protel dxp2004在電類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

摘 要：電類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是電子技術(shù)綜合應(yīng)用的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是提高在校大學(xué)生實(shí)踐技能和增強(qiáng)動(dòng)手能力的有效措施。protel dxp2004仿真軟件給我們提供了一種全新的教學(xué)輔助手段和方法。

關(guān)鍵詞：protel dxp2004；電類專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)流程

引言

目前大多數(shù)院校所擁有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件更新速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于企業(yè)所應(yīng)用的設(shè)備和條件，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)培養(yǎng)當(dāng)代應(yīng)用人才的培養(yǎng)要求，更難培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型人才，導(dǎo)致了目前我國應(yīng)用性人才匱乏。現(xiàn)在高校提出設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)是十分必要的，電類專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)就是滿足這些要求的一門課程，是提高在校大學(xué)生實(shí)踐技能、增強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新的有效措施。電類專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)通過對電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的初步研究和實(shí)踐，使學(xué)生在了解電子系統(tǒng)的組成以及電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用知識，重點(diǎn)掌握電子系統(tǒng)的原理并進(jìn)行較簡單的設(shè)計(jì)實(shí)踐，以及電子工藝技能方面的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。以實(shí)踐操作貫穿始終，要求學(xué)生勤動(dòng)手、多動(dòng)腦、虛心學(xué)習(xí)、刻苦鉆研才能將理論知識與實(shí)踐緊密地結(jié)合起來，掌握電子產(chǎn)品的手工焊接技術(shù)以及電子產(chǎn)品的調(diào)試訓(xùn)練，從而收到實(shí)踐的最佳效果。為達(dá)到實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本降低、學(xué)生設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識培養(yǎng)和教學(xué)效果，將protel dxp2004仿真軟件應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有十分的必要性。

1 應(yīng)用protel dxp2004仿真軟件的好處

protel dxp2004不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化，而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步化，同時(shí)整合了VHDL和FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其功能大大加強(qiáng)了。

protel dxp2004軟件具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.1 通過設(shè)計(jì)檔包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)及打印這些功能有機(jī)地結(jié)合在一起，提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。

1.2 提供了混合電路仿真功能，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖電路中某些功能模塊的正確與否提供了方便。

1.3 提供了豐富的原理圖組件庫和PCB封裝庫，并且為設(shè)計(jì)新的器件提供了封裝向?qū)С绦颍喕朔庋b設(shè)計(jì)過程。

1.4 提供了層次原理圖設(shè)計(jì)方法，支持“自上向下”的設(shè)計(jì)思想，使大型電路設(shè)計(jì)的工作組開發(fā)方式成為可能。

1.5 提供了強(qiáng)大的查錯(cuò)功能。原理圖中的ERC（電氣法則檢查）工具和PCB的DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）工具能幫助設(shè)計(jì)者更快地查出和改正錯(cuò)誤。

1.6 全面兼容 Protel 系列以前版本的設(shè)計(jì)文件，并提供了 OrCAD格式文件的轉(zhuǎn)換功能。

1.7 提供了全新的FPGA設(shè)計(jì)的功能，這是以前的版本所沒有提供的功能。

2 protel dxp2004仿真軟件在實(shí)驗(yàn)室制板中的設(shè)計(jì)流程

PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟。

2.1 網(wǎng)表輸入

網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，選擇Send Netlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能；另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇File->Import，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來。

2.2 規(guī)則設(shè)置

如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須同步原理圖，保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如PadStacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過孔的大小。如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)焊盤或過孔，一定要加上Layer 25。

2.3 元器件布局

網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會放在工作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。

2.4 布線

布線的方式也有兩種，手工布線和自動(dòng)布線。PowerPCB提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工-自動(dòng)-手工。

2.5 檢查

檢查的項(xiàng)目有間距（Clearance）、連接性（Connectivity）、高速規(guī)則（High Speed）和電源層（Plane），這些項(xiàng)目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則，必須檢查，否則可以跳過這一項(xiàng)。檢查出錯(cuò)誤，必須修改布局和布線。

2.6 復(fù)查

復(fù)查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設(shè)置；還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡(luò)的走線，高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。復(fù)查不合格，設(shè)計(jì)者要修改布局和布線，合格之后，復(fù)查者和設(shè)計(jì)者分別簽字。

2.7 設(shè)計(jì)輸出

PCB設(shè)計(jì)可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件。打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計(jì)者和復(fù)查者檢查；光繪文件交給制板廠家，生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要，關(guān)系到這次設(shè)計(jì)的成敗。

3 結(jié)束語

protel dxp2004仿真軟件在電類專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面可以把抽象的理論知識通過實(shí)驗(yàn)簡單化、形象化，許多實(shí)際中不易接觸到的儀器可以很方便地從屏幕上選用，讓學(xué)生感受到實(shí)際動(dòng)手操作的快樂，從而激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。另一方面可以針對不同目的（驗(yàn)證、測試、設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)和創(chuàng)新等）進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析、應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。所以，protel dxp2004仿真軟件一定能夠在電類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中發(fā)揮更大的作用。

作者簡介：明立娟（1981-），女，攀枝花學(xué)院電氣信息工程學(xué)院教師，云南，主要從事電類課程的理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。endprint