本书由Protel 99 SE、Protel DXP、实用附录、多媒体教学光盘四部分组成。适合作为本科电子类各专业电子CAD、EDA课程教材,同时也可作为高职高专教材、初中级以上的Protel用户及广大电路设计人员的培训教材。
本书注重工程实用,书中内容结合了作者多年的电子CAD设计应用、培训/认证、教学工作经验,详细介绍了Protel 99 SE原理图设计及技巧、层次原理图设计、DRC设计校验、印刷电路板PCB设计及技巧、网络表的生成和导入,各种报表文件的生成、库元件编辑器的使用及原理图、电路板的元件设计制作、电路板参数的基本设置、信号完整性分析和仿真分析、由Protel 99 SE基础迅速扩展到Protel DXP开发平台应用的基本技巧。
本书配以专业级交互式多媒体教学光盘,全程语音详细讲解Protel 99 SE,读者可通过交互式教学光盘边学边练,轻松而快速地掌握Protel电路设计技术。
Protel 99 SE & DXP 电路设计实战精粹:从原理到PCB的完整蜕变 本书旨在为广大电子爱好者、初学者以及希望提升电路设计技能的工程师提供一套全面、深入的学习指南。我们将以Protel 99 SE和Altium Designer(DXP)这两款在业界享有盛誉的EDA(Electronic Design Automation)软件为载体,系统地讲解从原理图设计到PCB(Printed Circuit Board)布局布线的完整流程,并融合大量的实战技巧和项目案例,帮助读者掌握现代电子产品设计所需的核心技能。 第一部分:Protel 99 SE 基础入门与核心功能探索 Protel 99 SE 作为许多老一代工程师的启蒙软件,其简洁的界面和强大的基本功能至今仍具有重要的学习价值。本部分将带领读者熟悉Protel 99 SE的开发环境,掌握其核心模块的操作方法。 第一章:Protel 99 SE 开发环境概览 软件安装与许可证配置(以合法获取途径为前提,此处不详细展开具体操作) 用户界面布局与常用工具栏介绍 项目管理器的作用与基本操作:创建、打开、保存项目文件 工作空间与文档类型的理解:原理图、PCB、库文件等 第二章:原理图设计入门 元件库的构建与管理: 理解元件库的结构:Symbol(符号)、Footprint(封装)、3D模型(部分支持) 如何查找和调用现有的元件库:常用库的介绍,如TTL、CMOS、模拟器件、电源模块等。 手动创建自定义元件:包括绘制原理图符号、定义引脚属性(名称、编号、类型)、关联PCB封装。 元件库的导入与导出。 绘制原理图: 放置和连接元器件:导线绘制、总线(Bus)的应用、Net Label(网络标号)的重要性。 添加文本、图形、注释:提高原理图的可读性和文档性。 使用指令来简化操作:Copy, Paste, Move, Rotate, Mirror等。 电源和地符号的正确使用:理解其在电路中的作用。 层次化原理图设计:将复杂系统分解为模块化设计,提高管理效率。 设计规则检查(DRC): 发现原理图中的连接错误、电气规则冲突,确保设计的正确性。 第三章:PCB Layout 基础 PCB的设计流程概览: 从原理图到PCB的转化。 PCB文档的创建与设置: 板框的绘制与设置:定义PCB的物理尺寸和形状。 单位制(公制/英制)与精度设置。 层管理:理解PCB的各个层(顶层、底层、内电层、机械层、钻孔层等)的含义和用途。 设计规则设置(Design Rules): 电气规则(Electrical Rules): 间距(Clearance)、宽度(Width)、过孔(Via)等关键参数的设置。 制造规则(Manufacturing Rules): 焊盘(Pad)大小、阻焊层(Solder Mask)、丝印层(Silkscreen)等与加工相关参数的设置。 元器件封装的关联与导入: PCB封装(Footprint)的创建与编辑:绘制焊盘、阻焊层、丝印层信息。 原理图元件与PCB封装的链接。 从原理图导入PCB:理解Component(元件)和Netlist(网络表)的概念,以及它们如何转化为PCB上的元器件布局和布线连接。 第四章:PCB 布局与布线实践 元器件的布局: 布局原则:根据功能区域划分、信号流向、电源分配、散热考虑、便于调试和维修等。 固定元器件(如连接器、关键IC)的放置。 可调元器件(如电位器)的考虑。 高频元件和敏感元件的隔离。 手动布线技巧: 导线的绘制与修改:宽度、角度、圆角等。 过孔(Via)的使用:直通孔、盲孔、埋孔(在Protel 99 SE中可能支持有限)。 扇出(Fanout)技术:为QFP、BGA等引脚密集的器件提供布线空间。 差分对布线:保证信号完整性。 电源和地线的处理:宽线、地网(Ground Plane)的应用。 自动布线器(Autorouter)的使用与优化: 理解自动布线器的原理与局限性。 设置布线策略:层优先级、布线密度等。 自动布线结果的后编辑:手动优化拥塞区域、改善信号质量。 布线后检查与优化: PCB Design Rule Check (DRC): 发现布线错误、间距不足、短路、断路等。 查看网络连接:确保所有网络都已正确连接。 视觉检查:检查布线的美观性和可维护性。 第五章:Protel 99 SE 特色功能与高级应用 Allegro 导入/导出: 用于与更专业的PCB布局工具进行数据交换。 Gerber 文件生成: PCB生产制造的基础文件格式,详细讲解生成过程和注意事项。 BOM(Bill of Materials)生成: 导出物料清单,用于采购和生产管理。 PCB 3D 视图(有限支持): 简单预览PCB的立体结构。 简单的信号完整性(SI)和电源完整性(PI)分析(有限支持): 提示设计者关注这些重要问题。 第二部分:Altium Designer (DXP) 深度解析与现代设计实践 Altium Designer 是目前业界领先的集成EDA解决方案,其功能强大、流程集成度高、支持最新的设计技术。本部分将聚焦Altium Designer,深入讲解其高级功能和在实际项目中的应用。 第六章:Altium Designer 工作环境与项目流程 Altium Designer 的优势与Protel 99 SE的对比。 全新的界面布局与导航方式。 项目文档结构:原理图、PCB、库、约束文件、输出文件等。 Variant Manager(版本管理): 支持多版本产品设计,方便管理不同配置的物料。 Output Jobs(输出作业): 集成化的输出管理,方便生成各种制造和文档文件。 第七章:Altium Designer 原理图设计进阶 智能化元件库管理: Altium Designer 的统一库(Unified Libraries)概念。 原理图符号、PCB封装、3D模型、参数的统一管理。 ECAD/MCAD 协作:导入3D模型,进行机械设计干涉检查。 Altium Vault / Concord Pro(如果读者有接触): 企业级库管理方案简介(不展开具体操作)。 高级原理图编辑功能: 总线(Bus)与带状网络(Wired Net)的应用。 差分对(Differential Pairs)的定义与管理。 参数化元件(Parametric Components):同一封装支持不同值的参数。 Multi-Channel Design(多通道设计): 适用于端口、总线等重复结构的模块化设计。 Sheet Entry/Sheet Symbol: 层次化原理图设计的强大支持。 Hierarchical Design Block(分层设计块): 模块化设计的最佳实践。 Formula(公式)与 Parameter Driven Design(参数化设计): 提高设计效率和一致性。 集成式设计规则检查(ERC): 实时检查原理图错误,支持自定义规则。 第八章:Altium Designer PCB 设计与信号完整性 PCB 编辑器高级功能: Board Planning & Simulation(板级规划与仿真): Stackup Manager(堆叠管理器): 精确定义PCB的层叠结构、介质材料、厚度等,为信号完整性分析提供基础。 Cross-Probing(交叉查看): 原理图和PCB视图之间的高效联动。 PCB 封装编辑器(PCB Footprint Editor): 详细的封装设计,包括焊盘、阻焊、丝印、3D体等。 PCB 库的创建与管理。 先进的布局与布线技术: Design Rule Configuration(设计规则配置): 强大的自定义设计规则设置,覆盖所有设计要素。 Constraint Manager(约束管理器): 集中管理所有电气和物理约束,支持层次化管理。 Push & Shove Router(推拉式布线器): 智能避让,高效完成布线。 Interactive Routing Tools(交互式布线工具): 各种辅助布线功能,如Hug, Stay, Wrap等。 Differential Pair Routing(差分对布线): 自动控制差分阻抗和长度匹配。 Multi-Route(多路布线): 一次性布通多条信号线。 Route Planning(布线规划): 预先规划布线路径。 Ground Pour / Copper Pour(覆铜): 自动填充大面积铜箔,改善EMC和散热。 Shielding(屏蔽): 针对敏感信号提供屏蔽层。 信号完整性(SI)分析: SI Wizard(SI向导): 引导用户进行SI分析。 Electromagnetic Field Solver(电磁场求解器): 分析走线阻抗、串扰、反射等。 TDR(Time Domain Reflectometry)/ S-Parameter Analysis(S参数分析): 评估信号质量。 Power Integrity(PI)分析: 评估电源分配网络的稳定性。 第九章:Altium Designer 的自动化与协作 参数化设计与模板: 提高重复性设计的效率。 Scripting(脚本): 使用脚本语言(如DelphiScript, VBScript)自动化重复性任务。 Output Jobs(输出作业): 一体化的输出管理,生成Gerber、ODB++、NC Drill、BOM、生产文档等。 Revision Management(版本管理): 历史记录与版本回溯。 Collaboration Features(协作功能): 与团队成员共享设计数据,评审。 ECAD/MCAD 协作: 与机械设计软件(如SolidWorks)的数据交换,实现3D模型联动,碰撞检测。 第十章:实际项目案例分析 实例一:简单数字电路板设计: 从原理图到PCB的完整流程演示,重点讲解元器件选择、布局布线原则。 实例二:模拟电路板设计: 重点关注电源、地线处理,抗干扰设计。 实例三:高速数字电路板设计(入门): 讲解差分对布线、阻抗匹配、信号线长度匹配等基本概念。 实例四:包含BGA/QFN封装的电路板设计: 讲解BGA/QFN的扇出、覆铜、散热等注意事项。 第三部分:通用设计理念与行业标准 第十一章:PCB 设计中的关键原则 信号完整性 (SI) 与电源完整性 (PI) 的重要性: 深入理解这些概念如何影响产品性能。 电磁兼容性 (EMC) 设计: 屏蔽、滤波、接地、布线布局的EMC考量。 可制造性设计 (DFM) 与可测试性设计 (DFT): 确保PCB能够顺利生产和测试。 PCB 材料与工艺: FR-4、高频板材,多层板、HDI 板等。 成本控制: 在满足性能要求的前提下,优化设计以降低制造成本。 第十二章:行业标准与最佳实践 IPC 标准介绍: IPC-2221、IPC-6012 等,及其对PCB设计的指导意义。 文件标准化: Gerber、ODB++、IPC-356 等文件格式的理解。 文档规范: 原理图、PCB、BOM、生产文件等的编写规范。 项目管理流程: 从需求到产品发布的完整流程。 附录 常用电子元器件的封装库列表。 PCB 设计中常用术语解释。 Protel 99 SE & Altium Designer 常用快捷键。 本书力求理论与实践相结合,通过详细的步骤讲解和丰富的案例分析,帮助读者建立扎实的电路设计知识体系,熟练掌握Protel 99 SE 和Altium Designer 这两款强大的EDA工具,从而独立完成从概念到成品PCB的设计任务。无论您是电子专业的学生,还是业余爱好者,亦或是寻求职业晋升的工程师,本书都将是您电路设计之路上的得力助手。