陶 志

淺析在電子工藝實(shí)驗(yàn)中ProtelDXP軟件的應(yīng)用

陶 志

本文討論的是在電子工藝實(shí)驗(yàn)中利用ProtelDXP軟件進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的過(guò)程。目的是使學(xué)生了解、掌握這一技術(shù)，以提高學(xué)生的職業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)。

ProtelDXP；原理圖；電子工藝實(shí)驗(yàn)

目前，很多中職院校開(kāi)設(shè)了電子工藝實(shí)驗(yàn)課程。但由于電子工藝實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)比較復(fù)雜，學(xué)生僅憑在課堂上所學(xué)是很難理解和掌握這項(xiàng)技術(shù)的，需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加深對(duì)這一技術(shù)的鞏固和理解。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教學(xué)硬件設(shè)備比較昂貴，稍有不慎就會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，于是很多院校便采用仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程教學(xué)。ProtelDXP是一款優(yōu)秀的電子模擬仿真軟件，利用ProtelDXP可以模擬實(shí)物電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既節(jié)省了教學(xué)設(shè)備開(kāi)支，又可以拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題。

一、ProtelDXP工具

ProtelDXP在之前的Prote199SE版本基礎(chǔ)之上注入了很多全新的功能，集當(dāng)今先進(jìn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)于一身。如可定制設(shè)計(jì)環(huán)境功能，包括浮動(dòng)、可固定與彈出面板，此外相比較之前版本還加入了強(qiáng)大的對(duì)象定位功能與過(guò)濾功能，以及增強(qiáng)的用戶界面功能等。與此同時(shí)，還加入了項(xiàng)目級(jí)的雙向同步等新的設(shè)計(jì)合成與項(xiàng)目管理功能。全新的設(shè)計(jì)輸入功能中加入了FPGA與電路圖應(yīng)用程序的輸入。全新的工程分析以及驗(yàn)證功能加入了可同時(shí)顯示四個(gè)所測(cè)圖像的集成波形觀察儀，通過(guò)這個(gè)功能，在板上設(shè)計(jì)完成的階段可以從源電路網(wǎng)上運(yùn)行初步阻抗和反應(yīng)模擬等等。此外，相比較之前的Prote199SE，發(fā)生功能與輸出設(shè)置都有所改進(jìn)。

二、ProtelDXP在電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用

通常情況下，一般電路板的設(shè)計(jì)過(guò)程大致可以分為三個(gè)步驟。

（一）設(shè)計(jì)電路原理圖

電路原理圖是進(jìn)行電子工藝實(shí)驗(yàn)的最為核心的內(nèi)容，電子工藝實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)就是設(shè)計(jì)目標(biāo)板的電路原理圖，電路原理圖可以稱之為電路靈魂。它不僅能夠充分表達(dá)電子設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)思想，使專業(yè)人員一看便對(duì)電路設(shè)計(jì)思想一目了然，而且在印制電路板的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還能夠?yàn)槊恳粋€(gè)元器件的連線提供依據(jù)。在原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分利用ProtelDXP所提供的各種原理圖繪圖工具以及ProtelDXP提供的各種編輯功能，從而方便、快捷地設(shè)計(jì)出一套完整的電路原理圖?；赑rotelDXP計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的電路原理圖設(shè)計(jì)步驟如下。

1.啟動(dòng)ProtelDXP的原理網(wǎng)編輯器。學(xué)生在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候首先要啟動(dòng)ProtelDXP原理圖編輯器。創(chuàng)建一個(gè)空白的、新的原理圖，才能進(jìn)行下一步的繪圖工作。

2.設(shè)計(jì)原理圖的圖紙信息。這一步要充分考慮到目標(biāo)電路的復(fù)雜程度、標(biāo)準(zhǔn)化、圖紙可能大小以及個(gè)人的繪圖習(xí)慣，此外要設(shè)置原理圖的方向以及標(biāo)題欄等外觀。與此同時(shí)，還需要設(shè)置原理圖的相關(guān)設(shè)計(jì)信息，如姓名、日期等。

3.裝載元器件庫(kù)。裝載元器件庫(kù)是將所需的元器件庫(kù)裝載到當(dāng)前系統(tǒng)中，可以很方便地在繪圖時(shí)快捷、簡(jiǎn)單的查找以及使用庫(kù)中的元器件。目前，ProtelDXP集成了很多芯片廠商提供的元器件庫(kù)，種類非常齊全。通過(guò)加載這些元器件庫(kù)能夠有效的提高電路設(shè)計(jì)的工作效率。

4.放置元器件到原理圖紙。根據(jù)目標(biāo)電路的需要，將所需的元器件從第3步裝入的元器件庫(kù)中選出放置到已經(jīng)建好工作面上。然后根據(jù)元器件之間的走線等聯(lián)系，對(duì)元器件的序號(hào)、封裝形式和顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，為下一步的布線工作打好基礎(chǔ)。

5.調(diào)整元器件的位置。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)用ProtelDXP具有的所有的繪圖工具以及指令去調(diào)整元器件的位置，以求設(shè)計(jì)的工作面美觀清晰。

6.布線。用具有電氣意義的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)以及導(dǎo)線將放置好的元器件各個(gè)管腳連接起來(lái)。使得設(shè)計(jì)的電路中的元器件具備電氣連接特性。

7.調(diào)整、檢查、修改。ProtelDXP提供了很多功能非常強(qiáng)大的檢驗(yàn)工具，可以使用這些檢驗(yàn)工具去檢查設(shè)計(jì)的電路原理圖，以求電路圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確無(wú)誤。

8.保存原理圖并打印。保存之前設(shè)計(jì)的原理圖并打印出來(lái)，以便今后對(duì)電路圖進(jìn)行調(diào)試、歸檔等操作。

（二）產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表

如何識(shí)別電路原理圖形的電路符號(hào)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)所代表的邏輯關(guān)系是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，電路電氣連接的識(shí)別貫穿電路設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，在原理圖的設(shè)計(jì)中關(guān)系到兩種連接性，隱藏引腳的電氣連接以及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)所代表的物理網(wǎng)絡(luò)的電氣連接。ProtelDXP中使用邏輯的連通性原則去生成網(wǎng)絡(luò)表，即只要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的連接便被視為有效的連接，因此，在電路原理圖設(shè)計(jì)的任何階段都可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)表的生成，不受任何限制。生成網(wǎng)絡(luò)表的步驟如下。

1.激活原理圖中的任何一個(gè)子圖，依次選擇主菜單的Design→Nestlist→Protel命令，此命令的功能是自動(dòng)計(jì)算電路原理圖中的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，生成網(wǎng)絡(luò)表，并將網(wǎng)絡(luò)表寫(xiě)入到相應(yīng)的Projeet-Name.NET文件。

2.點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)生成的網(wǎng)絡(luò)表文件名，則對(duì)應(yīng)的原理圖的網(wǎng)絡(luò)表便顯示在ProtelDXP的記事本編輯界面中。

（三）印制電路板的設(shè)計(jì)

ProtelDXP提供了完整的印制電路板設(shè)計(jì)解決方案，設(shè)計(jì)一般流程如下。

1.啟動(dòng)。啟動(dòng)ProtelDXP的設(shè)計(jì)工作窗，創(chuàng)建一個(gè)全新的PCB項(xiàng)目設(shè)計(jì)工程文件。

2.繪制原理網(wǎng)。根據(jù)目標(biāo)電路原理圖完成原理圖的繪制。簡(jiǎn)單的電路圖可以直接進(jìn)入下一步。

3.PCB系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這一步驟是整個(gè)印制電路板設(shè)計(jì)的最重要的一步。設(shè)計(jì)的主要工作是規(guī)劃電路板的結(jié)構(gòu)。即確定電路板設(shè)計(jì)的框架，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)等，比如采用單面板還是雙面板設(shè)計(jì)，如何封裝元器件等。

4.修改元器件的封裝和布局。通過(guò)原理圖獲得印制電路板(PCB)圖之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)元器件進(jìn)行布局與飛線操作，然后根據(jù)實(shí)際情況去修改元器件封裝或者調(diào)整和修改元器件布局。

5.PCB設(shè)置規(guī)則。包括設(shè)置導(dǎo)線的安全距離、導(dǎo)線形式等。

6.自動(dòng)布線。可以利用非常完善的ProtelDXP提供的自動(dòng)布線功能，ProtelDXP的自動(dòng)布線技術(shù)比較先進(jìn)，一旦PCB參數(shù)設(shè)計(jì)成功，便會(huì)很快完成自動(dòng)布線功能。

7.手工調(diào)整布線。自動(dòng)布線結(jié)束之后，如果感覺(jué)不滿意可以采用手工方式調(diào)整布線。

8.存盤(pán)保存。完成后將文件存盤(pán)、打印。

三、結(jié)語(yǔ)

ProtelDXP是目前很多高校電子工藝實(shí)驗(yàn)室中采用的電路設(shè)計(jì)軟件，它的使用既保證了電路設(shè)計(jì)的方便、快捷，又可以與社會(huì)上的企業(yè)應(yīng)用緊密聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在掌握專業(yè)技術(shù)的同時(shí)又與實(shí)際工作運(yùn)用很好地結(jié)合在一起，從而提高自身的職業(yè)技能與素質(zhì)。

[1]趙永艷，郭若飛，王文蘭.淺談ProtelDXP教學(xué)若干問(wèn)題[J].電腦知識(shí)與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流，2009，（5）.

[2]李剛，王艷林，孫江宏.ProtelDXP電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程[M].清華大學(xué)出版社，2005.

[3]高明遠(yuǎn).Protel DXP電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

責(zé)任編輯：何 巖

G71

B

1671-6531（2012）01-0148-02

陶志/ 朝陽(yáng)財(cái)經(jīng)學(xué)校高級(jí)講師（遼寧朝陽(yáng)122000）。