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1、用PROTEL99制PCB的基本流程用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程 （包括实践经验等）一、电路版设计的先期工作1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。二、画出自己定义的非标准器
2、件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。2、规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.58mm 的外径和3.23.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前
3、层设置成Keep Out层，即禁止布线层。四、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。五、布置零件封装的位置，也称零件布局Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行Tools下面的Auto Pl
4、ace,用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。 提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。 注意：零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面
5、综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果，存盘。七、布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过D
6、esign-Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint) 它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers）此
7、处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-Layer Stack Manager中，点顶层或底层后，用Add Plane 添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete 删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。机械层1一般用于画板子的边框；机械层3一般用于画板子上的挡条等机械结构件；机械层4一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCA
8、T结构的板子看一下3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style）它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint）它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上
9、线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。下图为一个实例 5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Connect Style）建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电
10、源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。选Tools-Preferences，其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle （遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，Ignore Obstacle为穿过，Avoid Obstacle 为拦断）模式并选中Automatically Remove （自动删除多余的走线）。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去动它们。在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FIL
11、L。布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。八、自动布线和手工调整1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线
12、和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。3、对布线进行手工初步调整需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Pref
13、erences，选中对话框中Display栏的Single Layer Mode）将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC，因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线，快完成时可将每个布线层单独打印出来，以方便改线时参考，其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。最后取消单层显示模式，存盘。十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后，按OK钮。并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后，按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观，全部调完并DRC 通过后，拖放所有丝印
14、层的字符到合适位置。注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小，DrillDrawing 层可按需放上一些坐标（Place-Coordinate）和尺寸（Place-Dimension）。最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息（请参见第五步图中所示）。并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE 和宏势公司ROTEL99 和PROTEL99SE 专用PCB 汉字输入程序包中的FONT.EXE 等。十一、对所有过孔和焊盘补泪滴补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A
15、 键（全选），再选择Tools-Teardrops，选中General 栏的前三个，并选Add 和Track 模式，如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 版格式文件的话也可用其它模式，后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键（全部不选中）。对于贴片和单面板一定要加。十二、放置覆铜区将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记，选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS 格式文件的话，一定要选择用八角形）。下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例：设置完成后，再按OK 扭，画出需覆铜
16、区域的边框，最后一条边可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大，覆出网格线。相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后，直接点OK，再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。十三、最后再做一次DRC选择其中Clearance Constraints Max/MinWidth Constraints Short Circuit Cons
17、traints 和Un-Routed NetsConstraints 这几项，按Run DRC 钮，有错则改正。全部正确后存盘。十四、对于支持PROTEL99SE 格式（PCB4.0）加工的厂家可在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件；对于支持PROTEL99 格式（PCB3.0）加工的厂家，可将文件另存为PCB 3.0 二进制文件，做DRC。通过后不存盘退出。在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件。由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 画的板子，所以以下这几步是产生一个DOS 版PCB 文件必不可少的：1、将所有机械层
18、内容改到机械层1，在观看文档目录情况下，将网络表导出为*.NET 文件，在打开本PCB 文件观看的情况下，将PCB 导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件。2 、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开PCB 文件，选择文件菜单中的另存为，并选择Autotrax 格式存成一个DOS 下可打开的文件。3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文件。个别字符串可能要重新拖放或调整大小。上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况，一个一个调整它们。大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互换，只能自动调整一半
19、后，手工一个一个改，请随时存盘，这个过程中很容易产生人为错误。PROTEL DOS 版可是没有UNDO 功能的。假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘，那么现在所有的网络基本上都已相连了，手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的，所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘。这些都完成后，用前面导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup ，各项值应比WINDOWS 版下小一些，有错则改正，直到DRC 全部通过为止。也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next钮出来六个选项，Bom 为元器件清单表，DRC 为设计规则检查报
20、告，Gerber 为光绘文件，NC Drill 为钻孔文件，Pick Place 为自动拾放文件，Test Points 为测试点报告。选择Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供。直到按下Finish 为止。在生成的Gerber Output 1 上按鼠标右键，选Insert NC Drill 加入钻孔文件，再按鼠标右键选Generate CAM Files 生成真正的输出文件，光绘文件可导出后用CAM350 打开并校验。注意电源层是负片输出的。十五、发Email 或拷盘给加工厂家，注明板材料和厚度（做一般板子时，厚度为1.6mm，特大型板可用2
21、mm，射频用微带板等一般在0.8-1mm 左右，并应该给出板子的介电常数等指标）、数量、加工时需特别注意之处等。Email发出后两小时内打电话给厂家确认收到与否。十六、产生BOM 文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式。十七、将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分（即先把其它不相关的部分选中后删除），导出为公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件给机械设计人员。二十一、整理和打印各种文档。如元器件清单、器件装配图（并应注上打印比例）、安装和接线说明等。Protel绘图经验谈笔者使用protel多年，积累了一些用其绘制电路图的使用经验和技巧，现将这些经验和技巧成文，希望对大家
22、用protel绘制电路图有所帮助。经验一：因为protel是专业电路设计软件，可供电子类各专业设计人员和广大电子爱好者使用，所提供的零件库包含了相当全面的元器件符号图。所以零件库数量很多，零件的数量更多，使初学者不知该到哪个零件库中去寻找所需的元器件。根据笔者的经验，载入protel的Schematic中的DEVICE.LIB和SYMBOLS.LIB可满足一般用户需求，两个零件库中含有二极管、三极管、电阻、电容、电感等常用元件。经验二：为了使用方便可将常用元件符号按汉字习惯名称命名。下面以电容为例说明具体命名方法：在元件编辑程序中找到电容的编号CAP，这时编辑区中可看到电容的电路符号图，gro
23、up框中有电容的编号CAP，单击group框下的Add键出现命名新名对话框如图1所示。输入新名：电容，然后按OK键完成电容符号命名。可依同样方法完成三极管、二极管、电阻、电感等常用元件编号的重新命名。因为元件名称在元件库内容框中的排序是数字、字母、汉字，使用汉字命名元件名称可将新名称元件排列在元件内容的最后且在一起，寻找元件非常方便。返回Schematic环境前不要忘记存盘，否则前期命名工作将劳而无功。在电路图中放置元器件时，原来是通过单击Schlib标签或EDIT按钮转换到零件库编辑程序中查看编号所对应的电路符号，寻找所需元件。若你完成了常用元件的汉字命名工作就省略了此步，直接单击选中所需元
24、件的汉字名称。由此可看出，采用前面介绍的元件编号的汉字重新命名方法可节省寻找时间，使摆放元件符号的效率提高数倍。经验三：元件摆放完成后的工作是进行导线连接。软件提供格、点两种格式的栅格，这一格式使你摆放导线和元件时上下左右移动必须以一个栅格为最小移动单位，元件容易摆放整齐，使你画的图纸规范（导线横平竖直）。当然，栅格格式是可选项，其默认值是栅格状态，在连接导线和摆放元件时劝你不要试图取消此项功能，否则会自找麻烦，增加绘图难度。经验四：通常绘制电路图的最后一项工作是编辑零件名称，包含放置元件的名称、序号、数值、管脚编号、管脚功能等，若要输入汉字名称可启动汉字输入法进行输入，根据笔者的使用经验，在
25、你完成汉字名称输入后按OK键之前请先退出汉字输入法，否则经常会发生死机现象。这种现象的出现可能是英文版软件与汉字输入法不兼容而引起，如果绘制的图纸未存盘将前功尽弃，绘图工作不得不从头作起。所以奉劝读者养成绘图过程中随时存盘的习惯，尤其是在编辑零件名称前一定要进行存盘处理防止死机，节省绘图时间。经验五：完成所有摆放元件的名称编辑时，你会发现一些名称的位置不合适并且无法放到合适的位置，原因是软件默认状态为栅格状态，所以零件名称的摆放位置只能以栅格为移动单位。当你需要放置到栅格中位置才能使图纸美观时，可将栅格状态暂时取消，摆放后恢复，方法是找到View菜单中的Snap Grid项用鼠标左键单击即可取
26、消栅格状态，完成各零件名称编辑摆放工作后恢复栅格状态，该键为复选键，处于选中状态时单击一次为取消，再单击一次为选中。经验六：电路图绘制完成后，读者可使用Schematic预置图纸格式打印，也可随需要自定义图纸格式打印。若要提高打印图纸的清晰度，可将栅格和底色清除，底色的清除方法是在Sheet项中设定图纸的底色为白色；去掉栅格的方法是将图2对话框Grids区块中Visible项清除（默认状态为选中）。这时就可打印出清晰并且带有图框、分区和标题栏的标准图纸。如选用标准图纸打印出的图纸尺寸大小不合适可用自定义方式设定图纸尺寸，不管是标准还是自定义图纸都可使用Schematic软件的自动缩放打印功能,
27、选用了此项功能程序会将电路图缩放到刚好容纳于图纸中，在图3所示对话框中的Scale区块中的Scale to fit page 项就是自动缩放功能选择项，默认为选中。%号左边显示出电路图在图纸中占的比例，在这里读者应了解所占比例的含义，它包含了两种图纸尺寸的设定：电路图图纸尺寸与打印机纸张尺寸，当打印机纸张尺寸确定且选用了自动缩放功能，其所占比例大小只与两种图纸的宽高比例是否一致有关，与电路图图纸尺寸无关，当两种图纸的宽高比例一致时最大。经验七：打印普通电路图（普通电路图指产品说明书、插图等，它不需图框和标题栏）时，将图2中Show Reference Zone、Show Border、Titl
28、e Block项全选掉。其中Show Reference Zone为显示分区坐标项、Show Border为显示图框项、Title Block为显示标题栏项。这时观看所画电路图是否充满图纸，若恰好充满图纸就可选掉栅格和底色后直接打印或通过剪贴板加入文件中。但一般情况是所画电路图仅占图纸的一部分，如果直接打印就使电路图在图纸中所占比例很小，加入文件时位图较大。改进方法是在使用前将图纸中未画电路图的多余部分剪裁掉。具体做法是将图纸的底色设置为深颜色，如深绿色。电路图全选中以便整体移动电路图，图纸用深色是为了移动电路图时容易看清图纸，然后选用自定义图纸方式，调整图纸宽度和高度使所画电路图恰好充满图纸
29、，调整图纸宽度和高度需反复几次才能完成，每次调整数值后以电路图与图纸不分离为限，若两者分离电路图将不能移进图纸。调整完成后取消栅格和底色就可打印出最大比例的电路图，并使加入文件时的位图最小。标准图纸格式的调整方法同上，只是加上了图框和标题栏，但在缩小图纸后应防止电路图与标题栏重合。经验八：在电子产品电路图中绘出各关键点的信号波形图是电路图可读性与实用性的需要。由于电路中各种信号形态各异，历来是电路图绘制中的难题，如再考虑非线性失真状态下的不对称波形，更增加了绘画工作的难度。protel提供有一组普通绘画工具，但很少被电路图绘制者关注。而笔者使用该组工具不仅绘出了各种对称、非对称电信号波形，而且
30、还结合软件中镜像、栅格、复制等功能为电工、电子、物理类教科书、实验指导书绘制了很多插图。下面就以正弦波、充放电波形为例介绍特殊波形电信号的绘制方法和经验。protel提供的普通工具组及功能按钮说明如图4所示。首先来画正弦波，正弦波应由曲线绘制，通常每一条曲线是由4个点所构成，选取4个点后即完成一条曲线。正弦波的画法有两种：一种是整体画，也就是正负半周一起画，具体操作是用鼠标左键单击画曲线工具按钮即进入画曲线状态，这时鼠标箭头上将多出一个十字状光标，移动光标依次选取4点，选取原则是依据栅格使1、4点在一条直线上（也可画一个坐标，1、4点同在水平坐标轴上），要根据正弦波波形对称与不对称来选取2、3
31、点为对称点或不对称点。点的选取方法是将光标移到选定位置单击鼠标左键，选后如图5所示。若对所画波形不满意可用鼠标左键单击曲线任一部位使之出现操控点，用鼠标左键拖动操控点2或3上下左右移动到波形满意即可。此法的优点是画图简单，适用于正负半周波形差别不大的正弦波。另一种画正弦波的方法是正负半周分开画，以解决正负半周波形差别大但半周期相同的正弦波信号绘制问题，因前法拖动操控点2或3上下左右移动时相互间有牵连，会使半周期失去平衡。按这种方法选取4个点后如图6所示，从图中可看出除了点3、4合在一起外与前法相同，移动操控点2可使曲线符合要求，将分别绘制的正、负半周波形合在一起就能完成正、负半周期对称而波形差别较大的正弦波波形的绘制。比如图7为充放电波形，按该图下方的方法选取4个点后得到的一个波形，将它复制放置时利用镜像，即按Y键将波形图上下翻转后放于图中，即得到了充放电波形图。图书推荐：关于protel的具体使用方法，如安装步骤、电路原理图的设计与绘制、网络表的生成和印制板的设计等详细的知识，读者可参考电路设计与制版protel99入门与提高和protel99实用培训教程，购书办法见本期第17页，读者还可访问 ，以查阅相关书籍的详情。