計算機輔助設計Protel DXP 2004教學方法探討

趙文卓

摘 要：Protel是一門集理論知識與實際技能于一體，實踐性較強的課程。如何讓學生建立設計理念，規范設計操作，做好上機實踐環節，是整個教學過程的重點，也是我們在教學過程中應該不斷探索的。

關鍵詞：Protel DXP 2004 繪制原理圖教學 教學過程

電子技術的迅速發展，以及芯片生產工藝的不斷進步，使得電路板的制作工藝越來越復雜，電路板的層數越來越多，電路板上的布線密度也越來越高。計算機的發展及其應用領域的不斷擴大，為電路設計提供了強大支持。電路設計自動化（EDA)就是將電路設計中的各項工作由計算機輔助完成，它極大提高了電路設計的效率，有效地減輕了設計人員的勞動輕度。在電路設計自動化領域中，Altium公司（前身是澳大利亞Protel Technology公司）的“Protel”系列電子CAD軟件產品以其合理的界面、完善的功能、簡便的操作環境深得電子設計愛好者及相關專業人士的喜愛。

跨入新世紀后，Altium公司推出Protel DXP 2004是新一代的板級電路設計系統，與Protel 99 SE相比，除功能更加完備以外，其界面風格更加成熟、更加靈活，尤其在仿真和電路設計方面進行了改進。由于它的功能強大、設計嚴謹、對操作系統有要求，給初學者入門帶來了一定的難度。Protel DXP 2004集電路原理圖繪制、模擬電路與數字電路混合信號仿真、多層電路板設計、可編程邏輯器件設計、圖表生成等功能于一身，具有豐富多樣的編輯功能、強大便捷的自動化設計能力、有豐富的原理圖元件庫、極其全面的工具、文檔及設計項目的組織能力。Protel軟件由于良好的信譽，以及卓越的表現，很快成為眾多EDA用戶的首選和喜愛軟件，Protel軟件資源豐富，而且學習和入門比較容易，非常適合初學者設計一些相對簡單的電路和制版。

當前，中等職業院校電類專業基本上都已開設Protel DXP 2004課程，因為此課程對學生熟悉電路板的整個設計過程很有幫助，而目前各學校使用的教學軟件多已升級為Protel DXP 2004。

下面以繪制原理圖教學部分為例，探索如何設計課堂教學過程，讓學生更好地學習并掌握所學知識點，達到熟練掌握的學習目的。在這部分，可以將學習內容設計成幾個任務模塊來對學生進行教學，這樣學生會產生濃厚的學習興趣，并且在完成任務的同時很好地掌握知識點，這與傳統的書本式教學有很大的不同。

我們要完成一張原理圖，必須讓學生知道先要掌握以下三個知識點：（1）原理圖界面基本操作；（2）元件庫的使用；（3）建立電氣連接關系。我們將這三部分設計成三個學習任務，并在每一部分內設計成小任務模塊，在課堂教學過程中一次講解并讓學生熟練掌握。下面列出此三部分的任務模塊。

任務一：原理圖界面基本操作。

1.練習圖紙參數設置；設計——文檔選項。

（1）熟悉圖紙選項和單位選項；（2）會自制明細表。

2.打開項目：C:＼Program Files＼Altium 2004 SP2＼Examples＼Reference Designs＼4 Port Serial Interface＼4 Port UART原理圖。

3.練習窗口縮放命令：

（1）百分比縮放練習；（2）右鍵拖動練習；（3）查看——整個文檔練習；

（4）查看——顯示全部對象練習；快捷鍵：Ctrl+Page Down；

（5）查看——整個區域練習；（6）查看——指定點周圍區域練習；

（7）查看——選定的對象練習；（8）四個快捷鍵的使用Page UP,Page Down,Home,End;

（9）查看——全屏顯示。

4.選取元器件練習：（1）選擇單個元器件；（2）選擇多個元器件；（3）任選多個元器件。

5.復制，粘貼，刪除元器件練習。

6.移動元器件練習。

7.旋轉元器件練習：空格鍵，X,Y。

8.工具欄中返回按鈕的使用；

9.元件的排列和對齊：先選中元件（1）編輯——排列；（2）工具欄。

任務二：元件庫的使用。

1.打開元件庫：在原理圖設計工作窗口中打開元件庫3種方法：

（1）右側面板標簽；（2）利用工具欄打開；（3）利用狀態欄打開。

2.熟悉兩個基本元件庫：

（１）Miscellaneous Devices.Intlib常用元器件；

（２）Miscellaneous Connectors.Intlib常用插接口。

3.放置基本元器件練習：

（1）利用工具欄放置簡單元件；

（2）調用以上兩個庫中元件，進行放置練習（兩種放置方法）。

4.編輯元件屬性練習：標識符，注釋，大小；打開元件屬性對話框兩種方法：Tab,雙擊。

5.查找高級元器件練習：如*80*52，89C51,Res2,NE555,Cap,Led等；

6.添加刪除元件庫練習：

（1）添加80C52所在庫并查看；（2）添加NE555N所在庫；

（3）刪除元件編輯器元件庫中所用元件庫；

（4）添加兩個基本元件庫：Miscellaneous Devices.Intlib / Miscellaneous Connectors.Intlib。

任務三：建立電氣連接關系。

1.連接導線練習：（1）放置導線/轉角（注：出現×代表連接上）； （2）改變屬性練習。

2.網絡標號練習：（1）放置網絡標號（注：出現×代表連接上）；

（2）改變屬性練習，依次放置序號遞增。

3.電源接地符號練習：（1）放置符號；（2）改變屬性練習。

4.總線分支練習：（1）放置總線分支（注：大十字連接導線出現×）；（2）改變屬性練習。

5.總線練習：（1）放置總線/轉角（注：出現×代表連接上）； （2）改變屬性練習。

6.放置刪除電路節點練習；

7.放置文本字符串練習；

8.放置文本框練習；

9.放置圖形練習。

在繪制原理圖前，讓學生掌握好以上三個任務，這樣才可以更好地完成原理圖設計任務。在原理圖設計任務中，我們簡單總結了原理圖設計步驟，以便學生今后更好地繪制原理圖。以下是我在教學課堂中總結的原理圖繪制設計步驟：

（１）建立項目文件——添加原理圖文件；

（２）圖紙設置；

（３）放置元件連線繪制圖形；

（４）編譯檢查；

（５）練習生成元件整合庫。

學生在完成任務的過程中，上機練習是尤為關鍵的，因為學生在實際練習中，總會碰到各種問題，如元件封裝不合適、找不到所需的原理圖元件、不能處理編譯錯誤等，教師要有針對性地進行演示輔導或提示點撥，幫助其按時地完成實踐任務。這對保持學生學習Protel DXP 2004的信心與興趣很有必要。此外，教師要主動地、不時地進行巡視指導，及時解決學生練習中所遇到的各種問題。這樣才能讓學生真正學好Protel DXP 2004這門課程。