1、PCB設(shè)計(jì)軟件Protel99Se使用方法詳解Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，深受電子工程師的喜愛(ài)。為方便更多的電子愛(ài)好者掌握這一設(shè)計(jì)軟件，本文將Protel99Se制作電路印制板基本流程以及注意事項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)鍵詞：PCB設(shè)計(jì) Protel99Se電路印制板制作 注意事項(xiàng)一、電路版設(shè)計(jì)的先期工作1、利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖，并且生成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。當(dāng)然，有些特殊

2、情況下，如電路版比較簡(jiǎn)單，已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)，直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡(luò)表。2、手工更改網(wǎng)絡(luò)表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤(pán)定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上，沒(méi)任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。將一些原理圖和PCB封裝庫(kù)中引腳名稱(chēng)不一致的器件引腳名稱(chēng)改成和PCB封裝庫(kù)中的一致，特別是二、三極管等。二、畫(huà)出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫(kù)建議將自己所畫(huà)的器件都放入一個(gè)自己建立的PCB 庫(kù)專(zhuān)用設(shè)計(jì)文件。三、設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境和繪制印刷電路的版框含中間的鏤空等1、進(jìn)入PCB系統(tǒng)后的第一步就是設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，包括設(shè)置格

3、點(diǎn)大小和類(lèi)型，光標(biāo)類(lèi)型，版層參數(shù)，布線(xiàn)參數(shù)等等。大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn)值，而且這些參數(shù)經(jīng)過(guò)設(shè)置之后，符合個(gè)人的習(xí)慣，以后無(wú)須再去修改。2、規(guī)劃電路版，主要是確定電路版的邊框，包括電路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤(pán)。對(duì)于3mm 的螺絲可用6.58mm 的外徑和3.23.5mm 內(nèi)徑的焊盤(pán)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或PCB izard 中調(diào)入。注意：在繪制電路版地邊框前，一定要將當(dāng)前層設(shè)置成Keep Out層，即禁止布線(xiàn)層。四、打開(kāi)所有要用到的PCB 庫(kù)文件后，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝這一步是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動(dòng)布線(xiàn)的靈魂，也是原理圖設(shè)計(jì)與印象電路版

4、設(shè)計(jì)的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)行電路版的布線(xiàn)。在原理圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中，ERC檢查不會(huì)涉及到零件的封裝問(wèn)題。因此，原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，零件的封裝可能被遺忘，在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來(lái)修改或補(bǔ)充零件的封裝。當(dāng)然，可以直接在PCB內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)表，并且指定零件封裝。五、布置零件封裝的位置，也稱(chēng)零件布局Protel99可以進(jìn)行自動(dòng)布局,也可以進(jìn)行手動(dòng)布局。如果進(jìn)行自動(dòng)布局，運(yùn)行"Tools"下面的"Auto Place",用這個(gè)命令，你需要有足夠的耐心。布線(xiàn)的關(guān)鍵是布局，多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動(dòng)布局的形式。用鼠標(biāo)選中一個(gè)元件，按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖住這個(gè)元件到達(dá)目

5、的地，放開(kāi)左鍵，將該元件固定。Protel99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(dòng)選擇和自動(dòng)對(duì)齊。使用自動(dòng)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(kāi)和整理成組，就可以移動(dòng)到板上所需位置上了。當(dāng)簡(jiǎn)易的布局完成后，使用自動(dòng)對(duì)齊方式整齊地展開(kāi)或縮緊一組封裝相似的元件。提示：在自動(dòng)選擇時(shí)，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展開(kāi)和縮緊選定組件的X、Y方向。 注意：零件布局，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、電磁干擾、將來(lái)布線(xiàn)的方便性等方面綜合考慮。先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件，并鎖定這些器件，然后是大的占位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。六、根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整然后將全部

6、器件鎖定假如板上空間允許則可在板上放上一些類(lèi)似于實(shí)驗(yàn)板的布線(xiàn)區(qū)。對(duì)于大板子，應(yīng)在中間多加固定螺絲孔。板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔，有需要的話(huà)可在適當(dāng)位置放上一些測(cè)試用焊盤(pán)，最好在原理圖中就加上。將過(guò)小的焊盤(pán)過(guò)孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤(pán)的網(wǎng)絡(luò)定義到地或保護(hù)地等。放好后用VIEW3D 功能察看一下實(shí)際效果，存盤(pán)。七、布線(xiàn)規(guī)則設(shè)置布線(xiàn)規(guī)則是設(shè)置布線(xiàn)的各個(gè)規(guī)范(象使用層面、各組線(xiàn)寬、過(guò)孔間距、布線(xiàn)的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則，可通過(guò)Design-Rules 的Menu 處從其它板導(dǎo)出后，再導(dǎo)入這塊板)這個(gè)步驟不必每次都要設(shè)置，按個(gè)人的習(xí)慣，設(shè)定一次就可以。選Design-Rul

7、es 一般需要重新設(shè)置以下幾點(diǎn):1、安全間距(Routing標(biāo)簽的Clearance Constraint)它規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線(xiàn)焊盤(pán)過(guò)孔等之間必須保持的距離。一般板子可設(shè)為0.254mm，較空的板子可設(shè)為0.3mm，較密的貼片板子可設(shè)為0.2-0.22mm，極少數(shù)印板加工廠(chǎng)家的生產(chǎn)能力在0.1-0.15mm，假如能征得他們同意你就能設(shè)成此值。0.1mm 以下是絕對(duì)禁止的。2、走線(xiàn)層面和方向(Routing標(biāo)簽的Routing Layers)此處可設(shè)置使用的走線(xiàn)層和每層的主要走線(xiàn)方向。請(qǐng)注意貼片的單面板只用頂層，直插型的單面板只用底層，但是多層板的電源層不是在這里設(shè)置的(可以在Design

8、-Layer Stack Manager中，點(diǎn)頂層或底層后，用Add Plane 添加，用鼠標(biāo)左鍵雙擊后設(shè)置，點(diǎn)中本層后用Delete 刪除)，機(jī)械層也不是在這里設(shè)置的(可以在Design-Mechanical Layer 中選擇所要用到的機(jī)械層，并選擇是否可視和是否同時(shí)在單層顯示模式下顯示)。機(jī)械層1一般用于畫(huà)板子的邊框;機(jī)械層3一般用于畫(huà)板子上的擋條等機(jī)械結(jié)構(gòu)件;機(jī)械層4一般用于畫(huà)標(biāo)尺和注釋等，具體可自己用PCB Wizard 中導(dǎo)出一個(gè)PCAT結(jié)構(gòu)的板子看一下3、過(guò)孔形狀(Routing標(biāo)簽的Routing Via Style)它規(guī)定了手工和自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)孔的內(nèi)、外徑，均分為最小

9、、最大和首選值，其中首選值是最重要的，下同。4、走線(xiàn)線(xiàn)寬(Routing標(biāo)簽的Width Constraint)它規(guī)定了手工和自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)走線(xiàn)的寬度。整個(gè)板范圍的首選項(xiàng)一般取0.2-0.6mm，另添加一些網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)組(Net Class)的線(xiàn)寬設(shè)置，如地線(xiàn)、+5 伏電源線(xiàn)、交流電源輸入線(xiàn)、功率輸出線(xiàn)和電源組等。網(wǎng)絡(luò)組可以事先在Design-Netlist Manager中定義好，地線(xiàn)一般可選1mm 寬度，各種電源線(xiàn)一般可選0.5-1mm 寬度，印板上線(xiàn)寬和電流的關(guān)系大約是每毫米線(xiàn)寬允許通過(guò)1安培的電流，具體可參看有關(guān)資料。當(dāng)線(xiàn)徑首選值太大使得SMD 焊盤(pán)在自動(dòng)布線(xiàn)無(wú)法走通時(shí)，它會(huì)在進(jìn)入到SMD

10、焊盤(pán)處自動(dòng)縮小成最小寬度和焊盤(pán)的寬度之間的一段走線(xiàn)，其中Board 為對(duì)整個(gè)板的線(xiàn)寬約束，它的優(yōu)先級(jí)最低，即布線(xiàn)時(shí)首先滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)組等的線(xiàn)寬約束條件。5、敷銅連接形狀的設(shè)置(Manufacturing標(biāo)簽的Polygon Connect Style)建議用Relief Connect 方式導(dǎo)線(xiàn)寬度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根導(dǎo)線(xiàn)45 或90 度。其余各項(xiàng)一般可用它原先的缺省值，而象布線(xiàn)的拓樸結(jié)構(gòu)、電源層的間距和連接形狀匹配的網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度等項(xiàng)可根據(jù)需要設(shè)置。選Tools-Preferences，其中Options 欄的Interactive Routing 處選Pu

11、sh Obstacle (遇到不同網(wǎng)絡(luò)的走線(xiàn)時(shí)推擠其它的走線(xiàn)，Ignore Obstacle為穿過(guò)，Avoid Obstacle 為攔斷)模式并選中Automatically Remove (自動(dòng)刪除多余的走線(xiàn))。Defaults 欄的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去動(dòng)它們。在不希望有走線(xiàn)的區(qū)域內(nèi)放置FILL 填充層，如散熱器和臥放的兩腳晶振下方所在布線(xiàn)層，要上錫的在Top 或Bottom Solder 相應(yīng)處放FILL。布線(xiàn)規(guī)則設(shè)置也是印刷電路版設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。八、自動(dòng)布線(xiàn)和手工調(diào)整1、點(diǎn)擊菜單命令A(yù)uto Route/Setup 對(duì)自動(dòng)布線(xiàn)功能進(jìn)行設(shè)置選中

12、除了Add Testpoints 以外的所有項(xiàng)，特別是選中其中的Lock All Pre-Route 選項(xiàng)，Routing Grid 可選1mil 等。自動(dòng)布線(xiàn)開(kāi)始前PROTEL 會(huì)給你一個(gè)推薦值可不去理它或改為它的推薦值，此值越小板越容易100%布通，但布線(xiàn)難度和所花時(shí)間越大。2、點(diǎn)擊菜單命令A(yù)uto Route/All 開(kāi)始自動(dòng)布線(xiàn)假如不能完全布通則可手工繼續(xù)完成或UNDO 一次(千萬(wàn)不要用撤消全部布線(xiàn)功能，它會(huì)刪除所有的預(yù)布線(xiàn)和自由焊盤(pán)、過(guò)孔)后調(diào)整一下布局或布線(xiàn)規(guī)則，再重新布線(xiàn)。完成后做一次DRC，有錯(cuò)則改正。布局和布線(xiàn)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)原理圖有錯(cuò)則應(yīng)及時(shí)更新原理圖和網(wǎng)絡(luò)表，手工更改網(wǎng)絡(luò)表

13、(同第一步)，并重裝網(wǎng)絡(luò)表后再布。3、對(duì)布線(xiàn)進(jìn)行手工初步調(diào)整需加粗的地線(xiàn)、電源線(xiàn)、功率輸出線(xiàn)等加粗，某幾根繞得太多的線(xiàn)重布一下，消除部分不必要的過(guò)孔，再次用VIEW3D 功能察看實(shí)際效果。手工調(diào)整中可選Tools-Density Map 查看布線(xiàn)密度，紅色為最密，黃色次之，綠色為較松，看完后可按鍵盤(pán)上的End 鍵刷新屏幕。紅色部分一般應(yīng)將走線(xiàn)調(diào)整得松一些，直到變成黃色或綠色。九、切換到單層顯示模式下(點(diǎn)擊菜單命令Tools/Preferences，選中對(duì)話(huà)框中Display欄的Single Layer Mode)將每個(gè)布線(xiàn)層的線(xiàn)拉整齊和美觀(guān)。手工調(diào)整時(shí)應(yīng)經(jīng)常做DRC，因?yàn)橛袝r(shí)候有些線(xiàn)會(huì)斷開(kāi)而你

14、可能會(huì)從它斷開(kāi)處中間走上好幾根線(xiàn)，快完成時(shí)可將每個(gè)布線(xiàn)層單獨(dú)打印出來(lái)，以方便改線(xiàn)時(shí)參考，其間也要經(jīng)常用3D顯示和密度圖功能查看。最后取消單層顯示模式，存盤(pán)。十、如果器件需要重新標(biāo)注可點(diǎn)擊菜單命令Tools/Re-Annotate 并選擇好方向后，按OK鈕。并回原理圖中選Tools-Back Annotate 并選擇好新生成的那個(gè)*.WAS 文件后，按OK 鈕。原理圖中有些標(biāo)號(hào)應(yīng)重新拖放以求美觀(guān)，全部調(diào)完并DRC 通過(guò)后，拖放所有絲印層的字符到合適位置。注意字符盡量不要放在元件下面或過(guò)孔焊盤(pán)上面。對(duì)于過(guò)大的字符可適當(dāng)縮小，DrillDrawing 層可按需放上一些坐標(biāo)(Place-Coordin

15、ate)和尺寸(Place-Dimension)。最后再放上印板名稱(chēng)、設(shè)計(jì)版本號(hào)、公司名稱(chēng)、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工編號(hào)等信息(請(qǐng)參見(jiàn)第五步圖中所示)。并可用第三方提供的程序來(lái)加上圖形和中文注釋如BMP2PCB.EXE 和宏勢(shì)公司ROTEL99 和PROTEL99SE 專(zhuān)用PCB 漢字輸入程序包中的FONT.EXE 等。十一、對(duì)所有過(guò)孔和焊盤(pán)補(bǔ)淚滴補(bǔ)淚滴可增加它們的牢度，但會(huì)使板上的線(xiàn)變得較難看。順序按下鍵盤(pán)的S 和A 鍵(全選)，再選擇Tools-Teardrops，選中General 欄的前三個(gè)，并選Add 和Track 模式，如果你不需要把最終文件轉(zhuǎn)為PROTEL 的DOS

16、 版格式文件的話(huà)也可用其它模式，后按OK 鈕。完成后順序按下鍵盤(pán)的X 和A 鍵(全部不選中)。對(duì)于貼片和單面板一定要加。十二、放置覆銅區(qū)將設(shè)計(jì)規(guī)則里的安全間距暫時(shí)改為0.5-1mm 并清除錯(cuò)誤標(biāo)記，選Place-Polygon Plane 在各布線(xiàn)層放置地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆銅(盡量用八角形，而不是用圓弧來(lái)包裹焊盤(pán)。最終要轉(zhuǎn)成DOS 格式文件的話(huà)，一定要選擇用八角形)。下圖即為一個(gè)在頂層放置覆銅的設(shè)置舉例：設(shè)置完成后，再按OK 扭，畫(huà)出需覆銅區(qū)域的邊框，最后一條邊可不畫(huà)，直接按鼠標(biāo)右鍵就可開(kāi)始覆銅。它缺省認(rèn)為你的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間始終用一條直線(xiàn)相連，電路頻率較高時(shí)可選Grid Size 比Track Wid

17、th 大，覆出網(wǎng)格線(xiàn)。相應(yīng)放置其余幾個(gè)布線(xiàn)層的覆銅，觀(guān)察某一層上較大面積沒(méi)有覆銅的地方，在其它層有覆銅處放一個(gè)過(guò)孔，雙擊覆銅區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)并選擇一個(gè)覆銅后，直接點(diǎn)OK，再點(diǎn)Yes 便可更新這個(gè)覆銅。幾個(gè)覆銅多次反復(fù)幾次直到每個(gè)覆銅層都較滿(mǎn)為止。將設(shè)計(jì)規(guī)則里的安全間距改回原值。十三、最后再做一次DRC選擇其中Clearance Constraints Max/MinWidth Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed NetsConstraints 這幾項(xiàng)，按Run DRC 鈕，有錯(cuò)則改正。全部正確后存盤(pán)。十四、對(duì)于支持PROTEL99SE

18、格式(PCB4.0)加工的廠(chǎng)家可在觀(guān)看文檔目錄情況下，將這個(gè)文件導(dǎo)出為一個(gè)*.PCB 文件;對(duì)于支持PROTEL99 格式(PCB3.0)加工的廠(chǎng)家，可將文件另存為PCB 3.0 二進(jìn)制文件，做DRC。通過(guò)后不存盤(pán)退出。在觀(guān)看文檔目錄情況下，將這個(gè)文件導(dǎo)出為一個(gè)*.PCB 文件。由于目前很大一部分廠(chǎng)家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 畫(huà)的板子，所以以下這幾步是產(chǎn)生一個(gè)DOS 版PCB 文件必不可少的：1、將所有機(jī)械層內(nèi)容改到機(jī)械層1，在觀(guān)看文檔目錄情況下，將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)出為*.NET 文件，在打開(kāi)本PCB 文件觀(guān)看的情況下，將PCB 導(dǎo)出為PROTEL PCB 2.8 ASCII

19、FILE 格式的*.PCB 文件。2 、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打開(kāi)PCB 文件，選擇文件菜單中的另存為，并選擇Autotrax 格式存成一個(gè)DOS 下可打開(kāi)的文件。3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打開(kāi)這個(gè)文件。個(gè)別字符串可能要重新拖放或調(diào)整大小。上下放的全部?jī)赡_貼片元件可能會(huì)產(chǎn)生焊盤(pán)X-Y大小互換的情況，一個(gè)一個(gè)調(diào)整它們。大的四列貼片IC 也會(huì)全部焊盤(pán)X-Y 互換，只能自動(dòng)調(diào)整一半后，手工一個(gè)一個(gè)改，請(qǐng)隨時(shí)存盤(pán)，這個(gè)過(guò)程中很容易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤。PROTEL DOS 版可是沒(méi)有UNDO 功能的。假如你先前布了覆銅并選擇了用圓弧來(lái)包裹焊盤(pán)，那么現(xiàn)在所有的網(wǎng)絡(luò)基本上都已相連了，手工一個(gè)一個(gè)刪除和修改這些圓弧是非常累的，所以前面推薦大家一定要用八角形來(lái)包裹焊盤(pán)。這些都完成后，用前面導(dǎo)出的網(wǎng)絡(luò)表作DRC Route 中的Separation Setup ，各項(xiàng)值應(yīng)比WINDOWS 版下小一些，有錯(cuò)則改正，直到DRC 全部通過(guò)為止。也可