Protel 99SE教學研究與實踐

青島黃海學院 趙慶偉

Protel是一款全32位的電路板設計軟件。使用該軟件設計者可以容易地設計電路原理圖、畫元件圖、設計電路板、畫元件封裝圖和電路仿真，是業內人士首選的電路板設計工具。但是在平時的教學過程中發現，由于學生對軟件的不熟悉，在學習使用Protel進行原理圖和電路板的設計時常會出現很多問題，Protel在設計過程當中是環環相扣的，上一步操作過程的失誤，直接會影響下一步操作的順利進行。如果問題不能及時的發現和處理，則設計工作很難圓滿完成。現從學生使用Protel 99 SE進行原理圖和PCB板設計過程中常遇到的問題著手，進行相關教學研究與實踐，使學生能在較短的時間內熟練掌握Protel的基本操作。

1.教學研究內容

1.1 電路原理圖設計

設置原理圖的設計環境。設計環境對畫原理圖影響很大，在畫原理圖之前應該把設計環境設置好。工作環境設置是使用design/options和tool/preference菜單進行的。畫原理圖環境的設置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設置等。在原理圖設計部分中應提醒學生注意以下幾點：（1）導線的繪制。在此環節當中，學生最常犯以下錯誤：一是用直線（Line）代替導線（Wire）；如果用直線代替導線。雖然從原理圖上看不出明顯的錯誤，但是，經過電器規則檢查就會出現錯誤提示。這是因為直線沒有電器連接屬性，只對原理圖起修飾和說明的作用。而導線具有電器連接屬性。表示兩個元件之間有電氣連接。兩者不能相互取代。另外，從顏色上也能區分直線和導線。直線的顏色為淺藍色，而導線的顏色為深藍色。二是導線的端點未與元件管腳的端點正確連接，學生在初學的過程當中，最容易犯的錯誤就是導線和元件的管腳部分相互重疊。這樣在管腳處就會出現兩個電氣節點。而這是在正常情況下不允許出現的。（2）合理利用熱鍵，提高畫圖效率。比如Z+A：表示所畫對象全部顯示。Z+S：表示以最佳比例顯示圖紙。X+A：取消當前選擇。掌握這些熱鍵，畫圖能起到事半功倍的效果。

1.2 建立網絡表

網絡表文件是原理圖的文本表達方式，是原理圖與電路板圖之間的橋梁。在平時的教學過程當中發現。絕大部分的學生都不會從網絡表看自己所畫原理圖的正誤。為了后面電路板的制作，學生必須學會通過網絡表判斷元件放置、連接是否正確。從直觀上來說。網絡表是由若干個中括號和小括號組成的。每一個中括號都是和原理圖中的元器件一一對應的。它里面包含了所畫元器件的“名稱”“封裝”“元件參數”等信息。小括號描述的是原理圖中所有的網絡信息。以及各個元件的的各個管腳的連接情況。知道了網絡表的結構，就可以在文本編輯器中編輯網絡表，例如常見的封裝名錯誤，可以降它改正，若原理圖引腳號與封裝焊盤號不一致，也可以將它改正。

1.3 PCB板設計

PCB板的設計是protle這門課程中的重點和難點，在這個環節當中，教學的重點需要放在網絡表的調入上。尤其需要注意二極管管腳號和封裝焊盤號不對應的情況。

由于二極管元件D1的管腳號是1和2，而封裝DO-41的焊盤號是A和K，所以在調入網絡表的時候會出現Node not found的錯誤。

更改錯誤：首先在原理圖中雙擊二極管D1，然后在彈出的屬性對話框中，選擇Hidden Pins前的小方框，關閉屬性對話框后，就可以看見二極管的管腳號顯示出來，確認管腳號和二極管陰極和陽極之間的關系。將當前窗口切換到電路板圖（用圖紙上的標簽），在封裝庫管理器中選擇International Recitifiers庫，再在庫中找到DO-41封裝，單擊管理器中的Edit按鈕，屏幕被切換到元件封裝編輯窗口，并顯示二極管的封裝，雙擊焊盤，將焊盤號A改為1，K改為2。存盤后，再調用網絡表，若是在網絡表調用窗口底部的狀態條顯示：All Macros Validated，就說明沒有錯誤了，可以單擊Execute按鈕，將元件和它們的連接關系調入電路板圖中。否則，還需要找錯誤，直到所有錯誤都改正。

2.教學實踐過程

在Protel電器繪圖課程的教學過程中，結合我學院實際情況，從課程教學設計的方法和手段上進行探索，以“學生為中心”進行教學實踐。

2.1 教師精講

首先控制學生的電腦，顯示教師用機的屏幕。將畫圖中需要注意的問題，一一給學生演示，采用經典實例。讓學生直觀的對畫圖過程有所了解。打消學生對畫圖的恐懼感和神秘感。這樣配合老師的講解，就能初步掌握畫圖的要領。通過精講，學生基本能掌握畫圖的步驟、方法、技巧。這種人機結合的方法。取得了比較好的教學效果。

2.2 學生勤練

結合課本和老師的講解，讓學生對經典實例重新繪制。在此環節最直接最有效的方法就是讓學生重復老師剛才講解的實例。這樣前后有對比，學生更容易理解和掌握。由于講解的是經典的實例，典型的畫圖技巧和容易出錯的點里面都有涉及。學生通過勤練。畫圖水平自然而然就得到提高。

3.教學實踐方式

3.1 分類教學，提高學習信心

結合我院的實際情況來說，學生的水平參差不齊。有些學生掌握理解能力較強，有些需要經過很多遍的講解才能掌握，鑒于此種情況，教學需要分開進行：①在統講過程中，盡可能多的講授畫圖技巧及注意事項。給學習能力強的學生提供充足的知識量。②在獨立練習的階段，可以將對知識點掌握不是很扎實的同學分成小組，由學生提出問題，有針對性的進行講解，一般以六人一組為宜。

3.2 理論聯系實際，提高學生的學習興趣

Protel這門課具有極強的實踐性，很多學生在初學時對相關概念并沒有一個確切的理解。尤其是PCB板，所以在講授新課的時候，要盡可能多的給學生看一些電腦主板、收音機電路板等PCB板實物，讓學生通過觀察再結合老師的講解，就能比較深刻的識記PCB板的布局、布線等基本原則。

3.3 教考分離

在課程全部學習完成后，對學習效果的檢驗，通過平時老師建立的題庫中，隨機抽題。

這樣不僅能避免學生相互之間的作弊現象，也能客觀的反映平時的教學效果。以便在以后的教學中改進和提高。

4.結論

總之，作為課堂和教學的掌控者，老師要盡可能的創造有利于學生的條件，提高學生的學習積極性和實際操作技能。要想更好的利用好Protel 99 SE這款軟件，學生只能通過自己平時積累的畫圖經驗，靈活地應用于電子線路設計中。

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