课程设计任务书

1任务

1、绘制A/D转换电路原理图；

2、电路原理图元器件库的设计；

3、PCB板图设计；          

4、PCB板图封装库设计；

2主要内容及目标

完成转换电路原理图及其PCB板图的设计

3具有的设计条件

计算机一台

Protel 99 SE

4参考文献

1、《Protel 99 SE电路原理图 &DXP 电路设计教程》，电子工业出版社，作者：王庆  

2、百度文库

1实验要求

1、      了解protel软件基本功能及实际操作方法。

2、      掌握电路原理图的设计和PCB图绘制基础和技能操作。

3、      掌握PCB布线和布局的技巧以及注意问题；

4、      原理图元件符号和PCB元件封装编辑技能。

5、      学会绘制电路原理图并制作PCB电路板。

2内容与步骤

2.1 pretol 99SE

pretol 99SE采用了*.DDB数据库格式保存文件，所有同一工程相关的SCH、PCB等文件都可以在同一*.DDB数据库中并存，非常科学，利于集体开发和文件的有效管理。另外一个优点是自动布线引擎很强大。在双面板的前提下，可以在很短的时间内自动布通任何的超复杂路线。

主要模块：

1.电路原理图设计模块：该模块主要包括设计原理图的原理图编辑器，用于修改、生成元件符号的元件库编辑器以及各种报表的生成器。

2.印制电路板设计模块：该模块主要包括设计电路板图的PCB编辑器，用于PCB自动布线的Route模块。用于修改、生成元件封装的原件封装编辑器以及各种报表的生成器。

3.可编辑逻辑器件设计模块：该模块主要包括具有语法意识的为文本编辑器、由于编译和仿真设计结果的PLD模块。

4.Protel99 SE内置编辑器---这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。

2.2电路图设计操作步骤

2.2.1印制电路板设计的流程方框图：

1、电路原理图设计           

2、产生网络表          

3、印制电路板设计

2.2.2电路原理图设计的一般步骤

1、打开pretol软件          

2、创建设计数据库         

3、创建原理图文件         

4、加载元件库        

5、 放制元件         

6、调整元器件布局位置         

7、进行布线调整

3  PCB编辑器界面介绍

3.1原理图编辑器界面

原理图编辑器中共有两个窗口：左边称管理窗口，右边称编辑窗口。下面介绍编辑器界面的主要部分。

3.1.1主菜单

利用主菜单中的命令可以完成pretol 99SE提供的原理图编辑的所有功能。

常用的主菜单如下：

【File】 菜单：完成文件上的操作，如文件的新建、打开等。

【Edit】 菜单：完成编辑方面的操作，如复制、粘贴、剪切等。

【View】 菜单：完成显示方面的操作，如编辑窗口的放大与缩小、工具栏显示与关闭、状态栏与命令栏的关闭与显示等。

【Place】 菜单：完成原理图编辑窗口放制各种对象的操作。

【Design】 菜单：完成元件库管理、网络表生成、层次原理图设计等。

【Tools】 菜单：完成ERC检查、元件编号、原理图编辑器环境和默认设置的操作。

【Reports】 菜单:完成原理图各种报表的生成的操作。

 其他菜单

3.1.2主工具栏

主工具栏的打开与关闭可执行菜单命令View\Toolbars\Main Tools。主工具栏中的每一个按钮，都对应着一个具体的菜单命令。

3.1.3活动工具栏

常用活动工具栏：Wiring Tools工具栏、Drawing Tools工具栏等。活动工具栏中的每一个按钮，都对应着一个具体的菜单命令。

3.2 PCB编辑器界面

PCB编辑器界面基本与原理图编辑器的界面一致，包括主菜单栏、主工具栏、活动工具栏等。

4电路原理图设计

4.1原理图如下：

制作步骤如下

①新建一个设计数据库文件；

②新建一个原理图文件（即启动原理图文件编辑器界面）；

③加载原理图元件库（根据原理图需要加载元件库）；

④绘制原理图：放制元件、绘制导线、放制电源和接地符号、放制网络标号、放制节点等；

⑤属性的编辑：包括元件及标注、一般导线和总线等；

⑥电路ERC检查；

⑦无误后完成电路图制作；

⑧产生网络表

4.1.1加载原理图元件库

（1）原理图元件库可以包含一个或是几个具体的元件库，在这些具体的元件库中，存放着不同的类型的元件符。

加载元件库的方法：

    ⑴在Design  Explore管理器中选择Browse Sch选项卡；

⑵在Browse下面的下列拉表框中选择Library；

⑶单击 Add/Remove按钮；

⑷弹出Change Library File List对话框；

⑸在存放元件库的路径下，选择所需的文件库文件名，然后单击Add按钮，则所选的元件库文件名出现在显示框中；

⑹重复上面的操作，可加载多个元件库，然后单击OK键。

4.1.2属性编辑

元件的属性编辑

在放置元件的过程中，有时需要修改元件的标注、标号、封装形式、以及显示字体的颜色和大小等，这就需要调出属性对话框。

调出元件属性对话框的方法：

⑴在元件放置过程中处于浮动状态时，按Tab键；

⑵双击已放置好的元件；

⑶在元件符号上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Properties；

⑷执行菜单命令Edit/Change，用十字光标单击对象

5  PCB电路板的绘制

5.1PCB板的绘制

PCB板图：

制作步骤如下：

①打开我们自己上次做的电路原理图的设计数据库文件；

②创建一个PCB图文件；

③规划电路板；

④设置参数；

⑤把上面创建的网络表导入PCB编辑器窗口；

⑥元件的布局（手动）；

⑦元件的布线（自动加手动）；

⑧检查无误后，对文件保存

6心得体会

6.1在制作电路原理图与PCB图过程中应该注意的问题

1  原理图连线很多，需要很细心才能准确完成，尤其是对那些引脚很多的器件，稍不小心就会连错。

2  PCB电路板的制作更加需要注意很多细节，尤其是布线时，由于电路比较复杂，如果设置不当，很可能出现卡机不能完整的完成布线。

3  绘制原理图时，导线与连线是不同的，看起来两者的颜色和外形是一样的，但是用连线代替导线是没有电气意义的；

4  绘制原理图时，注意节点放置的地方，有时系统会自动给所有导线交叉的地方都加上一个节点

 5  PCB板的设计过程中，我们要了解各元件的封装类型然后一一定义。PCB板的设计过程中，一定要仔细核对每一个元件的封装类型，

 6   在生成网表文件后，读取网表文件时需要检查有没有错误。如果有错误一定不能急于导入，先检查各元件的配置和设定等，确定无错误了以后再导入PCB文件进行设计。

7   布线尽量科学，清晰。让布线尽量合理。同时在器件的位置设定上也要尽量集中并合理。这样可以避免许多过长走线和不合理走线。

6.2 总结

经过两个星期的PCB板电路板的设计学习，让我感触颇多。首先，了解PROTELL99SE这个软件很实用，很用，并且很让人有种他所它的愿望，我知道只学了个基础，但我已经知道怎么去学习它了，我会一直坚持探索它的；和老师的沟通促进了师生之间的融洽关系，学生不停地向老师请教，老师也不厌其烦的很有耐心的向同学解释，整个过程都有一种其乐融融的气氛；最后，是学到了很多东西，做学生的自然很高兴，做老师的也是非常欣慰看到自己的成就。 

在开始接触Protel 99SE 软件时,对其全英文的操作界面一窍不通,但在老师的讲解和操作指导下,加上自己的实际练习慢慢对它渐渐地熟悉了.开始会建原理图文件和PCB文件,但都不会查找元件和绘制元件,更不用说绘制PCB。    之间的过程开始比较复杂，但后来一步一步的学者，一句一句的问着，就会了找元件就很难的，一个一个的试，花了不少时间，但还是坚持下来了，画完电路图以为可以松口气了，但是任重道远啊，没放松片刻就开始继续向前探索，摸索。布局小心翼翼，生成ＰＣＢ板，都得小心，最后就得把做的图截取下来，这也花了不少时间，看到成果是，都很高兴。 

通过对ＰＲＯＴＥＬ的学习，是我知道不管做什么，都要脚踏实地，不能心高了，看老师讲的那么简单，就以为自己会了其实不然，当你操作时式多么难。其次换必须注重细节，细节决定成败，不可小觑任何东西，只有这样，我们才能够接受更多更好

 

第二篇：实验3 Protel99SE印刷电路板的设计

实验三 Protel99SE印刷电路板的设计

班级：电信0903班 学号： 姓名：

实验时间：2012/10/9； 实验学时：2学时

一．实验目的：

1．了解有关印刷电路板的基础知识和对PCB编辑器的初步认识

2．掌握PCB编辑器的基本操作

3．掌握元件、焊盘、导线等对象的放置方法和属性设置

4．掌握双面板进行手工布局的整个操作过程，要特别掌握电路板布线框的绘制，元件封装库的加载和对布局进行调整的操作方法

5．掌握手工布局和手工布线的操作步骤

6．掌握由原理图生成网络表

7．理解电路板的物理边界和电气边界的区别及绘制方法，了解由向导生成电路板的过程

8．掌握PCB各种常用报表的功能与生成方法

9．掌握PCB的打印输出的操作过程，掌握分层打印和叠层打印的操作方法

10. 掌握通过手工方式和系统内置的向导，新元件封装的制作方法与操作步骤

11. 掌握对元件封装库进行管理的基本操作

二．实验内容

1．在实验1创建的设计数据库下，新建一个PCB图文件，命名为“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”（比如：Lixiaofang_甲乙类放大器.pcb）。

2．分别设置可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的数值，并在工作窗口练习体会四种栅格的区别。

3．人工设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板。

4．使用电路板生成向导，再创建一个“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板。

5．分别生成“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的电路板信息报表、NC钻孔报表和元件报表。

6．将“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。

7．在PCB文件Browse PCB浏览器的视窗中拖动虚线框（如图1），看看工作窗口有何变化？缩小虚线框之后，工作窗口中的图有什么变化（缩小或放大）？请在实验报告中回答

虚线框

图1 Browse PCB浏览器的视图窗口

8．打开一个PCB文件，在工作窗口按住鼠标右键，光标是不是变成手形？移动它，工作窗口有何变化？请在实验报告中回答

9．打开一个PCB文件，使用Edit | Jump命令，练习跳转到不同的对象。

10. 打开一个PCB文件，在PCB管理器中按上面所讲知识，分别浏览网络和元件；练习对网络元件和焊盘的编辑、选取、放大和跳转等操作。

11. 新建一个元件封装库“XXX-favoratePCB.lib”文件，并绘制如下元件封装

（1） 人工绘制如图2所示的发光二极管封装LED，两个焊盘的间距为180mil，焊盘的编号为1、

2，焊盘直径为60mil，通孔直径为30mil。

图2 发光二极管封装LED 图3 贴片元件封装LCC16

（2） 用PCB元件生成向导绘制如图3所示的贴片元件封装LCC16，焊盘采用系统默认值。

三．实验步骤：

1. 在实验1中的设计数据库的Documents下，新建一个PCB图文件，命名为“你的姓名全拼_甲

乙类放大器.pcb”。

2. 按菜单操作Design | Options，分别设置可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的数值，

并在工作窗口练习体会四种栅格的区别。

3. 人工设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板，

具体步骤如下：

(1) 打开实验1绘制的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.sch”文件

(2) 执行操作Design | Create Netlists，生成网络“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”文件

(3) 在新建的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”文件中，执行操作Design | Load Netlists

（加载网络表），找到“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”文件并加载

(4) 如果加载网络表报错，分析原因，返回“你的姓名全拼_甲乙类放大器.sch”原理图

中进行修改。

(5) 重新生成网络表。

(6) 返回“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”文件中，再次加载网络表，如果没有错误，点

击“Execute”按钮，至步骤(7)；如果网络表仍然有错，重复步骤(4)、(5)，直至无错，至步骤(7)。

(7) 将PCB文件的工作层调到“KeepOut Layer”，在元件外围画布线框。

(8) 采用群集式方式自动布局，执行菜单操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的“Cluster

Place”

(9) 全局自动布线完成元件的布线，执行菜单操作：Auto Route | All | Route All；如有兴趣，可

手动布局布线试一下。

(10) 将人工设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图粘贴到实验报告中（需截图）。

4. 采用向导设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板：新建一个边长为1500mil的

正方形电路板，在电路板的四角开口，尺寸为100mil×100mil，无内部开口，双层板，过孔不电镀，使用针脚式元件，元件管脚间只允许一条导线穿过，最小走线宽度为10mil，走线间距15mil。加载Advpcb.ddb中的PCB Footprint.Lib元件封装库。

实施如下步骤：

(1) 按照向导一步一步创建PCB电路板。

(2) 在创建出来的电路板上，重新加载“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”网络表。

(3) 使用统计式方法进行自动布局，执行菜单操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的“Statistical Place”，并使用手工方法对布局进行调整。

(4) 采用全局自动布线，执行菜单操作：Auto Route | All | Route All。

(5) 将向导设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图粘贴到实验报告中。

5. （选做）分别生成“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的电路板信息报表、元件报表和NC钻

孔报表，并将上述报表粘贴到实验报告中。

实现步骤如下：

(1) 执行菜单Reports | Board Information，点击“Report”按钮。

(2) 在设计数据库的Documents下，创建CAM文件，双击“CAMManager1.cam”，在向导中

选择Bom文件（元件报表），选择报表格式为“Spreadsheet”，元件排列格式为“List”，其他默认，结束向导。在生成的Bom Output 1上右键单击，选择“Generate CAM Files”，即生成元件报表文件。

(3) 在设计数据库的Documents下，创建CAM文件，双击“CAMManager1.cam”，在向导中

选择NC Drill文件（NC钻孔报表），选择单位“Inches”，数据格式为“2:3”，其他默认，结束向导。在生成的NC Drill Output 1上右键单击，选择“Generate CAM Files”，即生成NC钻孔报表文件。

6. （选做）将“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。

具体步骤如下：

(1) 执行菜单操作：File | Print/Preview，生成“Preview你的姓名全拼_甲乙类放大

器.ppc”文件，

(2) 在“Preview你的姓名全拼_甲乙类放大器.ppc”编辑器中，执行菜单操作：Tools

| Create Final，点击“Yes”按钮，分别浏览“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层，

(3) 将上述工作层的打印版粘贴到实验报告中。

7. 新建一个元件封装库“XXX-favoratePCB.lib”文件，并绘制如下元件封装：

? 人工绘制如图2所示的发光二极管封装LED，两个焊盘的间距为180mil，焊盘的编号为1、

2，焊盘直径为60mil，通孔直径为30mil。具体步骤如下：

（1） 新建一个元件封装库“XXX-favoratePCB.lib”文件，将“PCBCOMPONENT_1”改名为

“LED”。显示并设置图纸的第二组可视栅格边长为20mil；

（2） 将默认工作层切换到“TopOverlay”层，

用工具绘制图2所示的各线条，用工具放置

焊盘；

（3） 按要求调整焊盘间距：两个焊盘的间距为180mil，焊盘的编号为1、2，焊盘直径为60mil，

通孔直径为30mil。

? 用PCB元件生成向导绘制如图3所示的贴片元件封装LCC16，焊盘采用系统默认值。

（1） 在该封装库文件中，执行菜单操作“Tools\New Component”，弹出元件创建向导；

（2） 选择“LCC”封装形式，按照向导过程及默认设置，逐步执行，注意：焊盘数目是16。

四．思考题（1、2小题必答，其他任选4道回答）

1．绘制印刷电路板图一般包括哪些步骤？在各步中主要完成什么工作？（必答）

答：①进入电路板图编辑环境，加载网络表，在design中选择load nets，浏览选择你自己要加载

的网络表。

②如果有错误则修改重新修改网络表转到第①步，没有错误则单击execute。

③将PCB文件的工作层调到“KeepOut Layer”，在元件外围画布线框。必须封闭。

④选择是适当的方式进行自动布局，执行Tool|Auto Placement|Auto Placer 所有元件必

须在禁止布线框内，如果不在则进行调整。还可以进行手动布局。

⑤然后选择合适的方式进行自动布线，执行菜单操作Auto Route | All | Route All；还可以根据布线选择进行手动布线。

⑥存盘退出，对设计的板进行保存。送电路板厂加工。

2．在Protel 99 SE系统中，提供了哪些工作层的类型？各个工作层的主要功能是什么？（必答）

答：TopLayer：一般放元件，又叫元件层。

BottomLayer：一般用来焊接，又叫焊接层。

顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)必为打开状态

Mechanical1：机械层1，放置物理边界。

TopOverLay：顶层丝印层， 放置元件轮廓、标注说明文字等。

KeepOverLay: 禁止布线层，用于绘制印制电路板的边框。

MultiLayer：虚拟层，用来设置通孔。

3．什么是印刷电路板？它在电子设备中有何作用？

答：印刷电路板是覆盖有导线图形层的绝缘板。在电子设备中的作用如下：

①提供各种元件固定、装配的机械支撑。

②实现各种电子元器件之间的布线和电器连接。

③地宫所在需要的电器特性。

④为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。

4．原理图与电路板图中的元件有何不同？元件的封装方式分几类？

答：protel是引脚连接图，电路板图，是器件封装图

元件封装可以分为针脚式元件封装和STM(表面粘贴式)元件封装。

5．在印刷电路板中，焊盘与过孔的作用有何不同？

答：过孔不用于焊接元器件，只是用于连接不同板层的导线的。因此过孔与焊盘的外观也不同，过孔只有金属化的内孔，不像焊盘在金属化孔的周围还有助焊盘区，用于焊接器件。

6．SCH元件库与PCB元件库有何区别？如何解决Protel中存在的元件引脚编号不一致的问题？

7．在进行PCB设计中，装入网络表和元件发生网络宏错误时，应如何解决？

8．简述 Protel 99 SE提供了哪些元件布局的规则？群集式和统计式布局方式各适用于什么场合？ 9．在Protel 99 SE系统中，导线与连线有何区别？

答：第一个是交互布线，就是你的PCB里面的元件间有网络连接（飞线）时，布线时就一定要用第一个。否则导线是连不上的。但是没有网络连接的也可以用。

第二个是画线，就是你可以用来画边框线、机械线、其它的线等等，也可以用来连接没有网络连接的元件之间的导线。

10. PCB中可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的区别是什么？

答：可视栅格主要用于显示，帮助画图人员认定元件的位置；

捕捉栅格用于将元件、连线等放置在栅格上，使图形对齐好看，易于画图；

电气捕捉栅格用于连线，一般要求捕捉栅格的距离大于电气捕捉栅格的距离。

五．实验结果：

1、人工设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图

2、将向导设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图

3、元件报表

4、NC钻孔报表

5、（1）顶层 （2）底层 （3）顶层丝印层

6、LED 7、LCC16

六．实验体会：

通过这次实验了解有关印刷电路板的基础知识和对PCB编辑器的初步认识。熟悉了印刷电

路板的设计过程以及PCB图纸的多个层面。对于电路板中的布局和布线也有了进一步的理解。电路板的设计并不简单，有很多细节需要注意。这个软件有许多功能使我们的设计方便快捷。对于我们的电子设计非常的重要。经过对这个软件的练习，让我学到了很多专业知识，获益匪浅。