Protel99SE印刷电路板的设计.doc

太原理工大学现代科技学院

电路CAD 课程 实验报告

专业班级
学 号
姓 名
指导教师
太原理工大学现代科技学院实验报告
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实验名称 Protel99SE印刷电路板的设计 同组人
专业班级 学号 2 姓名 成绩

实验三 Protel99SE印刷电路板的设计
—、 实验目的：
1、了解有关印刷电路板的基础知识和对PCB
2、掌握PCB编辑器的基本操作
3、掌握元件、焊盘、导线等对象的放置方法和属性设置
4、掌握双面板进行手工布局的整个操作过程，要特别掌握电路板布线框的绘制，元件封装库的加载和
对布局进行调整的操作方法
5、掌握手工布局和手工布线的操作步骤
6、掌握由原理图生成网络表
7、理解电路板的物理边界和电气边界的区别及绘制方法，了解由向导生成电路板的过程
8、掌握PCB各种常用报表的功能与生成方法
9、掌握PCB的打印输出的操作过程，掌握分层打印和叠层打印的操作方法
二、实验内容
1、在实验1创建的设计数据库下，新建一个PCB图文件，命名为“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb （比如：Lixiaofang_甲乙类放大器.pcb）。
2、分别设置可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的数值，在工作窗口练习体会四种栅格区别。
3、人工设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板。
4、使用电路板生成向导，再创建一个“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板。
5、分别生成“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的电路板信息报表、NC钻孔报表和元件报表.
6、将“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。
7、 打开一个PCB文件，使用Edit | Jump命令，练习跳转到不同的对象。
8、打开一个PCB文件，在PCB管理器中按上面所讲知识，分别浏览网络和元件；练习对网络元件和
焊盘的编辑、选取、放大和跳转等操作。
三、实验步骤：

1、在实验1中的设计数据库的Documents下，新建一个PCB图文件，命名为“你的姓名全拼_甲乙类
放大器.pcb”。
2、按菜单操作Design | Options，分别设置可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的数值， 并在工作窗口练习体会四种栅格的区别。
3、人工设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板，
具体步骤如下：
（1）打开实验1绘制的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.sch”文件。
（2）执行操作Design | Create Netlists，生成网络“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”文件。
(3)在新建的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”文件中，执行操作Design | Load Netlists
（加载网络表），找到“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”文件并加载。
(4)如果加载网络表报错，分析原因，返回“你的姓名全拼_甲乙类放大器.sch”原理图中进
修改。
(5)重新生成网络表。
（6）返回“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”文件中，再次加载网络表，如果没有错误点击
“Execute”按钮，至步骤(7)；如果网络表仍然有错，重复步骤(4)、(5)，直至无错，至步骤(7)。
（7）将PCB文件的工作层调到“KeepOut Layer”，在元件外围画布线框。
（8）采用群集式方式自动布局，执行菜单操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的“ClusterPlace”
（9）全局自动布线完成元件的布线，执行菜单操作：Auto Route | All | Route All；如有兴趣，可手动布局布线试一下。
（10）将人工设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图粘贴到实验报告中（需截图）。

4、采用向导设计“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”印刷电路板：新建一个边长为1500mil的 正方形电路板，在电路板的四角开口，尺寸为100mil×100mil，无内部开口，双层板，过孔不电镀，使用针脚式元件，元件管脚间只允许一条导线穿过，最小走线宽度为10mil，走线间距15mil。加载 Advpcb.ddb中的PCB Footprint.Lib元件封装库。
实施如下步骤：
(1) 按照向导一步一步创建PCB电路板。
(2) 在创建出来的电路板上，重新加载“你的姓名全拼_甲乙类放大器.net”网络表。
(3) 使用统计式方法进行自动布局，执行菜单操作：Tools | Auto Placement | Auto Placer中的 “Statistical Place”，并使用手工方法对布局进行调整。
(4) 采用全局自动布线，执行菜单操作：Auto Route | All | Route All。
(5) 将向导设计的“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”PCB图粘贴到实验报告中。

5、（选做）分别生成“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的电路板信息报表、元件报表和NC钻孔报
表，并将上述报表粘贴到实验报告中。
实现步骤如下：
（1）执行菜单Reports | Board Information，点击“Report”按钮。
（2）在设计数据库的Documents下，创建CAM文件，双击“CAMManager1.cam”，在向导中选择Bom
元件（元件报表），选择报表格式为“Spreadsheet”，元件排列格式为“List”，其他默认，结束向导。在生成的Bom Output 1上右键单击，选择“Generate CAM Files”，即生成元件报表文件。

（3）在设计数据库的Documents下，创建CAM文件，双击“CAMManager1.cam”，在向导中选择NC Drill
文件（NC钻孔报表），选择单位“Inches”，数据格式为“2:3”，其他默认，结束向导。在生成的 NC Drill Output 1上右键单击，选择“Generate CAM Files”，即生成NC钻孔报表文件。
6、（选做）将“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。
具体步骤如下：
（1）执行菜单操作：File | Print/Preview，生成“Preview你的姓名全拼_甲乙类放大 器.ppc”文件。
（2）在“Preview你的姓名全拼_甲乙类放大器.ppc”编辑器中，执行菜单操作：Tools | Create Final，点击“Yes”按钮，分别浏览“你的姓名全拼_甲乙类放大器.pcb”的顶层、底层和顶层丝印层。
（3）将上述工作层的打印版粘贴到实验报告中。
四、思考题
1、绘制印刷电路板图一般包括哪些步骤？在各步中主要完成什么工作？（必答）
答 ：（1）．新建原理图文件；（2）.设置图纸和环境；（3）.装载元器件库；（4）.放置所需的元器件、电源符号等；（5）.元器件布局和连线；（6）.电气规则检测、线路、标示调整与修改；（7）.产生相关报表；（8）.路存盘与输出
2．在Protel 99 SE系统中，提供了哪些工作层的类型？各个工作层的主要功能是什么？（必答）
答： 1.Signal Layer：信号层。主要用于放置元件和走线，它包括：Top Layer：顶层，一般作为元件层。
设计单面板时，元件层是不能布线的。双面板中的元件层则可以布线 Bottom Layer：焊接层，在单面板
中焊接层是惟一可以布线的工作层 。Mid Layer：中间信号层，Protel DXP 提供了最多16层中间层。在
多层板中用于切换走线。2.Internal Planes：内部电源或接地层。主要用于放置电源和地线通常是一块完
整的锡箔。3.Mechanical Layer：机械层。一般用于放置有关制版和装配方法的信息。4.Masks Layer：面
层。主要用于对电路板表面进行特性处理。它包括一下几种：Top Solder：元件面阻焊层。Bottom Solder：
焊接面阻焊层。Top Paste：元件面锡焊膏层。Bottom Paste：焊接面焊锡膏层。5.Silkscreen Layers：
丝印层。该层用于放置元件标号、说明文字等，以方便焊接和维护电路板时查找器件。在印制电路板上放
置元件时，该元件的编号和轮廓线将自动放置在丝印层上。6.其他工作层。Keep-Out Layer：禁止布线层。
Multi-Layer：多层，表示所有的信号层，在它上面放置的元件会自动放到所有的信号层上。所以在设计工
作中，可以通过该层将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。

Drill Guide：钻孔位置层，主要用于绘制钻孔图。Drill Drawing：钻孔层，用于指定钻孔位置。
3、什么是印刷电路板？它在电子设备中有何作用？
答：印制电路板简称PCB，又称印刷电路板。它是以一定尺寸的绝缘板为基材，以铜箔为导线，经特定
工艺加工。用一层或若干层导电图形及设计好的孔，来实现元器件间的电气连接关系。作用：实现电器间
电器的连接；提供必要的机械支撑，提供电路的电气连接并用标记符号把板上所安装的各个元件标注出来，
以便于插件、检查及调试。
4、在印刷电路板中，焊盘与过孔的作用有何不同？
答：焊盘的作用是防止焊锡，连接导线和元器件的引脚。而过孔是对于双层板和多层板，个信号层间
是绝缘的，需在个信号层有连接关系的导线的交汇处钻一个孔，并在钻孔后的基材壁上淀基金属，以实现
不同导电层之间的电器连接。
7、在Protel 99 SE系统中，导线与连线有何区别？
答：导线是导电的，而连线是不导电的。画电路图必须用导线连接线路，而不能用连线，那样的话电路是不能相互连接的。而画图形、表格等必须用连线，而不能用导线，否则会出节点。
8、 PCB中可视栅格、捕获栅格、元件栅格和电气栅格的区别是什么？
答：可视栅格是系统提供的一种在屏幕上可见的栅格。通常可视栅格的间距为一个捕捉栅格的距离或是其
倍数。电器栅格主要是为了支持PCB的布线功能而设置的特殊栅格。捕捉栅格用于捕捉栅格、元件移动栅
格光标移动的间距。