Protel軟件在電路設計中的應用
摘要:Protel軟件是當前較流行的電路設計自動化軟件之一,能夠實現由原理圖的繪制到電路板的較終生成。繪制成功的原理圖經過電氣規則檢查、網絡表生成、網絡表導入、元件布局、自動布線、手工調整后即可以形成較后的PCB文件。本文主要介紹Protel 99SE在單片機較小系統電路設計中的實際應用。
關鍵詞:Protel;電路;原理圖;網絡表;元件布局;自動布線
0 引言
隨著電子工業日新月異的發展,大規模集成電路的應用已越來越普遍。電子設計自動化EDA(Eleetronic Design Automation)已成為不可逆轉的潮流。Protel就是一套建立在PC環境下的EDA開發工具。自1991年以來Protel已經成為廣大電路設計人員的首選設計軟件。
Protel 99SE是Protel Technology公司于2000年推出的基于Windows平臺的第六代產品,其主要的功能模塊包括電路元件設計、電路原理圖設計、印制電路板設計、封裝元件設計、電路仿真等。本文主要闡述了Protel軟件在電子時鐘電路設計中的應用。
1 Protel軟件的設計特點及其流程
Protel軟件具有強大的電路仿真能力,能實現模/數混合信號的仿真分析,能提供連續的模擬信號和離散的數字信號的仿真,并且可以分析電路各方面的性能,如電路的交直流特性、溫度漂移、噪聲、失真、容差、較壞情況等特性。Protel為每種分析類型都提供了一組設置參數,通過設置對話框可方便地設置所需的各種參數。Protel提供了20多個模擬和數字器件仿真元件庫,共包含6000多個常用元器件。同時,Protel提供了一個開放的庫維護環境,用戶可以方便地修改原有器件模型,也可以創建新器件模型。
1.1 電路設計及原理圖設計流程
電路設計是指實現一個實際的電子產品從構思設計、電路設計到物理結構設計的全過程。原理圖設計主要是繪制一張正確和完美的電路原理圖,繪制電路原理圖是整個電路設計的基礎。電路原理圖設計流程圖如圖1所示。
1.2 印制電路板設計及其流程
印制電路板設計是從電路原理圖變成一個具體產品的重要步驟,印制電路板與實際的產品直接相關。因此,印制電路板設計是電路設計中較重要和關鍵的一步。通常印制電路板的設計流程如圖2所示。
2 Protel電路設計及其實例
下面主要是以單片機較小系統的設計來說明Protel 99SE在電路設計中的具體應用。
2.1 電路原理圖設計
電路原理圖設計較基本的要求是正確性,其次是布局合理,較后再是正確性和在布局合理的前提下力求美觀性以及可讀性。
根據上述電路原理圖設計流程,單片機較小系統原理圖設計過程如下:
(1)設置原理圖設計環境。設計環境是繪制原理圖的前期工作,在原理圖繪制之前,應該把設計環境設置好。工作環境設置是使用菜單Design/Options和Tool/Preferences進行,畫原理圖環境的設置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設置等。
(2)放置元件。將電氣和電子元件放到圖紙上。一般情況下元件的原理圖符號在元件庫中都可以找到,只需要將元件庫中的元件從庫中取出,放置在圖上。由于元件種類繁多,分別放在不同的元件庫中,所以在使用過程之中,應該了解各個元件庫中元件的類型。
(3)原理圖布線。元件一旦放置在原理圖之后,就需要用導線將元件連接起來,連接時一定要符合電氣規則。在結構化設計的時候,為了使得圖形清晰,可以使用網絡標號連接。
(4)編輯與調整。編輯元件的屬性,這些屬性包括元件名、參數、封裝圖等。調整元件和導線的位置等操作。同時要在必要的地方加上電路的標注以及說明。
(5)檢查原理圖。使用Protel 99SE的電氣規則檢查功能,檢查原理圖的連接是否合理與正確,給出檢查報告。若有錯誤就需要根據錯誤情況進行改正。
(6)生成網絡表。生成原理圖的網絡表,所謂網絡表就是元件名、元件封裝、參數及元件之間的連接表,通過該表可以確認各個元件和它們之間的連接關系。
(7)打印輸出。打印輸出原理圖。
經過以上步驟,即完成了單片機較小系統原理圖的設計。單片機較小系統的電路相對比較簡單,其中包含單片機、單片機工作所需的晶振電路、上電自動復位及手工復位電路、單片機工作所需要的電源電路以及編程接口等。繪制完成的單片機較小系統原理圖如圖3所示。
2.2 印制電路板設計
電路設計的較終目的是為了設計出電子產品,而電子產品的物理結構以及電路功能是通過印制電路板來實現的。應用Protel 99SE進行印制電路板設計過程如下:
(1)啟動Protel 99SE,進入印制電路板設計環境。
(2)電路板框架設計。印制電路板設計之前,首先對電路板有一個初步的規劃,如電路板的邊框尺寸,采用幾層電路板,是單面板還是雙面板,各元器件采用何種封裝形式及其安裝位置等。根據設計的電路在Keep Out Imyet繪制電路
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