Protel軟件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2 Protel電路設(shè)計(jì)及其實(shí)例
下面主要是以單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說明Protel 99SE在電路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
2．1 電路原理圖設(shè)計(jì)
電路原理圖設(shè)計(jì)最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后再是正確性和在布局合理的前提下力求美觀性以及可讀性。
根據(jù)上述電路原理圖設(shè)計(jì)流程，單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)過程如下：
(1)設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境。設(shè)計(jì)環(huán)境是繪制原理圖的前期工作，在原理圖繪制之前，應(yīng)該把設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置好。工作環(huán)境設(shè)置是使用菜單Design／Options和Tool／Preferences進(jìn)行，畫原理圖環(huán)境的設(shè)置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設(shè)置等。
(2)放置元件。將電氣和電子元件放到圖紙上。一般情況下元件的原理圖符號在元件庫中都可以找到，只需要將元件庫中的元件從庫中取出，放置在圖上。由于元件種類繁多，分別放在不同的元件庫中，所以在使用過程之中，應(yīng)該了解各個(gè)元件庫中元件的類型。
(3)原理圖布線。元件一旦放置在原理圖之后，就需要用導(dǎo)線將元件連接起來，連接時(shí)一定要符合電氣規(guī)則。在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了使得圖形清晰，可以使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接。
(4)編輯與調(diào)整。編輯元件的屬性，這些屬性包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。調(diào)整元件和導(dǎo)線的位置等操作。同時(shí)要在必要的地方加上電路的標(biāo)注以及說明。
(5)檢查原理圖。使用Protel 99SE的電氣規(guī)則檢查功能，檢查原理圖的連接是否合理與正確，給出檢查報(bào)告。若有錯(cuò)誤就需要根據(jù)錯(cuò)誤情況進(jìn)行改正。
(6)生成網(wǎng)絡(luò)表。生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表，所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間的連接表，通過該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的連接關(guān)系。
(7)打印輸出。打印輸出原理圖。
經(jīng)過以上步驟，即完成了單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)。單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路相對比較簡單，其中包含單片機(jī)、單片機(jī)工作所需的晶振電路、上電自動(dòng)復(fù)位及手工復(fù)位電路、單片機(jī)工作所需要的電源電路以及編程接口等。繪制完成的單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

2．2 印制電路板設(shè)計(jì)
電路設(shè)計(jì)的最終目的是為了設(shè)計(jì)出電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)以及電路功能是通過印制電路板來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用Protel 99SE進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)過程如下：
(1)啟動(dòng)Protel 99SE，進(jìn)入印制電路板設(shè)計(jì)環(huán)境。
(2)電路板框架設(shè)計(jì)。印制電路板設(shè)計(jì)之前，首先對電路板有一個(gè)初步的規(guī)劃，如電路板的邊框尺寸，采用幾層電路板，是單面板還是雙面板，各元器件采用何種封裝形式及其安裝位置等。根據(jù)設(shè)計(jì)的電路在Keep Out Imyet繪制電路板的尺寸為寬7617mil，高4466mil。電路板定義為雙面板。電路板的尺寸是設(shè)計(jì)電路板首先需要考慮的因素，一般來說電路板的外形尺寸與產(chǎn)品的外殼設(shè)計(jì)配套。在有可能的情況下長寬的比例設(shè)計(jì)為4：3或者3：2。
(3)參數(shù)設(shè)置。主要設(shè)置元器件的布置參數(shù)、板層參數(shù)、布線參數(shù)等。一般某些參數(shù)可用其默認(rèn)值，參數(shù)設(shè)置是印制電路板設(shè)計(jì)中非常重要的步驟，執(zhí)行菜單命令Design／Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在規(guī)則類(RulesClasses)中設(shè)置參數(shù)。選擇Routing Imy-er。選擇Width Constraint，對地線線寬進(jìn)行設(shè)置：左鍵單擊Add按鈕，進(jìn)入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在Rule Scope區(qū)域的Filter Kind選擇框中選擇Net，然后在Net下拉框中選擇GND，再在Rule Attributes區(qū)域?qū)inimum width、Maximum width和Preferred三個(gè)輸入框的線寬設(shè)置為50mil；電源線寬的設(shè)置在Net下拉框中選擇VCC，其他與地線線寬設(shè)置相同；整板線寬設(shè)置：在FilterKind選擇框中選擇Whole Board，然后將Minimum width、Maximum width和Preferred三個(gè)輸入框的線寬設(shè)置為20mil。
(4)調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表及添加元件封裝。網(wǎng)絡(luò)表是指導(dǎo)印制電路板自動(dòng)布線的規(guī)則，也是電路原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的中間載體。對于裝入的每個(gè)元器件必須有正確的外形封裝，才能保證電路板布線的順利進(jìn)行。執(zhí)行菜單命令Design／Add／Remove Library，在“添加／刪除元件庫”對話框中選取所有元件所對應(yīng)的元件封裝庫，然后執(zhí)行菜單Design／Load Nets命令，然后在彈出的窗口中單擊“Browse”按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計(jì)生成的網(wǎng)絡(luò)表文件(擴(kuò)展名為Net)，如果沒有錯(cuò)誤，單擊“Execute”按鈕。若出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，需要更改錯(cuò)誤，直到所有錯(cuò)誤都修改正確。
(5)布置元件。Protel 99SE既可以對元器件進(jìn)行自動(dòng)布局，亦可讓用戶手工布局。布局是布線非常關(guān)鍵的一步，為了使布局更加合理、美觀，多數(shù)設(shè)計(jì)者都采用手工布局方式。有時(shí)候用戶在條件不太嚴(yán)格的情況下，為了提高布線效率，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布局。
(6)自動(dòng)布線。Protel 99SE采用世界最先進(jìn)的無網(wǎng)絡(luò)、基于形狀的對角線自動(dòng)布線技術(shù)。執(zhí)行菜單命令A(yù)uto Routing／All，并在彈出的窗口中單擊Route all按鈕，程序即對印制電路板進(jìn)行自動(dòng)布線。只要設(shè)置有關(guān)參數(shù)得當(dāng)，元件布局合理，自動(dòng)布線的成功率幾乎是100％。