电子线路CAD设计.doc

东 北 石 油 大 学
课 程 报 告
2011年 7 月 12日
电子线路CAD课程任务书
一、学习目的
1、熟练掌握使用Protel 99se 设计印刷电路板的全过程。
2、掌握具体的参数设置和操作。
二、设计要求
1、要求独立完成电路原理图及电路板的设计。
2、电气检验要保证没有错误。
3、生成的印刷电路板要美观大方。
三、设计步骤
1、启动Protel 99se软件,建立一个设计数据库文件。
2、启动电路原理图编辑器,绘制电路原理图。
3、进行电气规则检查,无误后,生成网络表。
4、启动印刷电路板图编辑器,新建一个印刷电路板图。
5、规划电路板和电气定义(双面板)。
6、装入网络表。
7、生成印刷电路板图。
8、自动布局,手工调整。
9、自动布线,手工调整。
10、保存并打印输出。
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完成期限 2011.7.3至2010.7.12
指导教师
专业负责人
2011年 7 月 1 日
目 录
第1章 Protel 99se设计环境认识 1
1.1 Protel 99se电路板设计软件的介绍 1
1.2 设计环境设置 2
第2章 Protel 99se电路原理图的绘制 3
2.1 电路原理图的设计步骤 3
2.2 电气检查与网络报表的生成 4
第3章 印刷电路板的绘制 5
3.1 印刷电路板的设计过程 5
3.2 人工布线画电路板的方法 6
第4章 电路板的抗干扰设计 8
4.1 一般性原则 8
4.2 抗干扰设计 9
总结与个人心得 9
附录1 电路原理图 12
附录2 网络表与元件封装表 13
附录3 印刷电路板效果图 17
附录4 3D印刷板效果图 18
第1章 Protel 99se设计环境认识
1.1 Protel 99se电路板设计软件的介绍
Protel软件包是90年代由澳大利亚Protel Technology公司研制开发的,应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成原理图、印制板设计、可编程逻辑器件设计和电路仿真等,可以设计32个信息层,16个电源--地层和16个机加工层。
Protel99SE中主要功能模块如下:
(1)Advanced Schematic 99SE(原理图设计系统)
该模块主要用于电路原理图设计、原理图元件设计和各种原理图报表生成等。
(2)Advanced PCB 99SE(印刷电路板设计系统)
该模块提供了一个功能强大和交互友好的PCB设计环境,主要用于PCB设计、元件封装设计、报表形成及PCB输出。
(3)Advanced Route 99SE(自动布线系统)
该模块是一个集成的无网格自动布线系统,布线效率高。
(4)Advanced Integrity 99SE(PCB信号完整性分析)
该模块提供精确的板级物理信号分析,可以检查出串扰、过冲、下冲、延时和阻抗等问题,并能自动给出具体解决方案。
(5)Advanced SIM 99SE(电路仿真系统)
该模块是一个基于最新Spice3.5标准的仿真器,为用户的设计前端提供了完整、直观的解决方案。
(6)Advanced PLD 99SE(可编程逻辑器件设计系统)
该模块是一个集成的PLD开发环境,可使用原理图或CUPL硬件描述语言作为设计前端,能提供工业标准JEDEC输出。
1.2设计环境设置
原理图设计环境设置
1、图纸设置
首先打开原理图文件,然后执行菜单命令“Design”下的“Options”,弹出图纸设置选项卡。
2、栅格和光标设置
执行菜单命令Tools/Preference或在编辑区单击鼠标右键,执行快捷菜单中的Preference命令,系统将弹出Preference对话框,如图所示。
3、字体的设置
进入Protel 99 SE环境,单击屏幕左上角的“下箭头”按钮,选择Preference命令,系统弹出字体设置对话框。
第2章 Protel 99se电路原理图的绘制
2.1电路原理图的设计步骤
原理图设计是印制板设计的第一步,也是十分重要的一步,电路原理图设计的好坏将直接影响到后面的工作。对于设计的原理图,不但要求其正确无误,还要求其布局合理,美观实用。一般需要以下几个步骤:
(1)设置电路图纸参数
用户根据电路图的复杂程度设置所用图纸的大小、方向等参数,这实际上是建立一个工作面的过程,用户只有设置好这个工作面,才能够充分发按出自己的创造力。
(2)装入和定制元件库
根据电路需要,将所需元件的元件库装入设计系统中,以便用户从中查找和选定所需的元器件,由于Protel99SE提供的元件库很多,查找元件很不方便,因此,用户可根据实际情况,定制自己的元件库。
(3)放置元件
根据电路需要,将元件从元件库中取出放置到工作平面上,这一阶段同时对元件在工作平面上的位置进行调整,对元件的编号、封装形式等进行定义和设置,以便为下一步的布线工作作好准备。
(4)原理布线
用户利用Protel99SE提供的各种工具、命令进行布线,将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来,形成一个完整的原理图。
(5)检查与调整
用户对所绘制的原理图作进一步的检查,找出存在的问题,然后,利用Protel99SE提供的各种工具对原理图作进一步的修改和调整。最后,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。
(6)存盘打印
对设计完成的原理图进行存盘、输出打印,以供在以后的工作中使用。
2.2电气检查与网络报表的生成
在原理编辑过程及产生网络表之前,需要检查或测试用户设计的原理图信号的正确性。Advanced Schematic提供了一个最基本的测试功能——电气规则检查。
ERC可检查电路图中是否有电气特性不一致的情况。原理图绘制好后,再检查一下,可以先按Z键再按A键(此功能与先按V(View)键再按F(Fit All Objects)键是一样的,这是Protel 99 SE快捷键使用方法),将原理图上所有的器件全部显示,主要看是否有漏画的元件以及有没有接错管脚的连线,因为在接下来的ERC(Electrical Rue Check)检查中,这两点错误是不易被检测出来的。在修改时,选中一个元件,在鼠标箭头上可能会出现一个提示栏,出现提示栏是因为当前所选中的点上有两个或者两个以上的器件存在,可以在提示栏中选择要选中的器件进行修改。当一些明显错误修改完成后,选择Tools菜单下ERC命令进行ERC检查。在本例中如果绘制正确,将不会有错误提示。不过,有时ERC检查后有错误提示,并不一定就是电路的电气规则有错。
网络表文件(.net)是原理图编辑器SCH与印制板编辑器PCB之间连接的纽带。编辑电路原理图的最主要目的就是为了将设计电路转换成一个有效的网络表,以供制作印制电路板或仿真等其他后续处理程序使用。
(1)执行“Design”菜单下的“Create Netlist”命令。
(2)在“Netlist Creation”设置框内,指定网络表文件的输出格