 放置汉字功能； 可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换； l 智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动； 反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合； 2、以下是怎么使用protel的方法：对Protel 99se软件介绍，那么电路原理图图便可以利用这个软件实现。在设计点论图中，有可能遇到在一页设计图纸中画不完，这就需要采用层次电路设计。设计步骤如下： （1）、在电脑的操作的界面双击Protel 99 的窗口，便出现Protel 99 se设计的界面。点击右上角的“File文件”，在下拉菜单中点击“New Deign.”则弹出以下窗口，在次步可以点“Browse改变文件的保存路径，或者直接点击“OK，文件保存在默认的文件夹中“DDesign Explorer Protel 99 SEExemples。弹出这样的窗口然后点“File”中的“Design”,在 双点，然后再双击一次，这样原理图编辑框就搞好了。(2)、在如下窗口中编辑原理图，单击“Browse Sch标签，再不断单击主工具栏内的（放大）（缩小）或者键盘按钮中的page up(放大)page down(缩少)，直到原理图编辑区内出现大小适中的可视“栅格线”，以便操作。(3)、在日常设计中，一般将原理图纸设为A4图纸，便于打印。点击工作界面的“Design.出现下拉框点其中“Options.”,在弹出的窗口中选择来更改图纸样式。接下来在原理图编辑区放元器件，先添加元件库。点击左边“addmove具体添加所对应的元件库，这样就轻易的将元件库添加进去了。当然还有元件库里没有的元件，这需要自己去做，自己可以去创建自己的元件库，也可以在 原有的元件库里添加修改了！最好是自己去创建的。在此次设计中有：AT89C51、K9F2080、MAX3232、CS4330需要设计的元件。具体实例见原理图。(4)、针对此次设计为MP3播放器电路，可能在一张图纸画不完，因此采用层次电路设计，在层次电路设计中最为关键的，是将总设计的文件的扩展名是“.Pij”（项目文件）而不是“.sch”（电路图见附录 I ）。第二步，再将总设计中的“方块电路IO端口”生成里面的电路图纸。然后从元件库中调出元件放在原理图编辑区里，分开摆放，根据设计的要求把各个元件按要求连好。（电路图见附录 I ）5)、电路图连好了，在做操作框点“Edit.”出现的下拉框，再点其中“Export to spread.”（导出电子表格）（附录II），在表格内修改电路中的各元件“Designator、“FootPrint”、“PartType”的参数修改。然后，在当前操作页面点“File”中的“Updata.”（更新）。重新回到原理图操作页面，点“Design”中“Creat netist.”（创建网络表）3、用PROTEL99设计电路板的基本流程：一、电路板设计的先期工作 1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路板比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。 2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。 二、画出自己定义的非标准器件的封装库 建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库（如：AT89C51封装图）专用设计文件。 三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的板框含中间的镂空等 1、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，板层参数，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。 2、规划电路板，主要是确定电路板的边框，包括电路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.58mm 的外径和3.23.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。 注意：在绘制电路板地边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层。 四、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装 这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路板设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路板的布线。 在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。 当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。 五、布置零件封装的位置，也称零件布局 Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行Tools下面的Auto Place,用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。 提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。 注意：零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，七、布线规则设置 布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。 选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点: 1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint) 它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。 2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers） 3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style） 它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。 4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint） 它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。 5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Connect Style） 建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。 其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。 选Tools-Preferences，其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle （遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，Ignore Obstacle为穿过，Avoid Obstacle 为拦断）模式并选中Automatically Remove （自动删除多余的走线）。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去动它们。 在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。 布线规则设置也是印刷电路板设计的关键之一，需要丰富的实践经验。 八、自动布线和手工调整 1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置 选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。 2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线 假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网