摘要：在電子產(chǎn)品制造中，PCB設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技能。本文以FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)為例，系統(tǒng)地討論用Protel 99SE繪制電路原理圖和設(shè)計(jì)PCB的方法。

關(guān)鍵詞：繪制原理圖；PCB設(shè)計(jì)；方法

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）17-0251-02

一、導(dǎo)言

隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，用Protel軟件設(shè)計(jì)電路和PCB成為電子專業(yè)學(xué)生必備的技能之一。Protel99SE功能強(qiáng)大，能進(jìn)行原理圖繪制、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、PLD設(shè)計(jì)、各類報(bào)表等工作。本文將以FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)為例，講述Protel 99SE在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1.電路原理圖設(shè)計(jì)的一般步驟[1]。電路原理圖設(shè)計(jì)通常有以下六個(gè)步驟，即啟動(dòng)Protel99SE原理圖編輯器、設(shè)置圖紙大小和版面、放置元器件、對(duì)放置的元器件布局布線、對(duì)布局布線進(jìn)行調(diào)整、保存文檔并打印輸出。

2.PCB的設(shè)計(jì)步驟。印制電路板圖（PCB）的設(shè)計(jì)由七個(gè)步驟構(gòu)成，即繪制電路原理圖、創(chuàng)建PCB文檔、規(guī)劃電路板、裝元器件封裝庫及網(wǎng)絡(luò)表、元器件的布局、布線、文檔保存與輸出。

二、印制電路板設(shè)計(jì)實(shí)例——FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)

1.FM收音機(jī)原理圖設(shè)計(jì)。原理圖設(shè)計(jì)是PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，原理圖的正確是電路板布局布線的前提。①創(chuàng)建原理圖設(shè)計(jì)文件，在Protel 99SE主菜單欄File菜單中選擇子菜單New，在“New Design Database”對(duì)話框中設(shè)置數(shù)據(jù)庫的名稱“FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì).ddb”和保存路徑，完成創(chuàng)建。在新建數(shù)據(jù)庫中單擊主菜欄File中的New…，選擇“Schematic Document”圖標(biāo)，生成一個(gè)原理圖設(shè)計(jì)文件，命名為“FM收音機(jī).Sch”。②設(shè)置圖樣參數(shù)，F(xiàn)M收音機(jī)電路圖采用A4號(hào)圖紙。單擊主菜單欄的Design菜單，在彈出下拉菜單中選擇Option…選項(xiàng)，將默認(rèn)的圖樣幅面“B”改為“A4”。③放置元器件，在Libraries選項(xiàng)中選擇所需的元器件庫，并選定元器件，雙擊元器件名，然后單擊鼠標(biāo)左鍵放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有的庫中不提供SC1088，需要自己制作該元器件。④放置連線和節(jié)點(diǎn)，然后在連線工具欄中單擊按鈕，在連線的起點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)至另一元器件的引腳，再次單擊鼠標(biāo)左鍵，完成此連線的繪制。如果連線相交，則需要添加節(jié)點(diǎn)，單擊連線工具欄中的按鈕，在需要添加節(jié)點(diǎn)的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，完成節(jié)點(diǎn)的設(shè)置[2]。⑤放置電源和接地符號(hào)，放置電源和接地符號(hào)有兩種方式，即通過菜單Place＼＼Power Port，或者使用連線工具欄（Wiring Tools）中的按鈕。⑥編輯元器件屬性，根據(jù)電路原理圖的需要，設(shè)置元器件名稱、封裝和參數(shù)等相關(guān)屬性。完成以上步驟，原理圖繪制完畢，如圖1所示。⑦保存文件，繪制完畢后，執(zhí)行菜單命令File＼＼Save，保存文件。

2.檢查原理圖電氣規(guī)則。使用Protel 99 SE的電氣規(guī)則，即執(zhí)行菜單命令Tool/ ERC，進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤信息改正。

3.創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖和PCB之間的橋梁。執(zhí)行菜單命令Design/ Create Netlist，生成與原理圖同名的文件，其擴(kuò)展名為“.NET”。

4.印刷電路板的設(shè)計(jì)。①進(jìn)入印刷電路板設(shè)計(jì)界面，執(zhí)行菜單File/New命令，選擇PCB Document圖標(biāo)，新建PCB設(shè)計(jì)文檔，命名為“FM收音機(jī).PCB”。②規(guī)劃電路板，在“FM收音機(jī).PCB”工作界面中選取KeepOut Layer，執(zhí)行Track命令，繪制FM收音機(jī)電路的邊框，其形狀為矩形，大小為80mmΧ60mm。③設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的相關(guān)參數(shù)，執(zhí)行菜單命令Design/Rules，選擇Routing按鈕。在Rules Classes中根據(jù)電路板設(shè)計(jì)要求設(shè)置參數(shù)[3]。“FM收音機(jī)電路”PCB板的設(shè)計(jì)要求如下：信號(hào)層為Top Layer和Bottom Layer，無電源層。頂層布線形態(tài)為“Horizontal”，底層布線形態(tài)為“Vertical”；過孔（Via）設(shè)置為穿透式過孔；元件安裝方式為貼片式（SMT），可以雙面布局；布線寬度（Width）設(shè)置為8～12mil，推薦寬度為10mil；過孔、布線安全間距（Clearance）采用默認(rèn)設(shè)置；增加+3V、GND網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，將布線寬度設(shè)置為20～100mil；推薦寬度為40mil。④加載元件封裝庫，執(zhí)行菜單命令Design/Add/Remove Library，在彈出的對(duì)話框中選取對(duì)應(yīng)的元件封裝庫。如果有自制的封裝，也要將封裝所在的庫添加到庫中。⑤裝載網(wǎng)絡(luò)表，執(zhí)行菜單Design/Load Nets…命令，選擇“FM收音機(jī).Net”文件。如果顯示無錯(cuò)誤，單擊Execute按鈕完成網(wǎng)絡(luò)表的裝載。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自動(dòng)布局和手動(dòng)布局。執(zhí)行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自動(dòng)布局。FM收音機(jī)布局如圖2所示。⑦自動(dòng)布線，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，開如對(duì)PCB進(jìn)行自動(dòng)布線。FM收音機(jī)電路板布線圖如圖3所示。⑧手工調(diào)整，自動(dòng)布線結(jié)束后，可能存在一些令人不滿意的地方。運(yùn)用手工調(diào)整，將PCB設(shè)計(jì)得更完美。⑨打印輸出PCB，執(zhí)行菜單命令File/Print/Preview，生成“FM收音機(jī).PPC”。然后執(zhí)行菜單命令File/print，打印出PCB圖。

三、結(jié)語

隨著電子產(chǎn)品的新發(fā)展，印制電路板的設(shè)計(jì)會(huì)日趨復(fù)雜。運(yùn)用Protel設(shè)計(jì)電路在提高原理圖和PCB設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，其強(qiáng)大的規(guī)則設(shè)置也保證了電子產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張輝.Protel 99SE項(xiàng)目式教程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2014.

[2]吉雷.Protel 99從入門到精通[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2000.

[3]楊奇，劉紅.淺談應(yīng)用Protel 99SE制作印制電路板[J].科技信息，2008，（12）.endprint