Protel DXP 指導(dǎo)教程（四）

手工布線 自動布線 驗證你的板設(shè)計 設(shè)置項目輸出 打印到Windows打印設(shè)備 生產(chǎn)輸出文件 仿真設(shè)計 設(shè)置仿真 運行瞬態(tài)特性分析手工布線

布線就是放置導(dǎo)線和過孔在板子上將元件連接起來。Protel DXP提供了許多有用的手工布線工具，使得布線工作非常容易。

盡管自動布線器提供了一個容易而強大的布線方式，然而仍然有你需要去控制導(dǎo)線的放置的狀況——或者你因為個人喜好而要進行手工布線。在這些狀況下，你可以對你的板的部分或全部進行手工布線。在本教程的這部分，我們要將整個板作為單面板來進行手工布線，所有導(dǎo)線都在底層。

現(xiàn)在我們要使用預(yù)拉線來引導(dǎo)我們將導(dǎo)線放置在板的底層。

在Protel DXP中，PCB的導(dǎo)線是由一系列直線段組成的。每次方向改變時，新的導(dǎo)線段也會開始。在默認情況下，Protel DXP初始時會使導(dǎo)線走向為垂直、水平或45°角，以使很容易地得到專業(yè)的結(jié)果。這項操作可以根據(jù)你的需要自定義，但在本教程中我們?nèi)匀皇褂媚J值。

從菜單選擇Place » Interactive Routing（快捷鍵P，T）或點擊放置（Placement）工具欄的Interactive Routing按鈕。光標(biāo)變成十字形狀，表示你處于導(dǎo)線放置模式。 檢查文檔工作區(qū)底部的層標(biāo)簽。TopLayer標(biāo)簽當(dāng)前應(yīng)該是被激活的。按數(shù)字鍵盤上的*鍵切換到底層而不需要退出導(dǎo)線放置模式。這個鍵僅在可用的信號層之間切換?，F(xiàn)在BottomLayer標(biāo)簽應(yīng)該被激活了。 將光標(biāo)放在連接器Y1的最下面一個焊盤上。左擊或按ENTER固定導(dǎo)線的第一個點。 移動光標(biāo)到電阻R1的下面一個焊盤。注意導(dǎo)線是怎樣放置的。在默認情況下，導(dǎo)線走向為垂直、水平或45°角。再注意導(dǎo)線有兩段。第一段（來自起點）是藍色實體，是你當(dāng)前正放置的導(dǎo)線段。第二段（連接在光標(biāo)上）稱作“l(fā)ook-ahead”段，為空心線，這一段允許你預(yù)先查看好你要放的下一段導(dǎo)線的位置以便你很容易地繞開障礙物，而一直保持初始的45°/90°導(dǎo)線。 將光標(biāo)放在電阻R1下面的一個焊盤的中間，然后左擊或按ENTER鍵。注意第一段導(dǎo)線變?yōu)樗{色，表示它已經(jīng)放在底層了。往邊上移動光標(biāo)一點，你會看見你仍然有兩段導(dǎo)線連接在光標(biāo)上：一條在下次鼠點擊時要放置的實心藍色線段和一條幫助你定位導(dǎo)線的空心“l(fā)ook-ahead”線段。 將光標(biāo)重新定位在R1的下面一個焊盤上，會有一條實心藍色線段從前一條線段延伸到這個焊盤。左擊放下這條實心藍色線段。你已經(jīng)完成了第一個連接。 移動光標(biāo)將它定位在電阻R4的下面一個焊盤上。注意一條實心藍色線段延伸到R4。左擊放下這條線段。 現(xiàn)在移動光標(biāo)到電阻R3的下面一個焊盤上。注意這條線段不是實心藍色，而是空心的表示它是一條“l(fā)ook-ahead”線段。這是因為你每次放置導(dǎo)線段時，起點模式就在以水平/垂直和45°之間切換。當(dāng)前處于45°模式。按SPACEBAR鍵將線段起點模式切換到水平/垂直?，F(xiàn)在這條線段是不實心藍色的了。左擊或按ENTER放下線段。 移動光標(biāo)到電阻R2的下面一個焊盤。你需要再一次按SPACEBAR鍵來切換線段起點模式。左擊或按ENTER放下線段。 你現(xiàn)在完成了第一個網(wǎng)絡(luò)的布線。右擊或按ESC鍵表示你已完成了這條導(dǎo)線的放置。光標(biāo)仍然是一個十字形狀，表示你仍然處于導(dǎo)線放置模式，準(zhǔn)備放置下一條導(dǎo)線。按END鍵重畫屏幕，這樣你能清楚地看見已經(jīng)布線的網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)在你可按上述步驟類似的方法來完成板子上剩余的布線。Figure 6顯示了手工布線的板子。
保存設(shè)計。

在你放置導(dǎo)線時注意以下幾點：

左擊鼠標(biāo)（或按ENTER鍵）放置實心顏色的導(dǎo)線段?？招木€段表示導(dǎo)線的look-ahead部分。放置好的導(dǎo)線段用層顏色來顯示。 按SPACEBAR鍵來切換你要放置的導(dǎo)線的horizontal/vertical 和 start 45° 起點模式。 在任何時候按END鍵來重繪畫面。 在任何時候按快捷V、F來畫面重繪為顯示所有對象。 在任何時候按PAGEUP 和 PAGEDOWN鍵來以光標(biāo)位置為中心放大或縮小。 按BACKSPACE鍵取消放置前一條導(dǎo)線段。 在你完成放置導(dǎo)線后或想要開始一條新的導(dǎo)線時右擊或按ESC鍵。 你不能將不應(yīng)該連接在一起的焊盤連接起來。Protel DXP將不停地分析板子的連接情況并阻止你進行錯誤的連接或跨越導(dǎo)線。 要刪除一條導(dǎo)線段，左擊選擇，這條線段的編輯點出現(xiàn)（導(dǎo)線的其余部分將高亮顯示）。按DELETE鍵刪除被選擇的導(dǎo)線段。 重新布線在Protel DXP中是很容易的——只要布新的導(dǎo)線段即可，在你右擊完成后，舊的多余導(dǎo)線段會自動被移除。 在你完成PCB上的所有的導(dǎo)線放置后，右擊或按ESC鍵退出放置模式。光標(biāo)會恢復(fù)為一個箭頭。

祝賀你！你已經(jīng)手工布線完了你的板設(shè)計。

要知道使用Protel DXP進行自動布線是如何的容易，完成以下步驟：

首先，從菜單選擇Tools » Un-Route » All（快捷鍵U，A）取消板的布線。 選擇從菜單選擇Autoroute » All（快捷鍵A，A）。 自動布線完成后，按END鍵重繪畫面。多么簡單呀！Protel DXP的自動布線器提供與一個有經(jīng)驗的板設(shè)計師的同等結(jié)果，這是因為Protel DXP在PCB窗口中對你的板進行直接布線，而不需要導(dǎo)出和導(dǎo)入布線文件。 選擇File » Save（快捷鍵F，S）保存你的板。

注意自動布線器所放置的導(dǎo)線有兩種顏色：紅色表示導(dǎo)線在板的頂層信號層，而藍色表示底層信號層。自動布線器所使用的層是由PCB板向?qū)гO(shè)置的Routing Layers設(shè)計規(guī)則中所指明的。你也會注意到連接到連接器的兩條電源網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線要粗一些，這是由你所設(shè)置的兩條新的 Width 設(shè)計規(guī)則所指明的。

不要介意在你的設(shè)計中的布線與Figure 7所示的不一樣；而元件的放置也會不一樣，兩者都不一樣仍然會布線。

因為我們最初在PCB板向?qū)е袑⑽覀兊陌宥x為雙面板，所以你可以使用頂層和底層來手工將你的板布線為雙面板。要這樣做，從菜單選擇Tools » Un-Route » All（快捷鍵U，A）取消板的布線。象以前那樣開始布線，但要在放置導(dǎo)線時用*鍵在層間切換。如果你需要改變層時Protel DXP會自動加入過孔。

Protel DXP提供一個規(guī)則驅(qū)動環(huán)境來設(shè)計PCB，并允許你定義各種設(shè)計規(guī)則來保證你的板的完整性。比較典型的是，在設(shè)計進程的開始你就設(shè)置好設(shè)計規(guī)則，然后在設(shè)計進程的最后用這些規(guī)則來驗證設(shè)計。

在教程中我們很早就檢驗了布線設(shè)計規(guī)則并添加了一個新的寬度約束規(guī)則。我們也注意到已經(jīng)由PCB板向?qū)?chuàng)建了許多規(guī)則。

為了驗證所布線的電路板是符合設(shè)計規(guī)則的，現(xiàn)在我們要運行設(shè)計規(guī)則檢查（Design Rule Check）（DRC）：

選擇Design » Board Layers（快捷鍵 L ），確認System Colors 單元的DRC Error Markers 選項旁的Show按鈕被勾選，這樣DRC error markers才會顯示出來。 從菜單選擇Tools » Design Rule Check（快捷鍵T，D）。在Design Rule Checker 對話框已經(jīng)框出了on-line和一組DRC選項。點一個類查看其所有原規(guī)則。 保留所有選項為默認值，點擊Run Design Rule Check按鈕。DRC將運行，其結(jié)果將顯示在Messages面板。當(dāng)然，你會發(fā)現(xiàn)晶體管的焊盤呈綠色高亮，表示有一個設(shè)計規(guī)則違反。 查看錯誤列表。它列出了在PCB設(shè)計中存在的所有規(guī)則違反。注意在Clearance Constraint規(guī)則下列出了四個違反。在細節(jié)中指出晶體管Q1和Q2的焊盤違反了13mil安全間距規(guī)則。 雙擊Messages面板中一個錯誤跳轉(zhuǎn)到它在PCB中的位置。

通常你會在設(shè)計板、對布線技術(shù)和器件的物理屬性加以重視之前設(shè)置安全間距約束規(guī)則。讓我們來分析錯誤然后查看當(dāng)前的安全間距設(shè)計規(guī)則并決定如何解決這個問題。找出晶體管焊盤間的實際間距：

在PCB文檔激活的情況下，將光標(biāo)放在一個晶體管的中間按PAGEUP鍵放大。 選擇Reports » Measure Primitives（快捷鍵R，P）。光標(biāo)變成十字形狀。 將光標(biāo)放在晶體管的中間一個焊盤的中間，左擊或按ENTER。因為光標(biāo)是在焊盤和與其連接的導(dǎo)線上，所以會有一個菜單彈出來讓你選擇需要的對象。從彈出菜單中選擇晶體管的焊盤。 將光標(biāo)放在晶體管的其余焊盤的其中一個的中間，左擊或按ENTER。再一次從彈出菜單中選擇焊盤。一個信息框?qū)⒋蜷_顯示兩個焊盤的邊緣之間的最小距離是10.63mil。

關(guān)閉信息框，然后右擊或按ESC退出測量模式，在且V、F快捷鍵重新縮放文檔。

讓我們看看當(dāng)前安全間距設(shè)計規(guī)則。

從菜單選擇Design » Rules（快捷鍵D，R）打開PCB Rules and Constraints Editor 對話框。雙擊Electrical類在對話框的右邊顯示所有電氣規(guī)則。雙擊Clearance類型（列在右邊）然后點擊Clearance_1打開它。對話框底部區(qū)將包括一個單一的規(guī)則，指明整個板的最小安全間距是13mil。而晶體管焊盤之間的間距小于這個值，這就是為什么我們選擇DRC時它們被當(dāng)作違反。 在Design Rules面板選擇Clearance類型，右擊并選擇New Rule添加一個新的安全間距約束規(guī)則。 雙擊新的安全間距規(guī)則，在Constraints單元設(shè)置Minimum Clearance為10mil。 點擊Advanced (Query) 然后點擊Query Builder，從Memberships Checks構(gòu)建query ，或在Query欄鍵入HasFootprintPad(‘BCY-W3/D4.7’,’*’)?！?”表示名為BCY-W3/D4.7的“任何焊盤”。 點擊OK關(guān)閉對話框。 你現(xiàn)在可以從Design Rules Checker 對話框（Tools » Design Rule Check）點擊Run Design Rule Check按鈕重新運行DRC。應(yīng)該不會有違反了。

做得好！你已經(jīng)完成了PCB設(shè)計，準(zhǔn)備生成輸出文檔。

項目輸出，如打印和輸出文件，是在Outputs for Project 對話框內(nèi)設(shè)置的。

選擇Project » Output Jobs。Project [project_name] 對話框出現(xiàn)。 點擊你想要的輸出進行設(shè)置。如果Configure按鈕是激活的（不呈灰色），你就能修改該輸出的設(shè)置。 完成設(shè)置后點擊Close。 如果你要根據(jù)輸出類型將輸出發(fā)送到單獨的文件夾，則選擇Project » Project Options，點擊Options標(biāo)簽，再點擊Use separate folder for each output type，最后點擊OK。

一旦PCB的設(shè)計和布線都已完成，你就準(zhǔn)備生成輸出文檔。這個文檔應(yīng)該包括一個描述制造信息的生產(chǎn)描圖和一個描述元件位置信息的集合描圖以及加載順序（命令）。

要生成這些描圖，Protel DXP包含一個精密的打印引擎，這會讓你完成打印進程的控制。你可以在打印之前精確地定義你要打印的PCB層的組合、預(yù)覽描圖（稱著打印輸出）、設(shè)置比例、以及在紙上的位置。

現(xiàn)在我們要使用默認輸出設(shè)置創(chuàng)建一個打印預(yù)覽，然后修改設(shè)置。

從PCB菜單選擇File » Print Preview。PCB將被分析并且以默認的輸出顯示在打印預(yù)覽窗口。點擊Close。 要檢查輸出中包括的PCB層的組合，選擇Project » Output Jobs。Project [project_name] 對話框出現(xiàn)。從Documentation Outputs單元選擇Composite Drawing，點擊Configure按鈕。PCB Printout Properties 對話框出現(xiàn)。你可以右擊菜單選項添加或刪除層。點擊OK關(guān)閉對話框。 當(dāng)我們?nèi)匀坏豍roject [project_name] 對話框時，我們要為孔導(dǎo)向組合修改層的參數(shù)。選擇Fabrication Outputs單元的Composite Drill Drawing，點擊Configure按鈕。在默認情況下，這個打印輸出包括孔導(dǎo)向（一個每個鉆孔處都有一個小十字的系統(tǒng)層），和打孔層（在每個鉆孔處都有一個唯一表示每種鉆孔大小的的特殊符號）。在一般的打孔圖中孔導(dǎo)向?qū)邮遣恍枰?，因此刪除它，在Printouts & Layers列右擊DrillGuide層，從菜單中選擇Delete。點擊OK關(guān)閉對話框。
現(xiàn)在點擊Print Preview查看打孔圖。然后你可以點擊Print顯示打印機設(shè)置，最后點擊OK將該圖傳送到指定的打印機。
點擊Close關(guān)閉打印預(yù)覽窗口。 要修改目標(biāo)打印機、設(shè)置頁位置和比例，你可以在Project [project_name] 對話框選擇Page Setup（或從菜單選擇File » Page Setup）。選擇你喜歡的打印機并設(shè)置打印機頁為Landscape。 完成設(shè)置后，關(guān)閉所有打開的對話框。

PCB設(shè)計進程的最后階段是生成生產(chǎn)文件。用于制造和生產(chǎn)PCB的文件組合包括底片（Gerber）文件、數(shù)控鉆（NC drill）文件、插置（pick and place）文件、材料表和測試點文件。輸出文件可以在Project [project_name] 對話框（Project » Output Jobs）或通過File » Fabrication Outputs菜單的單獨命令來設(shè)置。生產(chǎn)文檔的設(shè)置作為項目文件的一部分保存。

生成底片文件

每一個底片文件對應(yīng)物理板的一個層——元件絲印、頂層信號層、底層信號層、阻焊層等等。在生成用于生產(chǎn)你的設(shè)計的底片（Gerber）和數(shù)控鉆（NC drill）文件之前，比較合理的作法是向你的PCB制造商咨詢以確認他們的要求。

為本教程的PCB創(chuàng)建生產(chǎn)文件：

將PCB文檔激活，然后選擇File » Fabrication Outputs »Gerber files。Gerber Setup 對話框出現(xiàn)。
點擊OK接受默認設(shè)置。底片（Gerber）文件生成并且CAMtastic!打開以顯示這些文件。底片文件保存在自動創(chuàng)建在你的項目文件所在文件夾里的Project Outputs文件夾。每個文件夾有與層名相對應(yīng)的文件擴展名，例如Multivibrator.GTO對應(yīng)于頂層絲印底片。

材料清單

要創(chuàng)建材料清單，首先設(shè)置你的報告。選擇Project » Output Jobs，然后選擇Project 對話框Report Outputs單元的Bill of Materials。 點擊Create Report。在這個對話框，你可以在Visible和Hidden Column通過拖拽列標(biāo)題來為你的BOM設(shè)置你需要的信息。
點擊Report…顯示你的BOM的打印預(yù)覽。這個預(yù)覽可以使用Print按鈕來打印或使用Export按鈕導(dǎo)出為一個文件格式，如Microsoft Excel 的.xls。 關(guān)閉對話框。

祝賀！你已經(jīng)完成了PCB設(shè)計進程。

Protel DXP允許你從原理圖直接運行一個大型電路仿真的陣列。在本教程的以下部分，我們將仿真由我們的多諧振蕩器電路所產(chǎn)生的輸出波形。

在我們運行仿真之前，我們需要添加一些物件到我們的電路中：振蕩器的電壓源；用于仿真的參考地和一些我們希望查看波形的電路點的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽。

點擊窗口頂部的Multivibrator.SchDoc使原理圖為當(dāng)前文檔。 我們必須再放一個有電壓源的連接器。要刪除連接器，在連接器體上點擊一次選取它，然后按鍵盤上的DELETE鍵。 這時沒有足夠的空間來放置電壓源，因此我們要移動導(dǎo)線的自由端點。要移動12V導(dǎo)線的垂直端，點擊一次導(dǎo)線選取。當(dāng)小方塊編輯點出現(xiàn)時，點擊一次導(dǎo)線的自由端的點，然后向上盡可能移動該點到導(dǎo)線改變方向的地方。再點擊放下該點。 對GND導(dǎo)線的垂直端重復(fù)這個進程，將其移動到圖紙的底部。 選擇View » Toolbars » Simulation Sources顯示仿真源工具欄。 點擊仿真源工具欄的+12V source按鈕。一個電源符號將懸浮在光標(biāo)上。按鍵盤上的TAB鍵編輯其屬性。在出現(xiàn)的對話框中，點擊Attributes標(biāo)簽使其激活，并設(shè)置Designator為V1。點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，然后將這個電源放在12V和GND導(dǎo)線的垂直端點之間。 使用你用于移動12V和GND導(dǎo)線部分的垂直端點的相同技巧，再將他們移動到電壓源的兩個端點，如圖Figure 9所示。

我們在運行仿真之前最后的任務(wù)是在電路的合適的點放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，這樣我們可以很容易地認出我們希望查看的信號。在本教程電路中，較好的點是兩個晶體管的基極和集電極。

從菜單選擇Place » Net Label（快捷鍵P，N）。按TAB鍵編輯網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的屬性。在Net Label 對話框，設(shè)置Net欄為Q1B，然后關(guān)閉對話框。 將光標(biāo)放在與Q1基極連接的導(dǎo)線上。參照Figure 9的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的放置。左擊或按ENTER將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽放在導(dǎo)線上。 按TAB鍵將Net欄改為Q1C。 將光標(biāo)放在與Q2集電極連接的導(dǎo)線上，左擊或按ENTER將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽放在導(dǎo)線上。 同樣地，將Q2B 和 Q2C網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽放在Q2的基極和集電極導(dǎo)線上。 完成網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的放置后，右擊或按ESC退出放置模式。 保存準(zhǔn)仿真電路為與原原理圖不同的文件名，選擇File » Save As在Save As 對話框鍵入Multivibrator simulation.SchDoc。 運行瞬態(tài)特性分析

你的原理圖現(xiàn)在已經(jīng)具備所有必備的條件了，因此讓我們設(shè)置一個電路瞬態(tài)特性分析。在我們的教程電路中，RC時間常數(shù)為100k x 20n = 2 ms 。要查看到振蕩的5個周期，我們就要設(shè)置看到波形的一個10ms部分。

選擇菜單的Design » Simulate » Mix Sim顯示Analyses Setup 對話框。所有的仿真選項均在此設(shè)置。
首先我們要設(shè)置你希望觀察到的電路中的中心點。在Collect Data For欄，從列表中選擇Node Voltage and Supply Current。這個選項定義了在仿真運行期間你想計算的數(shù)據(jù)類型。 在Available Signals欄，雙擊Q1B、 Q2B、 Q1C 和 Q2C信號名。在你雙擊每一個名稱時，它會移動到Active Signals欄。 為這個分析勾選Operating Point Analysis 和 Transient/Fourier。如果Transient/Fourier Analysis Setup沒有自動顯示，點擊Transient/Fourier analysis名稱。 將Use Transient Defaults選項設(shè)為無效，這樣瞬態(tài)特性分析規(guī)則可用。
要指定一個10ms的仿真窗口，將Transient Stop Time欄設(shè)為10m 。 現(xiàn)在設(shè)置Transient Step Time欄為10u，表示仿真可以每10us顯示一個點。 在仿真其間，實際的時間間隔是自動隨機獲取的一簇。在Maximum Step欄限制時間間隔大小的隨機性，設(shè)置Transient Max Step Time為10u 。

現(xiàn)在準(zhǔn)備運行瞬態(tài)特性分析。

點擊Analyses Setup 對話框底部的OK按鈕運行仿真。 仿真執(zhí)行后，你將看見與圖Figure 10所示相似的輸出波形。

祝賀你！你已經(jīng)完成的電路仿真，并顯示了它的輸出波形。

如果你喜歡，你可以改變一些原理圖中元件參數(shù)，再運行仿真看看其變化。試著將C1的值改為47n（雙擊C1編輯其屬性），然后再運行瞬態(tài)特性分析。輸出波形將顯示一個不均勻的占空比波形。