浅谈Protel99SE在PCB设计中的应用

摘要：在电子产品制造中，PCB设计是一项重要的技能。本文以FM收音机电路设计为例，系统地讨论用Protel 99SE绘制电路原理图和设计PCB的方法。

关键词：绘制原理图；PCB设计；方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0251-02

一、导言

随着电子产业的不断发展，用Protel软件设计电路和PCB成为电子专业学生必备的技能之一。Protel99SE功能强大，能进行原理图绘制、电路仿真、PCB设计、PLD设计、各类报表等工作。本文将以FM收音机电路设计为例，讲述Protel 99SE在PCB设计中的应用。

1.电路原理图设计的一般步骤[1]。电路原理图设计通常有以下六个步骤，即启动Protel99SE原理图编辑器、设置图纸大小和版面、放置元器件、对放置的元器件布局布线、对布局布线进行调整、保存文档并打印输出。

2.PCB的设计步骤。印制电路板图（PCB）的设计由七个步骤构成，即绘制电路原理图、创建PCB文档、规划电路板、装元器件封装库及网络表、元器件的布局、布线、文档保存与输出。

二、印制电路板设计实例——FM收音机电路设计

1.FM收音机原理图设计。原理图设计是PCB设计的基础，原理图的正确是电路板布局布线的前提。①创建原理图设计文件，在Protel 99SE主菜单栏File菜单中选择子菜单New，在“New Design Database”对话框中设置数据库的名称“FM收音机电路设计.ddb”和保存路径，完成创建。在新建数据库中单击主菜栏File中的New…，选择“Schematic Document”图标，生成一个原理图设计文件，命名为“FM收音机.Sch”。②设置图样参数，FM收音机电路图采用A4号图纸。单击主菜单栏的Design菜单，在弹出下拉菜单中选择Option…选项，将默认的图样幅面“B”改为“A4”。③放置元器件，在Libraries选项中选择所需的元器件库，并选定元器件，双击元器件名，然后单击鼠标左键放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音机电路设计中，现有的库中不提供SC1088，需要自己制作该元器件。④放置连线和节点，然后在连线工具栏中单击按钮，在连线的起点处单击鼠标左键，拖动鼠标至另一元器件的引脚，再次单击鼠标左键，完成此连线的绘制。如果连线相交，则需要添加节点，单击连线工具栏中的按钮，在需要添加节点的位置单击鼠标左键，完成节点的设置[2]。⑤放置电源和接地符号，放置电源和接地符号有两种方式，即通过菜单Place＼＼Power Port，或者使用连线工具栏（Wiring Tools）中的按钮。⑥编辑元器件属性，根据电路原理图的需要，设置元器件名称、封装和参数等相关属性。完成以上步骤，原理图绘制完毕，如图1所示。⑦保存文件，绘制完毕后，执行菜单命令File＼＼Save，保存文件。

2.检查原理图电气规则。使用Protel 99 SE的电气规则，即执行菜单命令Tool/ ERC，进行电气规则检查。发现错误，根据错误信息改正。

3.创建网络表。网络表是电路原理图和PCB之间的桥梁。执行菜单命令Design/ Create Netlist，生成与原理图同名的文件，其扩展名为“.NET”。

4.印刷电路板的设计。①进入印刷电路板设计界面，执行菜单File/New命令，选择PCB Document图标，新建PCB设计文档，命名为“FM收音机.PCB”。②规划电路板，在“FM收音机.PCB”工作界面中选取KeepOut Layer，执行Track命令，绘制FM收音机电路的边框，其形状为矩形，大小为80mmΧ60mm。③设置设计规则的相关参数，执行菜单命令Design/Rules，选择Routing按钮。在Rules Classes中根据电路板设计要求设置参数[3]。“FM收音机电路”PCB板的设计要求如下：信号层为Top Layer和Bottom Layer，无电源层。顶层布线形态为“Horizontal”，底层布线形态为“Vertical”；过孔（Via）设置为穿透式过孔；元件安装方式为贴片式（SMT），可以双面布局；布线宽度（Width）设置为8～12mil，推荐宽度为10mil；过孔、布线安全间距（Clearance）采用默认设置；增加+3V、GND网络设置，将布线宽度设置为20～100mil；推荐宽度为40mil。④加载元件封装库，执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在弹出的对话框中选取对应的元件封装库。如果有自制的封装，也要将封装所在的库添加到库中。⑤装载网络表，执行菜单Design/Load Nets…命令，选择“FM收音机.Net”文件。如果显示无错误，单击Execute按钮完成网络表的装载。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自动布局和手动布局。执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自动布局。FM收音机布局如图2所示。⑦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，开如对PCB进行自动布线。FM收音机电路板布线图如图3所示。⑧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。运用手工调整，将PCB设计得更完美。⑨打印输出PCB，执行菜单命令File/Print/Preview，生成“FM收音机.PPC”。然后执行菜单命令File/print，打印出PCB图。

三、结语

随着电子产品的新发展，印制电路板的设计会日趋复杂。运用Protel设计电路在提高原理图和PCB设计效率的同时，其强大的规则设置也保证了电子产品的可靠性。

参考文献：

[1]张辉.Protel 99SE项目式教程[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[2]吉雷.Protel 99从入门到精通[M].西安电子科技大学出版社，2000.

[3]杨奇，刘红.浅谈应用Protel 99SE制作印制电路板[J].科技信息，2008，（12）.endprint