内容简介

本书在前一版的基础上进行升级优化改版，此次基于Protel DXP 2004编写而成，全书共分为16章，分别介绍了Protel DXP 2004基础、设计原理图、绘制原理图、制作元件库、设计层次原理图、生成原理图报表、印制电路板设计基础、绘制印制电路板、制作元件封装、生成PCB报表、电路仿真、PCB信号、IC卡考勤机设计、U盘电路的设计、Z80微处理器电路设计、无线遥感电路设计、理疗仪电路设计。本书内容讲解细致详实，由浅入深、层次清楚、图文并茂，使读者能快速掌握软件的基本应用，具备PCB的设计能力。

本书适合Protel DXP高等院校电子类、电气类、通信类、机电类等专业的教材，也可作为职业技术教育、技术培训及从事电子产品设计与开发的工程技术人员学习PCB设计的参考用书。

前    言

　　随着电子科学技术的飞速发展，越来越复杂的电子电路对电子设计自动化(EDA)技术提出了越来越高的要求，Protel便在这样的背景下应运而生，目前，最新版本为Protel DXP 2004。

　　Protel DXP 2004是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP 2004运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP 2004提供了全面的设计解决方案。

　　作为一本综合性自学书籍，本书从基础到具体应用全面解析Protel DXP电路设计。全书配图丰富，内容详实，案例难度由浅入深，实践环节与项目案例环环相扣，便于读者操作练习，进而逐步领会各项知识和设计步骤。

　　全书分为基础知识和应用两大部分：第一部分(第1至11章)先讲解了使用Protel DXP电路板设计软件所需要的基础知识，使读者掌握必要的理论基础知识；第二部分(第12章至16章)通过五个完整的应用实例的设计开发，使读者能熟悉Protel DXP开发的步骤、方法和技术，以此达到知其所以然的目的，此部分为读者提供的应用实例有针对性，各案例都独立章。全书具体内容介绍如下。

　　第1章：介绍Protel DXP基础知识，如系统硬件配置、软件安装过程、软件操作界面等。

　　第2章至第5章：细致地介绍Protel DXP的原理图设计方法。

　　第6章至第9章：具体介绍Protel DXP设计PCB板的方法。

　　第10章和第11章：介绍Protel DXP在电路仿真和信号完整性分析方面的应用。

　　第12章：介绍IC卡考勤机的电路原理图设计。

　　第13章：介绍U盘的电路原理图以及PCB板的设计。

　　第14章：介绍Z80微处理器的原理图和PCB板的详细设计过程。

　　第15章：通过无线遥感设备的收发电路，详细地说明了Protel在电路设计中的应用。

　　第16章：介绍了理疗仪的PCB开发全过程。

　　本书作为《Protel DXP电路设计实例教程》的升级版本，讲解语言更通俗易懂，内容丰富详实，突出了案例的实用性、综合性和先进性，使读者能快速掌握软件的基本应用，具备PCB的设计能力。此外，本书每章后均配备了丰富实用的练习，能帮助学习者巩固加强各章节知识点。

　　本书由华北理工大学的杨建辉、王莹莹、史国媛老师编著，其中第2、4、5、7、8、9、10、11章由杨建辉老师编著，第1、3、6、12、13章由王莹莹老师编著，第14、15、16章由史国媛老师编著。参与本书编写工作的还有张冠英、袁伟、刘宝成、任文营、张勇毅、郑尹、王卫军，在此一并表示感谢。

　　由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

　　

 

　　                                          编  者  

目    录

 

第1章  Protel DXP概述 1

1.1  Protel DXP的基础知识 1

1.1.1  Protel DXP的组成和特点 1

1.1.2  计算机配置要求 2

1.1.3  Protel DXP的安装过程 2

1.2  Protel DXP的工作环境 6

1.2.1  打开Protel DXP的工作界面 6

1.2.2  介绍Protel DXP工作界面 7

1.3  原理图编辑系统 9

1.4  PCB编辑系统 10

1.5  Protel DXP项目管理 11

1.6  系统设置与编译项目 13

1.6.1  比较器设置 13

1.6.2  ECO设置 14

1.6.3  输出路径与网络表设置 15

1.6.4  多通道设置 15

1.6.5  打印输出设置 16

1.6.6  编译项目 16

1.7  系统参数设置 17

1.7.1  General选项卡设置 17

1.7.2  Graphical Editing 选项卡的

设置 20

1.7.3  Default Primitives 选项卡的

设置 22

本章习题 24

第2章  Protel DXP原理图设计基础 26

2.1  Protel DXP原理图的设计步骤 26

2.1.1  设计印制电路板的一般步骤 26

2.1.2  设计Protel DXP原理图的一般

步骤 27

2.2  基本操作 29

2.2.1  工具栏或下拉列表的设置 29

2.2.2  图纸操作 30

2.2.3  原理图图纸的设置 31

2.3  元件库的操作 36

2.3.1  打开元件库管理器 36

2.3.2  元件库管理器面板 38

2.3.3  添加元件库 39

2.3.4  删除元件库 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  编辑元件 44

2.4.3  元件位置调整 46

2.4.4  绘制导线 52

2.4.5  放置电源和接地符号 53

2.4.6  连接线路和放置节点 54

2.5  管理电路图元件 55

2.5.1  使用浏览器面板查找

对象(Navigator) 56

2.5.2  使用相似对话框查找对象

(Find Similar Objects) 57

2.5.3  修改被选中对象 58

2.5.4  将所有电容封装在一起 59

2.5.5  改变电源地端的类型 60

2.5.6  改变原理图库中引脚的

长度 60

2.5.7  替换所有原理图中的同一个

字符串 61

2.6  制作一个简单的原理图 61

2.6.1  创建一个新项目 62

2.6.2  建立新的电路原理图 63

2.6.3  查找组件 64

2.6.4  放置组件 66

2.6.5  放置电源和接地符号 67

2.6.6  绘制导线 68

本章习题 68

第3章  电路原理图绘制高级操作 70

3.1  使用绘制电路工具 70

3.1.1  绘制总线 71

3.1.2  网络与网络标号 73

3.1.3  放置电路方块及其进出端点 76

3.1.4  放置电路输入/输出点 78

3.1.5  放置忽略 ERC 测试点 80

3.1.6  放置PCB布线指示 81

3.2  设计层次原理图 82

3.2.1  层次电路原理图的设计方法 82

3.2.2  不同层次电路之间的切换 84

3.3  建立多通道原理图 84

3.3.1  创建一个多通道设计 84

3.3.2  设置布局空间和标识符格式 86

3.3.3  布局空间命名 87

3.3.4  编译项目 87

3.4  层次原理图设计实例 89

3.4.1  由方块电路符号生成新原理图

中的I/O端口符号 91

3.4.2  原理图文件产生方块电路

符号 92

本章习题 92

第4章  制作元件和建立元件库 94

4.1  元件库编辑器与管理元件库 94

4.1.1  启动元件库编辑器 94

4.1.2  元件库管理 94

4.2  常用画图工具的使用 96

4.2.1  画图工具条与IEEE符号的

工具条 96

4.2.2  项目工程元件库的生成 98

4.2.3  生成元件报表 99

4.3  制作新元件 101

4.4  制作含有多个部件的元件 113

本章习题 118

第5章  检查电气规则和元件列表 119

5.1  电气规则检查(ERC) 119

5.1.1  设置电气连接检查规则 120

5.1.2  生成检查结果 121

5.2  网络表 122

5.2.1  Protel 的网络表格式 122

5.2.2  生成网络表 123

5.3  元件列表 124

5.3.1  创建一个 BOM报告 124

5.3.2  在说明栏里排列数据 126

5.4  元件交叉参考表 128

本章习题 129

第6章  PCB设计基础 131

6.1  PCB介绍 131

6.1.1  PCB的结构 132

6.1.2  多层板概念 132

6.1.3  过孔 133

6.1.4  膜 133

6.1.5  焊盘 134

6.1.6  组件的封装 134

6.2  PCB图的设计过程 137

6.3  PCB设计的基本原则 138

6.3.1  PCB设计的基本原则

与方法 138

6.3.2  PCB设计中的注意事项 139

6.4  PCB编辑器 140

6.4.1  PCB编辑器启动方式 140

6.4.2  PCB编辑环境 141

6.4.3  加载元件封装库 142

6.5  PCB设计基本操作 144

6.5.1  PCB 图纸基本设置 144

6.5.2  放置坐标指示 148

6.5.3  距离标注 149

6.5.4  放置导线 151

6.5.5  敷铜 153

6.5.6  补泪滴 155

6.5.7  放置文字 156

6.5.8  放置过孔 157

6.5.9  放置焊盘 159

6.5.10  放置填充 160

6.5.11  绘制圆弧或圆 161

6.5.12  放置元件封装 164

6.5.13  元件封装的修改 164

本章习题 166

第7章  PCB高级设计 167

7.1  多层板的设计 167

7.1.1  内层的建立 167

7.1.2  删除所有导线 169

7.1.3  重新布置导线 169

7.1.4  内层的显示 169

7.2  系统参数设置 171

7.2.1  General(一般) 172

7.2.2  Display(显示) 173

7.2.3  Show/Hide(显示/隐藏) 174

7.2.4  Defaults(默认) 174

7.2.5  PCB 3D(3D设置) 175

7.3  导航控制面板的管理 176

7.3.1  管理Nets(网络)对象 177

7.3.2  管理Components(元件封装)

对象 178

7.4  利用向导创建PCB 178

7.5  PCB设计规则及其检查 183

7.5.1  PCB设计规则 183

7.5.2  设计检查 193

7.6  元件的自动与手动布局 196

7.6.1  自动布局原则 196

7.6.2  自动布局 197

7.6.3  手动布局 199

7.7  自动与手动布线 201

7.7.1  自动布线设置 201

7.7.2  自动布线菜单 202

7.7.3  自动布线实例 203

7.7.4  手动布线 204

7.7.5  手动布线实例 204

7.7.6  放置导线 206

7.7.7  放置导线实例 207

7.8  PCB布线策略 208

7.8.1  直角走线 208

7.8.2  差分走线 209

7.8.3  蛇形线 211

7.9  PCB报表和电路板打印 211

7.9.1  生成报表 211

7.9.2  PCB的打印输出 213

本章习题 215

第8章  元件封装的制作与管理 216

8.1  元件封装简介 216

8.2  创建元件封装 217

8.2.1  启动元件封装编辑器 217

8.2.2  元件封装管理器 218

8.2.3  利用向导创建元件封装 221

8.2.4  手动创建元件封装 223

8.2.5  使用不规则焊盘创建元件

封装 228

本章习题 231

第9章  原理图与PCB图的交互

验证 232

9.1  由原理图生成PCB图 232

9.1.1  单个PCB原理图创建

网络表 232

9.1.2  生成PCB板 233

9.2  PCB与原理图的相互更新 235

9.2.1  由PCB原理图更新PCB 235

9.2.2  由PCB更新原理图 236

本章习题 237

第10章  电路仿真 238

10.1  常见仿真元件介绍 238

10.2  初始状态设置 239

10.2.1  节点电压设置 239

10.2.2  初始条件(IC)设置 241

10.3  仿真器的设置 241

10.3.1  进入分析主菜单 241

10.3.2  一般设置 242

10.3.3  瞬态特性分析 242

10.3.4  直流分析 243

10.3.5  交流小信号分析 243

10.3.6  噪声分析 244

10.3.7  温度扫描分析 244

10.3.8  参数扫描分析 245

10.3.9  蒙特卡罗分析 246

10.4  设计仿真原理图 247

10.5  电路仿真实例 248

10.5.1  模拟电路仿真 248

10.5.2  数字电路仿真 250

10.5.3  仿真波形的运算处理 253

本章习题 256

第11章  PCB信号完整性分析 257

11.1  信号完整性分析器 257

11.1.1  简介 257

11.1.2  自动信号分析器 258

11.1.3  信号完整性分析器设置 258

11.2  信号波形分析实例 266

本章习题 271

第12章  IC卡考勤机的设计 273

12.1  设计任务 273

12.2  绘制原理图 274

12.2.1  创建项目 274

12.2.2  查找元件库 276

12.2.3  制作元件 276

12.2.4  布局与连线 282

12.3  后期处理 285

12.3.1  编译项目 285

12.3.2  生成报表 286

12.3.3  保存与打印 287

12.4  元件属性表 287

本章习题 292

第13章  U盘PCB设计 293

13.1  设计任务 293

13.2  创建项目 294

13.3  装载元件库 294

13.3.1  查找元件库 295

13.3.2  制作元件 296

13.4  布局与连线(一) 297

13.5  原理图后期处理 300

13.6  规划电路板 301

13.7  网络表与元件封装的载入 302

13.8  布局与布线(二) 303

13.8.1  手动布局与调整 303

13.8.2  布线规则设置 304

13.8.3  预布电源线与自动布线 306

13.8.4  敷铜 308

13.8.5  设计规则检查 309

13.9  3D效果图 310

13.10  元件属性 310

本章习题 311

第14章  Z80微处理器电路设计 313

14.1  设计任务 313

14.2  设计原理图 316

14.2.1  设计层次原理图 317

14.2.2  绘制原理图 321

14.3  设计PCB 334

14.3.1  载入元件封装 335

14.3.2  手动布局与标注调整 337

14.3.3  设置布线规则 338

14.3.4  电源线与自动布线 341

14.3.5  敷铜 343

14.3.6  设计规则检查 345

14.4  3D效果图 346

14.5  元件列表 346

本章习题 347

第15章  无线遥感电路设计 349

15.1  设计任务 349

15.2  发射模块设计 351

15.2.1  创建发射模块项目工程 351

15.2.2  创建元件 352

15.2.3  绘制原理图 355

15.2.4  编译项目 356

15.2.5  设置电路板 357

15.2.6  载入元件封装 359

15.2.7  手动布局与标注调整 361

15.2.8  设置布线规则 362

15.2.9  电源线与自动布线 364

15.2.10  敷铜 366

15.2.11  设计规则检查 367

15.2.12  3D效果图 368

15.3  接收模块设计 368

15.3.1  创建接收模块项目工程 368

15.3.2  创建元件 368

15.3.3  绘制原理图 372

15.3.4  编译项目 374

15.3.5  设置电路板 375

15.3.6  载入元件封装 377

15.3.7  手动布局与标注调整 378

15.3.8  设置布线规则 379

15.3.9  电源线与自动布线 381

15.3.10  敷铜 382

15.3.11  设计规则检查 385

15.4  元件列表 385

本章习题 388

第16章  理疗仪电路设计 389

16.1  设计任务 389

16.2  绘制原理图 390

16.2.1  创建项目 390

16.2.2  创建元件 391

16.2.3  布局与连线 392

16.2.4  后期处理 394

16.3  设计PCB 395

16.3.1  规划电路板 395

16.3.2  载入元件封装 397

16.3.3  手动布局与标注调整 399

16.3.4  设置布线规则 400

16.3.5  电源线与自动布线 403

16.3.6  敷铜 404

16.3.7  设计规则检查 407

16.4  3D效果图 407

16.5  元件列表 407

本章习题 410

附录A  Protel常用元件及封装 411

附录B  Protel DXP快捷键汇总 412

参考文献 415