Protel99SE电路设计基础

项目一： Protel 99 SE电路设计基础
任务一：Protel 99 SE的基本操作
一、任务目的
Protel 99 SE的基本操作主要包括文件的建立，导入导出，为文件进行加密，创建工作组及设置成员权限等操作。

本训练的目的主要让学生掌握这些基本操作。

二、任务内容与步骤：
1、启动Protel 99 SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为lx1.ddb设计数据库文件。

2、在上题数据库中建立一个名为小信号功率放大器电路的原理图文件（Schematic Document）、一个名为小信号功率放大器电路的印刷电路板文件（PCB Document），并打开。

然后将小信号功率放大器电路.SCH, 小信号功率放大器电路. PCB导出到桌面上。

3、选择适当的菜单命令，将上题打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。

4、在Protel的文件夹中建立名为lx2.ddb设计数据库文件，文件类型Windows File System。

5、在Protel的文件夹中建立名为lx3.ddb设计数据库文件，文件类型MS Access Database,并对数据库进行加密，密码为student。

观察Windows File System及MS Access Database两种类型的区别。

6、在Protel的文件夹中建立名为lx4.ddb设计数据库文件，将步骤2中桌面上的小信号功率放大器电路.SCH, 小信号功率放大器电路. PCB导入。

7、在Protel的文件夹中建立名为lx5.ddb设计数据库文件，创建两个设计组成员（Guest）zhanghong和waangyan，分别输入密码。

设置工作权限，admin的权限为（Read）、写（Write）、删除（Delete）、创建（Create），Guest的权限为（Read）、写（Write）.
项目二：电路原理图设计基础
任务一：原理图的环境设置
一、任务目的
使用Design/Options和Tools/Preferences1这两个菜单设置设计环境。

二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务内容与步骤：
1、启动Protel 99 SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，在Protel 的文件夹中建立名为student.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为Lx1.sch。

设置图纸大小为A4，水平放置，工作区颜色为220号色，边框颜色为45号色。

标题栏设置：用“特殊字符串”设置制图者为tianjin、标题为“攻放”，字体为华文彩云，颜色为121号色。

次开发
2、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX2.sch。

自定义图纸大小：宽度为850、高度为450，垂直放置，工作区颜色为299号色。

网格设置：SnapOn为10 mil，Visible为10 mil。

字体设置：系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。

可视网格为点状，取消重复操作次数为60次。

设置系统字体：将Use Client System Font For All Dialogs复选框取消选择。

标题栏设置：用“特殊字符串”设置文档编号为“1-10”、标题为“稳压电源”，字体为华文行楷，颜色为238号色，不显示图纸的参考边框。

3、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX3.sch。

标题栏设置：标题栏显示方式为ANSI，用“特殊字符串”设置地址为Mining Street,Washington,10 张原理图中的第一张。

不显示图纸的参考边框。

把光标设置成大十字45度。

4、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX5.sch电路原理图文件。

练习打开及关闭Main Tools（主工具栏）、Wiring Tools（布线工具栏）、 Drawing Tools（绘图工具栏）、 Power Objects（电源及接地工具栏）、 Digital Objects （常用器件工具栏）、 Simulation Sources（信号仿真源工具栏）、 PLD Toolbar （PLD工具栏），放大及缩小原理图。

项目三：原理图设计
任务一：简单原理图的绘制与编辑
一、任务实施目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务的内容与步骤：
[练习1] 在原理图中放置阻值10k的电阻、容量为10微法的电解电容、型号为IN4001的二极管、型号为2N2222三极管、单刀单掷开关和2脚连接器。

注意修改属性。

[练习2] 在练习1的基础上，练习：
（1）选择10k电阻，复制并粘贴该电阻，然后取消选择；
（2）删除二极管，并用恢复按钮将二极管恢复。

（3）删除三极管。

（4）删除电容，然后粘贴该电容。

（5）用鼠标选择几个元件，然后删除这些被选择的元件。

（6）将该电路图存盘。

[练习3] 试关闭和使能电气捕捉栅格，观察电气栅格在连线时具有的作用。

[练习4] 试关闭和使能电气连接点，观察画"丁"字连线时的区
别。

[练习5] 放置网络标记，试更改字型和字号，并连续放置D1-D9十个网络标记。

[练习6] 选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。

[练习7] 按照下图画一个共发射极放大电路，电路中的元件都取自Miscellaneous Devices.lib库。

（1）要求图纸尺寸为A4,去掉标题栏,关闭显示栅格,使能捕捉栅格和电气栅格,使能自动连接点。

（2）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，但是元件要自动编号，并进行电气规则检查。

（2）最后形成该电路的网络表。

任务二：直流稳压电源的设计（1）
一、任务目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务要求：
1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：\ 练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为直流稳压电源的设计（1）.SCH。

四、任务内容与步骤：
[练习1] 稳压电源电路原理如下，原理如图1所示，试画出它的原理图。

1．直流稳压电源的作用及组成：电子设备都需要稳定的直流电源。

功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。

整流电路用来将交流电压交换为单项脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉冲电压中的交流成分，变成平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电压波动时、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

小功率直流电源有电压变压器、整流、滤波电路和稳压电路组成。

随着人们对电的要求水平的提高，对直流电源的主要要求是输入电压变化以及负载变化时，输出电压应保持稳定，即使直流的电压调整及输出电阻越小越好，同时也要求纹波电压要小。

2．电路图
220v市电经变压器输出9v交流，经桥式整流，大电容滤波得到9v电压，再加一个0.1uf小电容滤除电源中的高频分量。

考虑到制作过程中电源空载使得电容放电，可在输出电容并上1KW大功率电阻，另外还要给7805来获得5v电压，万一输出短路，大电容会使稳压块由于反电流冲击而破坏，加一个二极管可使反向电流流向输入端，从而起到保护作用。

3．整流部分
此实验的整流部分主要采用桥式电路，即由四个二极管交叉而成。

但使用二极管时应注意以下问题：
1) 最大整流电路 If指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。

若使用时超过此值，有可能烧坏二极管。

2) 最高反向工作电压Urm指允许施加在二极管两端的最大方向电压通常为击穿电压的一半。

3) 反向电流Ir指二极管未击穿时的反向电流值。

其值会随温度的升高而急剧增加，其值越小，二极管的单向导电性越好。

但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。

4) 最高工作频率f指保证二极管单向导电时的最高导电频率。

当工作频率超过其限度时，二极管的单向导电性能就会变差。

其实桥式整流电路相当于理想二极管，即正偏时导通，电压降为零，相当于理想开关闭合；反偏时截止，电流为零，相当于理想开关断开。

整流电路包括单向半波整流电路和桥式整流电路。

半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大。

因此，它只适用于要求不高的场合。

为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路。

4．滤波部分
整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（称为纹波电压）。

为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流部分。

此电路采用的是电容滤波电路，即在桥式整流电路输出端与负载之间并联一个大电容。

原理如下：在整流电路采用电容滤波后使二极管得到的时间缩短，由于电容C充电的瞬时电流较大，形成了浪涌电流，容易损坏二极管，故在选择二极管时，必须留有足够的电流裕量，以免烧坏。

5．稳压部分
稳压器采用78L05系列即输出电压值5伏，属于三段固定输出集成稳压，两边输入输出中间接地。

为了防止电流或电压过大用二极管并联稳压器，当电流、电压过大时二极管起到开关作用对其进行保护。

[练习2]画好图后：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。

（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread 菜单）
（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）
任务三、直流稳压电源的设计（2）
一、任务目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务要求：
1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：\ 练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为稳压电路.SCH。

四、任务实施内容与步骤：
[练习1]稳压电源电路如图1所示，试画出它的原理图。

VC C
GND
[练习2]画好图后：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。

（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread 菜单）
（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）
任务三：调光灯电路原理图的设计
一、任务目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务要求：
1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：\ 练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为调光灯电路.SCH。

四、任务内容与步骤：
[练习1] 调光灯电路如图1所示，试画出它的原理图。

任务四：光电报警电路原理图的设计
一、任务目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务要求：
1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：\ 练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为光电报警电路.SCH。

四、任务内容与步骤：
[练习1] 调光灯电路如图1所示，试画出它的原理图。

ohm
项目四：生成报表
任务一、电路的ERC检查,生成元件清单及网络表
一、任务目的
（1）对电路进行ERC检查,检查电路中出现的错误。

（2）生成元件清单方便元器件的管理。

（3）生成网络表，为后面PCB制作打下基础。

二、任务内容与步骤：
对项目三中几个任务进行以下操作：
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）
（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread 菜单）
（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）
项目五：原理图元件的制作
一、任务目的
1、熟悉元件库编辑界面。

2、掌握使用元件库编辑器来生成元件和新的元件库。

二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务要求：
1、建立设计数据文件，文件名为设计者.DDB。

所有文件均保存在E：\ 练习的根目录下。

2、新建原理图元件库，文件名设计者.lib。

3、新建原理图文件，文件名为光电报警电路.SCH。

任务一、电阻元件的制作
一、任务的内容：
在自己建的原理图元件库文件中绘制电阻元件符号。

图1 元件符号的绘制
二、任务实施步骤：
1、启动元件编辑器。

2、绘制元件的外框。

3、放置引脚。

注意：①、引脚有电气性能标志的一端放在外端。

②、引脚的旋转应在中文输入法状态下进行操作。

中输入引脚序号。

②、注意设置引脚的电气性能。

5、保存文件。

6、在原理图编辑界面调用自制元件
任务二、修改元件库文件
一、任务内容：
从已有的库中拷贝下列元件，然后粘贴到自己建的元件库中，按下图所示修改和重命名。

修改前 修改后文件名为LM555CM
1、在上一任务基础上启动元件编辑器，新建一个原理图元件，重命名为LM555CM.
2、在元件编辑器界面中打开菜单命令Tools/Find Component 查找元件。

3、选取元件并复制后切换界面到设计者的编辑界面。

4、修改元件引脚名和引脚序号，添加或移动其余引脚。

5、保存文件。

6、调用自制元件。

练 习
[练习1]按要求制作如图1所示集成芯片CD4060
制作元件CD4060要求如下：
[练习2] 试建立设计者.lib元件库，从已有的库中拷贝下列元件，然后粘贴设计者.lib元件库中，按下图所示重命名。

项目六： PCB入门
任务一、电子元件的封装
一、任务目的
了解印刷电路板的种类和特点、电子元件的封装、导线、层等和印刷电路板（PCB）设计制作密切相关的概念.
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务实施内容与步骤：
[练习 1 ] 练习打开及关闭Main Toolbar（主工具栏）、Placement Tool（放置工具栏）、Component Placement（元件位置调整工具栏）、Find Selections（查找选择工具栏）。

[练习 2 ]加载PCB Footprints.lib封装库，并从中选择电阻封装（AXIAL0.3），电容封装（RAD0.1和RB.2/.4），二极管封装（Diode0.4）、三极管封装（To-126），连接器封装（SIP2）、可变电阻封装（VR1），石英晶体封装（XTAL1），集成电路元件封装（DIP16），把这些封装放置到电路板图上.
[练习 3 ] 写出如下图所示封装的名称及封装文件库名。

任务二：PCB板制作之熄火报警电路制作
1建立设计数据文件，文件名为设计者。

文件保存在D:盘根目录下。

2新建电路图文件，文件名为熄火报警电路.sch。

3
图1 图2
4新建PCB文件，文件名为熄火报警电路.PCB。

4.1用向导建立PCB文件，PCB形状为长方形，尺寸1500mil×1000mil
5PCB元件布局。

5.1在电路图中向PCB更新网络表。

5.2合理布局元件
6设置PCB布线规则
6.1设置走线宽度：GND为40 mil，全板为20 mil。

6.2设置为单面布线，布线层在底层。

7用自动布线命令对全板布线。

任务三：PCB板制作之调光灯制作
1、建立设计数据文件，文件名为设计者。

文件保存在E盘根目录下。

2、新建电路图文件，文件名调光灯电路.sch。

3、
图1
4、新建PCB文件，文件名为电子节能开关.PCB。

a)用向导建立PCB文件，PCB形状为长方形，尺寸1500mil×1000mil
5、PCB元件布局。

a)在电路图中向PCB更新网络表。

b)合理布局元件
6、设置PCB布线规则
a)设置走线宽度：GND为40 mil，全板为20 mil。

b)设置为单面布线，布线层在底层。

7、用自动布线命令对全板布线。

任务四：创建PCB元件及元件库
一、任务目的
1、学会创建PCB新元件。

2、学会创建PCB元件库。

二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL 99 SE软件
三、任务内容与步骤：
1、启动Protel 99 SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。

在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。

2、打开PCB Footprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB中，然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。

3、打开PCB Footprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB 库中，然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf，再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。

4、打开PCB Footprints封装库,拷贝一个DIODE0.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图3的封装,并重命名为DIODE，再将它改为如下图4的封装,并重命名为CLED.
5、打开PCB Footprints封装库,拷贝一个TO-126的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图5的封装,并重命名为RP，再将它改为如下图6的封装,并重命名为7805。

(7805元件焊盘外径60mil,内径40mil。