電子線路設(shè)計(jì)——Protel DXP 2004 SP2

以“實(shí)際案例”為主線，將知識點(diǎn)融入其中，通過“案例”深入學(xué)習(xí)

以“方法和技巧”為原則，注重實(shí)際能力培養(yǎng)，學(xué)習(xí)與就業(yè)無縫對接

以動(dòng)手能力為本位，案例制作步驟簡潔明了，理論和實(shí)踐為一體

將實(shí)踐需求與考試大綱完美結(jié)合，結(jié)合考證需要，融合日常教學(xué)

精心設(shè)計(jì)電子大賽模塊訓(xùn)練，為各類電子大賽儲(chǔ)備能量，探索創(chuàng)新

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)范疇，EDA技術(shù)的基本思想是借助于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的智能設(shè)計(jì)工作平臺(tái)，對電子產(chǎn)品的硬件線路進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)涉及應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果。在EDA軟件平臺(tái)上可以完成電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)、仿真分析以及印制電路板設(shè)計(jì)的全過程，可以生成直接用于生產(chǎn)、加工的文件。熟悉使用EDA工具進(jìn)行設(shè)計(jì)是電子工程人員的必備技能。

一、歷史回顧

Altium公司的Protel DXP 2004 SP2將所有的設(shè)計(jì)工具集成于一身。20世紀(jì)80年代TANGO軟件包開創(chuàng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的先河，這無疑給電子線路設(shè)計(jì)帶來了設(shè)計(jì)方法和方式的革命。隨后推出了Protel For Dos作為TANGO的升級版本，從此Protel這個(gè)名字在業(yè)內(nèi)日益響亮。

80年代末，Windows系統(tǒng)開始日益流行，許多應(yīng)用軟件也紛紛開始支持Windows操作系統(tǒng)。Protel也不例外，相繼推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows 1.5等版本。這些版本的可視化功能給用戶設(shè)計(jì)電子線路帶來了很大的方便，設(shè)計(jì)者再也不用記一些繁瑣的命令，也讓用戶體會(huì)到資源共享的樂趣。

步入90年代，Protel公司又推出了最新一代的電子線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)——Protel 98、Protel 99和增強(qiáng)版Protel 99 SE。在Protel 99 SE中加入了許多全新的功能，以其出眾的自動(dòng)布線能力獲得了業(yè)內(nèi)人士的一致好評。

2002年，Altium公司推出了Protel DXP，它集成了更多工具，使用方便，功能強(qiáng)大。

2004年初，Altium公司再一次以其強(qiáng)大的研發(fā)能力推出了Protel DXP 2004 SP2，這是目前業(yè)界唯一的板級設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以完整地支持FPGA器件的設(shè)計(jì)與集成直至PCB的實(shí)現(xiàn)。

二、Protel DXP 2004 SP2優(yōu)勢

Protel DXP 2004 SP2的功能模塊主要包括原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)、基于Spice 8f5混合電路模擬的電路仿真系統(tǒng)、可編程邏輯門陣列（FPGA）設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及硬件描述語言（VHDL）設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。同時(shí)，Protel DXP 2004 SP2可兼容以前各類版本的Protel。

Protel DXP 2004 SP2對設(shè)計(jì)文件的管理采用了“項(xiàng)目工程”這個(gè)概念，以“項(xiàng)目”為中心的設(shè)計(jì)原則，將所有設(shè)計(jì)的SCH文件、PCB文件、SCHLIB文件、PCBLIB文件、仿真文件、文本說明文件、網(wǎng)絡(luò)表文件、報(bào)表文件、CERBER文件等匯總為一個(gè)工程項(xiàng)目，便于輕松管理。

不僅如此，電路的混合模擬仿真也是Protel DXP 2004 SP2的一個(gè)新亮點(diǎn)，它提供了PCB和原理圖上的信號完整性分析。

信號完整性分析在軟件上就能模擬出整個(gè)電路板各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作情況，并且可以提供多種優(yōu)化方案讓用戶選擇。混合模擬分析和完整性分析的結(jié)果以波形的形式顯示出來，且波形的計(jì)算算法均較以前版本有較大的優(yōu)化。同時(shí)也可以為自己建立的庫元件設(shè)置模擬參數(shù)。總之信號完整性分析可以帶來極大的方便，提高了一次PCB制作的成功率。

Protel DXP 2004 SP2從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以輕松實(shí)現(xiàn)。其功能齊全，體系龐大，是EDA設(shè)計(jì)的綜合平臺(tái)。本書定位于它的基礎(chǔ)和應(yīng)用，編寫目的是幫助學(xué)生了解Protel DXP 2004 SP2軟件的功能，并快速掌握該軟件的基本使用方法和技巧。

三、本書介紹

本書由多年講授Protel課程的專業(yè)教師和具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員共同編寫完成。作者從實(shí)用角度出發(fā)，本著淺顯易懂、講解詳細(xì)的原則，全面地介紹了Protel DXP 2004 SP2的界面、基本組成和使用環(huán)境等，并著重介紹了電路原理圖和印制電路板的設(shè)計(jì)方法以及操作過程。

本書共分11章。第1章為簡介，起到統(tǒng)領(lǐng)全書的作用，從本章開始將三端穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)按任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式提出，使三端穩(wěn)壓電源從原理圖設(shè)計(jì)到生成印制電路板圖的整個(gè)電路設(shè)計(jì)制作過程貫穿全書。第2～5章講述原理圖設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)操作環(huán)境的設(shè)置、原理圖繪制與編輯、元件庫的編輯、網(wǎng)絡(luò)表和各種報(bào)表的生成以及原理圖的打印輸出等方面的內(nèi)容。第6～10章講述制作印制電路板流程，包括電路板的規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入、PCB的連線、元件的自動(dòng)和手工布局、自動(dòng)布線、手工布線和調(diào)整、校驗(yàn)PCB設(shè)計(jì)、元件庫編輯器的使用和最后輸出打印印制電路板圖等。至此，以三端穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)為主線的電路板設(shè)計(jì)的完整過程介紹完畢。第11章以LED鍵盤模組的任務(wù)作為綜合設(shè)計(jì)，以此來概括和驗(yàn)證前面各章節(jié)的內(nèi)容。每章的習(xí)題是對本章重點(diǎn)的練習(xí)，上機(jī)實(shí)踐是對本章內(nèi)容的應(yīng)用、總結(jié)和提高，有一定難度，需要花時(shí)間上機(jī)練習(xí)。

四、本書特點(diǎn)

 全書以“實(shí)際案例”為主線，通過“案例”深入學(xué)習(xí)

本教材編寫以“案例”分析教學(xué)為主線，將知識點(diǎn)融入到生動(dòng)實(shí)用的“例子”中，讓讀者在完成“案例”的過程中掌握知識，并培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

 結(jié)合考證需要，融合日常教學(xué)

本書編寫融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖員（電子類）中/高級考證需要和實(shí)際教學(xué)要求，大部分內(nèi)容體現(xiàn)了實(shí)踐需求與考試大綱的完美結(jié)合。同時(shí)為了降低初學(xué)者學(xué)習(xí)難度、突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)，編寫時(shí)注重了知識掌握過程的規(guī)律性、層次性、針對性和反復(fù)性。

 以“方法和技巧”為原則，注重實(shí)際能力培養(yǎng)

全書以工程實(shí)際需要為目的組織、安排章節(jié)內(nèi)容，摒棄過時(shí)、應(yīng)用不多且難度較大的內(nèi)容，力求內(nèi)容能滿足上崗、教學(xué)和生產(chǎn)需要，真正做到學(xué)習(xí)與就業(yè)無縫對接。

 突出以動(dòng)手能力為本位，結(jié)合理論和實(shí)踐一體的模式

全書所有“案例”制作步驟簡潔明了，讀者根據(jù)書中操作提示便可以完成“案例”學(xué)習(xí)，通過“案例”的解決，培養(yǎng)讀者實(shí)際操作能力。

 為各類電子大賽訓(xùn)練人才，探索創(chuàng)新

各章后的“電子大賽模塊訓(xùn)練”部分是根據(jù)電子大賽的訓(xùn)練要求而編寫，以“創(chuàng)新、實(shí)用”的思路系統(tǒng)性地展示和總結(jié)了歷年大賽要求必備的基本能力和基本能力之上的創(chuàng)新能力。

五、讀者范圍

本書可以作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)電類、電子類、計(jì)算機(jī)偏硬類相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為廣大電路設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)教材。讀者通過本書可以很快學(xué)會(huì)電子線路設(shè)計(jì)的基本方法，勝任日常的電子線路設(shè)計(jì)工作；使用過Protel其他版本的讀者也可通過本書了解掌握新版本提供的新功能，并且可以從示例中學(xué)到很多設(shè)計(jì)技巧。

全書由楊秀英教授擔(dān)任主審，顧濱擔(dān)任主編，孔祥洪、諸杭擔(dān)任副主編。第1章和第2章由顧濱編寫，第3章由賀大康編寫，第4章由孔祥洪編寫，第5章由高埜夫編寫，第6章和第10章由谷麗麗編寫，第7章和第11章由諸杭編寫，第8章由宗愛芹編寫，第9章由袁冬琴編寫，附錄由孔祥洪編寫，顧濱負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作。

本書在上海電子信息職業(yè)教育集團(tuán)的指導(dǎo)下編寫完成，上海海事大學(xué)朱鋼副教授、陸明健副教授在本書編寫過程中提出了許多建設(shè)性意見，在此一并表示感謝。

由于作者水平有限，書中難免會(huì)有不妥之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2010年10月

編者的話

第1章 Protel DXP 2004 SP2簡介 1
1.1 Protel DXP 2004 SP2的設(shè)計(jì)理念 1
1.2 Protel DXP 2004 SP2的特點(diǎn) 2
1.2.1 元件硬件 2
1.2.2 加強(qiáng)性功能 2
1.2.3 超強(qiáng)設(shè)計(jì)功能 3
1.2.4 板層分割焊接 3
1.2.5 多媒體處理 3
1.3 印制電路板設(shè)計(jì)環(huán)境 4
1.4 PCB板設(shè)計(jì)的工作流程 5
1.5 Protel DXP 2004 SP2的運(yùn)行環(huán)境 6
1.6 安裝Protel DXP 2004 SP2 6
本章知識點(diǎn) 11
專業(yè)英語詞匯 11
習(xí)題一 11
第2章 原理圖設(shè)計(jì) 12
2.1 原理圖設(shè)計(jì)的步驟 12
2.2 繪制原理圖前的必要準(zhǔn)備 13
2.2.1 啟動(dòng)Protel DXP 2004 SP2 13
2.2.2 漢化Protel DXP 2004 SP2 15
2.2.3 創(chuàng)建項(xiàng)目與保存 16
2.2.4 設(shè)置原理圖圖紙 19
2.2.5 裝入元件庫 20
2.3 放置元件 22
2.3.1 利用瀏覽器放置元件 22
2.3.2 利用菜單命令放置元件 24
2.3.3 元件的刪除 24
2.3.4 元件位置的調(diào)整 25
2.3.5 改變元件屬性 26
2.4 繪制原理圖 27
2.4.1 畫導(dǎo)線 27
2.4.2 利用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號實(shí)現(xiàn)電氣連接 29
2.4.3 放置電路節(jié)點(diǎn) 31
2.4.4 放置電源及接地符號 32
2.4.5 畫總線 33
2.4.6 繪制總線分支線 34
2.4.7 放置輸入/輸出端口 35
2.4.8 導(dǎo)線的移動(dòng) 36
2.4.9 繪制明細(xì)圖表 36
2.5 繪制原理圖的方法總結(jié) 37
本章知識點(diǎn) 38
專業(yè)英語詞匯 38
習(xí)題二 39
電子大賽模塊訓(xùn)練：電源模塊 40
第3章 制作原理圖元件 42
3.1 原理圖元件庫創(chuàng)建 42
3.2 制作元件前的準(zhǔn)備 43
3.3 創(chuàng)建原理圖元件庫文件 45
3.4 繪制元件 46
3.5 復(fù)制及編輯元件 48
3.6 保存元件 50
3.7 制作元件方法總結(jié) 51
本章知識點(diǎn) 52
專業(yè)英語詞匯 52
習(xí)題三 52
電子大賽模塊訓(xùn)練：顯示模塊 52
第4章 完成原理圖設(shè)計(jì) 55
4.1 完成原理圖設(shè)計(jì) 55
4.1.1 回到原理圖設(shè)計(jì)編輯環(huán)境 55
4.1.2 在原理圖中添加自己制作的元件 55
4.2 美化原理圖 55
4.2.1 畫圖工具（Drawing Tools）介紹 56
4.2.2 給原理圖添加文字 59
4.2.3 給原理圖添加圖片 60
4.2.4 給原理圖查找元件 61
4.2.5 給原理圖放置自制元件 62
4.2.6 陣列粘貼 64
4.3 項(xiàng)目編譯和差錯(cuò) 65
4.4 產(chǎn)生報(bào)表 67
4.4.1 生成網(wǎng)絡(luò)表文件 67
4.4.2 生成元件列表文件 69
4.5 原理圖的打印 70
4.5.1 打印輸出 70
4.5.2 生成圖片 71
本章知識點(diǎn) 72
專業(yè)英語詞匯 72
習(xí)題四 72
電子大賽模塊訓(xùn)練：音頻模塊 73
第5章 繪制層次性原理圖 76
5.1 關(guān)于層次原理圖 76
5.2 自上而下繪制層次原理圖 77
5.3 自下而上繪制層次原理圖 82
5.4 層次原理圖之間的切換 85
本章知識點(diǎn) 86
習(xí)題五 86
電子大賽模塊訓(xùn)練：音頻綜合模塊 86
第6章 印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 89
6.1 印制電路板概述 89
6.1.1 印制電路板概述 89
6.1.2 印制電路板結(jié)構(gòu) 89
6.1.3 銅膜導(dǎo)線 90
6.1.4 焊點(diǎn)和導(dǎo)孔 90
6.1.5 助焊膜和阻焊膜 91
6.1.6 過孔 91
6.2 印制電路板層面概念 91
6.3 認(rèn)識元件 93
6.3.1 原理圖元件與PCB元件 93
6.3.2 針腳式元件 94
6.3.3 表面貼裝式元件 95
6.3.4 封裝圖結(jié)構(gòu) 95
6.3.5 元件名稱 96
6.4 元件封裝 96
6.4.1 元件封裝式的分類 97
6.4.2 元件封裝的編號 97
6.4.3 常用元件和集成塊封裝 97
6.5 印制電路板布線流程 99
本章知識點(diǎn) 100
習(xí)題六 100
第7章 PCB圖設(shè)計(jì)常用操作功能 101
7.1 確定合適的元件封裝 101
7.2 生成網(wǎng)絡(luò)表 104
7.3 新建PCB文件 106
7.3.1 通過向?qū)�生成PCB文件 106
7.3.2 手動(dòng)創(chuàng)建PCB文件 111
7.4 設(shè)置PCB板圖紙 113
7.4.1 控制圖層顯示 113
7.4.2 設(shè)置PCB圖紙的柵格和測量單位 114
7.5 載入元件封裝和導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表 115
7.5.1 裝入元件封裝庫 115
7.5.2 導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表 116
7.6 PCB板布局 118
7.6.1 PCB板自動(dòng)布局 118
7.6.2 PCB板手動(dòng)布局 120
7.7 自動(dòng)布線 121
7.7.1 設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則 121
7.7.2 自動(dòng)布線 123
本章知識點(diǎn) 126
專業(yè)英語詞匯 126
習(xí)題七 126
電子大賽模塊訓(xùn)練：
傳感器——超聲波測距模塊 127
第8章 PCB板編輯和完善 129
8.1 手動(dòng)布線完善 129
8.1.1 拆除布線 129
8.1.2 手動(dòng)布線 131
8.1.3 檢查布線結(jié)果 131
8.2 添加安裝孔 133
8.3 覆銅和補(bǔ)淚滴 134
8.3.1 覆銅 134
8.3.2 補(bǔ)淚滴 136
8.3.3 放置電路板注釋 137
8.4 PCB板層管理和內(nèi)電層建立 138
8.4.1 PCB板層管理器 139
8.4.2 建立內(nèi)電層 139
8.5 打印輸出PCB文件 141
本章知識點(diǎn) 144
專業(yè)英語詞匯 144
習(xí)題八 145
電子大賽模塊訓(xùn)練：
硬件完整設(shè)計(jì)——智能小車 145
第9章 創(chuàng)建自己的PCB元件庫 147
9.1 創(chuàng)建一個(gè)PCB元件庫 147
9.1.1 新建PCB元件庫 147
9.1.2 保存元件庫 148
9.2 制作數(shù)碼管PCB元件庫 148
9.3 在PCB板中應(yīng)用自制的元件封裝 155
本章知識點(diǎn) 156
習(xí)題九 157
電子大賽模塊訓(xùn)練：最小系統(tǒng) 157
第10章 電路仿真 159
10.1 設(shè)置仿真元件參數(shù) 159
10.1.1 設(shè)置常用仿真元器件參數(shù) 159
10.1.2 設(shè)置仿真激勵(lì)源參數(shù) 167
10.1.3 設(shè)置特殊元件參數(shù) 170
10.2 設(shè)置仿真方式參數(shù) 171
10.2.1 常規(guī)參數(shù)設(shè)置 172
10.2.2 仿真分析方式 174
10.2.3 仿真分析方式參數(shù)設(shè)置 174
10.3 進(jìn)行混合信號功能仿真 181
10.4 進(jìn)行信號完整性分析 183
10.5 進(jìn)行FPGA 設(shè)計(jì)和仿真 193
10.6 FPGA設(shè)計(jì)并下載到Nanoboard進(jìn)行
硬件調(diào)試 194
10.7 FPGA工程導(dǎo)入到PCB工程中進(jìn)行
PCB設(shè)計(jì) 196
10.8 FPGA和PCB的管腳雙向優(yōu)化同步
與更新 198
10.9 RC阻容放大電路仿真實(shí)例 200
本章知識點(diǎn) 205
專業(yè)英語詞匯 205
習(xí)題十 205
電子大賽模塊訓(xùn)練：SPR模塊傳感器 205
第11章 印制電路板綜合設(shè)計(jì) 207
11.1 LED鍵盤模組的原理圖創(chuàng)建 209
11.2 LED鍵盤模組元件庫安裝和元件放置 212
11.3 創(chuàng)建數(shù)碼管元件 214
11.4 陣列粘貼 218
11.5 繪制導(dǎo)線、總線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽、輸入/輸
出端口 219
11.6 項(xiàng)目編譯 221
11.7 新建PCB文件 224
11.8 載入元件封裝和導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表 229
11.9 覆銅和補(bǔ)淚滴 233
11.10 PCB板層管理和內(nèi)電層建立 234
11.11 制作PCB數(shù)碼管元件庫 235
11.12 在PCB板中應(yīng)用自制的元件封裝 239
電子大賽模塊訓(xùn)練： 241
綜合設(shè)計(jì)——單片機(jī)數(shù)碼管萬年歷電路 241
綜合設(shè)計(jì)——開關(guān)電源電路 241
附錄1 常用快捷操作 246
附錄2 原理圖元件清單及圖形樣本 249
附錄3 常用的PCB庫元件 252
附錄4 樣題 255
附錄5 繪圖員考試大綱 264
參考文獻(xiàn) 266

1. 通信電子線路 [主編 周桃云 梁平元]
2. 通信電子線路 [主編 韓偉]