protel设计报告

.合肥学院课程设计报告题目：高频发射机PCB版图设计系别：专业：班级：学号：姓名：导师：成绩：_2013年12月25日课程设计任务书设计题目高频发射机PCB版图设计设计类型应用型导师姓名高先和周泽华主要内容及目标 完成高频发射机电路原理图及其PCB板图的设计； 完成整流稳压电路仿真图设计，并对其进行仿真，输出几个节点的电压信号；具有的设计条件计算机及protel99se软件。计划学生数及任务12电子专升本：任务：绘制高频发射机原理图；电路原理图元器件库的设计；PCB板图设计；PCB板图封装库设计根据提供的电路仿真图进行仿真；计划设计进程1、从接题开始收集资料、准备设计2、第15周学习电路原理图的绘制及PCB板图制作方法；3、第16周完成设计任务，同时编写设计报告；参考文献1、Protel99SE电路原理图与PCB设计及仿真，机械工业出版社，作者：清源科技2、电路设计与制版protel99高级应用，老虎工作室赵晶编著，人民邮电出版社3、protel电路原理图与pcb设计108例，李华嵩编著，中国青年出版社目录一、摘要1二、电路原理图及元器件库设计22.1电路原理图设计22.2画电路原理图32.3电气规则检查52.4制作元件7三、设计PCB板83.1规划电路板83.2封装库设计12四、总结13五、参考文献14.13高频发射机PCB版图设计一、摘要随着计算机技术的发展与应用，计算机软件越来越多的应用到电路设计中，例如：protel，multisim等，这些软件的应用使得电路设计更加的方便，它们的仿真功能更是使得电路设计更好的与实际结合。protel是当今电子行业中常见的EDA工具，能够完成电路图的设计、PCB板的制作与仿真，尤其是它的PCB画板功能更是受到许多专业公司的青睐，其随后的升级AltiumDesigner系列也倍受欢迎。本课程设计将从高频发射机的原理图设计及其印刷板电路板（PCB）的制作加强对protel99se的学习与应用。关键词：电路图的设计PCB板protel99se二、电路原理图及元器件库设计2.1电路原理图设计原理图的设计是整个电路设计的基础，因此原理图要设计好，以免影响后面的设计工作,原理图的设计如图2.1所示图2.1原理设计流程1、创建设计数据库和原理图文件选择FileNew菜单，建立一个空设计数据库并为该数据库文件命名为“me”和选择存储位置为F:protel,后缀名为“.ddb”。执行File|New命令，选择SchematicDocument文件，命名为“me”，后缀名为“.sch”。2、 加载元件库Protel99SE把元器件放在库文件中，要使用这些元件就要先加载元器件所在库文件，然后找到所需元件并把它放置在原理图中，并依据元器件之间的布线要求和电路的总体要求布局各元器件。加载的元器件库如图2.2所示，元件清单如图2.3所示。单击左侧设计管理器的Add/Remove按钮，选择设计需要的元件库。图2.2元器件库图2.3元件清单列表2.2画电路原理图1、放置元件和修改元件属性，双击元件，弹出元件设置对话框，可以修改元件的名称、大小和封装等。2、绘制导线3、修改元件参数双击需要参数的元件，显示Part对话框。4、保存原理图执行File|Save命令。图2.4原理图2.3电气规则检查在调整电路模块的布局和连线都完成以后，可以使用Protel提供的智能化电气规则检查（ERC）功能对该电路系统进行电气规则检查，主要包括两方面的内容：检查原理图的电气规则冲突，如一个元器件的输出引脚与另一个元器件的输出引脚连在一起；检查未连接或重复使用的网络标号。选择Tools/ERC菜单，进行相关设置后，Protel99SE开始对原理图进行电气规则检查，检查结束后用户可根据输出的警告和错误信息，对电路系统做进一步调整和修改直到电路系统正确。如图2.5所示。图2.5ERC检测报告网络表(netlist)是电路原理图文件（*Sch）与印制电路板文件（*PCB）之间交换信息的接口，执行Design/CreateNetlist菜单产生该电路系统的网络表(netlist)。如图2.6所示。ANTENNAANTENNAC1RB.2/.4103C2RB.2/.45pC3RB.2/.4CAPC4RB.2/.42pC5RB.2/.4300pC6RB.2/.433pC7RB.2/.44pC8RB.2/.4564C9RB.2/.4103C10RB.2/.4564C11RB.2/.4472C12RB.2/.4564L1XTAL12.5TL2XTAL13.6TL3XTAL110uHQ1TO-1825C9018Q2TO-1825C9018R1AXIAL0.31KR2AXIAL0.347KR3AXIAL0.3150R4AXIAL0.36.2KR5AXIAL0.3150KR6AXIAL0.347KR7AXIAL0.327KR8AXIAL0.33.9KR9AXIAL0.3120KR10AXIAL0.34.7MR11AXIAL0.310KR12AXIAL0.310KR13AXIAL0.3200KR14AXIAL0.3620R15AXIAL0.3200KU2DIP8LM358(+5VC1-1C9-1R1-2R5-2R7-2R11-2U2-8)(NetC2_1-1C2-1C3-1L1-1)(NetC3_2C3-2Q1-1R2-1)(NetC4_2C4-2C5-1L3-2R4-2R8-1)(NetC5_2C5-2C6-1Q2-1R5-1R6-2)(NetC6_2C6-2C7-1L2-2)(NetC10_1C10-1C11-1R9-2U2-5)(NetC10_2C10-2R8-2)(NetC12_2C12-2R15-1U2-7)(NetL2_1C7-2C8-2L2-1Q2-2R7-1)(NetQ1_2C4-1Q1-2R3-1)(NetQ2_3C8-1L3-1Q2-3)(NetR2_2R1-1R2-2R3-2)(NetR10_1R10-1U2-1)(NetR10_2C12-1R10-2R13-2U2-3)(NetR12_1C1-2C2-2C9-2C11-2L1-2Q1-3R4-1R6-1R9-1R12-1R14-1U2-4)(NetR15_2R14-2R15-2U2-6)(NetU2_2R11-1R12-2R13-1U2-2)图2.6网络表文件2.4制作元件在SchematicLibraryDocument中，用工具栏中相应的绘制图标绘制新元件。在“me.ddb”数据库文件下执行菜单命令File/New，新建名为“LM358.Lib”的原理图库元件，这些原理图库元件可以用中文命名，以区分自己的元件库和Protel99的元件库。1、选择Place/Rectangle命令，在光标处跟随一个矩形。2、执行Place/Pin命令，在工作区画出引脚符号。3、修改引脚序号和名称。4、选择Save命令。图2.7元器件库的制作三、设计PCB板3.1规划电路板印制电路板是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路，因此，印制电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常，印制电路板设计的具体步骤如图3.1所示。图3.1印制电路板设计流程（1）新建PCB文件在同一个设计数据库文件中，新建一个PCB文件。选择File/New菜单，在弹出的对话框中选择PCBDocument选项，在刚刚创建的数据库中新建一个PCB文件，后缀名为“.Pcb”。（2）设置工作环境在绘制PCB图前，用户对电路板应有一个初步的规划，主要包括3个方面的设置，分别是工作层面的设置、环境参数的设置和电路板的规划设置。其中最重要的是电路板的规划设置，包括采用几层电路板、电路板的结构、尺寸、各元件的封装形式及其安装位置、接口形式、元件的布置参数、板层参数和布线参数等。电路板规划如图3.2所示：(a)(b)图3.2规划电路板（3）装入网络表及元件封装网络表netlist是PCB进行自动布线的灵魂，只有装入网络表之后，才能完成电路板自动布线。选择Design/LoadNets菜单在弹出的对话框中选择刚刚生成的网络表文件。元件封装是指实际的电子元器件或者集成电路的外观尺寸。用户必须在装载网络表之前为元器件分配相应的封装形式，否则Protel软件将会给出警告信息，报告用户装载网络表失败。Protel提供了众多的元器件封装形式（也放在一个库文件中）供用户使用，用户也可以自行设计元器件封装形式。在软件提供的封装库中选择电阻电容的封装形式分别为AXIAL0.3和RB.2/.4，而电感的封装形式为XTAL1。由于天线的封装形式没有找到，所以利用软件自带的封装库设计工具自行设计。（4）布局元件布局元件由Protel自动完成，规划电路板并装入网络表后，Protel自动装入元件，并将元件布置在电路板边框内。Protel也允许用户手工布局，对于设计者来说，一般的布局原则是先自动布局，然后再进行手工布局。对PCB中不合理的布局进行相应的调整。一般来说，系统对元件的自动布局是以寻找最短布线路径为目标的，因此元件的自动布局往往不是很理想，这时候就需要设计者采用手工布局来进行调整。（5）PCB布线Protel提供两种布线方式：自动布线和手工布线。Protel采用先进的无网格和基于形状的对角线自动布线技术，使用AutoRoute/All菜单，进行布线参数和布线规则设置后，Protel就开始为用户的电路板自动布线。手工布线是指设计者按照PCB中预拉线的引导手工在PCB上进行布线操作。对于设计者来说，一般的布线原则是先自动布线，然后再进行手工布线。一般来说，PCB自动布线后会存在一些不合理的地方，例如布线拐弯过多，布线重复连接以及布线直接穿过元件引脚等。另外，某些情况下设计者需要放置一些焊盘、过孔、尺寸标注和字符串等，以满足实际设计的需要对于以上情况需要设计者采用手工布线的方法来完成。图3.3PCB板布局图（6）设计规则检查PCB板布线完成后，生成DRC文件，检查设计规则检查。对布线完毕后的电路板进行DRC检验，可以确保PCB完全符合设计者的要求，即所有的网络都正确连接。执行工具的设计规则检查命令，选择在线检查。在信息面板中会显示违反规则的类别、位置等信息。双击面板中的错误系统会自动跳转到PCB中违反规则的位置，分析查看当前的设计规则并进行修理，知道不违反设计规则为止。如图3.5所示。图3.4DRC检测报告（7）、PCB板的3D显示执行View|Boardin3D命令。(a)(b)图3.5PCB板的3D显示3.2封装库设计在“me.ddb”数据库文件下执行菜单命令File/New，新建名为“PCBLIB1.Lib”的原理图库元件。步骤为：(1)首先新建一个自己的封装元件库元件，进入库元件编辑器环境。(2)把鼠标指向工作区的正中央，将工作区放大至合适比例，请注意将工作区的(0,0)点置于当前屏幕的可视范围之内。(3)利用绘图快捷键P/L或绘图工具栏中的画直线工具按钮，在工作区的（0,0）点附近绘制插接件的外形。并在合适位置处放置焊点即可。(4)使用快捷键T/E或执行菜单命令Tools/RenameComponent.,将元件更名为“ANTENNA”,更名后在浏览器窗口中可以发现一个新的元件已经创建成功。(9)将创建好的元件保存到当前的元件库当中。如图3.6所示。图3.6天线的封装四、总结虽然以前学习过Protel软件，对其功能都有了解，但是当时没有重视起来，导致再次面对它时，只有映像却束手无策。接下来的两周学习中，在老师耐心讲解和自己动手的结合中，我渐渐找到了感觉，而且还学到了以前没有了解或者被忽略的东西。学习Protel最重要的就是要有自己的库，这样在设计时才更有效率；其次要注意元器件的尺寸，结合实际才能让所画的板子更有实用价值；最后，要注意布线时的一些规则和细节，尽量手动布线，只有在必要时才进行自动布线，但也需要手动调整。总之，在这两周的学习中，我学到了要学的东西，画板是个辛苦活，我们现在所做的仅仅是九牛一毛的工作，真正的收获还是在平时。五、 参考文献【1】Protel99SE电路原理图与PCB设计及仿真，机械工业出版社，作者：清源科技【2】电路设计与制版protel99高级应用，老虎工作室赵晶编著，人民邮电出版社【3】protel电路原理图与pcb设计108例，李华嵩编著，中国青年出版社课程设计评语指导教师评语设计成绩注：