Protel在电路设计中的应用

系统软件与软件工程Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第5卷第18期(2009年6月)本栏目责任编辑：谢媛媛Protel 在电路设计中的应用尹瑞更（无线电台管理局723台，河北石家庄050021）摘要：Protel 是最流行的电路设计自动化软件之一，该文介绍了Protel 99SE 版本在电路设计中的实际应用。

关键词：Protel ；电路设计中图分类号：TP331文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)18-5026-02Protel in Circuit DesignYIN Rui-geng(723Radio,Radio Authority,Shijiazhuang 050021,China)Abstract:Protel is the most popular one of circuit design automation software,the paper version of Protel 99SE introduced in the circuit design of practical application.Key words:protel;circuit designProtel99SE 是Protel 公司开发的功能强大的电路辅助设计工具，是EDA 行业的主流产品。

Protel99SE 提供了高级数模器件混合仿真功能，其仿真引擎使用的是伯克利分校的SPICE3f5/Xspice ，它可精确地仿真由各种器件(比如TTL 、CMOS 、BJT 等)构成的电路。

同时不需要用户自己去编写电路网表文件，系统将根据所画电路自动生成网表并进行仿真。

1Protel 设计特点及其步骤Protel 软件具有强大的模/数混合信号电路仿真能力，能提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真，并且可以分析电路各方面的性能，如电路的交直流特性、温度漂移、噪声、失真、容差、最坏情况等特性。

Protel 为每种分析类型都提供了一组设置参数，通过设置对话框可方便地设置所需的各种参数。

Protel 提供了20多个模拟和数字器件仿真元件库，共包含6000多个常用元器件。

同时，Protel 提供了一个开放的库维护环境，用户可以方便地修改原有器件模型，也可以创建新器件模型。

1.1原理图设计及其流程电路设计是指实现一个电子产品从构思设计、电学设计到物理结构设计的全过程。

原理图的设计主要是绘制一张正确、完美的电路原理图，它是整个电路设计的基础。

电路原理图的设计一般有如下过程：(1)设置原理图图纸大小；(2)设置环境；(3)放置元件；(4)原理图布线；(5)生成网络表；(6)保存。

1.2PCB 设计及其流程印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路，因此，印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。

通常具体过程如下：第一步：电路板框架设计。

设计印制电路板之前，用户要对电路板有一个初步的规划，如电路板的边框尺寸，采用几层电路板，是单面板还是双面板，各元器件采用何种封装形式及其安装位置等。

第二步：参数设置。

主要设置元器件的布置参数、板层参数、布线参数等。

一般某些参数可用其默认值，而某些参数在使用过Protel99SE 之后，即第一次设置后，以后几乎无须修改。

第三步：装入网络表及元件封装。

网络表是电路板自动布线的灵魂，也是电路原理图设计系统与印制电路板设计系统的接口。

元器件的封装是指元器件的实际外形、尺寸，对于每个装入的元器件必须有相应的外形封装，才能保证电路板布线的顺利进行。

只有将网络表装入之后，才可能完成对电路板的自动布线。

第四步：元器件布局。

Protel99SE 可以对元器件进行自动布局，亦可让用户手工布局。

元件布局合理，对下一步自动布线至关重要。

第五步：自动布线。

Protel99SE 采用世界最先进的无网络、基于形状的对角线自动布线技术。

只要将有关的参数设置得当，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。

第六步：手工调整。

自动布线结束后，对某些令人不满意之处可进行手工调整。

第七步：文件保存及输出。

完成电路板的布线后，保存完成的电路线路图文件。

然后利用各种图形输出设备，如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。

2Protel 电路设计及其实例以单级放大电路设计来说明Protel99SE 在电路设计中的应用。

2.1电路原理图设计电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在是正确性和布局合理的前提下力求美观。

根据以上所述的电路原理图设计步骤，单级放大器电路原理图设计过程如下:收稿日期：2009-05-15作者简介：尹瑞更（1971-），男，本科，河北人，工程师。

ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.18,June 2009,pp.5026-5027E-mail:xsjl@ Tel:+86-551-569096356909645026Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术系统软件与软件工程第5卷第18期(2009年6月)本栏目责任编辑：谢媛媛1)启动原理图设计服务器进入Protel99SE ，创建一个数据库，执行菜单File/New 命令，从框中选择原理图服务器(SchematicDocument)图标，双击该图标，建立原理图设计文档。

双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。

2)设置原理图设计环境执行菜单Design/Options 和Tool/Preferences ，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。

3)放置元件在防止元件前首先要装入所需的元件库即把元件库增加到元件库管理器中然后根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place 按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。

4)原理图布线将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。

然后利用Protel99SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。

同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。

最后使用Protel99SE 的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC 对画好的电路原理图进行电气规则检查，若有错误，根据错误情况进行改正。

5)生成各种文件报表其中最重要的是网络表网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/CreateNetlist 可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。

6)保存经过以上的步骤，完成了单级放大电路原理图的设计。

单级放大电路原理图如图1所示。

2.2印刷电路板的设计电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构设计是通过印刷电路板来实现的。

应用Protel99SE 设计印刷电路板过程如下：1)启动印刷电路板设计服务器进入PCB 设计服务器界面。

2)规划电路板根据要设计的电路在Keep Out Layer 绘制电路板的尺寸为宽2000mil 高1000mil 。

执行菜单Design/Options ，在“Signal Layer ”中选择Bottom Layer ，把电路板定义为单面板。

3)设置参数参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules ，左键单击Routing 按钮，根据设计要求，在规则类(Rules Classes)中设置参数。

选择Routing Layer ，对布线工作层进行设置:左键单击Properties ，在“布线工作层面设置”对话框的“Rule At -tributes ”选项中设置Top Layer 为“Not Used ”、设置Bottom Layer 为“Any ”。

选择Width Constraint ，对地线线宽进行设置：左键单击Add 按钮，进入线宽规则设置界面，首先在Rule Scope 区域的Filter Kind 选择框中选择Net ，然后在Net 下拉框中选择GND ，再在Rule Attributes 区域将Minimum width 、Maximum width 和Preferred 三个输入框的线宽设置为50mil ；电源线宽的设置:在Net 下拉框中选择VCC ，其他与地线线宽设置相同；整板线宽设置：在FilterKind 选择框中选择Whole Board ，然后将Minimum width ，Maximum width 和Preferred 三个输入框的线宽设置为20mil 。

4)装入元件封装库和网络表执行菜单命令Design/Add/Remove Library ，在“添加/删除元件库”对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Foot -print ，Transistor ，General IC ，Miscellaneous 。

lib 等。

然后执行菜单Design/Load Nets 命令，然后在弹出的窗口中单击Browse 按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件(扩展名为Net)，如果没有错误，单击Execute 。

若出现错误提示，必须更改错误。

5)布局Protel99se既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自动布局。

布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。

6)自动布线执行菜单命令Auto Routing/All ，并在弹出的窗口中单击Route all 按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。

只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。

7)手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。

8)打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview ，形成扩展名为PPC 的文件，再执行菜单命令File/print Job ，就可以打印输出印刷电路板图，如图2所示。

3结论随着电子工业的飞速发展，电路设计越来越复杂，手工设计越来越难以适应形势发展的需要，Protel 以其强大的功能、快捷实用的操作界面及良好的开放性，为设计者提供了现代电子设计手段，使设计者能快捷、准确地设计出满意的电路原理图和印刷电路板，不愧是从事电路设计的一个良好的工具。

参考文献：[1]张海玉,王熙,杨霞.Protel99SE 在电液仿形系统电路设计中的应用[J].自动化技术与应用,2009,(4).[2]闫佳.Protel2004在电路设计中的应用[J].科技信息,2009,(1).[3]杨帆,刘晓芳.高频电路布线中Protel 软件的应用[J].电脑知识与技术,2009,(6).图1单级放大电路原理图图2印刷电路板图5027。