2024利用Protel99SE设计PCB基础教程

利用Protel99SE设计PCB基础教程
目录•基础知识与概念
•原理图设计入门•PCB设计进阶操作•层次化设计与多板协同•报表输出与文档整理•实战案例分析与讨论
01基础知识与概念
PCB设计简介
PCB（Printed Circuit Board）…
即印制电路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电路连接的提供者。

PCB设计的重要性
PCB设计的好坏直接影响电子产品的性能、可靠性和成本。

PCB设计的发展趋势
随着电子技术的不断发展，PCB设计正朝着高密度、高速度、高可靠性、低成本的方向
发展。

Protel99SE软件概述
Protel99SE软件介绍
Protel99SE是Protel公司推出的一款基于Windows平台的电子设计自动化软件，广泛应用于
电路原理图设计、印制电路板设计等领域。

Protel99SE软件特点
界面友好、操作简便、功能强大、支持多种文件格式等。

Protel99SE软件安装与配置
安装Protel99SE软件需要一定的计算机硬件配置，同时需要进行相应的软件配置，如设置工
作区、加载元件库等。

原理图与PCB关系
原理图与PCB的关系
原理图是电路设计的图形化表示，而PCB是电路的物理实现。

原理图与PCB之间需要相互转换，即将原理图转换为PCB图，或者将PCB图转换为原理图。

原理图与PCB的转换过程
在Protel99SE中，可以通过网络表文件（Netlist）将原理图与PCB进行关联和转换。

网络表文件包含了原理图中所有元件的封装信息、连接关系等信息，是原理图与PCB之间的桥梁。

设计流程与规范
PCB设计流程
一般包括原理图设计、元件封装制作、PCB布局、布线、DRC
检查、输出制板文件等步骤。

PCB设计规范
为了保证PCB设计的质量和可靠性，需要遵循一定的设计规范，
如元件布局规范、布线规范、接地规范、电源规范等。

这些规
范可以帮助设计师避免一些常见的错误和问题，提高设计效率
和成功率。

02原理图设计入门
010204原理图编辑器介绍
编辑器界面与工具栏功能菜单命令与快捷键操作
原理图编辑器设置与参
数配置
原理图模板创建与保存
03
元件库类型与加载方式元件封装与引脚定义元件属性编辑与修改元件库自制与扩展方法
元件库与元件管理
01
02
0304
新建原理图文
件并设置参数
放置元件并调
整布局连接电路并添
加注释
原理图打印输
出与分享
绘制原理图基本步骤
原理图检查与错误排查
电气规则检查与报告生成网络表比对与错误定位
元件封装完整性检查常见问题分析与解决方案
03PCB设计进阶操作
菜单栏与工具栏
显示当前设计项目的结构，方便管
理各个设计文件。

设计管理器
对象浏览器
状态栏
01
02
04
03
显示当前操作状态、坐标、层次等
信息。

提供文件操作、编辑、视图等功能选项。

浏览和选择设计中的各种对象，如元件、网络等。

PCB 编辑器界面介绍
存放元件封装信息的数据库，包括封装外形、尺寸、引脚排列等。

封装库概念
封装编辑器
封装管理
用于创建和编辑元件封装的工具，支持手工绘制和导入外部封装。

对封装库中的元件封装进行添加、删除、修改等操作，确保设计使用的封装正确无误。

03
02
01
封装库与封装管理
03
层次设置与内电层分割
合理规划信号层、电源层、地层等层次结构，实现内电层的分割和连接。

01
布局规划原则
遵循信号流向、功能模块划分、电磁兼容等原则进行布局设计。

02
布线策略
根据信号类型、频率、电流等因素选择合适的布线方式和线宽，确保信号传输的完整性和稳定性。

布局规划与布线策略
DRC检查及优化调整
DRC检查
利用设计规则检查（Design Rule Check）功能，对设计进行电气规则、间距规则等方面的检查，确保设计符合规范要求。

优化调整
根据DRC检查结果，对设计进行相应的优化调整，如调整线宽、间距、补泪滴等，以提高设计的可靠性和可制造性。

迭代完善
在设计过程中不断进行DRC检查和优化调整，直至达到满意的设计效果。

04层次化设计与多板协同
将复杂的电路设计任务分解为多个较小的、更易于管理的子任务，每个子任务对应一个电路模块或层级。

层次化设计概念
通过模块化设计，可以并行处理多个子任务，缩短整体设计周期。

提高设计效率
将复杂系统分解为简单模块，有助于理解和维护电路设计。

降低复杂度模块化的设计使得电路组件可以在不同项目中重用，同时方便对局部电路进行修改和优化。

便于重用和修改
层次化设计概念及优势
分配设计任务
根据协同设计目标，将设计任务分配给不同的设计团队或工程师。

确立协同设计目标
明确各电路板的功能和性能指标，以及相互之间的连接和通信要求。

设计电路板原型
各设计团队使用Protel99SE 分别设计各自的电路板原型，包括电路原理图、元件布局和布线等。

整合与测试
将所有电路板整合在一起，进行整体测试和验证，确保系统功能和性能符合设计要求。

协同布局和布线
在统一的设计环境中，对各电路板进行协同布局和布线，确保电路板之间的连接正确无误。

多板协同工作流程
根据电路板之间的连接需求，选择合适的跨板连接器，如排针、
排母、连接器模块等。

跨板连接器选择
制定总线管理策略，包括总线类型、总线宽度、传输速率等，确保各电路板之间的数据传输稳定可靠。

总线管理策略
针对高速信号传输，需要考虑信号的完整性问题，如反射、串扰、衰减等，并采取相应的措施进行抑制和优化。

信号完整性考虑
跨板连接器和总线管理
整合测试流程功能验证方法
性能评估指标可靠性测试方法
整合测试与验证方法
制定整合测试流程，包括测试计划、测试用例设计、测试环境搭建、测试执行和缺陷管理等。

制定性能评估指标，如传输速率、误码率、功耗等，对电路板的性能进行评估和比较。

通过输入激励信号并观察输出响应，验证电路板的功能是否正确实现。

通过长时间运行、高低温测试、振动测试等方法，检验电路板的
可靠性和稳定性。

05报表输出与文档整理
生成BOM表和其他报表
BOM表生成
通过Protel99SE的报表功能，可以
自动生成物料清单（BOM）表，
列出PCB所需的所有元件及其属性。

其他报表输出
除了BOM表外，还可以根据需要
生成其他报表，如元件封装报表、
网络表等，以便进行后续的生产和
采购工作。

1 2 3为确保文档的可读性和易管理性，应遵循统一的命名规范，如项目名称_版本号_日期_作者等。

文档命名规范
建立清晰的文档目录结构，将相关文件进行分类存放，便于查找和使用。

文档目录结构
文档内容应准确、清晰、完整，包括设计说明、原理图、PCB图、元件清单等必要信息。

文档内容要求
文档整理规范和要求
版本控制和变更管理
版本控制
使用版本控制工具（如Git）对设计文
件进行版本控制，记录每次修改的内
容和修改者，便于追溯和恢复历史版
本。

变更管理
建立变更管理流程，对设计过程中的变
更进行申请、审批、实施和验证，确保
变更的合理性和正确性。

输出文件格式选择
Gerber文件
Gerber文件是PCB行业标准的文件格式之一，用于描述
PCB的图形和数据，应确保输出的Gerber文件准确无误。

ODB文件
ODB是一种高效的PCB数据交换格式，支持多层板、盲埋
孔等复杂结构，适用于高精度、高密度的PCB设计。

PDF文件
PDF文件是一种通用的电子文档格式，可用于查看和打印
设计文件，便于与客户和供应商进行沟通和交流。

06实战案例分析与讨论
典型案例分析
案例一
单面板设计。

分析单面板设计的布局、布线技巧，以及元件封装
的选择等关键因素。

案例二
双面板设计。

探讨双面板设计中如何优化电源、地线的布局，以及
如何通过调整层叠结构来降低电磁干扰。

案例三
多层板设计。

深入解析多层板设计的层叠规划、内电层分割、信号
完整性等问题，并分享成功的多层板设计案例。

常见问题解答
问题一
01
如何设置元件封装库？解答：详细介绍在Protel99SE中如何创建和编辑
元件封装库，以及如何导入和使用第三方封装库。

问题二
02
如何优化布线效果？解答：提供多种布线优化技巧，如手动布线、自动
布线与交互式布线等，并讲解如何设置布线规则和约束条件。

问题三
03
如何处理设计中的DRC错误？解答：系统介绍DRC检查的功能和使用方
法，并列举常见DRC错误及其解决方案。

技巧二增强设计美观性。

提供一些设计美观性的建议，如元件布局整齐、走线清晰、丝印标注规范等，以使设计更加美观易读。

经验一
合理设置设计参数。

分享如何根据实际需求设置设计参数，
包括板层结构、板材参数、线宽线距等，以确保设计的可行
性和可靠性。

经验二善用设计工具。

介绍Protel99SE 中一些实用的设计工具和功能，如敷铜、补泪滴、包地等，并讲解如何正确使用这些工具来提高设计效率。

技巧一
提高布线效率。

分享一些布线技巧，如蛇形线、差分对、等
长布线等，并讲解如何在实际应用中运用这些技巧来优化布线效果。

经验分享和技巧提示
输入标题趋势二趋势一行业发展趋势预测
智能化设计工具的发展。

随着人工智能技术的不断发展，未来PCB 设计工具将更加智能化，能够自动完成
更多设计任务并提高设计效率。

柔性PCB 的快速发展。

随着可穿戴设备、智能家居等领域的快速发展，柔性PCB 将迎来更广阔的应用前景和发展空间。

环保材料的广泛应用。

随着环保意识的日益增强，未来PCB 制造将更加注重环保材料的选择和应用，以降
低对环境的影响。

高密度封装技术的应用。

随着电子产品的不断小型化，高密度封装技术将成为未来PCB 设计的重要发展方向之一。

趋势四趋势三
THANKS。