內容簡介

本書在前一版的基礎上進行升級優化改版，此次基于Protel DXP 2004編寫而成，全書共分為16章，分別介紹了Protel DXP 2004基礎、設計原理圖、繪制原理圖、制作元件庫、設計層次原理圖、生成原理圖報表、印制電路板設計基礎、繪制印制電路板、制作元件封裝、生成PCB報表、電路仿真、PCB信號、IC卡考勤機設計、U盤電路的設計、Z80微處理器電路設計、無線遙感電路設計、理療儀電路設計。本書內容講解細致詳實，由淺入深、層次清楚、圖文并茂，使讀者能快速掌握軟件的基本應用，具備PCB的設計能力。

本書適合Protel DXP高等院校電子類、電氣類、通信類、機電類等專業的教材，也可作為職業技術教育、技術培訓及從事電子產品設計與開發的工程技術人員學習PCB設計的參考用書。

前    言

　　隨著電子科學技術的飛速發展，越來越復雜的電子電路對電子設計自動化(EDA)技術提出了越來越高的要求，Protel便在這樣的背景下應運而生，目前，最新版本為Protel DXP 2004。

　　Protel DXP 2004是第一個將所有設計工具集于一身的板級設計系統，電子設計者從最初的項目模塊規劃到最終形成生產數據都可以按照自己的設計方式實現。Protel DXP 2004運行在優化的設計瀏覽器平臺上，并且具備當今所有先進的設計特點，能夠處理各種復雜的PCB設計過程。通過設計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術融合，Protel DXP 2004提供了全面的設計解決方案。

　　作為一本綜合性自學書籍，本書從基礎到具體應用全面解析Protel DXP電路設計。全書配圖豐富，內容詳實，案例難度由淺入深，實踐環節與項目案例環環相扣，便于讀者操作練習，進而逐步領會各項知識和設計步驟。

　　全書分為基礎知識和應用兩大部分：第一部分(第1至11章)先講解了使用Protel DXP電路板設計軟件所需要的基礎知識，使讀者掌握必要的理論基礎知識；第二部分(第12章至16章)通過五個完整的應用實例的設計開發，使讀者能熟悉Protel DXP開發的步驟、方法和技術，以此達到知其所以然的目的，此部分為讀者提供的應用實例有針對性，各案例都獨立章。全書具體內容介紹如下。

　　第1章：介紹Protel DXP基礎知識，如系統硬件配置、軟件安裝過程、軟件操作界面等。

　　第2章至第5章：細致地介紹Protel DXP的原理圖設計方法。

　　第6章至第9章：具體介紹Protel DXP設計PCB板的方法。

　　第10章和第11章：介紹Protel DXP在電路仿真和信號完整性分析方面的應用。

　　第12章：介紹IC卡考勤機的電路原理圖設計。

　　第13章：介紹U盤的電路原理圖以及PCB板的設計。

　　第14章：介紹Z80微處理器的原理圖和PCB板的詳細設計過程。

　　第15章：通過無線遙感設備的收發電路，詳細地說明了Protel在電路設計中的應用。

　　第16章：介紹了理療儀的PCB開發全過程。

　　本書作為《Protel DXP電路設計實例教程》的升級版本，講解語言更通俗易懂，內容豐富詳實，突出了案例的實用性、綜合性和先進性，使讀者能快速掌握軟件的基本應用，具備PCB的設計能力。此外，本書每章后均配備了豐富實用的練習，能幫助學習者鞏固加強各章節知識點。

　　本書由華北理工大學的楊建輝、王瑩瑩、史國媛老師編著，其中第2、4、5、7、8、9、10、11章由楊建輝老師編著，第1、3、6、12、13章由王瑩瑩老師編著，第14、15、16章由史國媛老師編著。參與本書編寫工作的還有張冠英、袁偉、劉寶成、任文營、張勇毅、鄭尹、王衛軍，在此一并表示感謝。

　　由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

　　

 

　　                                          編  者  

目    錄

 

第1章  Protel DXP概述 1

1.1  Protel DXP的基礎知識 1

1.1.1  Protel DXP的組成和特點 1

1.1.2  計算機配置要求 2

1.1.3  Protel DXP的安裝過程 2

1.2  Protel DXP的工作環境 6

1.2.1  打開Protel DXP的工作界面 6

1.2.2  介紹Protel DXP工作界面 7

1.3  原理圖編輯系統 9

1.4  PCB編輯系統 10

1.5  Protel DXP項目管理 11

1.6  系統設置與編譯項目 13

1.6.1  比較器設置 13

1.6.2  ECO設置 14

1.6.3  輸出路徑與網絡表設置 15

1.6.4  多通道設置 15

1.6.5  打印輸出設置 16

1.6.6  編譯項目 16

1.7  系統參數設置 17

1.7.1  General選項卡設置 17

1.7.2  Graphical Editing 選項卡的

設置 20

1.7.3  Default Primitives 選項卡的

設置 22

本章習題 24

第2章  Protel DXP原理圖設計基礎 26

2.1  Protel DXP原理圖的設計步驟 26

2.1.1  設計印制電路板的一般步驟 26

2.1.2  設計Protel DXP原理圖的一般

步驟 27

2.2  基本操作 29

2.2.1  工具欄或下拉列表的設置 29

2.2.2  圖紙操作 30

2.2.3  原理圖圖紙的設置 31

2.3  元件庫的操作 36

2.3.1  打開元件庫管理器 36

2.3.2  元件庫管理器面板 38

2.3.3  添加元件庫 39

2.3.4  刪除元件庫 40

2.3.5  搜索元件 41

2.4  元件操作 42

2.4.1  放置元件 42

2.4.2  編輯元件 44

2.4.3  元件位置調整 46

2.4.4  繪制導線 52

2.4.5  放置電源和接地符號 53

2.4.6  連接線路和放置節點 54

2.5  管理電路圖元件 55

2.5.1  使用瀏覽器面板查找

對象(Navigator) 56

2.5.2  使用相似對話框查找對象

(Find Similar Objects) 57

2.5.3  修改被選中對象 58

2.5.4  將所有電容封裝在一起 59

2.5.5  改變電源地端的類型 60

2.5.6  改變原理圖庫中引腳的

長度 60

2.5.7  替換所有原理圖中的同一個

字符串 61

2.6  制作一個簡單的原理圖 61

2.6.1  創建一個新項目 62

2.6.2  建立新的電路原理圖 63

2.6.3  查找組件 64

2.6.4  放置組件 66

2.6.5  放置電源和接地符號 67

2.6.6  繪制導線 68

本章習題 68

第3章  電路原理圖繪制高級操作 70

3.1  使用繪制電路工具 70

3.1.1  繪制總線 71

3.1.2  網絡與網絡標號 73

3.1.3  放置電路方塊及其進出端點 76

3.1.4  放置電路輸入/輸出點 78

3.1.5  放置忽略 ERC 測試點 80

3.1.6  放置PCB布線指示 81

3.2  設計層次原理圖 82

3.2.1  層次電路原理圖的設計方法 82

3.2.2  不同層次電路之間的切換 84

3.3  建立多通道原理圖 84

3.3.1  創建一個多通道設計 84

3.3.2  設置布局空間和標識符格式 86

3.3.3  布局空間命名 87

3.3.4  編譯項目 87

3.4  層次原理圖設計實例 89

3.4.1  由方塊電路符號生成新原理圖

中的I/O端口符號 91

3.4.2  原理圖文件產生方塊電路

符號 92

本章習題 92

第4章  制作元件和建立元件庫 94

4.1  元件庫編輯器與管理元件庫 94

4.1.1  啟動元件庫編輯器 94

4.1.2  元件庫管理 94

4.2  常用畫圖工具的使用 96

4.2.1  畫圖工具條與IEEE符號的

工具條 96

4.2.2  項目工程元件庫的生成 98

4.2.3  生成元件報表 99

4.3  制作新元件 101

4.4  制作含有多個部件的元件 113

本章習題 118

第5章  檢查電氣規則和元件列表 119

5.1  電氣規則檢查(ERC) 119

5.1.1  設置電氣連接檢查規則 120

5.1.2  生成檢查結果 121

5.2  網絡表 122

5.2.1  Protel 的網絡表格式 122

5.2.2  生成網絡表 123

5.3  元件列表 124

5.3.1  創建一個 BOM報告 124

5.3.2  在說明欄里排列數據 126

5.4  元件交叉參考表 128

本章習題 129

第6章  PCB設計基礎 131

6.1  PCB介紹 131

6.1.1  PCB的結構 132

6.1.2  多層板概念 132

6.1.3  過孔 133

6.1.4  膜 133

6.1.5  焊盤 134

6.1.6  組件的封裝 134

6.2  PCB圖的設計過程 137

6.3  PCB設計的基本原則 138

6.3.1  PCB設計的基本原則

與方法 138

6.3.2  PCB設計中的注意事項 139

6.4  PCB編輯器 140

6.4.1  PCB編輯器啟動方式 140

6.4.2  PCB編輯環境 141

6.4.3  加載元件封裝庫 142

6.5  PCB設計基本操作 144

6.5.1  PCB 圖紙基本設置 144

6.5.2  放置坐標指示 148

6.5.3  距離標注 149

6.5.4  放置導線 151

6.5.5  敷銅 153

6.5.6  補淚滴 155

6.5.7  放置文字 156

6.5.8  放置過孔 157

6.5.9  放置焊盤 159

6.5.10  放置填充 160

6.5.11  繪制圓弧或圓 161

6.5.12  放置元件封裝 164

6.5.13  元件封裝的修改 164

本章習題 166

第7章  PCB高級設計 167

7.1  多層板的設計 167

7.1.1  內層的建立 167

7.1.2  刪除所有導線 169

7.1.3  重新布置導線 169

7.1.4  內層的顯示 169

7.2  系統參數設置 171

7.2.1  General(一般) 172

7.2.2  Display(顯示) 173

7.2.3  Show/Hide(顯示/隱藏) 174

7.2.4  Defaults(默認) 174

7.2.5  PCB 3D(3D設置) 175

7.3  導航控制面板的管理 176

7.3.1  管理Nets(網絡)對象 177

7.3.2  管理Components(元件封裝)

對象 178

7.4  利用向導創建PCB 178

7.5  PCB設計規則及其檢查 183

7.5.1  PCB設計規則 183

7.5.2  設計檢查 193

7.6  元件的自動與手動布局 196

7.6.1  自動布局原則 196

7.6.2  自動布局 197

7.6.3  手動布局 199

7.7  自動與手動布線 201

7.7.1  自動布線設置 201

7.7.2  自動布線菜單 202

7.7.3  自動布線實例 203

7.7.4  手動布線 204

7.7.5  手動布線實例 204

7.7.6  放置導線 206

7.7.7  放置導線實例 207

7.8  PCB布線策略 208

7.8.1  直角走線 208

7.8.2  差分走線 209

7.8.3  蛇形線 211

7.9  PCB報表和電路板打印 211

7.9.1  生成報表 211

7.9.2  PCB的打印輸出 213

本章習題 215

第8章  元件封裝的制作與管理 216

8.1  元件封裝簡介 216

8.2  創建元件封裝 217

8.2.1  啟動元件封裝編輯器 217

8.2.2  元件封裝管理器 218

8.2.3  利用向導創建元件封裝 221

8.2.4  手動創建元件封裝 223

8.2.5  使用不規則焊盤創建元件

封裝 228

本章習題 231

第9章  原理圖與PCB圖的交互

驗證 232

9.1  由原理圖生成PCB圖 232

9.1.1  單個PCB原理圖創建

網絡表 232

9.1.2  生成PCB板 233

9.2  PCB與原理圖的相互更新 235

9.2.1  由PCB原理圖更新PCB 235

9.2.2  由PCB更新原理圖 236

本章習題 237

第10章  電路仿真 238

10.1  常見仿真元件介紹 238

10.2  初始狀態設置 239

10.2.1  節點電壓設置 239

10.2.2  初始條件(IC)設置 241

10.3  仿真器的設置 241

10.3.1  進入分析主菜單 241

10.3.2  一般設置 242

10.3.3  瞬態特性分析 242

10.3.4  直流分析 243

10.3.5  交流小信號分析 243

10.3.6  噪聲分析 244

10.3.7  溫度掃描分析 244

10.3.8  參數掃描分析 245

10.3.9  蒙特卡羅分析 246

10.4  設計仿真原理圖 247

10.5  電路仿真實例 248

10.5.1  模擬電路仿真 248

10.5.2  數字電路仿真 250

10.5.3  仿真波形的運算處理 253

本章習題 256

第11章  PCB信號完整性分析 257

11.1  信號完整性分析器 257

11.1.1  簡介 257

11.1.2  自動信號分析器 258

11.1.3  信號完整性分析器設置 258

11.2  信號波形分析實例 266

本章習題 271

第12章  IC卡考勤機的設計 273

12.1  設計任務 273

12.2  繪制原理圖 274

12.2.1  創建項目 274

12.2.2  查找元件庫 276

12.2.3  制作元件 276

12.2.4  布局與連線 282

12.3  后期處理 285

12.3.1  編譯項目 285

12.3.2  生成報表 286

12.3.3  保存與打印 287

12.4  元件屬性表 287

本章習題 292

第13章  U盤PCB設計 293

13.1  設計任務 293

13.2  創建項目 294

13.3  裝載元件庫 294

13.3.1  查找元件庫 295

13.3.2  制作元件 296

13.4  布局與連線(一) 297

13.5  原理圖后期處理 300

13.6  規劃電路板 301

13.7  網絡表與元件封裝的載入 302

13.8  布局與布線(二) 303

13.8.1  手動布局與調整 303

13.8.2  布線規則設置 304

13.8.3  預布電源線與自動布線 306

13.8.4  敷銅 308

13.8.5  設計規則檢查 309

13.9  3D效果圖 310

13.10  元件屬性 310

本章習題 311

第14章  Z80微處理器電路設計 313

14.1  設計任務 313

14.2  設計原理圖 316

14.2.1  設計層次原理圖 317

14.2.2  繪制原理圖 321

14.3  設計PCB 334

14.3.1  載入元件封裝 335

14.3.2  手動布局與標注調整 337

14.3.3  設置布線規則 338

14.3.4  電源線與自動布線 341

14.3.5  敷銅 343

14.3.6  設計規則檢查 345

14.4  3D效果圖 346

14.5  元件列表 346

本章習題 347

第15章  無線遙感電路設計 349

15.1  設計任務 349

15.2  發射模塊設計 351

15.2.1  創建發射模塊項目工程 351

15.2.2  創建元件 352

15.2.3  繪制原理圖 355

15.2.4  編譯項目 356

15.2.5  設置電路板 357

15.2.6  載入元件封裝 359

15.2.7  手動布局與標注調整 361

15.2.8  設置布線規則 362

15.2.9  電源線與自動布線 364

15.2.10  敷銅 366

15.2.11  設計規則檢查 367

15.2.12  3D效果圖 368

15.3  接收模塊設計 368

15.3.1  創建接收模塊項目工程 368

15.3.2  創建元件 368

15.3.3  繪制原理圖 372

15.3.4  編譯項目 374

15.3.5  設置電路板 375

15.3.6  載入元件封裝 377

15.3.7  手動布局與標注調整 378

15.3.8  設置布線規則 379

15.3.9  電源線與自動布線 381

15.3.10  敷銅 382

15.3.11  設計規則檢查 385

15.4  元件列表 385

本章習題 388

第16章  理療儀電路設計 389

16.1  設計任務 389

16.2  繪制原理圖 390

16.2.1  創建項目 390

16.2.2  創建元件 391

16.2.3  布局與連線 392

16.2.4  后期處理 394

16.3  設計PCB 395

16.3.1  規劃電路板 395

16.3.2  載入元件封裝 397

16.3.3  手動布局與標注調整 399

16.3.4  設置布線規則 400

16.3.5  電源線與自動布線 403

16.3.6  敷銅 404

16.3.7  設計規則檢查 407

16.4  3D效果圖 407

16.5  元件列表 407

本章習題 410

附錄A  Protel常用元件及封裝 411

附錄B  Protel DXP快捷鍵匯總 412

參考文獻 415