基于PROTEL 99SE的印制電路板設計

摘要: Protel 99SE作為電子線路CAD軟件應用極其廣泛，本文以一具體的555振蕩器為例，介紹原理圖制作流程和印制電路板制作流程，探討制作電路板時的注意事項。

關鍵詞: Protel 99SE印制電路板電路原理圖基本流程

一、前言

隨著計算機技術的飛速發展，各行各業無不在尋求計算機技術的支持，特別是電子信息制造業。利用計算機進行產品設計的CAD軟件也日益豐富，使產品設計人員能夠高效率地進行各自領域的產品分析和設計等工作。

利用EDA工具，可以使電子產品從電路設計、性能分析到IC版圖或PCB版圖設計的整個過程都在計算機上自動處理完成，從而減少手工設計中繁重勞動，并保證設計的規范。Protel 99SE則是EDA軟件的杰出代表，該軟件基于Windows平臺的32位EDA設計系統，具有豐富多樣的編輯功能、強大便捷的自動化設計能力、完善有效的檢測工具等。下面筆者以一個具體的555振蕩器的例子，系統地討論如何應用Protel 99SE軟件進行印制電路板的設計。

二、印制電路板(PCB)設計

印制電路板(PCB)設計主要包括電路原理圖設計和PCB電路板設計兩部分。

1.電路原理圖設計的一般步驟

電路原理圖設計流程見圖1。

2.印制電路板設計的基本流程(見圖2)

該555振蕩器電路的原理圖見圖3。

(1)規劃印制電路板

規劃電路板主要是確定電路板的物理邊界、電氣邊界、板層結構和布局要求等任務。

首先，定義電路板的形狀和尺寸(物理邊界)，其次，用戶在4個機械層中的一個上確定電路板物理邊界，而在其它的機械層上放置尺寸、角標、參考孔位置。該555振蕩器電路的物理邊界設置成30 mm×40 mm。最后，定義電路板的電氣邊界。

(2)設置參數

參數設置包括工作層的參數、PCB編輯器的工作參數、自動布局和布線參數的設置等。

在進行印制電路板設計時，確定其工作層，包括信號層(Signal layers)、內部電源/接地層(Internal Planes)、機械層(Mechanical layers)等。印制電路板分為單層板、雙層板和多層板。

(3)加載網絡表

網絡表是自動布線的關鍵，是連接電路原理圖和PCB圖的橋梁。

(4)元器件的放置與布局

元器件的放置要符合元器件布局的一般規則;布局是指將元件的封裝整齊、合理地放置在電路板所限定的范圍內。布局有兩種方式:手工布局和自動布局。

(5)布線(Routing) 規則設置

元器件的封裝在印制電路板上布局完成后，就可以布線了。

布線同布局一樣，可分為手工布線和自動布線，復雜的電路一般都是采用自動布線的，然后手工進行調整，以達到最佳效果。在進行自動布線之前，首要工作就是設置“自動線規則”。

在該555振蕩器電路中，走線間距設置成15 mil，走線轉角方式為45度。本電路圖布線工作層面選擇底層，線寬中將一般走線設成25 mil。為了提高電路的抗干擾能力，增強系統的可靠性，往往需要將電源/接地線加寬，因此電源和接地網絡設成50 mil。

(6)自動布線和手工調整

只要元器件的布局合理，布線參數設置得當，系統就可完成自動布線。Protel 99SE自動布線的成功率可達到100%，但是線路中存在許多令人不滿意的地方，因此，必須經過手工調整，完善電路板。最終自動布線和調整后的圖如圖4所示。

(7)生成各種PCB報表及輸出

PCB報表是為方便用戶查詢和管理電路板而建，印制電路板詳細信息可以記錄在各種不同報表中。PCB可生成“已選管腳報表”(Selected Pins)“電路板信息報表”(Board Information)、“元件報表”(Bill 0f Materials)、“設計文檔報表”、“網絡狀態報表”(Netlist Status)、“鉆孔文檔”等文檔。 電路板布線完畢，就可以輸出電路板圖，并將輸出結果送到廠家進行制作。

(8)文件的保存和輸出

完成PCB設計后，應將文件保存，然后利用各種圖形輸出設備，輸出PCB圖。

三、結語

使用Protel 99SE不僅可以繪制電路原理圖和設計印制電路板，而且可以進行電路仿真。

參考文獻:

[1]胡春花.基于PROTEL99的印制電路板設計[J].鎮江高專學報，2007.4.

[2]熊建平.Protel99SEEDA技術及應用[M].北京:機械工業出版社，2008.

[3]朱運利.EDA技術應用[M].北京:電子工業出版社，2007.