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文档简介
Protel99SE实用教程(第3版)赵景波
张伟
编著人民邮电出版社内容提要Protel99SE是目前应用广泛的EDA设计软件之一。本书从学习和认知电路板设计的规律开始讲解,首先介绍电路板设计的基础知识,然后通过丰富的实例介绍原理图设计与PCB电路板设计的基本流程,内容包括电路板设计基础、原理图编辑器基础、原理图设计、原理图符号制作、原理图编辑器报表文件、PCB编辑器、元器件布局、电路板布线、元器件封装的制作和多层电路板设计,最后通过4个典型的综合实例和4个课程设计综合应用了前面所有的基础知识和操作技巧。本书重视基础知识的介绍和动手能力的培养,可作为普通高等院校计算机、电子技术、电子信息、通信工程、自动化等专业Protel及EDA设计等课程的教材,也可作为各类培训班及大专院校相关专业的学习用书。第3版前言《Protel99SE实用教程》第2版于2012年出版,至今已印刷几万册,但为了适应教学改革的需要,同时为了让学生能参加由人力资源和社会保障部职业技能鉴定中心在全国统一组织实施的全国计算机信息高新技术考试中的Protel模块考试以及锻炼学生工程设计能力,本书进行了修订。现就修订的具体情况作如下说明。(1)补充和修改了实例,增加了两个栏目──课堂实例和课堂练习,加强学生实训能力的培养。(2)本次修订为了学生能很快适应职业资格考试,在习题中增加了标准化试题的选择题和填空题题型。(3)在第2版两个课程设计的基础上又增加了两个课程,以提高学生的工程分析和设计能力。(4)为方便教学和自学,免费提供课件“Protel99SE实用教程”。本次修订工作由赵景波、张伟完成。参与本书编辑、修改和整理的还有沈精虎、黄业清、宋一兵、谭雪松、冯辉、计晓明、董彩霞、滕玲、管振起等。在此对以上人员致以诚挚的谢意!实用、易读、经验、全面是本书的编写宗旨。限于编者水平,疏漏之处在所难免,敬请读者批评指正。
编
者
2016年9月第一章电路板设计基础目录CONTENTS1.1电路板类型1.2电路板类型选择1.3常用工作层面、图件和电气构1.4电路板设计基本步骤1.5常用的编辑器1.6初识Protel99SE1.7课堂案例──认识电路板1.8课堂练习──快捷键的人性化设置电路板设计基础在正式学习Protel99SE之前,有必要先对电路板设计有个粗略的了解,这对于提高学习效率是十分有帮助的。本章主要介绍电路板的分类、如何选择电路板、电路板设计的基本步骤、电路板设计过程中常用的编辑器以及Protel99SE的基础知识,目的是从感性上认识电路板、电路板设计和Protel99SE。
1.1电路板类型通常意义上说的电路板指的就是印制电路板,即完成了印制线路或印制电路加工的板子,包括印制线路和印制元器件或者由两者组合而成的电路。具体来讲,一个完整的电路板应当包括一些具有特定电气功能的元器件和建立起这些元器件电气连接的铜箔、焊盘及过孔等导电图件。按照工作层面的多少,电路板可以分为单面板、双面板和多层板,下面对这几类电路板进行简要介绍。
1.1电路板类型1.单面板单面板是指仅在电路板的一面上有导电图形的印制电路板,如图所示。(a)单面板顶层(b)单面板底层
1.1电路板类型一般在电路板的顶层(TopLayer)放置元器件,而在底层(BottomLayer)放置导电图件(元器件的焊盘、导线等)。但是,根据用户的具体设计要求,也可以将导电图件放置在顶层。元器件一般插在没有导电图件的一面以方便焊接。单面板只需在电路板的一个面上进行光绘和放置导线等操作,因而其制造成本比其他类型的电路板要低得多。然而由于电路板的所有走线都必须放置在一个面上,使得单面板的布线相对来说比较困难。通常,单面板只适用于比较简单的电路设计。
1.1电路板类型一般在电路板的顶层(TopLayer)放置元器件,而在底层(BottomLayer)放置导电图件(元器件的焊盘、导线等)。但是,根据用户的具体设计要求,也可以将导电图件放置在顶层。元器件一般插在没有导电图件的一面以方便焊接。单面板只需在电路板的一个面上进行光绘和放置导线等操作,因而其制造成本比其他类型的电路板要低得多。然而由于电路板的所有走线都必须放置在一个面上,使得单面板的布线相对来说比较困难。通常,单面板只适用于比较简单的电路设计。
1.1电路板类型2.双面板双面板是指在电路板的顶层和底层都有导电图件的印制电路板,如图所示。(a)双面板顶层(b)双面板底层
1.1电路板类型双面板是最常见、最通用的电路板。双面板在电路板的顶层和底层都可以进行走线,元器件通常放置在电路板的顶层,上下两层间的电气连接主要通过过孔或焊盘进行连接,中间为绝缘层。因为双面都可以走线,大大降低了布线的难度,因此是一种广泛采用的印制电路板。
1.1电路板类型3.多层板多层板是指由3层或3层以上的导电图形层与其间的绝缘材料层相隔离、层压后结合而成的印制电路板,其各层间导电图形按要求互连。目前,常用的是4层板,包括顶层、底层、内部电源层(简称“内电层”)1(+12V)和内电层2(GND),其示意图如图(a)所示,图(b)所示为一设计好的多层板。(a)多层板示意图(b)多层板实例
1.1电路板类型
在电路设计中,多层板一般是指4层板或4层以上的印制电路板。多层板由于增加了内电层(包括电源层和接地层)甚至增加了内部信号层(比如6层板),很好地解决了芯片集成度越来越高所引起的电路板布线困难的问题,同时还大大提高了电路板的抗干扰性能。但是随着电路板层数的增加,电路板的制造难度和成本也大大增加。随着电子技术的飞速发展,芯片的集成度越来越高,多层板的应用也愈来愈广泛。
1.2电路板类型选择
在设计电路板时,选择电路板的类型主要从电路板的可靠性、工艺性和经济性等方面进行综合考虑,尽量从这几方面的最佳结合点出发来选择电路板的类型。印制电路板的可靠性是影响电子设备和仪器可靠性的重要因素。从设计角度考虑,影响印制电路板可靠性的首要因素是所选印制电路板的类型,即印制电路板是选择单面板、双面板还是多层板。根据国内外长期使用这些类型印制电路板的实践证明,类型越复杂,可靠性越低。各类型印制电路板的可靠性由高到低的顺序是单面板—双面板—多层板,并且多层板的可靠性会随着层数的增加而降低。
1.2电路板类型选择在设计印制电路板的整个过程中,设计人员应当始终考虑印制电路板的制造工艺要求和装配工艺要求,尽可能有利于制造和装配。在布线密度较低的情况下可考虑设计成单面板或双面板,而在布线密度很高、制造困难较大且可靠性不易保证时,可考虑设计成印制导线宽度和间距都比较宽的多层板。对多层板层数的选择同样既要考虑可靠性,又要考虑制造和安装的工艺性。印制电路板的设计人员也应当把产品的经济性纳入设计过程中,这在商品生产竞争激烈的今天尤为必要。印制电路板的经济性与印制电路板的类型、基材选择、制造工艺方法和技术要求的内容密切相关。就电路板类型而言,其成本递增的顺序一般也是单面板—双面板—多层板。但是,在布线密度高到一定程度时,与其设计成复杂的制造困难的双面板,倒不如设计成较简单的低层次的多层板,这样也可以降低成本。1.3常用工作层面、图件和电气构成在设计电路板的过程中通常要用到许多工作层面,不同的工作层面具有不同的功能。比如顶层丝印层(TopOverlay)用来绘制元器件的外形、放置元器件的序号和注释等,顶层和底层信号层则用来放置导线,以构成一定的电气连接,多层面(MultiLayer)则用来放置焊盘和过孔等导电图件。下面以常见的双面板为例介绍一下电路板的工作层面、图件以及电路板的电气构成等。
1.3.1常用工作层面双面板设计过程中常用的工作层面如图1-4所示。在图1-4中,方框区域内复选框为选中状态的工作层面即为双面板设计中常用到的工作层面。下面以图1-5所示的双面电路板为例简单介绍一下电路板上的工作层面。在Protel99SE的PCB编辑器中,按Shift+S组合键,将电路板的显示模式切换到单层显示模式,即可逐层显示电路板的工作层面。要点提示:利用快捷键Shift+S将电路板切换到单层显示模式时,应当将输入法设置成英文的输入方式。
1.3.1常用工作层面图1-4普通双面板包含的工作层面图1-5双面板示例
1.3.1常用工作层面(1)【TopLayer】(顶层信号层)。在双面板中,顶层信号层用来放置铜箔导线,以连接不同的元器件、焊盘和过孔等实现特定的电气功能,如图1-6所示。图1-6顶层信号层
1.3.1常用工作层面(2)【BottomLayer】(底层信号层)。底层信号层的功能与顶层信号层的功能相同,也是用来放置导线的,如图1-7所示。图1-7底层信号层实用技巧:一般情况下,顶层信号层的导线为红色,底层信号层的导线为蓝色。在电路板布线时,为了提高电路板抗干扰的能力,顶层信号层布线横线居多,而底层信号层布线竖线居多。
1.3.1常用工作层面(3)【Mechanical1】(机械层)。机械层主要用来对电路板进行机械定义,包括确定电路板的物理边界、尺寸标注和对齐标志等。然而在电路板设计过程中,通常将电路板的物理边界等同于电路板的电气边界,而不对电路板的物理边界进行规划。(4)【TopOverlay】(顶层丝印层)。顶层丝印层主要用来绘制元器件的外形和注释文字,如图1-8所示。如果在双面板的底层还放置有元器件,则还应当激活【BottomOverlay】(底层丝印层)。图1-8顶层丝印层
1.3.1常用工作层面(5)【KeepOutLayer】(禁止布线层)。禁止布线层主要用来规划电路板的电气边界,电路板上所有导电图件均不能超出该边界,否则系统在进行DRC设计校验时汇报错误。图1-9所示为一规划好的电路板的电气边界。(6)【MultiLayer】(多层面)。多层面主要用来放置元器件的焊盘和连接不同工作层面上的导电图件的过孔等图件,如图1-10所示。图1-9禁止布线层图1-10多层面实用技巧:单面板只有一个信号层,通常选用底层信号层。而多层板,除了增加内部电源层外,对于层数较多的多面板可能还有多个信号层。
1.3.2认识电路板上的图件电路板上的图件包括两大类:导电图件和非导电图件。导电图件主要包括焊盘、过孔、导线、多边形填充、矩形填充等。非导电图件主要包括介质、抗蚀剂、阻焊图形、丝印文字、图形等。下面主要介绍一下导电图件。图1-11所示为一电路板的PCB文件,该电路板上的导电图件主要有焊盘、过孔、导线、矩形填充等。下面分别介绍这些图件的功能。
1.3.2认识电路板上的图件安装孔元器件焊盘过孔矩形填充导线接插件电路板边界多边形填充
1.3.2认识电路板上的图件(1)安装孔:主要用来把电路板固定到机箱上,图1-11中的安装孔是用焊盘制作的。(2)焊盘:用于安装并焊接元器件引脚的金属化孔。(3)过孔:用于连接顶层、底层或中间层导电图件的金属化孔。(4)元器件:这里是指元器件封装,一般由元器件的外形和焊盘组成。(5)导线:用于连接具有相同电气特性网络的铜箔。(6)矩形填充:一种矩形的连接铜箔,其作用同连接导线,将具有相同电气特性的网络连接起来。(7)接插件:属于元器件的一种,主要用于电路板之间或电路板与其他元器件之间的连接。(8)电路板边界:是指定义在机械层和禁止布线层上的电路板的外形尺寸。制板商最后就是按照这个外形对电路板进行剪裁的,因此用户所设计的电路板上的图件不能超过该边界。(9)多边形填充:在后续章节中,还将提到多边形填充,它主要用于地线网络的覆铜。
1.3.3电路板的电气连接方式电路板的电气连接方式主要有两种:板内互连和板间互连。电路板内的电气构成主要包括两部分,电路板上具有电气特性的点(包括焊盘、过孔以及由焊盘的集合组成的元器件)和将这些点互连的连接铜箔(包括导线、矩形填充、多边形填充等)。具有电气特性的点是电路板上的实体,连接铜箔是将这些点连接到一起实现特定电气功能的手段。总地来说,通过连接铜箔将电路板上具有相同电气特性的点连接起来就可以实现一定的电气功能,然后无数的电气功能的集合就构成了整块电路板。以上介绍的电路板的电气连接是属于电路板内的互连,还有一种电气连接是属于电路板间的互连。板间互连主要是指多块电路板之间的电气连接,它们主要采用接插件或者接线端子进行连接。
1.4电路板设计基本步骤电路板设计的过程就是将电路设计思路变为可以制作电路板文件的过程,其基本步骤如图1-12所示。(1)原理图设计。在正式进入电路板设计之前,往往需要先设计原理图。原理图设计的任务就是将设计思路或草图变成规范的电路图,为电路板设计准备网络连接和元器件封装。(2)原理图符号设计。在原理图设计的过程中常常遇到有的原理图符号在系统提供的原理图库中找不到的情况,这时就需要自己动手设计原理图符号。(3)PCB电路板设计。在网络标号和元器件封装准备好后就可以进行PCB电路板设计了。电路板设计是在PCB编辑器中完成的,其主要任务是对电路板上的元器件按照一定的要求进行布局,然后用导线将相应的网络连接起来。(4)元器件封装设计。电路板设计经常会用到许多异形、不常用的元器件,这些元器件封装在系统提供的元器件封装库中是找不到的,也需要自己设计。需要说明的是,元器件封装和原理图符号是相互对应的。在一个电路板设计中,一个原理图符号一定有与之对应的元器件封装,并且该原理图符号中具有相同序号的引脚与元器件封装中具有相同序号的焊盘是一一对应的,它们具有相同的网络标号。(5)送交制板商。电路板设计好后,将设计文件导出并送交制板商即可制作出满足设计要求的电路板。
1.4电路板设计基本步骤图1-12电路板设计的基本步骤
1.5常用的编辑器从电路板设计的基本步骤可以看出,电路板设计过程中常用的编辑器主要有原理图编辑器、原理图库编辑器、PCB编辑器和元器件封装库编辑器。下面简要介绍一下这些常用编辑器的主要功能。如何启动这些常用的编辑器,将在1.6.4小节中进行介绍。
1.5.1原理图编辑器在介绍电路板设计的基本流程时提到,一个完整的电路板必须经过原理图设计和PCB电路板设计两个阶段。电路板设计第一阶段的原理图绘制就是在原理图编辑器中完成的。原理图编辑器的操作界面如图1-13所示。原理图编辑器的主要功能是设计原理图,为PCB电路板设计准备网络表文件和元器件封装。在原理图设计过程中,可以为每一个原理图符号指定元器件封装。在原理图设计完成后,执行菜单命令【Design】/【CreateNetlist…】可以生成网络表文件。此外,在原理图编辑器中利用原理图库提供大量原理图符号的优势,还可以快速绘制电子设备的接线图。
1.5.1原理图编辑器图纸区域工作窗口状态栏原理图编辑器管理窗口主工具栏菜单栏命令行绘图工具栏【DrawingTools】放置工具栏【WiringTools】图1-13原理图编辑器
1.5.2原理图库编辑器在绘制原理图的过程中,经常需要自己动手制作原理图符号。在正式制作原理图符号之前,需要创建一个原理图库文件,以存放即将制作的原理图符号。新建一个原理图库文件或者是打开已有的原理图库文件就可以激活原理图库编辑器。激活后的原理图库编辑器如图1-14所示。原理图库编辑器的主要功能就是制作和管理原理图符号。
1.5.1原理图编辑器图1-14原理图库编辑器图纸区域工作窗口原理图库编辑器管理窗口原理图库绘图工具栏【SchLibDrawingTools】
1.5.3PCB编辑器在原理图绘制完成后,下一步工作就需要将元器件封装和网络表载入到PCB编辑器中进行电路板设计。PCB编辑器的激活可以通过打开已经存在的PCB文件或者是通过创建新的PCB文件来完成。打开一个已经存在的PCB文件,如图1-15所示。在PCB编辑器中,将完成电路板设计第二阶段的任务,即根据原理图设计完成电路板设计。电路板设计主要包括电路板选型、规划电路板的外形、元器件布局、电路板布线、覆铜、设计规则校验等工作。
1.5.3PCB编辑器图1-15PCB编辑器图纸区域工作窗口PCB编辑器管理窗口放置工具栏【PlacementTools】
1.5.4元器件封装库编辑器在将元器件封装和网络表载入PCB编辑器之前,必须确保所有用到的元器件封装所在的元器件封装库都已经载入了PCB编辑器,否则将导致元器件封装和网络表载入的失败。如果个别元器件封装在系统提供的元器件封装库中不能找到,解决的办法就是自己动手制作元器件封装。同制作原理图符号一样,在制作元器件封装之前,也应当创建一个新的PCB元器件封装库文件,或者是打开一个已经存在的元器件封装库。元器件封装库编辑器如图1-16所示。
1.5.4元器件封装库编辑器元器件封装库编辑器管理窗口图纸区域工作窗口元器件封装库放置工具栏【PCBLibPlacementTools】图1-16元器件封装库编辑器
1.5.5常用编辑器之间的关系原理图编辑器、原理图库编辑器、PCB编辑器和元器件封装库编辑器贯穿了电路板设计的全过程。根据电路板设计不同阶段的要求,可以激活相应的编辑器来完成特定的任务。在电路板的设计过程中,4个常用编辑器之间的关系如图1-17所示。由图1-17可以看出,原理图编辑器和PCB编辑器是进行电路板设计的两个基本工作平台,并且原理图和PCB电路板的更新是实时同步的。原理图库编辑器是根据原理图设计过程中的需求被激活的,并且修改完原理图符号后一定要存储修改结果和更新原理图中的原理图符号。同理,元器件封装库也是在需要制作或修改元器件封装时才被激活。从编辑器之间的关系来看,原理图库编辑器是服务于原理图编辑器,主要是用来制作原理图符号,以保证原理图设计的顺利完成。而元器件封装库编辑器是服务于PCB编辑器,主要是用来制作元器件封装,以保证所有的元器件都能有对应的元器件封装,使原理图设计能够顺利地转入到PCB电路板的设计。原理图设计是电路设计思路的图纸化,是电路板设计过程中的准备阶段。PCB电路板设计是整个电路板设计过程中的实现阶段。在整个电路板设计过程中,元器件封装和网络表是联系原理图设计和PCB电路板设计的桥梁和纽带。
1.5.5常用编辑器之间的关系图1-174个常用编辑器之间的关系
1.6初识Protel99SE随着新技术和新材料的出现,电子工业得到了蓬勃发展。各种大规模和超大规模集成电路的出现使电路板变得越来越复杂,从而使越来越多的电路板设计工作已经无法单纯依靠手工来完成,计算机辅助电路设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。Protel99SE就是众多计算机辅助电路板设计软件中的佼佼者。Protel99SE以其强大的功能、方便快捷的设计模式和人性化的设计环境,赢得了众多电路板设计人员的青睐,成为当前电路板设计软件的主流产品,是目前影响最大、用户最多的电子线路CAD软件包之一。本书将以Protel99SE为载体介绍电路板设计的基础知识。下面简介Protel99SE的基础知识。
1.6.1启动Protel99SE启动Protel99SE的方法同启动其他应用程序的方法一样,只要运行Protel99SE的可执行程序就可以了。启动Protel99SE具体操作步骤如下。(1)在Windows桌面上执行菜单命令【开始】/【程序】/【Protel99SE】/【Protel99SE】,即可启动Protel99SE,如图1-18所示。(2)在启动Protel99SE应用程序的过程中,出Protel99SE的启动画面,如图1-19所示。接下来系统便打开Protel99SE的主窗口,如图1-20所示。图1-18启动Protel显示屏幕上弹99SE菜单命令图1-19Protel99SE启动画面
1.6.1启动Protel99SE启动Protel99SE还有以下两种简便方法。(1)如果在安装Protel99SE的过程中,在桌面上创建了快捷方式,那么双击Windows桌面上的Protel99SE的图标也可以启动Protel99SE。(2)直接单击【开始】菜单中的Protel99SE图标,即可启动Protel99SE,如图1-21所示。图1-20Protel99SE主窗口图1-21从【开始】菜单中启动Protel99SE
1.6.2Protel99SE设计浏览器启动Protel99SE后,即可打开Protel99SE设计浏览器。在Protel99SE设计浏览器中,主要包括菜单栏、工具栏、浏览器管理窗口、工作窗口、命令行及状态栏等,如图1-22所示。Protel99SE设计浏览器是电路板设计的大平台。在这个大平台上,根据电路板设计的需要可以激活原理图编辑器进行原理图设计,在原理图设计完成后可以激活PCB编辑器进行电路板设计,以及完成电路分析和仿真设计等。工作窗口命令行状态栏浏览器管理窗口工具栏菜单栏图1-22Protel99SE设计浏览器
1.6.3Protel99SE的文件存储方式Protel99SE系统为用户了提供两种可选择的文件存储方式,即【WindowsFileSystem】(文档方式)和【MSAccessDatabase】(设计数据库方式),如图1-23所示。【WindowsFileSystem】:当选择文档方式存储电路板设计文件时,系统将会首先创建一个文件夹,而后将所有的设计文件存储在该文件夹下;系统在存储设计文件时,不仅存储一个集成数据库文件,而且将数据库文件下所有的设计文件都独立地存储在该文件夹下,如图1-24所示。【MSAccessDatabase】:当选择集成设计数据库存储方式时,系统只在指定的硬盘空间上存储一个设计数据库文件。不管选用哪一种文件存储方式,Protel99SE都采用设计浏览器来组织设计文档,即在设计浏览器下创建文件,并将所有设计文件都存储在一个设计数据库文件中。图1-23文件存储方式图1-24文档方式存储电路板设计文件要点提示:在Protel99SE中设计电路板时,通常选择设计数据库的方式来组织和管理设计文件。1.6.4启动常用编辑器启动编辑器可以通过新建设计文件或者是打开已有的设计文件来实现。下面介绍如何通过新建原理图设计文件、原理图库设计文件、PCB电路板设计文件和元器件封装库设计文件来启动相应的编辑器。1.新建设计数据库文件Protel99SE采用设计数据库文件来组织管理设计文件,将所有的设计文档和分析文档都放在一个设计数据库文件中,进行统一管理。设计数据库文件相当于一个文件夹,在该文件夹下可以创建新的设计文件,也可以创建下一级文件夹。这种管理方法在设计一个大型的电路系统时非常实用,在电路板设计过程中应当掌握这种分门别类的管理方法。因此,在新建设计文件之前,应当首先新建一个设计数据库文件。1.6.4启动常用编辑器下面介绍新建设计数据库文件的操作。(1)启动Protel99SE,打开设计浏览器。(2)执行菜单命令【File】/【New】,系统打开【NewDesignDatabase】(新建设计数据库文件)对话框,如图1-25所示。(3)在【DatabaseFileName】(设计数据库文件名称)文本框中输入设计数据库文件的名称。本例中命名为“MyfirstDesign.Ddb”。(4)单击
按钮,打开【SaveAs】(存储文件)对话框,然后将存储位置定位到指定的硬盘空间上,结果如图1-26所示。(5)单击
按钮,回到新建设计数据库文件对话框,确认各项设置无误后,单击
按钮即可创建一个新的设计数据库文件,结果如图1-27所示。图1-25新建设计数据库文件图1-26保存设计数据库文件图1-27新建的设计数据库文件1.6.4启动常用编辑器2.启动原理图编辑器启动原理图编辑器的方法非常简单,新建一个原理图设计文件或者打开已有的原理图设计文件,就能启动原理图编辑器。下面介绍如何新建一个原理图设计文件。(1)双击图1-27中的
图标,打开该文件夹,将新建的原理图设计文件放置在该文件夹下。(2)执行菜单命令【File】/【New…】,打开【NewDocument】(新建设计文件)对话框,如图1-28所示。(3)在新建设计文件对话框中,单击【SchematicDocument】(原理图设计文件)图标选中新建原理图设计文件选项,然后单击
按钮,新建一个原理图设计文件,结果如图1-29所示。(4)给原理图设计文件命名为“MyfirstSch.Sch”。(5)执行菜单命令【File】/【SaveAll】,将该原理图设计文件存储至当前设计数据库文件中。图1-28新建设计文件图1-29新建的原理图设计文件1.6.4启动常用编辑器3.启动PCB编辑器下面介绍如何新建PCB设计文件。(1)执行菜单命令【File】/【New…】,打开新建设计文件对话框。(2)在新建设计文件对话框中,单击【PCBDocument】(PCB设计文件)图标,选中新建PCB设计文件选项,然后单击
按钮,系统将会新建一个PCB设计文件,结果如图1-30所示。(3)给PCB设计文件命名为“MyfirstPCB.PCB”。(4)执行菜单命令【File】/【SaveAll】,将该PCB设计文件存储至当前设计数据库文件中。图1-30新建的PCB设计文件1.6.4启动常用编辑器4.启动原理图库编辑器当原理图设计过程中需要编辑或自己制作原理图符号时,就需要启动原理图库编辑器。下面介绍如何通过新建原理图库文件来启动原理图库编辑器。(1)执行菜单命令【File】/【New…】,打开新建设计文件对话框。(2)在新建设计文件对话框中,单击【SchematicLibraryDocument】(原理图库文件)图标,选中新建原理图库设计文件选项,然后单击
按钮,系统将会新建一个原理图库设计文件,结果如图1-31所示。(3)给原理图库设计文件命名为“MyfirstSchLib.Lib”。(4)执行菜单命令【File】/【SaveAll】,将该原理图库设计文件存储至当前设计数据库文件中。1.6.4启动常用编辑器5.启动元器件封装库编辑器在电路板设计过程中,如果元器件封装在系统提供的元器件封装库中找不到,这时就需要自己制作元器件封装。元器件封装的制作是在元器件封装库编辑器中完成的。下面介绍如何通过新建一个元器件封装库设计文件来启动元器件封装库编辑器。(1)执行菜单命令【File】/【New…】,打开新建设计文件对话框。(2)在新建设计文件对话框中,单击【PCBLibraryDocument】(PCB元器件封装库文件)图标,选中新建元器件封装库设计文件选项,然后单击【OK】按钮,系统将会新建一个元器件封装库设计文件,结果如图1-32所示。(3)给元器件封装库设计文件命名为“MyfirstPCBLib.LIB”。(4)执行菜单命令【File】/【SaveAll】,将该元器件封装库设计文件存储至当前设计数据库文件中。图1-31新建的原理图库设计文件图1-32新建的元器件封装库设计文件1.6.4启动常用编辑器6.编辑器窗口的切换与关闭在Protel99SE中,如果同时打开或新建多个设计文件,则所有打开的设计文件在工作窗口上部会有一个相应的标签,而工作窗口中只显示当前处于激活状态的编辑器工作窗口。单击这些标签就可以在不同设计文件之间自由切换。要关闭其中的一个文件,可以在标签上单击鼠标右键,在打开的菜单命令中选择【Close】,即可关闭相应的设计文件。1.7课堂案例──认识电路板请根据图1-33回答以下问题:①②③④⑤图1-33看图识物示例(1)请指出图1-33所示的电路板中标示的图件各指什么。(2)指出该电路板的结构类型属于哪种电路板。(3)为什么该电路板要选择这种结构类型?请应用本章的知识进行分析。(4)图1-33所示电路板的电气连接有何特点?1.7课堂案例──认识电路板课堂案例解答:(1)答:①是电路板上的安装孔;②是元器件的焊盘;③是元器件;④是矩形填充;⑤是用于板间互连的接插件,它也属于元器件。(2)答:该练习中的电路板属于单面板。(3)答:选择电路板的主要依据是电路板的可靠性、工艺性和经济性,可靠性是选择电路板结构类型的首要前提,工艺性是电路板能够加工成型的保证,经济性是锦上添花的工作。在电路板设计中用户应当能够根据实际电路板的需要正确选择电路板的类型。单面板适用于比较简单的电路设计,元器件作为常见的DC-DC模块,在本例中,它具有引脚少、布线空间大的特点,因此采用单面印制电路板,既可靠又经济实用,并且能够保证工艺制作的方便。(4)答:本实例中的电气连接完全采用矩形填充铜箔进行连接,连接方式更加灵活,并且与普通的导线连接相比,增加了导电面积。由此可以看出,电路板布线,不仅限于放置导线,只要是导电图件都可充当导线的脚色。除了矩形填充外,多边形填充也是电路板设计中常用的布线工具,尤其常用于地线网络的覆铜。1.8课堂练习──快捷键的人性化设置在PCB编辑器中,系统默认切换工作层面的快捷键为小键盘上的+和-键。但是,对于使用笔记本电脑进行电路设计的用户来说却不是这样的,因为在笔记本电脑上没有设置小键盘,这样就使得工作层面的切换比较麻烦。Protel99SE支持用户编辑、创建自己的快捷键。为了解决上述问题,用户可以利用系统提供的编辑快捷键功能,对切换工作层面的快捷键进行重新设置。(1)单击【DesignExplorer】窗口左上角的
按钮,弹出系统参数设置快捷菜单,如图1-34所示。(2)执行菜单命令【Customize…】,即可打开【CustomizeResources】(系统资源)设置对话框,如图1-35所示。(3)进入【ShortcutKeys】选项卡,即可进入系统快捷键设置对话框,如图1-36所示。(4)单击
按钮,在弹出的下拉菜单中选择【Edit…】菜单命令,即可打开【ShortcutTable】(系统快捷键列表)对话框,如图1-37所示。(5)在图1-33所示的快捷键列表对话框中浏览快捷键,选择需要编辑的快捷键,然后在其上双击鼠标左键,即可打开【Shortcut】(快捷键属性)设置对话框,如图1-38所示。(6)在快捷键属性设置对话框中浏览【Primary】(第一快捷键)下的列表,从中选择一个快捷键,例如S,然后单击【OK】按钮回到系统快捷键列表对话框,即可将切换工作层面的快捷键设置成S,如图1-39所示。这样,就完成了一个快捷键的重新设置。按照相同的方法,可以编辑其他的快捷键。1.8课堂练习──快捷键的人性化设置图1-34系统参数设置快捷菜单图1-35系统资源设置对话框1.8课堂练习──快捷键的人性化设置图1-36系统快捷键设置对话框图1-37系统快捷键列表对话框1.8课堂练习──快捷键的人性化设置图1-38快捷键属性设置对话框图1-39切换工作层面快捷键的设定习
题1-1填空题Protel99SE的状态栏位于窗口的
,其右边部分显示了
信息。1-2选择题Protel99SE在初次启动时没有以下(
)菜单。A.【File】 B.【View】 C.【Design】1-3单面板、双面板和多层板各有什么特点?1-4电路板设计中常用的编辑器有哪几个?它们之间的关系是什么?1-5新建一个设计数据库文件,然后在该数据库文件下新建一个原理图设计文件、一个PCB设计文件、一个原理图库设计文件和一个元器件封装库设计文件。Protel99SE实用教程(第3版)赵景波
张伟
编著人民邮电出版社第二章原理图编辑器基础目录CONTENTS2.1启动原理图编辑器2.2原理图编辑器管理窗口2.3原理图编辑器工具栏管理2.4原理图编辑器的画面管理2.5课堂案例──查找元器件2.6课堂练习──查找网络标号电路板设计基础在开始学习绘制原理图之前,先学会如何使用Protel99SE的原理图编辑器,这对于以后绘制原理图将大有益处。本章主要介绍原理图编辑器管理窗口的运用、常用工具栏的管理、工作窗口中的画面管理等基本操作功能。熟练掌握这些操作知识,对于原理图设计有事半功倍的效果。
2.1启动原理图编辑器启动原理图编辑器的方法非常简单,新建原理图设计文件或者打开已有的原理图设计文件,就能启动原理图编辑器。下面介绍如何通过新建原理图设计文件来启动原理图编辑器。
2.1启动原理图编辑器(1)启动Protel99SE,打开设计浏览器。(2)在Protel99SE设计浏览中,执行菜单命令【File】/【New】,打开【NewDesignDatabase】(新建设计数据库文件)对话框,如图2-1所示。图2-1新建设计数据库文件
2.1启动原理图编辑器(3)在【DatabaseFileName】(设计数据库文件名称)文本框中输入设计数据库文件的名称。这里命名为“MyfirstDesign.Ddb”。(4)单击
按钮,打开【SaveAs】(存储文件)对话框,将存储位置定位到指定的硬盘空间上,结果如图2-2所示。
2.1启动原理图编辑器
2.1启动原理图编辑器
在进行电路板设计时,通常将新建的设计文件(包括原理图设计文件和PCB设计文件)都存放在“Document”文件夹下,这样可以方便设计文件的管理。同时,如果设计项目的图纸较多的话,为了对设计文件进行更细的分类管理,还可以在“Document”文件夹下新建子文件夹。2.1启动原理图编辑器(7)执行菜单命令【File】/【New…】,打开【NewDocument】(新建设计文件)对话框,如图2-4所示。图2-4新建设计文件2.1启动原理图编辑器(8)在新建设计文件对话框中,单击【SchematicDocument】(原理图设计文件)图标选中新建原理图设计文件选项,然后单击【OK】按钮,即可新建一个原理图设计文件,结果如图2-5所示。
2.1启动原理图编辑器
(9)给原理图设计文件重命名,本例中将其命名为“MyfirstSch.Sch”。(10)执行菜单命令【File】/【SaveAll】,即可将新建的原理图设计文件存储到当前设计数据库文件中。(11)将鼠标光标移到原理图设计文件名上,然后双击鼠标左键,即可启动原理图编辑器,结果如图2-6所示。原理图编辑器管理窗口菜单栏主工具栏绘图工具栏【DrawingTools】放置工具栏【WiringTools】图纸区域工作窗口命令行状态栏图2-6启动后的原理图编辑器2.2原理图编辑器管理窗口Protel99SE专门为用户提供了原理图编辑器管理窗口对原理图设计进行管理。在原理图设计过程中,原理图编辑器管理窗口的功能主要有以下几种。(1)载入/删除原理图库。(2)查找元器件库中的原理图符号。(3)快速查找定位当前原理图设计中的图件。2.2原理图编辑器管理窗口下面将以系统安装目录下的“…\DesignExplorer99SE\Examples\LCDController.Ddb”设计数据库中的原理图文件为例详细介绍原理图编辑器管理窗口的主要功能。(1)执行菜单命令【File】/【Open…】,在Protel99SE的安装目录中找到并选中“…\DesignExplorer99SE\Examples\LCDController.Ddb”,如图2-7所示。图2-7打开原理图设计文件2.2原理图编辑器管理窗口(2)单击【打开】按钮,即可将LCDController.Ddb设计数据库文件打开,结果如图2-8所示。2.2原理图编辑器管理窗口(3)在图2-8所示的设计数据库浏览器中打开“LCDController”文件夹,然后双击
图标,即可启动原理图编辑器,结果如图2-9所示。2.2原理图编辑器管理窗口
这样就打开了一个原理图设计文件,同时也启动了原理图编辑器。进入【Browsesch】选项卡,将浏览器管理窗口切换到【Browsesch】(原理图编辑器管理)窗口,如图2-10所示。图2-10原理图编辑器管理窗口原理图库列表栏原理图符号列表栏原理图符号浏览栏2.2原理图编辑器管理窗口
在原理图编辑器管理窗口中,各栏的意义如下。(1)原理图库列表栏:在该栏中罗列了全部已经载入原理图编辑器中的原理图库。(2)原理图符号列表栏:该栏中将会显示原理图库列表栏中当前选中的原理图库中所包含的原理图符号。(3)原理图符号浏览栏:该栏显示原理图符号列表栏中当前处于选中状态的原理图符号的图形。通过该栏可以浏览该原理图符号的外形和引脚是否符合需要。2.2.1载入/删除原理图库文件2.2原理图编辑器管理窗口2.2原理图编辑器管理窗口2.2原理图编辑器管理窗口
2.2.2查找元器件在原理图设计过程中,经常会遇到不知道名称的元器件,这时就需要根据有限的信息在原理图库文件中查找元器件。查找元器件的方法主要可以分为两种。(1)逐一浏览元器件库文件。该方法的适用情况是:了解元器件和元器件各引脚的电气功能,但不知道具体应该使用什么原理图符号。这时可以根据元器件及其引脚的电气功能来选择原理图符号。(2)关键字查找元器件。该方法的适用情况是:知道原理图符号的名称或者是名称中的关键字,但不知道该原理图符号具体在哪个原理图库中。
2.2.2查找元器件下面详细介绍这两种查找元器件的方法。1.浏览元器件库查找元器件原理图符号只是表征元器件电气特性的一种符号。在原理图的设计过程中选择原理图符号的基本原则是:原理图符号的引脚功能必须与实际的元器件的引脚功能一致,同时原理图符号引脚的序号必须与元器件封装的焊盘序号对应,而其外在的表达形式只要直观、明了即可。浏览元器件库文件的方法主要有两种:一种是通过原理图编辑器管理窗口中的原理图符号列表栏来浏览元器件,另一种就是通过图2-14所示的浏览元器件库文件窗口来浏览元器件。这两种浏览元器件库文件的方法的操作基本相同,只是浏览窗口有所不同而已。因此,下面将以浏览“MiscellaneousDevices.Ddb”元器件库为例介绍如何在原理图编辑器管理窗口中浏览原理图符号。(1)通过原理图编辑器管理窗口载入“MiscellaneousDevices.Ddb”原理图库。(2)在原理图编辑器管理窗口中,单击【Browse】栏下方文本框后的下拉按钮,然后在打开的下拉菜单中选择【Libraries】选项,原理图库列表栏中将列出当前原理图编辑器中已载入的原理图库文件。
2.2.2查找元器件(3)在原理图库列表栏中,选中“MiscellaneousDevices.lib”库文件,使原理图符号列表栏显示“MiscellaneousDevices.lib”库文件中的原理图符号。(4)在原理图符号列表栏中单击鼠标左键选中第一个原理图符号,然后按↑键或↓键即可逐一浏览元器件库中的元器件。在库文件面板中的原理图符号图示栏中浏览当前选中的元器件的原理图符号,如图2-15所示。图2-15浏览元器件通过PageUp键和PageDown键还可以跳跃式地浏览元器件库中的元器件。
2.2.2查找元器件2.关键字查找元器件在原理图编辑器管理窗口中,根据关键字查找元器件的方法主要有两种。(1)通过元器件的首字母查找元器件。(2)任意字母查找元器件。下面将对上述两种查找元器件的方法一一进行介绍。下面以查找普通电阻的原理图符号为例,介绍通过元器件首字母查找元器件的方法。电阻的英文名称为“Resistance”,在Protel99SE中缩写为“Res”,其首字母为“R”。(1)打开一个原理图设计文件,载入原理图符号可能所在的原理图库“MiscellaneousDevices.Ddb”。
2.2.2查找元器件图2-16按首字母查找元器件(2)将【Fliter】(过滤筛选)文本框中的“*”替换为“R*”,如图2-16所示。(3)在原理图库列表栏中,选中“MiscellaneousDevices.lib”除外的任意原理图库文件,然后再次选中“MiscellaneousDevices.lib”库文件,则原理图符号列表栏中将会显示该库文件中所有首字母为“R”的原理图符号,结果如图2-17所示。图2-17首字母为“R”的原理图符号
2.2.2查找元器件在原理图符号列表栏中任意选中一个原理图符号,则将在原理图符号浏览栏中显示相应的原理图符号。在操作步骤(3)中,如果已经选中了“MiscellaneousDevices.Ddb”原理图库,则在“*”替换为“R*”后直接按Enter键,原理图符号列表栏中也会显示该库文件中所有首字母为“R”的原理图符号。
2.2.2查找元器件首字母查找元器件的方法在已载入的元器件库中查找原理图符号十分方便快捷,但是其前提是要知道该元器件的首字母。此外,首字母还可与鼠标和键盘配合起来实现元器件的快速查找。下面将介绍如何利用鼠标+键盘+首字母功能实现电阻(RES2)原理图符号的快速查找。(1)在原理图库管理栏中载入“MiscellaneousDevices.Ddb”库文件。(2)在原理图库管理栏中选中“MiscellaneousDevices.lib”。(3)将鼠标移到原理图符号列表栏中,在任意的元器件上单击鼠标左键,激活原理图符号列表栏。
2.2.2查找元器件图2-18鼠标+键盘+首字母查找元器件(4)按R键,系统将自动执行首字母“R”的查找,结果如图2-18所示。在操作步骤(4)中,应当将系统的输入法切换至英文输入,否则可能会导致查找元器件失败。
2.2.2查找元器件(5)用鼠标左键按住原理图符号浏览栏右边的滚动条,往下滚动即可找到电阻的原理图符号,如图2-19所示。图2-19查找电阻(RES2)原理图符号的结果操作步骤中直接按R+E+S键,则系统将会自动跳转到前3个字母为“RES”的元器件处。2.2.2查找元器件当不知道元器件的首字母时,也不用犯愁,只要知道该元器件中的任意字母也能很快地查找到所想要的原理图符号。查找方法与首字母查找元器件的方法大致相同,只是在“*”前面或后面输入原理图符号的关键字,主要的匹配方式有以下几种。(1)元器件的关键字在前面:“XXX*”。(2)元器件的关键字在后面:“*XXX”。(3)元器件的关键字在前面和后面:“XX*X”。现在,以元器件的关键字在前面的形式(XXX*)为例介绍通过任意字母匹配查找元器件的方法。
2.2.2查找元器件我们以查找齐纳二极管为例介绍通过任意字母匹配查找元器件。齐纳二极管的英文名字为“Zener”,因此可以用“Zen”去匹配查找该元器件的原理图符号。(1)打开原理图编辑器,载入原理图设计中需要的元器件库。齐纳二极管属于常用的元器件,应从系统提供的杂库中进行查找,因此首先应载入“MiscellaneousDevices.lib”库文件。(2)在【Filter】文本框中输入“Zen*”,然后选中“MiscellaneousDevices.lib”除外的任意原理图库文件,之后再次选中“MiscellaneousDevices.lib”库文件,则原理图符号列表栏中将会显示该库文件中所有前面字母为“Zen”的原理图符号,其结果如图2-20所示。图2-20任意字母匹配查找元器件
2.2.2查找元器件此外,通过单击
按钮还可以打开【FindSchematicComponent】(查找元器件)对话框,如图2-21所示。在该对话框中,可以通过设定待查元器件的名称在指定的原理图库中进行查找,查找的结果将显示在空白框中,图2-22所示为输入“RES*”后的查找结果。2.2.3查看原理图设计中的图件在原理图编辑器管理窗口中,单击【Browse】栏下方文本框后的下拉按钮,打开浏览列表菜单,如图2-23所示。在该列表菜单中选择“Primitives”(图件)选项,即可将原理图编辑器管理窗口切换到浏览原理图设计图件的模式,如图2-24所示。其中,原理图设计图件管理窗口主要包括两部分内容:图件分类列表栏和图件列表栏。图2-23切换浏览器窗口菜单图2-24浏览原理图设计图件模式图件分类列表栏图件列表栏
2.2.3查看原理图设计中的图件(1)图件分类列表栏。该栏中罗列出原理图设计中的所有图件,包括【Parts】(元器件)、【NetLabels】(网络标号)和【Wires】(导线)等图件。在该栏中,选中某一选项,即可在图件列表栏中列出原理图设计中的有关图件,比如本例中选择“Parts”选项,即可在图件列表栏中列出原理图设计中的所有元器件,如图2-25所示。图2-25列表显示元器件
2.2.3查看原理图设计中的图件
2.2.3查看原理图设计中的图件图2-28编辑图件属性
在图件列表栏中,查找图件的操作与前面介绍的在原理图符号列表栏中查找元器件的方法基本相似,也包括逐一浏览图件和关键字查找图件两大类方法,并且具体的操作也基本相同。
2.3原理图编辑器工具栏管理为了方便进行原理图绘制,Protel99SE原理图编辑器提供了丰富的设计工具,从而使操作更加简单、方便。但是,在进行某项设计时,并不会同时使用所有的设计工具,为了使绘图的工作区域更加简洁、明快,可以将不使用的工具栏关闭。此外,还可以根据不同的习惯,重新调整工具栏布局。综上所述,工具栏的管理包括工具栏的打开与关闭以及工具栏的布局等内容。2.3.1工具栏的打开与关闭在原理图编辑器中,执行菜单命令【View】/【Toolbars】,即可打开如图2-29所示的菜单命令列表。选择并执行相应的命令即可打开或关闭对应的工具栏。模拟仿真信号源工具栏可编程逻辑器件工具栏主工具栏放置工具栏画图工具栏放置电源与接地符号工具栏常用元器件工具栏图2-29打开与关闭工具栏的菜单命令2.3.1工具栏的打开与关闭(1)主工具栏(MainTools)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【MainTools】可以打开或关闭主工具栏。主工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。(2)放置工具栏(WiringTools)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【WiringTools】可以打开或关闭放置工具栏。放置工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。(3)画图工具栏(DrawingTools)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【DrawingTools】可以打开或关闭画图工具栏。画图工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。2.3.1工具栏的打开与关闭(4)放置电源及接地符号工具栏(PowerObjects)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【PowerObjects】可以打开或关闭放置电源及接地符号工具栏。放置电源及接地符号工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。(5)常用元器件工具栏(DigitalObjects)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【DigitalObjects】可以打开或关闭常用元器件工具栏。常用元器件工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。(6)模拟仿真信号源工具栏(SimulationSources)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【SimulationSources】可以打开或关闭模拟仿真信号源工具栏。模拟仿真信号源工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。2.3.1工具栏的打开与关闭(7)可编程逻辑器件工具栏(PLDtools)的打开或关闭。执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【PLDtools】可以打开或关闭可编程逻辑器件工具栏。可编程逻辑器件工具栏打开后,屏幕显示如图2-30所示。图2-30原理图编辑器的布局Protel99SE提供的工具栏具有开关特性,即如果某一工具栏处于打开状态,则再次执行相应的菜单命令就可以关闭该工具栏。2.3.2工具栏的排列从图2-30所示中可以看出,在设计原理图时如果将原理图编辑器中的各种工具栏都放在工作窗口的图纸区域,则会妨碍绘制原理图。此时,设计者可以根据绘制原理图的需要和习惯,关闭一些暂时不用的工具栏,并将其余的工具栏放置在适当的位置。调整工具栏的布局,只需将鼠标左键单击工具栏上方蓝条并按住鼠标左键,此时鼠标光标由箭号变成箭号+纸状即可拖动该工具栏,然后将所移动的工具栏放置到合适的地方即可,如图2-31所示。2.3.2工具栏的排列通过这种方法,可以将原理图绘制过程中需要经常使用的工具栏调整到合理的状态,调整好的工具栏如图2-32所示。图1-27新建的设计数据库文件2.3.2工具栏的排列如果需要将工具栏从原理图编辑器的边框移到图纸区域,则将鼠标光标移到工具栏中央的空白处,单击鼠标左键并按住,此时鼠标光标由箭号变成箭号+纸状即可拖动该工具栏,然后将所移动的工具栏放置到合适的地方即可,如图2-33所示。2.4原理图编辑器的画面管理原理图编辑器的画面管理是指工作窗口中图纸的移动、放大、缩小和刷新等工作。在本节中,考虑到读者初学Protel99SE,对原理图设计不是特别熟悉,因此选择Protel99SE安装目录下的一个实例“…\DesignExplorer99SE\Examples\LCDController.Ddb”来介绍画面管理的基本操作。下面将以这个原理图设计为例介绍原理图编辑器的画面管理。2.4.1画面的移动在设计原理图的过程中,通常利用工作窗口的滚动条来移动画面,以便观察图纸的其他部分。将鼠标光标放在水平或垂直滚动条的箭头按钮上,按住鼠标左键不放,这时工作窗口中的画面就会随着滚动条左右或上下移动,如图2-34所示。松开鼠标左键,工作窗口中的画面就会停止移动。2.4.2画面的放大当设计者要对原理图的图纸作进一步细致观察,并希望对线路图进行调整或修改时,往往需要对图纸进行放大。在Protel99SE中,可以通过以下几种方法来放大画面。(1)执行菜单命令【View】/【ZoomIn】,即可将当前画面放大1次。(2)单击主工具栏中的按钮,即可将当前画面放大1次。(3)按PageUp键1次,可以将画面放大1次。2.4.3画面的缩小当图纸较大而无法浏览全图时,经常需要缩小图纸的画面。Protel99SE缩小画面的方法有以下3种。(1)执行菜单命令【View】/【ZoomOut】,即可将当前画面缩小1次。(2)单击主工具栏中的按钮,即可将当前画面缩小1次。(3)按PageDown键1次,可以将画面缩小1次。
在利用键盘快捷键对画面进行放大或缩小时,最好将鼠标光标置于工作平面上的适当位置,这样画面将以鼠标箭头为中心进行缩放。另外,利用快捷键对画面缩放既可以在空闲状态下进行,也可以在执行命令的过程中进行,这一点在原理图设计过程中是非常方便的,因此读者必须熟练掌握PageUp键和PageDown键对画面的放大和缩小操作。2.4.4选定区域放大如果原理图设计较大,设计者希望对局部区域的图纸进行观察、修改时,可以选定图纸区域进行放大。放大方法包括角对角放大和中心放大两种。下面分别介绍一下两种选定区域放大的操作。2.4.4选定区域放大1.角对角放大(1)执行菜单命令【View】/【Area】(角对角选定区域放大),之后鼠标光标变成十字形。(2)将鼠标光标移到需要放大的线路图上,单击鼠标左键确定放大区域的一角,然后用鼠标光标拖出一个适当的虚线框选定所要放大的区域,最后再单击鼠标左键确定放大区域的另一角,所选中的区域就会被放大,显示在工作窗口中,如图2-35所示。2.4.4选定区域放大2.中心放大(1)执行菜单命令【View】/【AroundPoint】(中心放大),鼠标光标变成十字形。(2)将鼠标光标移到所要放大的线路图上,单击一点确定放大区域的中心,然后用鼠标光标拖出一个适当的虚线框选定所要放大的区域,再单击鼠标左键确定放大区域的边界,即可以选定点为中心将选定区域放大并显示在工作窗口中。2.4.5显示整个图形文件执行菜单命令【View】/【FitDocument】(显示整个图形文件),即可显示整个图形文件,如图2-36所示。2.4.6显示所有图件Protel99SE还可以在工作窗口中显示所有的图形文件。执行菜单命令【View】/【FitAllObjects】(显示所有图件),即可在工作窗口中显示所有的图形文件,如图2-37所示。
【FitDocument】(显示整个图形文件)菜单命令指的是将整个原理图设计图纸显示在工作窗口中,包括图纸的标题栏和图纸边框等。【FitAllObjects】(显示所有图件)菜单命令指的是将原理图设计中所有图件显示在工作窗口中,但是并不包括图纸的边框和标题栏。2.4.7刷新画面在设计原理图过程中,设计者可能会发现,在滚动画面、移动元件等操作后,有时会出现画面上显示残留斑点、线段或图形变形等问题。为了保证画面不影响设计工作的进行,可以通过执行菜单命令【View】/【Refresh】来刷新画面。
刷新画面还可以使用快捷键End,快捷键的使用既可以在空闲状态下进行,也可以在命令状态下进行。2.5课堂案例──查找元器件为了巩固原理图编辑器基本操作功能,课堂案例将介绍如何利用原理图编辑器管理窗口在系统提供的所有元器件库文件中查找元器件。在原理图编辑器管理窗口中单击【Find】按钮,即可打开【FindSchematicComponent】(查找元器件)对话框。下面将以“MAX232”为例介绍如何在系统提供的元器件库文中查找元器件。(1)在原理图编辑器管理窗口中单击【Find】按钮,打开查找元器件对话框,在该对话框中可以对查找元器件的属性进行配置。本例中以元器件的名称作为查找条件,为了扩大搜索的范围,在【ByLibraryReference】(通过元器件的名称)选项后的文本框中将搜索名称设置为“*MAX232*”,并选中该选项前的复选框,如图2-38所示。(2)单击【Path】(路径)文本框后的【…】按钮,打开【浏览文件夹】对话框。在该对话框中,可以指定查找元器件的路径。如图3-39所示。2.5课堂案例──查找元器件2.5课堂案例──查找元器件2.5课堂案例──查找元器件2.6课堂练习──查找网络标号本练习介绍利用原理图编辑器管理窗口中的快速查找图件的功能在原理图中快速查找并定位网络标号。在原理图设计中经常需要查看元器件之间的电气连接,即查找具有相同网络标号的元器件引脚之间的连接。通过原理图编辑器管理窗口查找图件的功能可以快速查找到网络标号,而且可以快速定位到网络标号在图纸上的具体位置。下面以查找网络标号“TDI”为例介绍如何在原理图设计中查找网络标号。2.6课堂练习──查找网络标号(1)执行菜单命令【File】/【Open…】,在Protel99SE的安装目录中找到并选中“…\DesignExplorer99SE\Examples\LCDController.Ddb”,打开其中的“LCDProcessor.sch”原理图设计文件。(2)在原理图编辑器管理窗口中,将【Browse】下方文本框中的选项设置成“Primitives”,则原理图编辑器管理窗口将变为如图2-43所示的浏览图件模式。(3)在图件分类列表栏中选择“NetLabels”(网络标号),则系统将会变为查看网络标号的模式,并在图件列表栏中显示当前原理图设计中的所有网络标号,如图2-44所示。(4)查找网络标号。将鼠标光标移到图件浏览栏中,单击鼠标左键激活图件列表栏,接着再按T+D+
I键,则系统将会自动转到名称为“TDI”的网络标号处,并且使名称为“TDI”的网络标号处于选中状态,如图2-45所示。2.6课堂练习──查找网络标号2.6课堂练习──查找网络标号2-1填空题(1)新建文件的快捷键为,取消选取所有对象的快捷键为,使当前视图能够刚好查看原理图上所有图件对象的快捷键为。(2)原理图编辑中的查找命令或替换命令是针对对象进行的。(3)删除对象除了使用【Delete】命令之外还可以使用命令,它的快捷键为。2-2选择题(1)电路原理图中的某一个元器件已经与其他一些元器件有了相应的电气连接关系,如果想在移动元器件的过程中保持这种连接关系,应该使用Move子菜单中的()命令。A.【Move】 B.【Drag】 C.【DragSelection】习题习题(2)如果要删除原理图中的许多对象,可以先选取这些对象,然后利用Edit菜单中的()命令将它们一次性全部删除。A.【Cut】 B.【Delete】 C.【Clear】(3)使用【Window】菜单中的()命令,可以让Protel99SE中所有打开的窗口重叠排列。A.【Tile】 B.【Cascade】 C.【ArrangeIcons】2-3在原理图编辑器管理窗口中查找名称为“CAP”的原理图符号。2-4打开原理图文件“LCDProcessor.SchDoc”,利用原理图编辑器管理窗口快速找到元器件U2所在位置。2-5熟悉工具栏打开与关闭的方法,并了解各个工具栏的功能。2-6熟悉画面管理的方法。Protel99SE实用教程(第3版)赵景波
张伟
编著人民邮电出版社第三章原理图设计目录CONTENTS3.1原理图设计基本流程3.2设置图纸区域工作参数3.3载入原理图库3.4放置元器件3.5调整元器件的位置3.6编辑元器件属性3.7原理图布线3.8课堂案例——绘制指示灯显示电路3.9课堂练习——单片机最小系统的原理图绘制原理图设计电路板设计主要包括两个阶段:原理图设计和PCB设计。原理图设计是在原理图编辑器中完成的,而PCB设计是在PCB编辑器中进行的。只有原理图设计完成并经过编译、修改无误之后,才能进行PCB电路板的设计。本章将详细介绍原理图设计的全过程。原理图设计的任务是将电路设计人员的设计思路用规范的电路语言描述出来,为电路板的设计提供元器件封装和网络表连接。设计一张正确的原理图是完成具备指定功能的PCB电路板设计的前提条件,原理图正确与否直接关系到后面制作的电路板能否正常工作。此外,原理图设计还应当本着整齐、美观的原则,能清晰、准确地反映设计者意图,方便日常交流。3.1原理图设计基本流程一般地,原理图设计的基本流程如图3-1所示。1.新建原理图设计文件为了方便电路板设计文件的管理,在新建原理图设计之前,应当先创建一个设计数据库文件,然后在该设计数据库文件下新建原理图设计文件。2.设置图纸区域工作参数图纸区域工作参数的设置指的是图纸大小、电气栅格、可视栅格和捕捉栅格等参数的设置,它们构成了原理图设计的工作环境。只有这些参数设置合理,才能有助于提高原理图设计的质量和效率。图3-1原理图设计的基本流程3.1原理图设计基本流程3.载入原理图库在原理图设计过程中,放置的元器件全部来源于载入到原理图编辑器中的原理图库。如果原理图库没有载入原理图编辑器,那么在绘制原理图时就找不到所需的元器件。因此,在绘制原理图之前,应当先将需要的原理图库载入原理图编辑器中。需要注意的是,系统提供的原理图库涵盖了众多厂商、种类齐全的元器件,并非每一个原理图库在原理图的设计过程中都会用到。因此,根据原理图设计的需要只将所需的原理图库载入到原理图编辑器即可。4.放置元器件放置元器件指的是从原理图库中选择所需的各种元器件,并将其逐一放置到原理图设计中,然后根据电气连接的设计要求和整齐美观的原则,调整元器件的位置。一般地,在放置元器件的过程中,需要同时完成对元器件的编号、添加封装形式和定义元器件的显示状态等操作,以便为后面的电路板设计工作打好基础。3.1原理图设计基本流程5.原理图布线原理图布线,指的是在放置完元器件后,用具有电气意义的导线、网络标号、电源和接地符号,以及端口等图件将元器件连接起来,使各元器件之间具有特定的电气连接关系,能够实现某项电气功能的过程。6.补充完善在原理图设计基本完
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