浅析Protel 2004在教学中的应用

黑龙江 闫 明

Protel系列软件是深受电子设计师喜爱的电路板设计软件，它的前身是美国ACCEL Technologies公司20世纪80年代推出的TANGO软件包。随着电子工业的发展，Protel Technologies公司及时推出Protel for DOS软件作为TANGO的升级版本。1991年发布了世界上第一个基于Windows环境的EDA（电子设计自动化）工具，随后又推出了Protel99及Protel99SE等产品。2001年，该公司更名为Altium公司，接着推出ProtelDXP，集成了更多工具，使用更方便，功能更强大。

Protel是目前国内较流行的通用电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称 EDA）软件，在国内的电子设计行业中得到了广泛的应用。其最主要的特点，降低了制作PCB的门槛，由于Protel 2004强大的自动布线功能，只要通过短时间的培训或自学，就可以较快地具有制作合格PCB板的能力。PCB板是工程师最为关心的问题，Protel2004应用了改进型Situs TopogicalAutorouting布线规则。这种改进型的布线规则以及内部算法的优化大大提高了布线的成功率和准确率。

现对如何使用Protel2004浅析如下：

一、建立项目

在对电子线路图设计时，第一步，就要建立一个项目，这个项目是专门为所绘电路图的一个总体的规划，这对所做图的制板起到决定作用，Protel2004国内分两种版本，一种是英文版，一种是汉化版，在使用中，要注意先用合适的版本，汉化版中有些元件库是加装不上的，需要重新加载。用NEW（新建），Projects(项目)面板，DXP自动生成一个扩展名为Prj的项目名称，对这个项目名称用鼠标右键单击，利用Save as将项目另存为所建电子图的名称，而且在绘图过程中要对所绘文件的保存，利用快捷Ctl+S，即可完成对文件的保存。

对于刚刚学习Protel2004的电子设计人员来说，建立项目非常重要，如果没有项目，则所绘电路图在以后的PCB版制作过程中，将不会产生相应原理图文件的网络表，也就是相应的PCB板与原理图不能相对应。而且要求每一份电子电路图的设计要求有一个项目。

二、设计原理图纸

建一个项目以后，就要对所建项目内要绘制一张原理图，用“文件”（file），“新建”（NEW），“原理图”（Schemitic），DXP 就会出现原理图设计的界面，对于原理图绘制，首先得要对原理图图纸的规格进行设计，其中包括图纸的大小，图纸的方向，图纸的模式等等，最重要的是对图纸中单位的设定，可以有两种单位一种是美制，mil，一种是国际单位mm，使用中，要选择合适的单位，以便于在设计电子线路图在按正确的单位选择元件的大小。

图纸网格的设置，在网格选项组中，可以根据实际需要自定义图纸网格参数，这里有两个复选框，一个是捕获（snap），一个是可视（visible）。其中捕获选项中可以设定鼠标在图纸上的移动距离，也就是通常所说的光标移动的步长，即用鼠标拖动元件时，每次移动的最小距离。此项功能为摆放原理图元件，连接导线带来极大的方便。可视，在此选项中可以视栅格的大小，通常将一个栅格的音准高设为10mil，称为基本单位。

电气网格的选项中，可以自定义电气节点自动捕捉范围，在连线时，自动跳到最近的电气对象上，以保证准确地连接，在移动元件时，也能自动捕获到最近的电气对象和节点，给连线带来极大的方便。

三、加载元件库

每一张电子线路图纸，都要有大量的电子元件，DXP带有强大的元件库，并在每个元件中，都有元件的封装（footprint），元件的封装就是在PCB板上的元件物理大小，这是与原来的Protel99SE版本，最大的区别，我们可以通过对元件库的加载，从元件库中取得相关的电子元件，针对元件库中没有的电子元件，我们也可以通过个人设计来实现电子元件的制作。

四、绘制原理图

按照原理图的要求，在Miscellaneous Devices Library中将所有电子元件查到，并放在原理图上，并对其编号进行设定。同时，在每一个元件的属性中设置元件电量值的大小值，元件的封装形式等等。在原理图中加上直流电源以及相应的接地，最后将输入端与输出端加在相应的网络标识，就可以形成一个完整的电子线路原理图的图纸。

五、生成网络表

在绘制完一张完整的电气原理图后，为在PCB板中开成相应的电气连接，必须在同一个项目下，生成一个网络表，在原理图界面下，用设计（Design）选项中的设计项目网络表（Netlist for Project），对 Protel生成相对应的网络表（Netlist），并保存在同一个项目下，网络表可以得出每一个元件的电气连接的标号，在网络表中均有标注。用户在进行PCB设计时需要加载网络表，其中元件封装信息就是从这一表中得出来的。如果用户在原理图中没有定义元件封装，那么在PCB板中将没有所对应的元件，也就是没有相应的元件的物理外形。

六、制作PCB板

PCB板的制作，我们可以使用DXP相关的向导来完成，在files里，我们选取PCB Board Wizard来制作我们想要使用的PCB的大小及相应的过孔，板层等等。生成相应的PCB后，我们可以使用“设计”选项，Protel2004中加载网络表有两种方式，“Desing”选取 Updata PCB filename.PCBDOC载入，由PCB文件执行菜单“Design”选取ImportChanges From filename.PRJPCB”选取导入相应原理图的相关元件。在PCB板上编辑相应元件的属性，调整元件的物理位置，设置相应的布线方法，选取是单面板，还是双面板，及相应导线的宽度，再选取自动布线，就可完成PCB板的初步设计。

七、Protel2004相关问题的解决

问题一、多数新装机器的系统为操作系统win7，但是在这个操作系统下，Protel2004不能正常运行，如何解决呢？可以这样安装一个虚拟机，然后在虚拟机里安装XP系统，然后再在那里面安装DXP，但是这么做的结果就是机器运行起来比较慢，需要有2G以上的内存。

问题二、PCB电路板上将Top layer和Bottom layer上进行连接的GND孔，是放置过孔还是放置焊盘。放置过孔比较好，过孔和焊盘的主要区别就是焊盘边上有助焊层，而过孔就是起到连接作用，你要连接顶层和底层，正好用过孔合适。

问题三、Protel 2004原理图如何更新到PCB，在设计标题栏中，没有更新到PCB的选项，该如何更新到PCB。必须先建一个工程项目，将schdoc文件和pcbdoc文件放到一个工程项目下，这是初学者最易发生的错误。

问题四、电路原理图没有问题，但是PCB设计装载网络表时，显示元件找不到，或者引脚找不到。