Protel 99SE在電路設計中的應用

　　2 Protel電路設計及其實例

　　下面主要是以單片機最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

　　電路原理圖設計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最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，單片機最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，即完成了單片機最小系統原理圖的設計。單片機最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。繪制完成的單片機最小系統原理圖如圖3所示。

圖3 單片機最小系統電路原理圖

　　2．2 印制電路板設計

　　電路設計的最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繪制電路板的尺寸為寬7617mil，高4466mil。電路板定義為雙面板。電路板的尺寸是設計電路板首先需要考慮的因素，一般來說電路板的外形尺寸與產品的外殼設計配套。在有可能的情況下長寬的比例設計為4：3或者3：2。

　　(3)參數設置。主要設置元器件的布置參數、板層參數、布線參數等。一般某些參數可用其默認值，參數設置是印制電路板設計中非常重要的步驟，執行菜單命令Design／Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據設計要求，在規則類(RulesClasses)中設置參數。選擇Routing Imy-er。選擇Width Constraint，對地線線寬進行設置：左鍵單擊Add按鈕，進入線寬規則設置界面，首先在Rule Scope區域的Filter Kind選擇框中選擇Net，然后在Net下拉框中選擇GND，再在Rule Attributes區域將Minimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為50mil；電源線寬的設置在Net下拉框中選擇VCC，其他與地線線寬設置相同；整板線寬設置：在FilterKind選擇框中選擇Whole Board，然后將Minimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設置為20mil。

　　(4)調入網絡表及添加元件封裝。網絡表是指導印制電路板自動布線的規則，也是電路原理圖設計系統與印制電路板設計系統的中間載體。對于裝入的每個元器件必須有正確的外形封裝，才能保證電路板布線的順利進行。執行菜單命令Design／Add／Remove Library，在“添加／刪除元件庫”對話框中選取所有元件所對應的元件封裝庫，然后執行菜單Design／Load Nets命令，然后在彈出的窗口中單擊“Browse”按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設計生成的網絡表文件(擴展名為Net)，如果沒有錯誤，單擊“Execute”按鈕。若出現錯誤提示，需要更改錯誤，直到所有錯誤都修改正確。

　　(5)布置元件。Protel 99SE既可以對元器件進行自動布局，亦可讓用戶手工布局。布局是布線非常關鍵的一步，為了使布局更加合理、美觀，多數設計者都采用手工布局方式。有時候用戶在條件不太嚴格的情況下，為了提高布線效率，可以實現自動布局。

　　(6)自動布線。Protel 99SE采用世界最先進的無網絡、基于形狀的對角線自動布線技術。執行菜單命令Auto Routing／All，并在彈出的窗口中單擊Route all按鈕，程序即對印制電路板進行自動布線。只要設置有關參數得當，元件布局合理，自動布線的成功率幾乎是100％。