淺析Protel 2004在教學(xué)中的應(yīng)用

黑龍江 閆 明

Protel系列軟件是深受電子設(shè)計(jì)師喜愛的電路板設(shè)計(jì)軟件，它的前身是美國ACCEL Technologies公司20世紀(jì)80年代推出的TANGO軟件包。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，Protel Technologies公司及時(shí)推出Protel for DOS軟件作為TANGO的升級(jí)版本。1991年發(fā)布了世界上第一個(gè)基于Windows環(huán)境的EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具，隨后又推出了Protel99及Protel99SE等產(chǎn)品。2001年，該公司更名為Altium公司，接著推出ProtelDXP，集成了更多工具，使用更方便，功能更強(qiáng)大。

Protel是目前國內(nèi)較流行的通用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation，簡稱 EDA）軟件，在國內(nèi)的電子設(shè)計(jì)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。其最主要的特點(diǎn)，降低了制作PCB的門檻，由于Protel 2004強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，只要通過短時(shí)間的培訓(xùn)或自學(xué)，就可以較快地具有制作合格PCB板的能力。PCB板是工程師最為關(guān)心的問題，Protel2004應(yīng)用了改進(jìn)型Situs TopogicalAutorouting布線規(guī)則。這種改進(jìn)型的布線規(guī)則以及內(nèi)部算法的優(yōu)化大大提高了布線的成功率和準(zhǔn)確率。

現(xiàn)對如何使用Protel2004淺析如下：

一、建立項(xiàng)目

在對電子線路圖設(shè)計(jì)時(shí)，第一步，就要建立一個(gè)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目是專門為所繪電路圖的一個(gè)總體的規(guī)劃，這對所做圖的制板起到?jīng)Q定作用，Protel2004國內(nèi)分兩種版本，一種是英文版，一種是漢化版，在使用中，要注意先用合適的版本，漢化版中有些元件庫是加裝不上的，需要重新加載。用NEW（新建），Projects(項(xiàng)目)面板，DXP自動(dòng)生成一個(gè)擴(kuò)展名為Prj的項(xiàng)目名稱，對這個(gè)項(xiàng)目名稱用鼠標(biāo)右鍵單擊，利用Save as將項(xiàng)目另存為所建電子圖的名稱，而且在繪圖過程中要對所繪文件的保存，利用快捷Ctl+S，即可完成對文件的保存。

對于剛剛學(xué)習(xí)Protel2004的電子設(shè)計(jì)人員來說，建立項(xiàng)目非常重要，如果沒有項(xiàng)目，則所繪電路圖在以后的PCB版制作過程中，將不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)原理圖文件的網(wǎng)絡(luò)表，也就是相應(yīng)的PCB板與原理圖不能相對應(yīng)。而且要求每一份電子電路圖的設(shè)計(jì)要求有一個(gè)項(xiàng)目。

二、設(shè)計(jì)原理圖紙

建一個(gè)項(xiàng)目以后，就要對所建項(xiàng)目內(nèi)要繪制一張?jiān)韴D，用“文件”（file），“新建”（NEW），“原理圖”（Schemitic），DXP 就會(huì)出現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)的界面，對于原理圖繪制，首先得要對原理圖圖紙的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括圖紙的大小，圖紙的方向，圖紙的模式等等，最重要的是對圖紙中單位的設(shè)定，可以有兩種單位一種是美制，mil，一種是國際單位mm，使用中，要選擇合適的單位，以便于在設(shè)計(jì)電子線路圖在按正確的單位選擇元件的大小。

圖紙網(wǎng)格的設(shè)置，在網(wǎng)格選項(xiàng)組中，可以根據(jù)實(shí)際需要自定義圖紙網(wǎng)格參數(shù)，這里有兩個(gè)復(fù)選框，一個(gè)是捕獲（snap），一個(gè)是可視（visible）。其中捕獲選項(xiàng)中可以設(shè)定鼠標(biāo)在圖紙上的移動(dòng)距離，也就是通常所說的光標(biāo)移動(dòng)的步長，即用鼠標(biāo)拖動(dòng)元件時(shí)，每次移動(dòng)的最小距離。此項(xiàng)功能為擺放原理圖元件，連接導(dǎo)線帶來極大的方便。可視，在此選項(xiàng)中可以視柵格的大小，通常將一個(gè)柵格的音準(zhǔn)高設(shè)為10mil，稱為基本單位。

電氣網(wǎng)格的選項(xiàng)中，可以自定義電氣節(jié)點(diǎn)自動(dòng)捕捉范圍，在連線時(shí)，自動(dòng)跳到最近的電氣對象上，以保證準(zhǔn)確地連接，在移動(dòng)元件時(shí)，也能自動(dòng)捕獲到最近的電氣對象和節(jié)點(diǎn)，給連線帶來極大的方便。

三、加載元件庫

每一張電子線路圖紙，都要有大量的電子元件，DXP帶有強(qiáng)大的元件庫，并在每個(gè)元件中，都有元件的封裝（footprint），元件的封裝就是在PCB板上的元件物理大小，這是與原來的Protel99SE版本，最大的區(qū)別，我們可以通過對元件庫的加載，從元件庫中取得相關(guān)的電子元件，針對元件庫中沒有的電子元件，我們也可以通過個(gè)人設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)電子元件的制作。

四、繪制原理圖

按照原理圖的要求，在Miscellaneous Devices Library中將所有電子元件查到，并放在原理圖上，并對其編號(hào)進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)，在每一個(gè)元件的屬性中設(shè)置元件電量值的大小值，元件的封裝形式等等。在原理圖中加上直流電源以及相應(yīng)的接地，最后將輸入端與輸出端加在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，就可以形成一個(gè)完整的電子線路原理圖的圖紙。

五、生成網(wǎng)絡(luò)表

在繪制完一張完整的電氣原理圖后，為在PCB板中開成相應(yīng)的電氣連接，必須在同一個(gè)項(xiàng)目下，生成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)表，在原理圖界面下，用設(shè)計(jì)（Design）選項(xiàng)中的設(shè)計(jì)項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)表（Netlist for Project），對 Protel生成相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表（Netlist），并保存在同一個(gè)項(xiàng)目下，網(wǎng)絡(luò)表可以得出每一個(gè)元件的電氣連接的標(biāo)號(hào)，在網(wǎng)絡(luò)表中均有標(biāo)注。用戶在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要加載網(wǎng)絡(luò)表，其中元件封裝信息就是從這一表中得出來的。如果用戶在原理圖中沒有定義元件封裝，那么在PCB板中將沒有所對應(yīng)的元件，也就是沒有相應(yīng)的元件的物理外形。

六、制作PCB板

PCB板的制作，我們可以使用DXP相關(guān)的向?qū)硗瓿桑趂iles里，我們選取PCB Board Wizard來制作我們想要使用的PCB的大小及相應(yīng)的過孔，板層等等。生成相應(yīng)的PCB后，我們可以使用“設(shè)計(jì)”選項(xiàng)，Protel2004中加載網(wǎng)絡(luò)表有兩種方式，“Desing”選取 Updata PCB filename.PCBDOC載入，由PCB文件執(zhí)行菜單“Design”選取ImportChanges From filename.PRJPCB”選取導(dǎo)入相應(yīng)原理圖的相關(guān)元件。在PCB板上編輯相應(yīng)元件的屬性，調(diào)整元件的物理位置，設(shè)置相應(yīng)的布線方法，選取是單面板，還是雙面板，及相應(yīng)導(dǎo)線的寬度，再選取自動(dòng)布線，就可完成PCB板的初步設(shè)計(jì)。

七、Protel2004相關(guān)問題的解決

問題一、多數(shù)新裝機(jī)器的系統(tǒng)為操作系統(tǒng)win7，但是在這個(gè)操作系統(tǒng)下，Protel2004不能正常運(yùn)行，如何解決呢？可以這樣安裝一個(gè)虛擬機(jī)，然后在虛擬機(jī)里安裝XP系統(tǒng)，然后再在那里面安裝DXP，但是這么做的結(jié)果就是機(jī)器運(yùn)行起來比較慢，需要有2G以上的內(nèi)存。

問題二、PCB電路板上將Top layer和Bottom layer上進(jìn)行連接的GND孔，是放置過孔還是放置焊盤。放置過孔比較好，過孔和焊盤的主要區(qū)別就是焊盤邊上有助焊層，而過孔就是起到連接作用，你要連接頂層和底層，正好用過孔合適。

問題三、Protel 2004原理圖如何更新到PCB，在設(shè)計(jì)標(biāo)題欄中，沒有更新到PCB的選項(xiàng)，該如何更新到PCB。必須先建一個(gè)工程項(xiàng)目，將schdoc文件和pcbdoc文件放到一個(gè)工程項(xiàng)目下，這是初學(xué)者最易發(fā)生的錯(cuò)誤。

問題四、電路原理圖沒有問題，但是PCB設(shè)計(jì)裝載網(wǎng)絡(luò)表時(shí)，顯示元件找不到，或者引腳找不到。