电路的计算机辅助设计及仿真

电路的计算机辅助设计及仿真
一．课程设计的目的
学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能力。

二．操作步骤
2.1．在File菜单中选择New项，就会出现New Design Database对话框。

在设
计结果保存类型项中选择MS Access Database项,这样设计过程中的所有
文件就会自动保存在一个指定的文件夹中。

2.2．数据库文件名取名为cheng.ddb。

为了便于管理，在D盘的根目录下新建
一个cheng的子目录，存放该数据库文件内容，然后点击Browse…选择
要保存的数据库文件目录。

点击OK，进入设计环境，可以进行电路图设计或其他的设计工作。

2.3．双击Documents目录，在File菜单中选择New…项或在Documents的空
目录下单击鼠标右键选择New…项，将出现New Document对话框。

因为要建立的是电路原理图文件，所以选择“Schematic Document”,点击OK 2.4．给原理图命名为cheng.sch，在原理图文件名上双击鼠标左键，则打开该
原理图文件，进入所示原理图设计编辑窗
2.5．首先选择Design菜单下的Option选项设置图纸A4纸。

点击OK
2.6．用鼠标左键选中图纸，然后用键盘上的Page Up键放大图纸，单击设计
管理器中的Browse Sch选项卡，单击Add/Remove按钮，将出现Change Library File List对话框，来增加元件库
2.7．在元件库中找到所需的元器件。

电阻为RES，直流电压源为VSRC。

点
击Place按钮，此时元件符号可随鼠标移动，若要旋转元件，按空格键，按TAB键可以打开Part对话框，可在此对话框中编译元件的属性，点击鼠标左键放置元器件，找到所有所需元件，
2.8．单击Place菜单下的Wire项画出导线。

将光标移到所画导线的起点，单
击鼠标左键，再将光标移动到下一点或者终点，再单击一下鼠标左键，即可绘制出第一条导线，以该点为起点，继续移动光标，绘制第二条导线如果要结束绘制这条导线，可以单击鼠标右键或按ESC键，然后将光标移动到新导线的起点，单击鼠标左键，再按前面的步骤绘制另一条导线画完所有导线后，连续单击鼠标右键两次，即可结束画导线状态，光标由十字形状变成箭头形状
2.9．画完电路原理图，点击工具栏Simulate中的Create SPICE Netlist选项，
查看电路图是否正确，若不正确，返回到电路图所在页进行更改，直到完全正确为止。

2.10．电路图正确后，点击Simulate中的Run选项，出现对话框，选择Yes，
出现仿真窗口，在左上角的Waveforms框中有各个可以仿真的项目，选中任一项，单击框下面的show按钮，就可以出现该项的仿真图，用这个方法做出所需的所有仿真图
三．画出电路图
四．电路仿真
4.1．R1，R2，R3的电流仿真图
4.2．R1，R2，R3，Us1，Us2的功率仿真图
五．将计算结果与仿真结果作比较
5.1．计算：如图所示电路中，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω。

Us1=3V,Us2=1V.
求电阻R1，R2，R3两端的电压U1，U2，U3。

通过的电流I1，I2，I3。

和功率P1，P2，P3。

解；由电路有：
-U1+Us2+U2=0
得U2=U1-Us2=U1-1V
由U3+U1-Us1=0
得U3=Us1-U1=3V-U1
由I1+I2-I3=0
代入得U1/R1+U2/R2-U3/R3=0
代入U2，U3的表达式及各电阻值，
有U1+(U1-1)/2-(3-U1)/3=0
解得U1=9/11V=0.8182V
则有U1=0.8182V
U2=-0.1818V
U3=2.1818V
I1=U1/R1=0.8182A
I2=U2/R2=(-0.1818)/2=-0.0909A
I3=U3/R3=2.1818/3=0.7273A
P1=0.6695W
P2=0.0153W
P3=1.5868W
5.2．仿真：由仿真图可以看出
I1在0.8000~0.8400之间
I2在-0.0930~-0.0890之间
I3在0.7100~0.7500之间
P1在0.6500~0.6900之间
P2在0.0150~0.0190之间
P3在1.4000~1.8000之间
经分析可以看出计算值与仿真范围相吻合
六．心得体会
我觉得电路原理课程是电类专业的主要技术基础课，通过本课程的学习，能够使我掌握近代电路理论的基础知识，电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。

而通过这次课程设计，使我不仅对这学期电路学习的东西又更深刻的复习了一遍，而且对我的专业课又提供了更大的帮助，从而是我对它更感兴趣了，我想这对我更好的学习这科课程有很大的帮助，而且我很会更加努力的学习的，争取以后在这方面有突出的表现，也希望老师能够给我帮助，使我的学习更加顺利。

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过
程.Protel99
软件应用十分广泛,因此学会应用此仿真软件是十分必要的.
做课程设计真的是很不容易，更何况是第一次呢！刚开始对Protel99根本一点
都不了解，老师虽然大体的讲了讲，但是听的是一头雾水。

元旦开学以后就要交了，
一定要在元旦这一周做完。

放假前上图书馆借了本入门知识，开始着手做才发现里面
全是英文！和几个舍友研究了研究，才会了点皮毛。

所幸这次课程设计还用不了太多
的知识，勉强能应付过去。

在这几天里，成天的往机房跑。

好几天一点进展没有，还
好终于坚持了下来。

回顾起此次电路的课程设计，我感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，整整一个假期可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的
知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是
远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真
正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇
到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，
同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，
掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

不管怎么说这次的课程设计总算是顺利的完成了，了解了Protel99软件的用途。

不过最后还得经过老师的审查，在老师的指导下弥补自己的不足，这样，这次的课程
设计才会画上一个完美的句点。

七．参考文献
[1]邱关源，电路（第四版）[M]，北京：高等教育出版社，1999（2006重
印）：23/501
[2]梁恩主，Protel 99 SE 电路设计与仿真应用（配光盘）[M]，北京：
清华大学出版社，2000：99/760
[3]清源科技，Protel 99 SE 电路原理图与PCB设计及仿真 [M]，北京：
机械工业出版社，2007:187/904。