protel PCB設(shè)計(jì)使用手冊

一、板框?qū)Ш?/p>

當(dāng)我們設(shè)計(jì)了原理圖，生成了網(wǎng)表，下一步就要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。首先要畫一個邊框，我們可以借助板框?qū)Ш剑瑏懋嬤吙?。?ldquo;File”下選擇“New”中的“Wizards”,在選取“Printed Circuit Board Wizard”，點(diǎn)擊“OK”即可，按照顯示對話框的每一步提示，完成板框設(shè)計(jì)。

二、建立PCB文件

要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，必須有原理圖，根據(jù)原理圖才能畫出PCB圖。按照上述板框?qū)Ш缴梢粡?ldquo;IBM XT bus format”形式的印制板邊框。選擇PCB設(shè)計(jì)窗口下的“Design”中的“Add/Remove Library”,在對話框上選擇“4 Port Serial Interface.ddb”,在“Design Explorer 99SEExamples”文件夾中選取，點(diǎn)取“Add”,然后“OK”關(guān)閉對話框。在左側(cè)的導(dǎo)航樹上，打開“4 Port Serial Interface.prj”原理圖文件，選擇“Design”下的“Update PCB”，點(diǎn)取“Apply”,“Update Design”對話框被打開，點(diǎn)取“Execute”選項(xiàng)。對話框“Confirm Component Associations”對話框?qū)⒈淮蜷_，網(wǎng)絡(luò)連接表列出，選擇應(yīng)用“Apply”更新PCB文件，由于Protel99SE采用同步設(shè)計(jì)，因此，不用生成網(wǎng)表也可以直接到PCB設(shè)計(jì)。這時，一個新的帶有網(wǎng)絡(luò)表的PCB文件將生成。

三、層管理

利用Protel99 SE設(shè)計(jì)PCB板，信號層可達(dá)到32個，地電層16個，機(jī)械層16個。我們增加層只需運(yùn)行\(zhòng)Designlayer stack manager功能菜單,就可以看到被增加層的位置。

四、布局設(shè)計(jì)

布線的關(guān)鍵是布局，多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動布局的形式。“Room”定義規(guī)則，可以將指定元件放到指定區(qū)域。Protel99 SE在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項(xiàng)包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組，就可以移動倒板上所需位置上了。當(dāng)簡易的布局完成后，使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。

新增動態(tài)長度分析器。在元件移動過程中，不斷地對基于連接長度的布局質(zhì)量進(jìn)行評估，并用綠色（強(qiáng)）和紅色（弱）表示布局質(zhì)量。

提示：打開布局工具條，可展開和縮緊選定組件的X、Y方向，使選中的元件對齊。

四、布線設(shè)置

在布線之前先要設(shè)置布線方式和布線規(guī)則。Protel99 SE有三種布線方式：忽略障礙布線（Ignore obstacle），避免障礙布線（Avoid obstacle），推擠布線（Push obstacle）。我們可以根據(jù)需要選用不同的布線方式，在“Tools”工具菜單下選擇“Preferences”優(yōu)選項(xiàng)中選擇不同的布線方式。也可以使用“SHIFT+R”快捷鍵在三種方式之間切換。

接著選擇布線規(guī)則，在“Design”下選擇“Rules”對話框，選擇不同網(wǎng)絡(luò)布線的線寬，布線方式，布線的層數(shù)，安全間距，過孔大小等。

有了布線規(guī)則，就可進(jìn)行自動布線或手動布線了。如果采用自動布線，選擇“Auto Route”菜單，Protel 99SE支持多種布線方式，可以對全板自動布線，也可以對某個網(wǎng)絡(luò)、某個元件布線，也可手動布線。手動布線可以直接點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵下拉菜單“Place track”，按鼠標(biāo)左鍵一下確定布線的開始點(diǎn)，按“BackSpace”取消剛才畫的走線，雙擊鼠標(biāo)左鍵確定這條走線，按“ESC”退出布線狀態(tài)。用“Shift”加空格鍵可以切換布線形式，“45°”“90°”弧形布線等方式之間切換。Protel99 SE提供了很好的在線檢查工具“Online DRC”隨時檢查布線錯誤（在工具菜單的優(yōu)選項(xiàng)下面）。如果修改一條導(dǎo)線，只需重畫一條線，確定后，原來的導(dǎo)線就會自動被刪除。

五、電氣規(guī)則檢查

當(dāng)一塊線路板已經(jīng)設(shè)計(jì)好，我們要檢查布線是否有錯誤，Protel99 SE提供了很好的檢查工具“DRC” 自動規(guī)則檢查。只要運(yùn)行“Tools”下的“Design Rlue Check”，計(jì)算機(jī)會自動將檢查結(jié)果列出來。

六、信號完整性分析

當(dāng)PCB設(shè)計(jì)變得更復(fù)雜，具有更高的時鐘速度、更高的器件開關(guān)速度以及高密度，在設(shè)計(jì)加工前進(jìn)行信號的完整性分析變得更尤為重要。

Protel99 SE包含一個高級的信號完整性仿真器，它能分析PCB設(shè)計(jì)和檢查設(shè)計(jì)參數(shù)的功能，測試過沖、下沖、阻抗和信號斜率要求。如果PCB板任何一個設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)規(guī)則指定的)有問題，可以從PCB運(yùn)行一個反射或串?dāng)_分析，以確切地查看其情況。

信號完整性仿真使用線路的特性阻抗、通過傳輸線計(jì)算、I/O緩沖器宏模型信息，做為仿真的輸入。它是基于快速的反射和串?dāng)_模擬器，采用經(jīng)工業(yè)證實(shí)的算法，產(chǎn)生非常精確的仿真。

設(shè)置信號完整性設(shè)計(jì)規(guī)則15打開“LCD Controller.ddb”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，在“Design Explorer 99SEExamples”目錄下，通過左側(cè)的導(dǎo)航樹，打開“LCD Controller.pcb”文件。設(shè)置信號完整性設(shè)計(jì)規(guī)則，測試的描述。必須包含層堆棧規(guī)則。在“Tools”下選擇“Preferences”對話框中的“Signal Integrity”選項(xiàng)，在這個對話框中，顯示了所有元件的標(biāo)號所代表的元件名稱。例如“ R”代表“Resistors”,用“Add”增加，在“Component Type”對話框上，用“R”設(shè)置“Designator Prefix”，在“Component Type”中設(shè)置為“Resistor”,點(diǎn)擊“OK”加入。

重復(fù)上述操作設(shè)置“C-Capacitor; CU-Capacitor; Q-BJT;D-Diode; RP-Connector;U-IC；J-Connector;L-inductor”,當(dāng)我們設(shè)置完成時，點(diǎn)取“OK”退出優(yōu)選項(xiàng)對話框。

從菜單中選擇“DesignRules”，然后按下設(shè)計(jì)規(guī)則對話框中的信號完整性鈕。每個規(guī)則包含了該規(guī)則測試的描述。

一旦配置了信號完整設(shè)計(jì)規(guī)則，從菜單中選擇“Tools”下的“Design Rule Check”，顯示設(shè)計(jì)規(guī)則檢查對話框。按對話框中央的信號完整性按鈕，進(jìn)行信號完整性設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。

包含電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)則，指定每個電源網(wǎng)絡(luò)和電壓。從“Rule Classes”中選“Overshoot Falling Edge”點(diǎn)擊“Add”,在談出對話框中選擇“Fiter Kind”設(shè)為“Whole Board”,并且改變右側(cè)“Maximum(Volts)”為“0.5”,點(diǎn)取“OK”,存入這條規(guī)則。重復(fù)剛才的步驟，設(shè)置“Undershoot-Falling Edge”，兩個強(qiáng)制信號完整性規(guī)則。

運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查“DRC”，然后在“Report”中運(yùn)行“Signal Integrity”，找到網(wǎng)絡(luò)名為“FRAMA1”，選重這個網(wǎng)絡(luò)，在“Edit”中選“Take Over”從菜單中加入網(wǎng)絡(luò)，對它進(jìn)行分析。在“Simulation”的“Reflection”菜單下可以觀看波形。我們選種哪一個器件，那個器件的曲線將被點(diǎn)亮。信號完整性分析菜單中還為我們提供消除干擾的方法。

如果設(shè)計(jì)不包含電源層分析將仍然執(zhí)行，但是結(jié)果不能認(rèn)為是準(zhǔn)確的。

信號完整性分析器不考慮多邊形敷銅。DRC測試是從所有可能輸出腳對每個網(wǎng)絡(luò)最壞情況仿真，最壞結(jié)果就是DRC結(jié)果。

執(zhí)行串?dāng)_分析至少需要從網(wǎng)表上確定二個網(wǎng)。然后指定其中一個為侵略者，或受害人。侵略者被加入激勵脈沖，受害人為接收串?dāng)_。當(dāng)已經(jīng)指定侵略者或受害人網(wǎng)絡(luò)時，按Crosstalk按鈕執(zhí)行仿真，結(jié)果將顯示在Protel波形分析器上。

可以從波形上直接執(zhí)行許多測量，僅僅擊一下波形右邊列表上的節(jié)點(diǎn)，從分析菜單中選擇一個選項(xiàng)。

如果你發(fā)現(xiàn)波形與設(shè)計(jì)規(guī)則檢查給定的結(jié)果不匹配(例如：DRC給1.2伏特的過沖，但是波形有小的振鈴)，大概因?yàn)橛糜诜瓷浞治龅妮敵龉?jié)點(diǎn)不是DRC報(bào)告的最壞節(jié)點(diǎn)。

除了執(zhí)行反射和串?dāng)_分析，還可以執(zhí)行一個信號完整性效果的網(wǎng)絡(luò)篩選，例如過沖、延遲、阻抗等等。網(wǎng)絡(luò)篩選產(chǎn)生類似電子表格的結(jié)果表，可以快速查出有問題的網(wǎng)絡(luò)。執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)篩選，要指定許多網(wǎng)絡(luò)(如果需要可選全部)，按Net Screening按鈕。當(dāng)篩選結(jié)果出現(xiàn)，使用工具條上按鈕控制所要顯示的內(nèi)容(阻抗、電壓等等)，按下列名按結(jié)果類型顯示。

七、可以在PCB中修改元件封裝。

操作步驟：

①增加焊盤，將焊盤設(shè)置為被選中狀態(tài)；

②將需要增加的元件恢復(fù)原始圖素；

③選ToolsCovertAdd Selected Prmitives to Component；

④提問要增加焊盤的元件，確認(rèn)即可。

八、建立新的PCB器件封裝

由于硬件廠家發(fā)展速度非?？欤骷牟粩喔?，我們經(jīng)常需要從庫里增加器件封裝，或增加封裝庫。Protel99 SE提供了很好的導(dǎo)航器，幫助我們完成器件的添加。

根據(jù)文件產(chǎn)生PCB封裝庫

打開“LCD Controller.ddb”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，選中“LCD Controller.pcb”并打開。在“Tools”下選擇“Make Libray”，建立一個新庫文件“LCD controller.lib”,所有PCB中的器件封裝被自動抽取出來，保存在庫文件中。在這個新庫文件中建立18器件封裝，點(diǎn)擊左側(cè)導(dǎo)航樹上的“Browse PCBlib”,可以瀏覽這個庫里現(xiàn)有的元件，創(chuàng)建一個新的元件選擇“Tools”下的“New Component”，彈出一個器件封裝模板，按照提示，可以迅速生成一個我們需要的器件封裝。

九、 生成GERBER文件

在我們將所有設(shè)計(jì)完成之后，需要把PCB文件拿到制版廠家去做印制版。如果廠家有Protel 98 或Protel 99 ，我們可以用Protel 99SE中“FileSave as選擇存儲文件格式為3.0，然后導(dǎo)出 PCB文件給廠家。如果廠家沒有這兩種版本文件，需生成“GERBER”給廠家。具體操作如下：

首先我們打開一個設(shè)計(jì)好的PCB文件“Z80 Microprocessor.ddb”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中的“Z80 Processor board.pcb”文件，選擇“File”主菜單下的“CAM Manager”，

按照輸出導(dǎo)航，可以方便的生成光繪文件和數(shù)控鉆孔文件。

所有輸出文件被保存在“CAM Manager”文件夾下。

光圈文件的后綴為“*.APT”,GERBER文件的后綴為“*.G*”,鉆孔文件的后綴為“*.DRR”和“*.TXT”。將所有文件導(dǎo)出到一個指定目錄下，壓縮后即可交給印制板廠生產(chǎn)。

如果我們想看生成的GERBER文件是否正確，請用導(dǎo)入的方法可以打開每一層文件。

十、打印預(yù)覽

在Protel 99SE中我們可以觀看打印效果，通過\FilePrint/Preview控制打印參數(shù)，修改打印結(jié)果?？梢栽诖蛴☆A(yù)覽中任意添加層或刪除層。

十一、3D顯示

點(diǎn)擊\VIEWBoard in 3D選項(xiàng)，可以看到設(shè)計(jì)板的三維圖形，并且可以任意旋轉(zhuǎn)、隱藏元件或字符等操作。

十一、強(qiáng)大的輸入輸出功能

用Import可以讀取Orcad(*.max)、P-CAD PDIF(*.PDF)、AutoCAD(*.DWG,*.DXF)文件。并且，新增與CCT公司的接口。