Excel在Protel DXP PCB設計中定位查錯研究與實現

摘 要： 針對高等職業院校電子類專業廣泛開設了Protel DXP課程，學生不具備熟練的Protel DXP設計經驗之時，在PCB設計過程中通常會出現一些無法避免的錯誤。這些錯誤將會導致PCB設計徹底失敗。通過對Excel在Protel DXP電路設計中快速檢查、糾錯的應用研究與實踐，高效解決了人工檢查的局限性、缺限性。

關鍵詞： Protel DXP； 網絡表； DRC； Excel

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）16?0065?03

0 引 言

Protel是Altium公司推出的EDA軟件，在電子行業的CAD軟件中，是電子設計者的首選軟件之一。廣東省各高等職業技術學院的電類相關專業均開設了該課程，廣東省計算機高新技術考證（電子CAD）考證也采Protel DXP 2004版本進行[1]，“珠三角”許多大型電子企業用也使用Protel軟件完成PCB設計。因此選用Protel軟件進行PCB設計具有廣泛性。

廣東省各高等職業技術學院電子類專廣泛使用Protel DXP 2004軟件設計PCB，讓學生全程參與PCB設計過程。在學生不具備Protel DXP熟練使用經驗時，多數學生僅僅使用Protel DXP的DRC檢查功能，因學生不可能將所有的DRC規則正確設置完整，所以不可避免的會出現各種各樣的錯誤導致制作出來的實體PCB錯誤，最終導致電路調試無法進行。Microsoft Excel是微軟公司的辦公軟件Microsoft office的組件之一。它可以進行各種數據的處理、統計分析，廣泛地應用于管理、統計財經、金融等眾多領域。

用來處理電路的網絡表的比對再恰當不過了。這里研究了一種Excel在Protel DXP設計PCB中定位查錯的簡單可靠易用方法。為高校教師順利開展實踐教學提供了科學便捷的指導方法。

1 基于Protel DXP的PCB設計流程

為了Excel能夠方便用于電路的網絡表對比，需要對Protel DXP傳統的PCB設計流程進行改進如圖1所示。

2 繪制原理圖的技巧

采用改進的Protel DXP PCB設計流程，用圖2所示串聯穩壓電源為研究[2]對象，教師首先要為學生繪制一張電路原理圖樣圖如圖2所示，并復印分發給學生做為樣圖標準。

教師繪制的樣圖要顯示出所有元件的引腳號。可以通過查找相似性一次全部修改完成。要求學生繪制串聯穩壓電源的電路圖時一定要按樣圖所示的元件引腳方向放置與連線，從而確保學生繪制的電路原理圖與教師所給樣圖一致。這也是能夠使用Excel軟件進行電路網絡表對比查錯的前題條件。

3 使用Excel進行電路網絡表自動比對

新建一個Excel電子文檔如表1所示。在Protel DXP軟件中教師與學生各自生成電路網絡表，先將教師的正確網絡數據拷入Excel電子表格（B3列），然后將學生的網絡也拷入Excel電子表格（C3列），如表1所示，在D3欄中編輯電路網絡表數據對比公式，IF（B3=C3，“ ”，“異常”）在D3欄中雙擊或向下拉刷新所有單元格，網絡表數據對比完成[3]，如表1所示。

如果比較結果無異常，則說明學生繪制的電路原理圖完全正確并且與教師樣圖一致。如果比較結果有異常說明學生繪圖有錯，需要學生對原理圖進行更正。

因篇幅所限從原表中節選出二個元件和二個網絡放入表1中。從表1中可以看出串聯穩壓電源共有21個元件和13個網絡。

4 錯誤修改

如表1所示的Excel表格中對異常的網絡數據進行逐一糾錯處理，并同時要求學生在他們自己的原理圖中進行同步改正且保存。

表1 教師與學生的電路網絡表對比結果（從原表中節選）

如表1所示顯示異常的數據有序號1中C1元件的封裝錯了，誤將正確封裝EL1寫成了FL1；序號21中元件的值寫錯，誤將1 kΩ寫成了10 kΩ。第二部分網絡對比中，序號1第一小項目出現異常說明學生將電解電容C1引腳反接連線了，這是嚴重的錯誤；在序號13第4小項中出現異常說明學生將電阻R2的引腳連線反接了，因電阻是無極性的元件，這不算電路錯誤，但為了方便Excel進行電路網絡自動對比，最好也讓學生修改成與教師樣圖一致。

學生將原理圖中的錯誤逐一更正后，將學生的電路原理圖重新生成網絡表，然后將學生的網絡表重新拷入Excel表中，然后重新運算對比一次，再次看有無異常項，如還有遺漏的異常項，重復步驟3，4直到全部錯消除為止。

5 用原理圖更新PCB

學生原理圖的網絡表經過使用Excel進行對比檢查正確后，用學生的原理圖更新PCB。更新完成后對PCB進行手工布局與手工布線[4?5]。結果如圖3所示。

6 PCB DRC檢查

學生的PCB設計完成后運行PCBDRC檢查，根據DRC檢查報告提示的錯誤信息進行PCB設計修改，然后再次運行DRC檢查直至無錯誤為止。以圖4為例，PCBDRC檢查結果如下。

Protel Design System Design Rule Check

Processing Rule ： Broken?Net Constraint （ （All） ）

Violation Net NetR5_2 is broken into 2 sub?nets. Routed To 0.00%

Subnet ： R5?2

Subnet ： RP1?3

Rule Violations ：1

Processing Rule ： Component Clearance Constraint （Gap=0.254mm） （All），（All）

Violation between Small Component D5（60.452mm，14.224mm） on Top Layer and

Small Component C3（69.596mm，10.16mm） on Top Layer

Rule Violations ：1

Violations Detected ： 2

Time Elapsed ： 00：00：00

從DRC檢查報告信息得出R5的2腳與PP1的3腳如果忘記布線，D5與C3間距不足。應該對以上二個錯誤進行修改。

7 結 語

本文通過“串聯穩壓電源PCB的設計過程”為示例，詳實論述了Excel在Protel DXP PCB設計中定位查錯應用的研究與實踐。研究的結果可在高等職業院校電子類實訓課程中發揮巨大作用。不僅極大的減輕教師為學生進行PCB錯誤檢測的繁重勞動，而且確保了學生PCB作品的成功；更有意義的是使PCB設計者理解了使用Protel DXP 軟件設計PCB“網絡表是SCH與PCB之間的橋梁”。

參考文獻

[1] 楊亭.電子CAD職業技能鑒定教程[M].廣州：廣東科技出版社，2007.

[2] 羅庚興.中級維修電工實訓指導教程[M].北京：北京師范大學出版社，2010.

[3] 蘇芯.Excel 2010表格、公式、函數與圖表完全學習手冊[M].北京：電子工業出版社，2013.

[4] 趙晶.Protel 99高級應用[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[5] 老虎工作室.Protel 99入門與提高[M].北京：人民郵電出版社， 2008.

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[8] 旭日，薛慧君.一種通用報表的設計和實現[J].現代電子技術，2010，33（18）：69?71.