protel实验指导书.doc

电子线路CAD实验

二零零八年3月

目 录

实验一：Protel 99 SE文件的操作
实验二：原理图的环境设置 ------------------------------（共3学时）
实验三：绘制原理图（1）------------------------------（共3学时）实验四：绘制原理图（2） ------------------------------（共3学时）
实验五：原理图的ERC检查及报表生成-------------（共3学时）
实验六：元器件图形符号的编辑-------------------------（共3学时）
实验七：绘制层次原理图---------------------------------- （共3学时）
实验八：电路的仿真测试--------------------------------------------（共3学时）
实验九：电子元件的封装
实验十： PCB板规划及PCB编辑环境参数设置----------（共3学时）
实验十一：PCB布局布线及打印出图
实验十二：元件库编辑器 -------------------------------------（共3学时）

上机操作1 Protel 99 SE文件的操作
一、实验目的与要求：
掌握Protel 99 SE的基本操作，主要Protel 99 SE的安装，文件的建立，导入导出，为文件进行加密，创建工作组及设置成员权限等操作。
二、实验设备与器材
1.PC机一台。
2.Protel99 SE软件。
三、实验内容与步骤：
1、启动Protel99 SE，在E盘建立名为Test的文件夹，并在文件夹中建立名为Te1.ddb设计数据库文件。

2、在上题数据库中建立一个名为poweramp（功率放大器电路）的原理图文件（Schematic Document）、一个名为poweramp的印刷电路板文件（PCB Document），并打开。然后将poweramp.SCH，poweramp.PCB导出到桌面上。

3、在Exam的文件夹中建立名为Te2.ddb设计数据库文件，文件类型Windows File System。

4、在Exam的文件夹中建立名为Te3.ddb设计数据库文件，文件类型MS Access Database，并对数据库进行加密，密码为student。观察Windows File System及MS Access Database两种类型的区别。

5、 在Exam的文件夹中建立名为Te4.ddb设计数据库文件，将步骤2中桌面上的poweramp.SCH，poweramp.PCB导入。
6、
6、 在Exam的文件夹中建立名为Te5.ddb设计数据库文件，创建两个设计组成员（Guest）Zhangsan和Lisi，分别输入密码。设置工作权限，admin的权限为（Read）、写（Write）、删除（Delete）、创建（Create），Guest的权限为（Read）、写（Write）。

四 实验报告与总结
1. 写出实验的步骤；
2. 总结实验中应注意的问题。

上机操作2 原理图的环境设置
一、实验目的与要求
99SE中通过菜单Design/Options和Tools/Preferences两个命令来完成环境设置。本实训就是使用这两个菜单设置设计环境。
二、实验内容与步骤
1、启动Protel99 SE，在E盘建立名为Test的文件夹，并在文件夹中建立名为Te1.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为了my1.sch。 设置图纸大小为A4，水平放置，工作区颜色为220号色，边框颜色为45号色。 标题栏设置：用“特殊字符串”设置制图者为Luck、标题为“功率放大器”，字体为华文彩云，颜色为121号色。

2、在Te1.ddb中创建原理图文件，命名为my2.sch。 自定义图纸大小：宽度为850、高度为450，垂直放置，工作区颜色为299号色。网格设置：SnapOn为10 mil，Visible为10 mil。字体设置：系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。可视网格为点状，取消重复操作次数为60次。设置系统字体：将Use Client System Font For All Dialogs复选框取消选择。 标题栏设置：用“特殊字符串”设置文档编号为“1-10”、标题为“稳压电源”，字体为华文行楷，颜色为238号色，不显示图纸的参考边框。

3、在Te1.ddb中创建原理图文件，命名为my3.sch。标题栏设置：标题栏显示方式为ANSI，用“特殊字符串”设置地址为Fangzhi Street，Wuhan，10 张原理图中的第一张。不显示图纸的参考边框，把光标设置成大十字45度。

4、在原理图文件my3.sch中，练习打开及关闭Main Tools（主工具栏）、Wiring Tools（布线工具栏）、 Drawing Tools（绘图工具栏）、 Power Objects（电源及接地工具栏）、 Digital Objects（常用器件工具栏）、 Simulation Sources（信号仿真源工具栏）、 PLD Toolbar（PLD工具栏），利用菜单命令和键盘功能键放大及缩小原理图。
三．实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作3 绘制原理图
一、实验目的与要求
1、熟悉原理图绘制工具；
2、掌握画原理图基本操作，完整绘制原理图的方法；
3、熟悉并逐渐记忆常用元器件所在的元器件库。
二、实验内容与步骤
[练习1] 在原理图中放置：阻值10k的电阻、容值为10μF的电解电容、型号为IN4001的二极管、型号为2N2222三极管，注意修改元器件属性。
[练习2] 在练习1的基础上，练习：
（1）选择10k电阻，复制并粘贴该电阻，然后取消选择；
（2）删除二极管，并用恢复按钮将二极管恢复；
（3）删除三极管；
（4）删除电容，然后粘贴该电容；
（5）用鼠标选择几个元件，然后删除这些被选择的元件；
（6）将该电路图存盘。
[练习3] 试关闭和使能电气捕捉栅格，观察电气栅格在连线时具有的作用。
[练习4] 试关闭和使能电气连接点，观察画"丁"字连线时的区别。
[练习5] 放置网络标记，试更改字型和字号，并连续放置D1-D9九个网络标签。
[练习6] 选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。
[练习7] 按照下图画一个共发射极放大电路，电路中的所有元件都取自集总参数元器件库(Miscellaneous Devices .ddb/ Miscellaneous Devices .lib)。
（1）要求图纸尺寸为A4，去掉标题栏，关闭显示栅格，使能捕捉栅格和电气栅格，使能自动连接点；
（2）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，但是元件要自动编号，并进行电气规则检查；
（3）最后形成该电路的网络表。

三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作4 绘制原理图（2）
一、实验目的与要求
1、熟悉画原理图工具；
2、掌握画原理图基本操作，进一步提高正确绘制原理图的能力。
二、实训内容与步骤
[练习1] 试画出书2—96图的电路原理图。
[练习2] 画好图后：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。
（2）电路检查正常后，对电路图进行保存。
三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作5 原理图的ERC检查及报表生成
一、实验目的与要求
1、对电路进行ERC检查，检查电路中出现的错误；
2、快速定位错误并修改；
3、生成元件清单；
4、生成网络表，理解网络表的构成和作用。
二、实训内容与步骤
[练习1] 对上机操作3、4几个实验所完成的原理图：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）；
（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）；
（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）。
[练习2]电路如下图所示，试画出它的原理图。画好图后：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）；
（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）；
（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）。
三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作6 元器件图形符号的编辑
一、实验目的与要求
1、 练习利用元件库编辑器来生成元件；
2、 练习Drawing Tools工具栏的使用；
3、 练习编辑和创建自己的元件库。
二、实训内容与步骤：
[练习1] 试建立Ex1.lib元件库，并画出这些逻辑电路中常元器件。

图1 常用元器件图形符号

[练习2] 新建Ex2.lib文件，按要求制作如图1所示集成芯片CD4060，注意编辑管脚属性。
表1 CD4060管脚说明
引脚编号
引脚名称
电气特性
显示状态
1
Q12
Output
显示
2
Q13
Output
显示
3
Q14
Output
显示
4
Q6
Output
显示
5
Q5
Output
显示
6
Q7
Output
显示
7
Q4
Output
显示
8
GND
Power
显示
9
CPO
Input
显示
10
CPO
Input
显示
11
CPI
Input
显示
12
R
Input
显示
13
Q9
Output
显示
14
Q8
Output
显示
15
Q10
Output
显示
16
VCC
Power
显示

[练习3] 新建Ex3.lib库文件，从已有的元器件库中找到下列元件，然后拷贝粘贴到Ex3.lib文件中，按下图所示重命名。

三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作7 绘制层次原理图
一、实验目的与要求
1、掌握画原理图基本操作，绘制原理图；
2、掌握层次原理图的绘制方法。
二、实验设备与器材
1. PC机一台
2. Protel 99 SE软件
二、实训内容与步骤
[练习1] 试画出下图所示层次原理图。
1. 新建原理图设计文件
1.1 打开实验一建立的设计数据库counter.Ddb，新建原理图文件。
1.2 在原理图中导入实验一制作的元件库文件counter.lib。
1.3 设置原理图图纸。设置图纸为B，横放，栅格设置Snap On,设置为5，Visible设置为10。
2. 绘制原理图
绘制图2.1所示的层次电路图。元器件清单见表2.1。

（a）顶层原理图(sheet.prj)

（b）子电路图1（clk.sch）

（c）子电路图2(count.sch)

（d）子电路图3 (power.sch)
图2.1 电路原理图
表2.1 电路原理图元件明细表
序号
类型
名称
标号
封装
所属元件库
1
IC芯片
ICS512
U1
SOP-8
counter.lib
2
IC芯片
74HCT4040
U2
SOP16
counter.lib
3
开关
DIPSW8
SW1
DIP-16
Miscellaneous Devices.lib
4
电阻
33
R1
0603
Miscellaneous Devices.lib
5
电阻
10K
R2
0603
Miscellaneous Devices.lib
6
电容
33PF
C1,C2
0603
Miscellaneous Devices.lib
7
电容
0.1UF
C3,C4,C6
0603
Miscellaneous Devices.lib
8
电容
10UF/16V
C5
1210
Miscellaneous Devices.lib
9
晶振
25M
Y1
RAD0.2
Miscellaneous Devices.lib
10
二极管
IN4007
D1
RAD-0.2
Miscellaneous Devices.lib
11
电源插座
CON2
J1
SIP2
Miscellaneous Devices.lib

[练习2] 画好图后：
（1）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）
（2）请做网络表（选择Design/Create Netlist）
三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

实验八 电路仿真测试
一、实验目的与要求
掌握用Protel99 SE软件对电路进行仿真的方法。
二、实验设备与器材
1. PC机一台。
2. ProtelSE软件。
三、实验内容与步骤
1. 新建仿真电路图
1.1启动Protel 99 SE软件，在C: \Program Files\ Design Explorer 99SE目录下新建一个设计数据库（*.ddb）;
1.2 新建一个原理图文件(*.sch);
1.3加载目录Design Explorer 99 SE\Library\Sch下的仿真元件库Sim.ddb，主要的仿真元件在库Simulation Symbols.Lib中。
2. 绘制仿真电路图
绘制仿真电路图时，需遵循以下规则：
l 所有的元件须选用适当的仿真元件模型；
l 放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程中驱动整个电路；
l 在需要仿真数据的节点处添加网络标号；
l 如果必要的话，设计者必须定义电路的仿真初始条件。
图6.1仿真电路是一个简单的反相放大器电路。UA741为集成运算放大器，RI为计及信号源内阻的外接电阻，RF为反馈电阻，RL为输出负载电阻。在该电路中定义了一个振幅为0.1V，频率为10kHz的正弦波激励源。同时在需要显示波形的地方添加了网络标号，用于显示输入波形和输出波形以及一些中间波形。

图6.1仿真电路图
3. 仿真电路
对图6.1电路进行以下类型的分析：
(1) 工作点分析（Operating Point Analysis），即分析电路中各节点的直流偏置电压。
(2) 暂态分析（Transient Analysis），即分析电路中各节点的时域响应。
(3) 交流小信号分析（AC Small Signal Analysis），即在一定的工作频率范围内分析电路的频率响应。
(4) 直流扫描分析（DC Sweep），即：电源从起始电压到终值电压阶梯式变化电压值， 每变换一次，执行一次工作点分析。
仿真的具体步骤如下：
执行命令Simulate—Setup Simulator，进入仿真设置对话框。选择仿真类型，并选择要进行显示的节点Input和Output后，单击“Run Analyses”按钮，进行仿真运行。暂态分析的波形如图6.2所示。

图6.2 暂态分析的波形
4.分析仿真结果
根据仿真结果分析所设计电路的合理性。
四 实验报告与总结
1． 总结用Protel99SE 进行电路仿真的步骤。
2．总结实验中应注意的问题。

上机操作9 电子元件的封装
一、实训目的
1、了解PCB的类型；
2、认识PCB层、导线、导孔、过孔、丝印等组成；
3、了解常用元器件的封装形式；
4、熟悉Protel软件的PCB编辑环境。
二、实训内容与步骤
[练习1 ] 练习打开及关闭Main Toolbar（主工具栏）、Placement Tool（放置工具栏）、Component Placement（元件位置调整工具栏）、Find Selections（查找选择工具栏）。

[练习2 ] 加载PCB Footprints.lib封装库，并从中选择电阻封装（AXIAL0.3），电容封装（RAD0.1和RB.2/.4），二极管封装（Diode0.4）、三极管封装（To-126），连接器封装（SIP2），可变电阻封装（VR1），石英晶体封装（XTAL1），集成电路元件封装（DIP16），把这些封装放置到电路板图上。

[练习3 ] 写出图1所示封装的名称及所在封装库的文件名。

[练习4] 对前面上机操作几个实验绘制的原理图添加元件封装。

三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作10 PCB板规划及PCB编辑环境参数设置
一、实训目的
1、练习PCB板的规划；
2、PCB编辑环境参数的设置。
二、实训内容与步骤
[练习1 ] 使用PCB创建向导规划如下形状的双面电路板（电路板尺寸、属性采用缺省值）

图1 PCB板外形

[练习2 ] 定义一块宽为1800mil，长为2000mil的单层电路板，要求在禁止布线层和机械层画出板子的电气边界和物理边界，在机械层标注尺寸。

[练习3 ] 设置在对象被选中后，系统不自动保护所定对象。设置当用户进行整体编辑时，系统会自动弹出确认对话框。设置当出现重复对象时，系统会自动删除重复对象。

[练习4 ] 设置度量单位为公制，设置水平，垂直捕捉栅格和水平，垂直元件栅格依次为20mil，20mil，25mil，25mil，电器栅格为10mil。 设置旋转角度为30度，设置底层丝印层的颜色为100号色，设置尺寸线为“简单显示”，其余为“精细显示”，设置显示焊盘网络名称和焊点序号。

[练习5 ] 设置当用户选择新的元件时，系统不取消原来选择的元件。设置当用户进行PCB设计时，系统会在线进行DRC检查。

[练习6 ] 设置与组件连接的导线会随组件的移动而一起伸缩。设置转换特殊字符串功能，设置只显示当前板层。

[练习7 ] 设置操作撤消次数为50次，设置光标类型：Large 90，设置布线使用多边形进行障碍检测，交互布线，避开障碍。

[练习8 ] 设置多边形敷铜栅格尺寸为20mil，路径宽度为5mil，最小长度为3mil，焊盘环绕形状为八边形。
三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作11 PCB布局布线及打印出图
一、实训目的
1、练习PCB中元件的布局方法和规则；
2、练习PCB中元件的布线（自动布线及手工布线）；
3、PCB板的打印。
二、实训内容与步骤
1、稳压电路如图所示，试设计该电路的电路板。设计要求：
（1）按电路图1画出原理图电路，元件参数见参数表图2。
（2）使用单层电路板，在电路板中网络地（GND）的线宽选1mm，netj1-1 与netj1-2线宽选1mm,电源网络（VCC）的线宽选0.8mm，其余线宽均采用缺省设置（0.3mm），见图3，最小安全间距为12mil。
（3）先自动布线，见自动布线参考电路板图4，再手工调整，见手工调整布线参考电路板图5。
（4）在电路板上铺铜，要求栅格为30mil，铜膜线宽度为8mil，铺铜层为底层，铺铜网线形式为45度，使用八角形状环绕焊盘。
（5）电路板设计完成后应进行DRC检测，并根据报告的错误提示进行调整， 直到无错误为止。

表1 元器件参数表

自动布线参考电路

手动调整后：

三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

上机操作12 元件库编辑器

一、实训目的
1。学会创建PCB新元件。
2。学会创建PCB元件库。
二、实训内容与步骤：
1。 启动Protel 99 SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。
2。 打开PCB Footprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。
3。 打开PCB Footprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf，再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。

4。打开PCB Footprints封装库,拷贝一个DIODE0.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图3的封装,并重命名为DIODE，再将它改为如下图4的封装,并重命名为CLED.

5。 打开PCB Footprints封装库,拷贝一个TO-126的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图5的封装,并重命名为RP，再将它改为如下图6的封装,并重命名为7805。(7805元件焊盘外径60mil,内径40mil。

6.制作数码管的封装如下图，重命名为ST。

三 实验报告与总结
1.写出实验的步骤；
2.总结实验中应注意的问题。

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