Excel在Protel DXP PCB設(shè)計(jì)中定位查錯(cuò)研究與實(shí)現(xiàn)

摘 要： 針對(duì)高等職業(yè)院校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)廣泛開(kāi)設(shè)了Protel DXP課程，學(xué)生不具備熟練的Protel DXP設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)之時(shí)，在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法避免的錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)徹底失敗。通過(guò)對(duì)Excel在Protel DXP電路設(shè)計(jì)中快速檢查、糾錯(cuò)的應(yīng)用研究與實(shí)踐，高效解決了人工檢查的局限性、缺限性。

關(guān)鍵詞： Protel DXP； 網(wǎng)絡(luò)表； DRC； Excel

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）16?0065?03

0 引 言

Protel是Altium公司推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件之一。廣東省各高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院的電類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)了該課程，廣東省計(jì)算機(jī)高新技術(shù)考證（電子CAD）考證也采Protel DXP 2004版本進(jìn)行[1]，“珠三角”許多大型電子企業(yè)用也使用Protel軟件完成PCB設(shè)計(jì)。因此選用Protel軟件進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)具有廣泛性。

廣東省各高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子類(lèi)專(zhuān)廣泛使用Protel DXP 2004軟件設(shè)計(jì)PCB，讓學(xué)生全程參與PCB設(shè)計(jì)過(guò)程。在學(xué)生不具備Protel DXP熟練使用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，多數(shù)學(xué)生僅僅使用Protel DXP的DRC檢查功能，因?qū)W生不可能將所有的DRC規(guī)則正確設(shè)置完整，所以不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤導(dǎo)致制作出來(lái)的實(shí)體PCB錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致電路調(diào)試無(wú)法進(jìn)行。Microsoft Excel是微軟公司的辦公軟件Microsoft office的組件之一。它可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)分析，廣泛地應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)財(cái)經(jīng)、金融等眾多領(lǐng)域。

用來(lái)處理電路的網(wǎng)絡(luò)表的比對(duì)再恰當(dāng)不過(guò)了。這里研究了一種Excel在Protel DXP設(shè)計(jì)PCB中定位查錯(cuò)的簡(jiǎn)單可靠易用方法。為高校教師順利開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)提供了科學(xué)便捷的指導(dǎo)方法。

1 基于Protel DXP的PCB設(shè)計(jì)流程

為了Excel能夠方便用于電路的網(wǎng)絡(luò)表對(duì)比，需要對(duì)Protel DXP傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)流程進(jìn)行改進(jìn)如圖1所示。

2 繪制原理圖的技巧

采用改進(jìn)的Protel DXP PCB設(shè)計(jì)流程，用圖2所示串聯(lián)穩(wěn)壓電源為研究[2]對(duì)象，教師首先要為學(xué)生繪制一張電路原理圖樣圖如圖2所示，并復(fù)印分發(fā)給學(xué)生做為樣圖標(biāo)準(zhǔn)。

教師繪制的樣圖要顯示出所有元件的引腳號(hào)。可以通過(guò)查找相似性一次全部修改完成。要求學(xué)生繪制串聯(lián)穩(wěn)壓電源的電路圖時(shí)一定要按樣圖所示的元件引腳方向放置與連線，從而確保學(xué)生繪制的電路原理圖與教師所給樣圖一致。這也是能夠使用Excel軟件進(jìn)行電路網(wǎng)絡(luò)表對(duì)比查錯(cuò)的前題條件。

3 使用Excel進(jìn)行電路網(wǎng)絡(luò)表自動(dòng)比對(duì)

新建一個(gè)Excel電子文檔如表1所示。在Protel DXP軟件中教師與學(xué)生各自生成電路網(wǎng)絡(luò)表，先將教師的正確網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)拷入Excel電子表格（B3列），然后將學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)也拷入Excel電子表格（C3列），如表1所示，在D3欄中編輯電路網(wǎng)絡(luò)表數(shù)據(jù)對(duì)比公式，IF（B3=C3，“ ”，“異常”）在D3欄中雙擊或向下拉刷新所有單元格，網(wǎng)絡(luò)表數(shù)據(jù)對(duì)比完成[3]，如表1所示。

如果比較結(jié)果無(wú)異常，則說(shuō)明學(xué)生繪制的電路原理圖完全正確并且與教師樣圖一致。如果比較結(jié)果有異常說(shuō)明學(xué)生繪圖有錯(cuò)，需要學(xué)生對(duì)原理圖進(jìn)行更正。

因篇幅所限從原表中節(jié)選出二個(gè)元件和二個(gè)網(wǎng)絡(luò)放入表1中。從表1中可以看出串聯(lián)穩(wěn)壓電源共有21個(gè)元件和13個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

4 錯(cuò)誤修改

如表1所示的Excel表格中對(duì)異常的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一糾錯(cuò)處理，并同時(shí)要求學(xué)生在他們自己的原理圖中進(jìn)行同步改正且保存。

表1 教師與學(xué)生的電路網(wǎng)絡(luò)表對(duì)比結(jié)果（從原表中節(jié)選）

如表1所示顯示異常的數(shù)據(jù)有序號(hào)1中C1元件的封裝錯(cuò)了，誤將正確封裝EL1寫(xiě)成了FL1；序號(hào)21中元件的值寫(xiě)錯(cuò)，誤將1 kΩ寫(xiě)成了10 kΩ。第二部分網(wǎng)絡(luò)對(duì)比中，序號(hào)1第一小項(xiàng)目出現(xiàn)異常說(shuō)明學(xué)生將電解電容C1引腳反接連線了，這是嚴(yán)重的錯(cuò)誤；在序號(hào)13第4小項(xiàng)中出現(xiàn)異常說(shuō)明學(xué)生將電阻R2的引腳連線反接了，因電阻是無(wú)極性的元件，這不算電路錯(cuò)誤，但為了方便Excel進(jìn)行電路網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)對(duì)比，最好也讓學(xué)生修改成與教師樣圖一致。

學(xué)生將原理圖中的錯(cuò)誤逐一更正后，將學(xué)生的電路原理圖重新生成網(wǎng)絡(luò)表，然后將學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)表重新拷入Excel表中，然后重新運(yùn)算對(duì)比一次，再次看有無(wú)異常項(xiàng)，如還有遺漏的異常項(xiàng)，重復(fù)步驟3，4直到全部錯(cuò)消除為止。

5 用原理圖更新PCB

學(xué)生原理圖的網(wǎng)絡(luò)表經(jīng)過(guò)使用Excel進(jìn)行對(duì)比檢查正確后，用學(xué)生的原理圖更新PCB。更新完成后對(duì)PCB進(jìn)行手工布局與手工布線[4?5]。結(jié)果如圖3所示。

6 PCB DRC檢查

學(xué)生的PCB設(shè)計(jì)完成后運(yùn)行PCBDRC檢查，根據(jù)DRC檢查報(bào)告提示的錯(cuò)誤信息進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)修改，然后再次運(yùn)行DRC檢查直至無(wú)錯(cuò)誤為止。以圖4為例，PCBDRC檢查結(jié)果如下。

Protel Design System Design Rule Check

Processing Rule ： Broken?Net Constraint （ （All） ）

Violation Net NetR5_2 is broken into 2 sub?nets. Routed To 0.00%

Subnet ： R5?2

Subnet ： RP1?3

Rule Violations ：1

Processing Rule ： Component Clearance Constraint （Gap=0.254mm） （All），（All）

Violation between Small Component D5（60.452mm，14.224mm） on Top Layer and

Small Component C3（69.596mm，10.16mm） on Top Layer

Rule Violations ：1

Violations Detected ： 2

Time Elapsed ： 00：00：00

從DRC檢查報(bào)告信息得出R5的2腳與PP1的3腳如果忘記布線，D5與C3間距不足。應(yīng)該對(duì)以上二個(gè)錯(cuò)誤進(jìn)行修改。

7 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)“串聯(lián)穩(wěn)壓電源PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程”為示例，詳實(shí)論述了Excel在Protel DXP PCB設(shè)計(jì)中定位查錯(cuò)應(yīng)用的研究與實(shí)踐。研究的結(jié)果可在高等職業(yè)院校電子類(lèi)實(shí)訓(xùn)課程中發(fā)揮巨大作用。不僅極大的減輕教師為學(xué)生進(jìn)行PCB錯(cuò)誤檢測(cè)的繁重勞動(dòng)，而且確保了學(xué)生PCB作品的成功；更有意義的是使PCB設(shè)計(jì)者理解了使用Protel DXP 軟件設(shè)計(jì)PCB“網(wǎng)絡(luò)表是SCH與PCB之間的橋梁”。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊亭.電子CAD職業(yè)技能鑒定教程[M].廣州：廣東科技出版社，2007.

[2] 羅庚興.中級(jí)維修電工實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教程[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2010.

[3] 蘇芯.Excel 2010表格、公式、函數(shù)與圖表完全學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[4] 趙晶.Protel 99高級(jí)應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[5] 老虎工作室.Protel 99入門(mén)與提高[M].北京：人民郵電出版社， 2008.

[6] 江有永.基于Multisim和Excel的二極管特性仿真實(shí)驗(yàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（2）：136?138.

[7] 魏澤峰，聶超.集成Excel技術(shù)的比較研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（2）：50?52.

[8] 旭日，薛慧君.一種通用報(bào)表的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（18）：69?71.