电子系统设计实验指导书(V1.0)

高等学校实验教材

电子系统设计实验指导书

（V1.0）

武汉工业学院电气与电子工程学院

2011年9月

目 录

第一章 PROTEL99SE的使用与电路设计方法 3

一、PROTEL99SE简介 3

二、用PROTEL99SE进行电路原理图设计 4

三、用PROTEL99SE进行电路PCB图设计 7

四、Protel99SE设计大作业 10

第二章 病房呼叫系统设计实验 10

一、实验目的、任务 10

二、实验原理 11

三、实验工具 11

四、实验步骤 12

五、验收标准 12

六、设计报告要求 12

第一章 PROTEL99SE的使用与电路设计方法

一、Protel99 SE简介

Protel99 SE是用于设计和制作电路板的常用软件工具之一，它主要有以下三方面的功能：

·电路原理图的绘制；

·电路PCB（印刷电路板）的绘制；

·电路信号的传输特性分析。

新一代的开发工具：AD10，不仅可以设计电路原理，画PCB图，还可以仿真单片机、PLD、传输线信号波形分析等，可对电子系统进行一揽子式的设计分析和仿真，综合性非常强大，但对电脑系统要求较高。

本部分内容的学习要求：

会用Protel99 SE绘制一般要求的电路原理图和PCB图（双面），完成一个简单电路板的设计。

Protel99SE采用数据库对设计文件进行管理，这与一些其它开发软件采用的项目式管理有所不同。但所有设计文件都可以以单个文件的形式存放在指定的文件夹中。

用Protel99SE进行电路设计的总体流程如下：

1. 电路原理图的绘制

1新建一个原理图文件（SCH文件），放在指定文件夹中； ○

2创建在原理图元件库中无现成的符号的元件符号及PCB封装符号； ○

3放置各电路元件符号（含各元件的PCB封装形式）； ○

4进行电路导线连接； ○

5生成网络表文件、元器件清单； ○

2. 电路板PCB文件（PCB文件）的绘制

1绘制或导入PCB板的外形； ○

2导入网络表文件； ○

3将各元件在电路板上摆好位置； ○

4用手工方式或自动方式完成电路板的布线； ○

5进行错误检查，生成PCB文件。 ○

二、用PROTEL99SE进行电路原理图设计

以如下的时钟电路为例介绍详细步骤：

1. 进入原理图设计环境

（1）启动进行Protel99SE；

（2）创建新的设计数据库（类似于其它软件中的“工程—Project”）： 执行菜单命令：File New Design...，弹出一个设计数据库对话框，输入欲建的数据库名、保存位置（文件夹），按OK键确认，生成项目文件夹Documents。

（3）执行菜单命令：File New Document，从打开的窗口中点击“Schematic Document”图标，即可在Document文件夹中建立名为Sheet1的原理图文件图标，可改名。双击该图标即可对该文件进行编辑。编辑环境中，左侧窗口为项目管理窗口，右侧为编辑区，有各种工具条可用。从View Toolbars菜单中可以打开各种工具条、状态栏。注意：Wiring Tools（绘图）工具条用于画电气元件和导线，Drawing Tools（画图）工具条用于画非电气图形符号。

2. 加载元件库：

执行菜单命令：Design Add/Remove Library...；本例选择加载

Miscellaneous Devices.ddb和Motorola Fast and LS TTL Data 1989(comcial).Lib。用户也可以加载自己创建和积累的元件库。

3. 放置元件：

执行菜单命令：Place Part...，依次输入各元件的名称，并按OK键放置各元件的原理图符号。

4. 调整元件位置：

直接拖动元件，或执行菜单命令：Edit Move。

5. 编辑元件属性（Attributes）：

选中元件后，按右键，或执行菜单命令：Edit Change。设置元件的库中参考名称（Lib Ref）、引脚封装名(Footprint)、在本电路中的元件号（Designator）、元件类型（Part Type）等。

6. 画连接导线

用Wiring Toolbs(绘图)工具条中的画导线工具或执行菜单命令：Place Wire。

7. 放置电源、地

用Power Objects（电源和地）工具条中的电源、地符号或执行菜单命令：Place Power Port。

8. 放置I/O端口

执行菜单命令：Place Port，放置本电路的输入输出端口。

9. 设计检查

执行菜单命令：Tools ERC...，设置检查规则、项目，按OK键，生成测试报告。

10. 导出元器件封装表、封装检查

执行菜单命令：Edit Export to Spread，弹出向导器，选择想要输出的属性（Attributes to Export）,包括Designator和Footprint。如果某元件封装有问题，可在封装表中直接修改，然后执行菜单命令：File Update，完成对原理图的更新。

11. 生成网络表文件（Netlist）

网络表中记录的是系统中所有元器件引脚之间的连接关系。一个电气结点称

为一个网络，如：电源网络、地线网络、时钟网络。一个结点络可能由多个元件的多个引脚相连而成。执行菜单命令：Design Create Netlist完成。

12.生成元件列表

执行菜单命令：Reports Bill of Material。

绘图技巧：

·元件的复制、放置、对齐、标注等与其它软件类似。

·元件的旋转：用光标点住元件不放，并用另一只手：

按空格键，每次转90度；

按X键：左右翻转；按Y键：上下翻转。

·元件的删除：左手按住Delete键，右手用光标点击要删除的元件。 ·画导线：用Wiring Tools中的工具。

·导线连接点：Place Junction。

·引脚之间的端口连接法：Place Port，并设置属性，用端口代替连线。 ·绘制总线：先Place Bus画总线，然后Place Bus Entry画总线的分支线，最后Place Net Label给各分支线标注网络标号。

·非电气图形和文字的制作：用Drawing Tools中的工具。

元件原理图符号的创建：

原理图符号库中的元件数是有限的，经常会遇到一些在符号库中没有的特殊元件，画原理图时只能自行创建其原理图符号。步骤如下：

1. 进入原理图库编辑器：File New，点击Schematic Libra...图标进入原理图库编辑窗口，新建一个库元件。

2. 修改元件名：Tools Rename Component，将默认元件名改为自定义的名。

3. 设置工作区：Options Document Options。

4. 绘制元件的图形符号：用SchLib Drawing Tools中的工具。

5. 制作引脚：用SchLib Drawing Tools中的工具，或执行Place Pins，设置引脚名，并将引脚放到相应位置。

6. 设置其它信息：按Description...按钮，设置元件名、封装形式等。

7. 保存结果：按存盘键。

※8. 多部件元件的图形符号制作：Tools New Parts，先做一个部件，再复制，最后编辑引脚、保存。

三、用PROTEL99SE进行电路PCB图设计

※ PCB板的层结构：

项层（Top Layer，1个）、底层（Bottom Layer，1个）和中间层（Mid Layer，可有14个）。

层分类：

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