張紅蕾
隨著我國經濟的快速發展,自動化、信息化的建設突飛猛進,電子線路板在工業控制、儀器儀表、計算機、家用電器等各個方面的應用越來越廣泛。印制電路板(PCB)日趨精密和復雜,使得傳統的手工設計已經無法完成各種復雜的PCB設計,于是各種輔助設計軟件應運而生。PROTEL DXP 2004是一款功能強大、簡單易學的電路板設計軟件,也是當今PC平臺上最優秀的EDA軟件之一,目前已成為各職業院校電子專業的必修課程。
那么如何在有限的時間內,讓學生熟練掌握 PROTEL DXP 2004的基本功能呢?筆者認為,主要要做好以下三點。
一、厘清概念,夯實基礎
PROTEL DXP 2004里有許多專業術語和基本概念,如項目、工作面板、元件庫、封裝、網絡表、工作層、焊盤、飛線、過孔、覆銅、淚滴等等。厘清概念是規范學生操作技能的前提和保障,也是教學的重點。講解概念可以借助各種直觀手段,如電路板實物、多媒體課件等,這樣可以幫助學生理解記憶。一些容易混淆的概念要特別強調,如繪制原理圖時,元件之間的連接用導線而不是直線;放置網絡標號的地方不能用字符串代替等等。
二、強化步驟,規范操作
PROTEL DXP 2004軟件主要通過一系列操作步驟來完成電路原理圖和印制電路板的繪制。利用計算機進行實踐教學,強化步驟訓練,規范操作方法,是熟練運用軟件的前提。教給學生正確的操作步驟之后再讓他們自行練習要比學生形成錯誤的操作習慣之后再糾正有效得多。例如,學生初學PROTEL DXP 2004軟件會感到茫然,因此教師要先介紹PCB設計流程,給學生展示設計的成品(印制板),讓學生明確設計目的,產生學習興趣。PCB設計流程主要包括五個步驟。
1.創建項目。其步驟如下。(1)在指定目錄下創建文件夾并命名。(2)打開PROTEL DXP 2004,創建PCB工程項目文件,更名保存在新建文件夾中。(3)創建4個文件:原理圖文件、PCB文件、原理圖庫文件、PCB庫文件。4個文件均更名并保存于項目所在文件夾中。(4)將4個文件拖至同一項目下,保存。按此步驟訓練可避免產生兩個問題:一是不創建工程項目,直接創建自由文檔;或者創建工程項目卻沒把自由文檔添加到工程項目中,導致不能轉PCB;二是沒有為每個項目建立單獨的文件夾,致使文檔保存路徑散亂,找不到自己的設計文檔。
2.電路原理圖繪制。這是整個電路設計的基礎。其步驟如下。(1)設置原理圖工作環境。(2)放置元器件。(元件庫存在的元器件:選中元件處于懸浮狀態時按下Tab鍵修改完參數后歸類放置。元件庫中找不到的元器件,自己創建,步驟:①打開原理圖庫文件,設置新元件名稱;②繪制元件外形;③繪制引腳;④設置元件說明信息;⑤添加PCB封裝。)(3)連接線路。(4)放置說明性文字 、圖形或圖片等。(5)保存。
3.檢查、編譯項目并生成報表(網絡報表、元件報表)。其步驟如下。(1)電氣規則檢查。(2)編譯原理圖,對原理圖中存在的錯誤及時地進行修改(打開“Messages”面板,其內容為空,證明電路繪制正確,方能進行下一步操作)。(3)生成原理圖網絡報表。網絡報表是原理圖設計與印制板設計之間的橋梁。(4)生成/輸出元件列表。元件列表主要用于整理一個電路或一個工程項目文件中的所有元件的類別和總數,包括元件名稱、標注、封裝形式等信息,為生產提供采購數據。
4.印制板(PCB)的設計。其步驟如下。(1)設置PCB板的外形尺寸、板層和參數。(2)在原理圖中更新PCB圖。(3)手動布局。(4)設定布線規則(包括線寬、安全間隙、板層、過孔直徑和孔徑等)。(5)布線。(6)布安裝孔。(7)加淚滴,敷銅等。
5.打印印制板圖。完成布線的PCB板應作設計規則檢查,準確無誤即可打印印制板圖。
以上五個步驟,層層推進,水到渠成。通過這五個步驟,學生既熟悉了操作步驟又設計出了作品。學生享受到成功的喜悅,會自覺規范操作步驟,強化步驟訓練,從而設計出更優秀的印制板電路,形成良性循環。為使教學更有效,可采用項目教學,由易到難安排3~4個工程項目,依據設計流程組織教學,讓學生形成整體設計理念。
三、掌握技巧,提高能力
在印制板的設計中,規則與技巧涉及設計過程的各個環節,掌握常用命令,熟悉規則技巧,特別是快捷鍵的使用,無論是對初學者入門還是對學生技能提高無疑都是一條快速的捷徑。如:Page Up鍵放大 ;Page Down鍵縮小;Q鍵實現mm(毫米)與mil(密爾)的單位切換;按住鼠標右鍵,鼠標變成手狀,可以實現PCB的平移等等。將常用技巧直接教給學生,學生可以少走彎路,提高設計效率,達到事半功倍的效果。
PROTEL DXP 2004的教學,仁者見仁,智者見智,唯有從學生實際出發,合理安排理論和實踐教學,提高學生自主學習和動手操作能力,才能讓學生真正掌握并熟練運用軟件,成為一名合格的PCB設計者。
(責任編輯袁妮)endprint