电子线路CAD实用教程:基于Protel 99 SE平台

第1章 电子线路CAD与 Protel 99 SE概述 1 1.1 电子线路CAD的概念 1 1.2 Protel 99/99 SE概述 2 1.2.1 Protel 99 SE新增功能 3 1.2.2 Protel DXP概述 4 1.3 Protel 99/99 SE的安装及启动 4 1.3.1 Protel 99/99 SE的安装 4 1.3.2 Protel 99/99 SE的启动 5 1.3.3 Protel 99/99 SE中的文件管理 8 1.4 Protel 99/99 SE电子线路设计流程 11 习题 12 第2章 电原理图编辑 13 2.1 电原理图的概念及绘制规则 13 2.2 Protel 99 SE原理图编辑器(SCH)的 启动及界面认识 14 2.2.1 原理图编辑器窗口的组成 14 2.2.2 图纸类型、尺寸、底色、 标题栏等的选择 16 2.2.3 设置SCH的工作环境 19 2.3 电原理图绘制 22 2.3.1 元件电气图形符号库及管理 22 2.3.2 放置元件 29 2.3.3 连线操作 37 2.3.4 放置电气节点 41 2.3.5 放置电源和地线 42 2.3.6 总线、总线分支、网络标号工具的 使用 43 2.3.7 I/O端口 45 2.4 利用画图工具添加说明性图形和文字 47 2.4.1 画图工具介绍 48 2.4.2 常见图形绘制技巧 48 2.5 原理图编辑技巧 50 2.5.1 操作对象概念 50 2.5.2 单个对象的编辑 50 2.5.3 同时编辑多个对象 51 2.5.4 利用拖动功能迅速画一组 平行导线 56 2.5.5 “画图”工具内“阵列粘贴” 工具的特殊用途 57 2.6 元件自动编号 60 2.6.1 单一模块电路元件自动编号 62 2.6.2 子电路元件自动编号 63 2.7 原理图的电气检查 66 2.8 存盘及文件管理 70 2.9 原理图的打印 71 2.9.1 打印前的设置 71 2.9.2 打印 73 2.10 报表建立与输出 73 2.10.1 生成网络表文件 73 2.10.2 生成元件清单报表 77 2.11 电路编辑举例 79 2.12 元件电气图形符号编辑与创建 82 2.12.1 启动元件图形符号编辑器 82 2.12.2 修改元件图形符号 84 2.12.3 制作P89C51RD2微处理器的 电气图形符号 88 2.12.4 制作LED数码显示器 91 2.12.5 创建数字集成电路芯片元件 负逻辑/IEEE电气图形符号 93 2.12.6 设置元件的缺省序号 94 2.13 创建自己的图纸文件 94 2.14 原理图操作技巧 95 2.14.1 修改/恢复Protel各类编辑器 操作对象的缺省属性 95 2.14.2 一次修改同类操作对象的 属性选项 96 2.14.3 工具栏(窗)与当前正在进行的 操作要匹配 99 2.14.4 在原理图中增加同类元件的 操作捷径 99 习题 100 第3章 层次电路原理图编辑 101 3.1 层次电路设计概念 101 3.2 层次电路设计中不同文件的 切换方法 104 3.3 层次电路编辑方法 104 3.3.1 建立层次电路原理图 104 3.3.2 编辑模块电路 108 3.3.3 自下而上编辑层次电路 109 3.3.4 退耦电容的画法 111 习题 111 第4章 电路仿真测试 112 4.1 电路仿真操作步骤 113 4.2 元器件参数设置 114 4.3 电路仿真操作初步 125 4.3.1 编辑电原理图 125 4.3.2 选择仿真方式并设置 仿真参数 126 4.3.3 仿真结果观察及波形管理 130 4.4 常用仿真方式及应用 133 4.4.1 工作点分析 133 4.4.2 瞬态特性分析与傅立叶分析 134 4.4.3 参数扫描分析 135 4.4.4 交流小信号分析 136 4.4.5 阻抗特性分析 139 4.4.6 直流扫描分析 142 4.4.7 温度扫描分析 144 4.4.8 传输函数分析 145 4.4.9 噪声分析 145 4.5 仿真综合应用举例 146 4.5.1 数字电路仿真实例 146 4.5.2 利用AC小信号分析、参数扫描 分析确定带通滤波器参数 147 4.5.3 模拟、数字混合电路仿真 分析实例 149 4.5.4 “数学函数”库内信号合成 函数的应用 151 习题 151 第5章 印制电路板设计初步 154 5.1 印制板种类及材料 154 5.1.1 印制板材料 154 5.1.2 印制板的种类及结构 155 5.2 Protel 99 SE PCB的启动及 窗口认识 157 5.2.1 启动PCB编辑器 157 5.2.2 PCB编辑器界面 158 5.3 手工设计单面印制板——Protel 99 SE PCB基本操作 160 5.3.1 工作参数的设置与电路板 尺寸规划 160 5.3.2 元件封装库的装入 167 5.3.3 画图工具的使用 169 5.4 信号层及内电源层的管理 180 习题 182 第6章 PCB设计基础 183 6.1 PCB设计操作流程 183 6.2 PCB设计前的准备 185 6.2.1 原理图编辑 185 6.2.2 检查并完善原理图 185 6.2.3 阅读并理解印制板加工厂家的 工艺水平 188 6.2.4 元件安装工艺的选择 190 6.3 印制板层数选择及规划 191 6.3.1 双面板结构及规划 192 6.3.2 4层面板结构及规划 192 6.3.3 6层面板结构及规划 193 6.4 PCB布局 194 6.4.1 板尺寸与板边框 194 6.4.2 布局方式的选择 195 6.4.3 选定排版方向 196 6.4.4 元件间距 197 6.4.5 布局原则 198 6.4.6 在布局过程中合理调整原理图中 元件的连接关系 201 6.5 焊盘选择 204 6.5.1 穿通元件(THC)焊盘 204 6.5.2 贴片元件焊盘 207 6.5.3 过孔 210 6.5.4 测试盘 213 6.6 布线 213 6.6.1 印制导线寄生参数及串扰 214 6.6.2 *小线宽选择 215 6.6.3 *小布线间距选择 218 6.6.4 印制导线走线控制 221 6.6.5 单面板中跨接线设置原则 225 6.7 地线/电源线布局规则 225 6.7.1 地线概念及地线分类 225 6.7.2 地线与电源线共阻抗干扰及 消除方式 226 6.7.3 接地方式 228 6.7.4 地线布线的基本原则 232 6.8 PCB功率贴片元件散热设计 233 6.9 PCB工艺边设计与拼板 236 6.9.1 工艺边设计 236 6.9.2 拼板设计 236 6.10 定位孔与光学基准点设计 238 6.10.1 定位孔及定位边 238 6.10.2 光学基准点 240 习题6 241 第7章 双面印制电路板设计举例 242 7.1 原理图到印制板 242 7.1.1 利用PCB向导生成包含布线区的 印制板文件 242 7.1.2 通过“更新”方式实现原理图文件 与印制板文件之间的信息交换 248 7.1.3 在禁止布线层内绘制布线区 252 7.1.4 通过网络表装入元件封装图 254 7.2 设置工作层 258 7.3 元件布局操作 258 7.3.1 手工预布局 258 7.3.2 元件分类 263 7.3.3 设置自动布局参数 264 7.3.4 自动布局 266 7.3.5 手工调整元件布局 268 7.4 布线及布线规则 274 7.4.1 设置自动布线规则 274 7.4.2 自动布线前的预处理 285 7.4.3 自动布线 288 7.4.4 手工修改 290 7.4.5 布线后的进一步处理 294 7.4.6 设计规则检查 297 7.4.7 验证印制板连线的正确性 301 7.4.8 元件重新编号及原理图元件 序号更新 306 7.5 信号完整性分析 306 7.5.1 信号完整性分析设置 307 7.5.2 启动信号完整性分析 308 7.5.3 设置印制板结构参数、 元件类型及节点类型 308 7.5.4 运行信号完整性分析 309 7.5.5 根据分析结果采取相应 补偿办法 311 7.6 打印输出 313 习题 315 第8章 PCB元件库的修改与创建 316 8.1 PCBLib编辑器的启动及操作界面 316 8.1.1 PCBLib编辑器的启动 316 8.1.2 PCBLib编辑器窗口界面 318 8.1.3 工作参数及图纸参数设置 319 8.2 制作元件封装图举例 319 8.2.1 制作LED发光二极管封装图 319 8.2.2 制作1英寸八段LED数码 显示器封装图 323 8.2.3 通过“复制—修改”方式创建 新元件封装图 326 8.2.4 创建子电路封装图 326 8.3 创建特定PCB设计专用 元件封装库 326 习题 328 附录 Windows 7和Windows 10操作 运行遇到的问题及解决方法 329 参考文献 336