《protel实训》报告

题    目：    基于protel直流稳压电源电路的设计     

专业班级：          电子1002                  

学生姓名：           刘险峰                    

指导教师：           洪建勋                    

       

武汉理工大学信息工程学院

  2012   年 12  月 10 日

Protel实训任务书

学生姓名：   刘险峰          专业班级：     电子1002            　

指导教师：  洪建勋      工作单位：      信息工程学院              　

题    目:  基于protel的直流稳压电源电路的设计  

主要目的就是对学生进行protel软件的操作训练，通过训练，使学生能够掌握protel软件的基本使用方法，能够使用protel绘制简单电路的原理图和PCB版图，提高学生的动手能力。

一、    初始条件

  计算机； Office Word 软件；PROTEL软件

二、    内容和要求

1、学习PROTEL软件。

2、设计一个直流稳压电源电路，绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范。

3、对所设计电路的基本原理进行分析；

4、查阅至少6篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写报告书，全文用A4纸打印。

三、    时间安排

1、 20##年 12月 10日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明；学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。

2、 20## 年 12月11日，protel软件基本功能与使用方法学习。

3、 20##年 12月12日至20##年 12月14日，采用protel进行相关电路图的绘制。

4、 20##年12月15日上交成果及报告，进行答辩。

指导教师签名：                            年     月     日

系主任（或责任教师）签名：                年     月     日

目录

摘要................................................................................................................................................... I

Abstract............................................................................................................................................. II

1 绪论............................................................................................................................................... 1

2 软件简介........................................................................................................................................ 2

3 设计原理及内容............................................................................................................................. 3

3.1原理框图............................................................................................................................... 3

3.2设计原理图........................................................................................................................... 4

4 在protel上设计电路原理图............................................................................................................ 5

4.1新建一个工程........................................................................................................................ 5

4.2元件库的调入........................................................................................................................ 6

4.3放置元器件........................................................................................................................... 8

4.4 原理图的布线....................................................................................................................... 8

5 绘制电路的PCB板图..................................................................................................................... 9

5.1电气常规检查（ERC）.......................................................................................................... 9

5.2产生网格表........................................................................................................................... 9

5.3印刷电路（PCB）版的制作................................................................................................... 9

6 强化训练的心得体会..................................................................................................................... 11

参考文献：...................................................................................................................................... 12

摘要

随着计算机软硬件技术的飞速发展，集成电路被广泛应用，电路越来越复杂，集成电路越来越高，加之元器件层出不穷，使得越来越多的工作已经无法依靠手工来完成。计算机广泛应用恰恰解决了这个问题，并且大大提高了工作效率。因此，计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。 Protel系列软件早期版本用于设计pcb,后来增加了绘制电路原理图的功能，再后来又增加了电路仿真功能和可编程器件开发功能。 主要有原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。

本文主要介绍了以PCB板制作直流稳压电源电路板的基本过程，以及制作的整体思路和在制作的过程应注意的地方，本PCB板涉及到了元件原理图绘制、元件原理图和元件封装图之间、原理图管脚和元件封装图焊盘之间的关系、设计环境的颜色的变化、PCB板层的设置方法与电路板尺寸的确定方法及对象属性的编辑方法。电路板的设计质量不仅直接影响到电子产品的可靠性，还关系到产品的稳定性，因此，从设计阶段开始，电路原理图设计、印制板图设绘、元器件选用、印制板安装引线等一系列环节。虽然各环节侧重不一，但又彼此呼应，都应认真对待。

关键词：       制作直流稳压电源电路；原理图制作；PCB板设计

Abstract

With the rapid development of computer hardware and software technology, integrated circuits are widely used, more and more complex circuits, increasing integrated circuit, in addition to components endless stream, making more and more of the work has been unable to rely on manual. The computer widely applied precisely to solve this problem, and greatly improved work efficiency. Therefore, the computer-aided circuit board design circuit board design has become an inevitable trend. Earlier versions of Protel Series software is used design pcb, later increased to draw the circuit schematic, and then later added a circuit simulation capabilities and programmable device development capabilities. Schematic design systems, printed circuit board design system is composed of two parts.
      This paper mainly describes the basic process of the PCB board making DC regulated power supply circuit board, as well as making the whole idea and should be noted that in the process of making the place the PCB board to component schematic draw component schematic and component packaging Figure editing method between, schematic pin and element encapsulation FIG pads relationship between the color change of the design environment, PCB board layer setting method and circuit board size determination method and object properties. Quality of the design of the circuit board only has a direct impact on the reliability of electronic products, but also related to the stability of the product, starting from the design stage, the circuit schematic design, PCB set painted, component selection, PCB mounting lead a series of links. Although various aspects focus on different, but echo each other, and should be taken seriously.

Keywords: making DC regulated power supply circuit; schematic production; PCB board design

1 绪论 

电子技术突飞猛进，正朝着大规模、高密度、小型化、微型化的方向发展，电路板的设计工艺日趋复杂、精美和完善。目前人们在计算机上利用电子CAD软件来完成产品的原理图设计和印刷版设计。Protel系列软件以其功能强、界面友好和操作简便快捷等优点已成为EDA行业尤其是PCB设计中发展最快应用时间最长、运用范围最广的软件之一。Protel是Altium公司开发的一款基于Windows操作系统的电路辅助设计软件，其功能非常强大，是电路CAD领域的主流产品。它是第一个将所有的设计工具集成于一身的板级设计系统，从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照设计者自己的设计方式实现。

Protel采用优化的设计浏览器，通过把设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和输出等技术的完美融合，为用户提供了全新的设计解决方案，使用户可以轻松的进行各种复杂的电路板设计。

本文作为电子专业的学生，学会几种电路设计软件是十分必要的，科技的发展步伐越来越快，一些简单的数字元件是不能满足发展的需求的，为满足社会的发展需求，集成电路应运而生，从小规模集成电路到超大规模集成电路，使单个芯片的功能越来越高，对于一个设计方案的衡量通常是以使用芯片的数目和价格达到最少作为技术、经济的最佳指标。因此，为了跟上时代的步伐，巩固所学的理论知识，学校给予了大力支持。为能够把理论与实践相结合，达到学以致用目的，在学期末安排了Protel软件的强化训练，增强了学生解决实际问题的能力，强化了学生的动手能力。Protel则是Protel系列设计电路尤其是PCB印刷电路制作中很实用的一款。具有自动布线，自动布局，进行逻辑检测、逻辑模拟等强大功能。这些功能可以帮助电子工程师们提高电路板布线进程，设计更加精密复杂的电路板。

 

2 软件简介

 本次设计以Protel为软件平台Protel是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是世界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。Protel 是业界首例将设计流程、集成化 PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

Protel 提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。Protel在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。并集成了现代设计数据管理功能,使得Protel成为电子产品开发的完整解决方案－一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。

Altium 创新电子设计平台，形成了一个完整的一体化电子设计环境，以全新的方式创建和推出智能型关联电子产品。Protel Winter 09则具有电路板设计和制造功能，具有自动布线，自动布局，进行逻辑检测、逻辑模拟等强大功能。

 

 

3 设计原理及内容

3.1原理框图

直流稳压电源的工作原理为，220V的交流电经过变压器降压，再通过四个二极管组成的桥式整流电路整流变换成脉动的直流，经过串联稳压电路和限流式过载保护环节，以直流电压输出，其框图如图1所示

3.2设计原理图

本实验所用的原理图如图2所示：

 图2 直流稳压电源电路原图

4 在protel上设计电路原理图

4.1新建一个工程

用菜单File/New新建一工程，命名，选择文件路径，然后进入Protel99SE的标准界面（图3）。进入Documents目录，用File/New命令，系统弹出文件类型的对话框。我们选择SCH图标，即进入SCH设计系统，同时系统界面变为SCH的设计界面。（图4）

 

图3 新建一个工程

 

 图4  SCH设计界面

4.2元件库的调入

我们发现，左边多了一个Browse SCH的选项卡。单击则进入了原理图管理器。Libraries即所使用的元件库。

 

 

一般来说，默认元件库Miscellaneous Devices.lib即可满足需要。如需使用其他元件库，则可按照以下步骤选择新的库文件。

a．点击钮，弹出以下对话框：

 

b.选择路径，指定所要加入的元件库，再按Add按钮，即可将它复制到下面的区域，如下图所示。

 

同样，如果程序加了太多元件库，也可以在下面的区域中指定所要移除的元件库，按Remove按钮即可将它拿掉。

一切就绪后，再按OK按钮，我们所指定的元件库也就已经成功添加好了。

4.3放置元器件

在元件库元件列表中选中所需器件，双击，移动光标至工作平面的适当位置，在移动的过程中，按空格键可以将元器件进行旋转。单击左键，即可将元件定位到工作平面上了。双击该器件，弹出设计元器件属性的对话框。框中各栏的意义如下，

Lib Ref : 元件名称。该项是根据放置元件时的名称设置自动提供的，不可更改。

Footprint : 器件封装，系统自动根据放置元件提供，不可更改。

Designator : 元件标号，如R1，C2。这里我们输入U1

Part : 器件类别或标准值，如1K，0.01u。这里我们无需填写

4.4 原理图的布线

执行画导线命令的方法有两种：一是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiring tools）中的Wiring图标；二是利用菜单命令Place/Wire。执行以上操作后，单击鼠标左键，确定导线的起点，移动鼠标的位置，拖动线头至导线的末端，单击左键，确定导线的终点。即可得到电路原理图，如图5所示

图5 直流稳压电源电路原理

5 绘制电路的PCB板图

5.1电气常规检查（ERC）

选择TOOLS菜单下的ERC项，弹出对话框，直接点击OK键即可进行ERC检查，如果有问题将用坐标标注元件的位置。返回电路原理图，改正错误的元件属性，再进行ERC检查，直至完全正确。

5.2产生网格表

选取设计菜单下的creat netlist 选项弹出对话框，直接点击OK即可。

5.3印刷电路（PCB）版的制作

   以下是制作完成后的结构图（图6）及其3D显示效果图（图7）：

                             图6  PCB板图

 

                        图7 3D效果图

6 强化训练的心得体会

历时一周的Protel训练终于结束了，在这一周的训练实践中我掌握Protel Se09的基本操作，学会如何设计原理图与PCB板。起初对Protel软件并不是很熟悉，在初学时遇到了很多困难，好多操作都不会，尤其是对如何进行仿真更是“一窍不通”，再就是如何自己画元件库与元件封。万事开头难，我并没有被困难吓倒，经过几天的查阅资料与学习，学会了自己制作元件库与封装，学会了自己制作PCB图。掌握了Protel的基本操作。

在做本次强化训练过程中，我感触最深的当属查阅资料与软件学习了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅电子类书籍是十分必要的，同时也是必不可少的。只有认真学好理论基础知识 ，再加以实践，才能学好一项技术。作为一名电子专业的学生掌握一种或几种仿真软件与绘图软件同样是必不可少的，Protel就是其中的一种。

另外，课堂上学到的部分知识不太清楚或理解不深刻，于是通过实践来亲手操作一下，能够更好的理解与掌握所学知识，同样在实践中巩固了所学知识。这也是我作本次课程设计的第二大收获。

由于现在还处于初学阶段，对好多所学知识理解不够深刻，尤其是软件运用方面还有待进一步提高。在调试中遇到了很多问题，但最重要的是要有耐心，一步步的排查。有时候善于向别人寻求帮助是很好的解决问题的方法，通过被人的讲解与讨论，你不仅可以解决问题，还可以学到一种解决问题的新思路。其实当真正掌握一门技巧时也觉得其实也不像想象的那么难，只要不怕失败，敢于尝试，就一定会成功的。
     对于整个设计我基本上还算满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。

参考文献： 

[1]施 敏. 半导体器件：物理与工艺. 科学出版社, 1992.

[2]王 楚. 电子线路原理(上、下册). 北京大学出版社, 1990.

[3]蓝鸿翔. 电子线路基础(上、下册). 高等教育出版社, 1987.

[4]华成英. 模拟电子技术基础（第三版).高等教育出版社, 20##

[5]曾祥富. 电子技术基础. 高等教育出版社, 1997.

[6]李新平. 实用电子技术与仿真. 机械工业出版社，2003.

[7]关 健. 电子CAD技术. 电子工业出版社，2004.

[8]陈其纯. 电子线路(上、下册). 高等教育出版社，1992.

[9]刘仁宇. 模拟电子技术基础. 机械工业出版社, 1998.

Protel实训成绩评定表

指导教师签字：                 

年     月    日