EDA课程设计报告资料.doc

课 程 设 计

设计题目：
学生姓名：
学 号： 　 　 　
专业班级：
指导教师： 　 　　　

2015年 月 日
设计题目

成绩

课
程
设
计
主
要
内
容

指
导
教
师
评
语

签名： 20 年 月 日

设计题目： 测量放大器电路原理图和PCB板设计
一、实验目的
1.了解学习Protel 99SE的目的与意义；
　　 2.掌握Protel 99SE绘制电路原理图方法与技巧；
　　 3.掌握PCB设计方法与技巧。
二、实验要求
1.利用Protel 99SE绘制一张电路图;
　　 2.对绘制好的电路图进行ERC检查;
　　 3.生成网络表;
　　 4.生成元件列表;
　　 5.利用Protel 99SE完成对应的双面印刷电路板设计。
三、 功率放大器设计
实验原理图如下图所示：

图1

四、protel制图
4.1设计电路原理图
1.电路原理图
电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤：
(1)设置原理图设计环境；
(2)放置元件；
(3)原理图布线；
(4)编辑和调整；
(5)检查原理图；
(6)生成网络表。

2.设计印刷电路板
印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常，印刷电路板设计的具体步骤如下：
(1)规划电路板；
(2)设置参数；
(3)装入网络表；
(4)元器件布局；
(5)自动布线；
(6)手工调整。
4.2 绘制测量放大器电路原理图
原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤，两级放大器电路原理图设计过程如下：
1.启动原理图设计服务器
进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。如图2

图2

2.设置原理图设计环境
执行菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。

3.装入所需的元件库
在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。如图3。

图3

4.放置元件
根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。如图4。

5.原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。

6.编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。如图5。

图4

图5

7.检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。如图6。

图6

8.生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。如图7。

图7
经过以上的步骤，完成了功率放大器原理图的设计。

4.3 印刷电路板的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下：
1.启动印刷电路板设计服务器
执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。

2.规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。

3.设置参数
参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。
选择Routing Layer，对布线工作层进行设置；选择Width Constraint，对地线线宽进行设置；以及电源线宽的设置、整板线宽设置等。

4.装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。

5.装入网络表
执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。如图8。

图8
6.元器件布局
Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，最好采用手工布局方式。如图9。

图9

7.自动布线
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。

8.手工调整
自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。如图10。

图10

设计题目： 带有总线的电路原理图和PCB板设计
一、实验目的
1.了解学习Protel 99SE的目的与意义；
　　 2.掌握Protel 99SE绘制电路原理图方法与技巧；
　　 3.掌握PCB设计方法与技巧。
二、实验要求
1.利用Protel 99SE绘制一张电路图;
　　 2.对绘制好的电路图进行ERC检查;
　　 3.生成网络表;
　　 4.生成元件列表;
　　 5.利用Protel 99SE完成对应的双面印刷电路板设计。
三、 功率放大器设计
实验原理图如下图所示：

图1

四、protel制图
4.1设计电路原理图
1.电路原理图
电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤：
(1)设置原理图设计环境；
(2)放置元件；
(3)原理图布线；
(4)编辑和调整；
(5)检查原理图；
(6)生成网络表。

2.设计印刷电路板
印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常，印刷电路板设计的具体步骤如下：
(1)规划电路板；
(2)设置参数；
(3)装入网络表；
(4)元器件布局；
(5)自动布线；
(6)手工调整。
4.2 绘制测量放大器电路原理图
原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤，两级放大器电路原理图设计过程如下：
1.启动原理图设计服务器
进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。如图2。

图2

2.设置原理图设计环境
执行菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。
3.装入所需的元件库
在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devicesddb，TI Databook库等，单击ADD按钮即可把元件库增加到元件库管理器中。如图3。

图3

4.放置元件
根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。如图4。

5.原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。

6.编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。如图5。

图4

图5

7.检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。如图6。

图6

8.生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。如图7。

图7

经过以上的步骤，完成了带有总线的原理图的设计。

4.3 印刷电路板的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下：
1.启动印刷电路板设计服务器
执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。

2.规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。

3.设置参数
参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。
选择Routing Layer，对布线工作层进行设置；选择Width Constraint，对地线线宽进行设置；以及电源线宽的设置、整板线宽设置等。

4.装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。

5.装入网络表
执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。如图8。

图8
6.元器件布局
Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，最好采用手工布局方式。如图9。

图9
7.自动布线
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。
8.手工调整
自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。如图10。

图10

课程设计心得体会
一个星期的课程设计训练终于过去了，对于实验结果整个设计我基本上还算满意，因为毕竟是自己千辛万苦查阅资料，上网看视频学习之后，经过自己不断的尝试与修改的结果。
实践和理论是由差别的，这次我是深深体会到，我在上网查阅关于protel的资料和使用方法，首先是系统的对其进行了学习，并且期间还借助了网上教学视频，满以为自己已经基本掌握了protel的操作方法了，可是真的当自己着手画图时，却感觉寸步难行，后来不得一遍遍的翻阅资料，一遍一遍的上网百度。在做本次强化训练过程中，我感触最深的当属查阅资料与软件学习了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅电子类书籍是十分必要的，同时也是必不可少的。只有认真学好理论基础知识 ，再加以实践，才能学好一项技术。作为一名电子信息科学与技术专业的学生掌握一种或几种仿真软件与绘图软件同样是必不可少的，Protel就是其中的一种。
开始时还很庆幸因为感觉这次的工作量不是很大，可是这个强化训练却整整做了一个星期，就好像在满是荆棘的草丛爬行。在调试中遇到了很多问题，但最重要的是要有耐心，一步步的排查。有时候善于向别人寻求帮助是很好的解决问题的方法，通过和同学的讨论，你不仅可以解决问题，还可以学到一种解决问题的新思路。其实当真正掌握一门技巧时也觉得其实也不像想象的那么难，只要不怕失败，敢于尝试。

参考文献
[1] 窦建华.电子设计自动化——电路仿真与PCB设计.北京：国防工业出版社，206.
[2] 李东生．Protel99SE电路设计教程．北京：电子工业出版社，2009.12．
[3] 谢淑如，郑光钦，杨渝生.Protel PCB 99SE电路板设计.西安：西安工业大学出版社，2002.