基于PROTEL,99SE的印制电路板设计

摘要: Protel 99SE作为电子线路CAD软件应用极其广泛,本文以一具体的555振荡器为例,介绍原理图制作流程和印制电路板制作流程,探讨制作电路板时的注意事项。

关键词: Protel 99SE印制电路板电路原理图基本流程

一、前言

随着计算机技术的飞速发展,各行各业无不在寻求计算机技术的支持,特别是电子信息制造业。利用计算机进行产品设计的CAD软件也日益丰富,使产品设计人员能够高效率地进行各自领域的产品分析和设计等工作。

利用EDA工具,可以使电子产品从电路设计、性能分析到IC版图或PCB版图设计的整个过程都在计算机上自动处理完成,从而减少手工设计中繁重劳动,并保证设计的规范。Protel 99SE则是EDA软件的杰出代表,该软件基于Windows平台的32位EDA设计系统,具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、完善有效的检测工具等。下面笔者以一个具体的555振荡器的例子,系统地讨论如何应用Protel 99SE软件进行印制电路板的设计。

二、印制电路板(PCB)设计

印制电路板(PCB)设计主要包括电路原理图设计和PCB电路板设计两部分。

1.电路原理图设计的一般步骤

电路原理图设计流程见图1。

2.印制电路板设计的基本流程(见图2)

该555振荡器电路的原理图见图3。

(1)规划印制电路板

规划电路板主要是确定电路板的物理边界、电气边界、板层结构和布局要求等任务。

首先,定义电路板的形状和尺寸(物理边界),其次,用户在4个机械层中的一个上确定电路板物理边界,而在其它的机械层上放置尺寸、角标、参考孔位置。该555振荡器电路的物理边界设置成30 mm×40 mm。最后,定义电路板的电气边界。

(2)设置参数

参数设置包括工作层的参数、PCB编辑器的工作参数、自动布局和布线参数的设置等。

在进行印制电路板设计时,确定其工作层,包括信号层(Signal layers)、内部电源/接地层(Internal Planes)、机械层(Mechanical layers)等。印制电路板分为单层板、双层板和多层板。

(3)加载网络表

网络表是自动布线的关键,是连接电路原理图和PCB图的桥梁。

(4)元器件的放置与布局

元器件的放置要符合元器件布局的一般规则;布局是指将元件的封装整齐、合理地放置在电路板所限定的范围内。布局有两种方式:手工布局和自动布局。

(5)布线(Routing) 规则设置

元器件的封装在印制电路板上布局完成后,就可以布线了。

布线同布局一样,可分为手工布线和自动布线,复杂的电路一般都是采用自动布线的,然后手工进行调整,以达到最佳效果。在进行自动布线之前,首要工作就是设置“自动线规则”。

在该555振荡器电路中,走线间距设置成15 mil,走线转角方式为45度。本电路图布线工作层面选择底层,线宽中将一般走线设成25 mil。为了提高电路的抗干扰能力,增强系统的可靠性,往往需要将电源/接地线加宽,因此电源和接地网络设成50 mil。

(6)自动布线和手工调整

只要元器件的布局合理,布线参数设置得当,系统就可完成自动布线。Protel 99SE自动布线的成功率可达到100%,但是线路中存在许多令人不满意的地方,因此,必须经过手工调整,完善电路板。最终自动布线和调整后的图如图4所示。

(7)生成各种PCB报表及输出

PCB报表是为方便用户查询和管理电路板而建,印制电路板详细信息可以记录在各种不同报表中。PCB可生成“已选管脚报表”(Selected Pins)“电路板信息报表”(Board Information)、“元件报表”(Bill 0f Materials)、“设计文档报表”、“网络状态报表”(Netlist Status)、“钻孔文档”等文档。 电路板布线完毕,就可以输出电路板图,并将输出结果送到厂家进行制作。

(8)文件的保存和输出

完成PCB设计后,应将文件保存,然后利用各种图形输出设备,输出PCB图。

三、结语

使用Protel 99SE不仅可以绘制电路原理图和设计印制电路板,而且可以进行电路仿真。

参考文献:

[1]胡春花.基于PROTEL99的印制电路板设计[J].镇江高专学报,2007.4.

[2]熊建平.Protel99SEEDA技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3]朱运利.EDA技术应用[M].北京:电子工业出版社,2007.

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