Ｐｒｏｔｅｌ９９ＳＥ軟件的實用技巧

黃志堅　胡以懷

Protel 99SE是基于Windows環境下的EDA電子輔助設計軟件。一般來講，利用Protel軟件設計工程最基本的完整過程可以分為四大步驟：（1）查找資料，確定方案；（2）電路原理圖的設計；（3）產生網絡表；（4）印刷電路板的設計。

本文按照實際的設計流程順序，來談一談如何使用Protel 99SE軟件準確、高效地設計出電路原理圖和設計印刷電路板的一些技巧。

電路原理圖的設計

在電路原理圖的設計過程中主要應注意以下方面：

1.設置圖紙

在設計開始之前首先要選擇好圖紙的大小，否則在打印時，若需將圖紙由大號改為小號，而電路原理圖不會跟著縮小，就存在部分原理圖超出圖紙范圍打印不出來，從而返工的問題。通常的設計順序為從左到右，從上到下。

2.放置元件

(1)利用元件庫瀏覽器放置元件，對于元件庫內未包括的元件要自己創建。創建的元件其引腳沒有必要和實物一致，可將功能相近或相同的引腳放到一起，以方便布線。

(2)自創建元件時，還要注意，一定要在工作區的中央（0，0）處 (即“十”字形的中心) 繪制庫元件，否則可能會出現在原理圖中放置（place）制作的元件時，鼠標指針總是與要放置的元件相隔很遠的現象。

(3) 在畫原理圖時，有時一不小心，使元件（或導線）掉到了圖紙外面，卻怎么也清除不了。這是由于Protel在原理圖編輯狀態下，不能同時用鼠標選中工作面內外的元件。要清除圖紙外的元件，可點擊 【Edit】/【Select】/【Outside Area】，然后框選整張圖紙，再點擊【Edit】/【Cut】即可。

元件放置好后，最好及時設置好其屬性（Attributes），若找不到其相應的封裝形式，也要及時為其創建適當的封裝形式。

3.原理圖布線

(1)根據設計目標進行布線。布線應該用原理圖工具欄上的（Wiring Tools）工具，不要誤用了（Drawing Tools）工具。（Wiring Tools）工具包含有電氣特性，而（Drawing Tools）工具不具備電氣特性，會導致原理圖出錯。

(2) 利用網絡標號（Net Label）。網絡標號表示一個電氣連接點，具有相同網絡標號的電氣接線表明是連接在一起的。雖然網絡標號主要用于層次式電路或多重式電路中各模塊電路之間的連接，但若在同一張普通的原理圖中也使用網絡標號，則可通過命名相同的網絡標號使它們在電氣上屬于同一網絡（即連接在一起），從而不用電氣接線就實現了各引腳之間的互連，使原理圖簡潔明了，不易出錯，不但簡化了設計，還提高了設計速度。

4.編輯和調整

編輯和調整是保證原理圖設計成功很重要的一步。

（1）當電路較復雜、或是元器件的數目較多時，用手動編號的方法不僅慢，而且容易出現重號或跳號。重號的錯誤會在PCB編輯器中載入網絡表時表現出來，跳號也會導致管理不便，所以Protel提供了很好的元件自動編號功能，應該好好地利用，即【Tools】/【Annotate...】。

（2）在原理圖畫好后，許多細節之處可能存在疏漏，所以必須進行其屬性（Attributes），特別是封裝形式(package)的遺漏檢查，否則不能生成有效的網絡表。 Protel提供了表格編輯器用來快速檢查元件的屬性遺漏，即執行菜單命令【Edit】/【Export to spread...】，選擇好所需的復選框后，生成電子表格。通過電子表格可直接看出各元件的屬性設置情況，并可在表格內直接進行屬性的修改，然后用【File】/【Update】更新電路原理圖文件即可。

（3）最后還要對電路進行電氣法則測試：【Tools】/【ERC】。它可以檢測出用戶設計過程中的疏漏之處和電氣連接錯誤，如未連接的電源實體、懸空的輸入引腳、輸出引腳連接在電源上等，但不要把它當成電氣功能檢查。執行測試后，可以得到各種可能存在的錯誤報告，并且會在電路原理圖中有錯誤之處打上記號，以便設計者進行修改。

5.把原理圖復制到Word中的方法

電路原理圖畫好后，常常僅需要把原理圖復制到Word中去，而不是連同圖紙一起。其實只要點擊【Tools】/【Preference …】， 選擇【Graphical Editing】標簽，把【Add Template To Clip】復選框前的“√”去掉，【Ok】確定后，再復制任何原理圖時，都不會連同圖紙一起過去。

印刷電路板的設計

在印刷電路板的設計過程中主要應注意以下方面：

1. 規劃電路板

這里推薦使用“創建向導”創建PCB文件的方法來規劃電路板。即通過執行命令【File】/【New…】，在彈出的【New Document】對話框中單擊【Wizards】標簽，圖1所示為規劃電路板時的“創建向導”對話框，雙擊對話框中的向導圖標【Print Circuit Board Wizard】進入文件創建向導，可以規劃電路板的各種尺寸、輪廓、工作層面、標題欄信息、過孔和布線參數等。只要實踐一下就可以體會到，使用向導比用常規的創建方法要有效、快捷得多。在實現電路板的功能和滿足可靠性的前提下，電路板的面積可盡量小。

2. 載入網絡表與元件

這里采用網絡表文件載入的方法來載入網絡表與元件。不過，載入網絡表文件時常常會出現一些錯誤，特別當電路比較復雜時。一般出現以下一些問題：

（1）元件遺漏的出錯問題。產生元件遺漏的出錯可能是印刷板（PCB）編輯器中沒有添加所需封裝元件的元件庫；或是在電路原理圖中，元件沒有指定封裝形式；或是在已有的PCB元件庫中，找不到所需的封裝。

對于未添加所需元件庫的，只需執行【Design】/【Add/Remove Library…】添加即可；對于原理圖中未指定其封裝形式的，可采用如前所述的在電子表格中修改的方法，或是回到原理圖編輯器中進行修改，這兩種方法比較保險，不過都需重新生成和載入網絡表；對于在PCB元件庫中找不到元件封裝的情況，只有回到PCB元件庫編輯器中，去創建一個用戶定制的新元件，然后回到電路原理圖中，為遺漏封裝的元件添加新建的封裝形式。

（2）引腳遺漏的出錯問題。之所以產生元件引腳遺漏，是因為原理圖元件與指定的封裝二者之間的引腳編號存在差異，最典型的例子要屬二極管了。其原理圖庫元件的引腳編號為A、K，而其PCB庫元件的引腳編號為1、2，如圖2所示。常采用的解決辦法是修改原理圖庫元件或PCB庫元件，保證它們相應的引腳或焊盤的編號一致，并重新生成網絡表。

3.布局元件

元件布局的方法有自動布局與手工布局兩種。如果將二者結合起來使用，將是一個很不錯的布局策略。即將一些有著特殊要求的元件先進行手工布局，并執行【Edit】/【Change】命令，把出現的十字形鼠標指針指向所要鎖定的元件單擊后，在彈出的對話框中選中【Lock】項鎖定其位置，然后對剩下的可靈活布局的元件，進行自動布局。這樣，既可以充分利用Protel強大的自動布局優勢，實現相對高效的元件布局，又可以滿足電路中的某些特殊布局要求。自動布局好后，通常還應手動修改。元件布局前，若進行一些必要的預拉線調整，則效果會更好。

4.調整元件的標注

調整元件的標注主要是為了印刷電路板版面的美觀和條理性。

5.印刷電路板的布線

（1）電路板的布線通常也是采用自動布線和手工調整相結合的方法。對于交流供電導線、直流電源線和地線等需要事先布置的一些走線，可預先進行手工布置。布好后，要執行菜單命令【Auto Route】/【Setup…】，選中設置項【Lock All Pre-route】，對預布線結果進行“鎖定”保護，否則后續自動布線會挑開已預布好的這些線的。然后才能對剩余的可靈活布線部分進行自動布線。而自動布線成功與否的關鍵所在是自動布線參數設置的正確與否。這些參數主要包括安全間距、導線拐角模式、布線工作層面、布線寬度、拓撲結構和優先級別等等。最后對自動布線后的結果還需再次進行手工調整。

導線間距的大小主要取決于電路信號、擊穿電壓、絕緣電阻和分布電容等。通常高頻信號線的最小間隔應大于8mil；一般電路應大于4mil，而最大間距不限。布線時應避免90度的折線，以減少高頻噪聲發射。另外電源線和地線要盡量粗，除可減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。像數據線、地址線，一般是采用有規律的平行走線方式一起布置。

此外，對于閑置的引腳可以采取接電源或是接地的方法，避免干擾。原則上，每個集成電路芯片都應安置一個0.01mF的陶瓷電容器，即可消除大部分的干擾。

（2）另外，protel中還有兩個特殊的布線技巧，即淚滴焊盤和覆銅。

先執行【Edit】/【Select】/【Net】選定所要“補淚滴”的網絡，執行【Tools】/【Teardrops】/【Add】，就可在印制板上焊盤與銅箔走線之間，用線連接成淚滴狀。通過“補淚滴”，可加強導線和焊盤（或過孔）之間的連接，從而有效減少因應力集中而導致導線和焊盤（或過孔）的連接處出現斷裂。

覆銅是把空余的沒有銅箔走線的部分用線或片銅全部覆滿，覆滿部分通常和GND網絡連接，并和其它網絡的銅箔走線保持一定（前面自動布線時設定的安全間距約束）的間距，可以提高電路的抗干擾能力，同時顯得美觀。