電子設(shè)計自動化項目教程

前言

高職高專教材建設(shè)是高職院校教學(xué)改革的重要組成部分。2009年全國化工高職儀電類專業(yè)委員會組織會員學(xué)校對近百家自動化類企業(yè)進行了為期一年的廣泛調(diào)研。2010年5月在杭州召開了全國化工高職自動化類規(guī)劃教材研討會。參會的高職院校一線教師和企業(yè)技術(shù)專家緊密圍繞生產(chǎn)過程自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)及電氣自動化技術(shù)等自動化類專業(yè)人才培養(yǎng)方案展開研討，并計劃通過三年時間完成自動化類專業(yè)特色教材的編寫工作。主編采用競聘方式，由教育專家和行業(yè)專家組成的教材評審委員會于2011年1月在廣西南寧確定出教材的主編及參編，眾多企業(yè)技術(shù)人員參加了教材的編審工作。本套教材以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》及2006年教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》為編寫依據(jù)，確定以“培養(yǎng)技能，重在應(yīng)用”的編寫原則，以實際項目為引領(lǐng)，突出教材的應(yīng)用性、針對性和專業(yè)性，力求內(nèi)容新穎，緊跟國內(nèi)外工業(yè)自動化技術(shù)的最新發(fā)展，緊密跟蹤國內(nèi)外高職院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革。Protel是一套EDA電路集成設(shè)計系統(tǒng)。電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)的基本思想是借助于計算機，在EDA工具之一的Protel99se平臺上完成電子產(chǎn)品的電路設(shè)計、仿真分析及印制電路板設(shè)計的全過程，熟練使用EDA工具是電子類學(xué)生和電子工程人員的必備技能。Protel99se是澳大利亞Protel公司于2000年推出的基于Windows平臺的全32位的電路板設(shè)計軟件，是該軟件的第六代產(chǎn)品。其主要的功能模塊包括電路原理圖設(shè)計系統(tǒng)、印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)、自動布線器、可編程邏輯器件設(shè)計系統(tǒng)和模／數(shù)混合信號仿真器等。為更好地掌握電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)，本書以項目化的知識結(jié)構(gòu)進行編寫，打破了按順序進行知識介紹的慣例，而是以項目的需要來安排知識的介紹和技能的訓(xùn)練。項目的設(shè)置由易到難，由簡單到綜合，逐步深化學(xué)生對該軟件的理解。在項目的具體內(nèi)容安排上是按工程設(shè)計順序來進行的，因此，在不同項目中出現(xiàn)了相同的標(biāo)題，但在具體內(nèi)容上是有區(qū)別的，相同的標(biāo)題、不同的知識點和設(shè)計技巧，請使用本書的讀者注意。本書的特點是以學(xué)生熟悉的電子技術(shù)、數(shù)字電路及單片機原理及接口技術(shù)中接觸到的電路作為訓(xùn)練項目，使學(xué)生容易理解電路工作原理，可以讓學(xué)生盡快掌握軟件中各種菜單和工具的使用方法及整體硬件設(shè)計思路，做到從入門到提高，最后達到熟練使用的教學(xué)目的。項目內(nèi)容的安排是先知識、后技能，在每個項目之后又安排了一定的習(xí)題，供課后思考和訓(xùn)練，以及方便老師進行相關(guān)知識點和技能的考核。部分單片機類的項目還給出了參考程序，以便學(xué)生制作完成PCB板后進行調(diào)試。在書后的附錄還提供了Protel99se操作中遇到的一些英文提示符和與電路板設(shè)計有關(guān)的英文縮寫的中文含義，供學(xué)生在使用中查閱。本書由張宏、陳巍任主編，項目1、3是由張軍編寫；項目2、6由汪霞編寫；項目4由張順發(fā)編寫；項目7由陳巍編寫；項目5、8、9由張宏編寫。全書由張宏統(tǒng)稿，張軍校對。在本書的編寫過程中，陳宏希和賈達兩位老師給予了大力幫助和技術(shù)指導(dǎo)，在此表示感謝。限于編者水平，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者批評指正，以便進行修改，更好地服務(wù)讀者。全國化工高職儀電專業(yè)委員會2011年7月

內(nèi)容概要

　　Protel99se是目前國內(nèi)比較流行的EDA軟件之一，《電子設(shè)計自動化項目教程——Protel 99
se》介紹了使用Protel99se進行電路板設(shè)計應(yīng)用的各種基礎(chǔ)知識，包括印刷電路板的發(fā)展歷史及分類用途、原理圖設(shè)計、PCB板的設(shè)計，并考慮到知識的難易程度，由淺入深，由簡單到復(fù)雜，以項目化的結(jié)構(gòu)進行介紹知識點及技能訓(xùn)練，并安排了九個項目，通過這九個項目的學(xué)習(xí)達到培養(yǎng)學(xué)生正確的電路板設(shè)計思路，提高學(xué)生解決實際問題的能力。

書籍目錄

項目1 電路設(shè)計自動化基礎(chǔ)知識
　任務(wù)1.1 印制電路板的發(fā)展歷史
　任務(wù)1.2 印制電路板的基本構(gòu)成元素
　任務(wù)1.3 印制電路板的分類
　任務(wù)1.4 印制電路板設(shè)計流程
項目2 Protel 99 se軟件初識
　任務(wù)2.1 Protel 99 se概述
　任務(wù)2.2 Protel 99 se的窗口界面認(rèn)識
　任務(wù)2.3 設(shè)計數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理方法
　任務(wù)2.4 文檔的創(chuàng)建與管理方法
項目3 軟啟動可調(diào)穩(wěn)壓電源電路原理圖設(shè)計
　任務(wù)3.1 認(rèn)識電路原理圖設(shè)計流程
　任務(wù)3.2 原理圖設(shè)計環(huán)境的設(shè)置
　任務(wù)3.3 繪制軟啟動可調(diào)穩(wěn)壓電源電路原理圖
　任務(wù)3.4 原理圖電氣規(guī)則檢查
項目4 Z80單片機控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計
　任務(wù)4.1 建立層次式原理圖的基本概念
　任務(wù)4.2 繪制方塊電路及端口
　任務(wù)4.3 不同層電路間的切換
項目5 聲光控電路原理圖設(shè)計
　任務(wù)5.1 聲光控電路原理圖設(shè)計及元件標(biāo)號分配
　任務(wù)5.2 設(shè)計電氣規(guī)則檢查及錯誤報表
　任務(wù)5.3 根據(jù)原理圖生成元件統(tǒng)計報表
　任務(wù)5.4 網(wǎng)絡(luò)表的生成
項目6 器件原理圖符號及其庫的制作
　任務(wù)6.1 元器件原理圖符號庫編輯器簡介
　任務(wù)6.2 元器件原理圖符號繪制實例
　任務(wù)6.3 元器件符號與原理圖的同步更新
項目7 單片機控制八路搶答器電路板設(shè)計
　任務(wù)7.1 印制電路板設(shè)計準(zhǔn)備
　任務(wù)7.2 進入PCB編輯器工作環(huán)境及參數(shù)設(shè)置
　任務(wù)7.3 創(chuàng)建PCB元件
　任務(wù)7.4 印制電路板設(shè)計的基本操作
　任務(wù)7.5 搶答器應(yīng)用電路的印制電路板設(shè)計
項目8 兩位數(shù)碼管顯示的秒表電路板設(shè)計　　
　任務(wù)8.1 數(shù)顯秒表電路原理圖設(shè)計
　任務(wù)8.2 印制電路板設(shè)計的前期準(zhǔn)備
　任務(wù)8.3 電路板規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)表載入
　任務(wù)8.4 元件布局與自動布線
　任務(wù)8.5 印制電路板的輸出打印
項目9 AT89S52單片機控制系統(tǒng)板的設(shè)計
　任務(wù)9.1 設(shè)計　任務(wù)介紹和控制板設(shè)計原則
　任務(wù)9.2 創(chuàng)建工程數(shù)據(jù)庫繪制原理圖
　任務(wù)9.3 繪制單片機PCB印刷電路板
　任務(wù)9.4 電路板布線的后期處理
　任務(wù)9.5 PCB設(shè)計規(guī)則檢查和打印輸出
附錄
附錄1 常用菜單英文 中文對照表
附錄2 印制電路板常用英文詞匯中文意義
附錄3 Protel 99 se常用元件庫中英文對照表
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：可見，過孔是多層PCB的重要組成部分之一，它的作用可以分為兩類：一是用作各層間的電氣連接；二是用作器件的固定或定位。根據(jù)過孔的制作工藝，它可以分為盲孔（BlindVia）、埋孔（BuriedVia）和通孔（ThroughVia）三種類型。①盲孔位于PCB的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層電路和下面的內(nèi)層電路的連接，孔的深度通常不超過一定的比率（孔徑）。②埋孔是指位于PCB內(nèi)層的連接孔，它不會延伸到電路板的表面。③通孔是穿過整個電路板，可用于實現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元器件的安裝定位孔。這里，盲孔和埋孔都位于電路板的內(nèi)層，層壓前利用通孔成形工藝完成，在過孔形成過程中可能還會重疊做好幾個內(nèi)層；通孔在工藝實現(xiàn)上更容易、成本較低，因此絕大部分PCB都采用它，而不用另外兩種過孔。如果不加特殊說明，本書所說的過孔均作為通孔考慮。過孔的主要參數(shù)包括過孔孔徑和過孔外徑。其中：過孔孔徑是指過孔的內(nèi)徑，它一般與PCB的板厚和密度相關(guān)。過孔孔徑不宜太大，孔徑過大將使生產(chǎn)加工變得困難，同時會增加成本；過孔外徑是指過孔的最小鍍層寬度。通常，過孔外徑的大小主要也是和生產(chǎn)廠家的制作水平密切相關(guān)的，同時過孔的內(nèi)外徑大小一般應(yīng)該滿足不大于它的最大比例，即內(nèi)徑／外徑=60%。過孔對于PCB的設(shè)計來說是十分重要的。一般來說，設(shè)計人員對于過孔的使用應(yīng)該遵循以下幾個原則。①盡量少用過孔，一旦選用了過孔，務(wù)必處理好它與周邊各實體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線和過孔的間隙。②過孔尺寸不宜太大，否則會增加成本，也會帶來生產(chǎn)加工的困難。③過孔需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，例如電源層和地層與其他層連接所用的過孔應(yīng)當(dāng)大一些。④電源和地的端子要就近打過孔，過孔和端子之間的引線越短越好，因為它們會導(dǎo)致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。⑤在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB上大量放置一些多余的接地過孔。由于過孔在PCB中的重要性，因此過孔對電路設(shè)計的影響是很明顯的，不好的過孔設(shè)計是產(chǎn)生電路故障的主要原因之一。過孔設(shè)計經(jīng)常遇到的問題是由于過孔鍍層的斷裂而導(dǎo)致電路的印制導(dǎo)線開路，后果是導(dǎo)致電路不能正常工作?？變?nèi)壁中間斷裂的原因是基板制造時鍍金的工藝不夠好，而在轉(zhuǎn)彎處的斷裂主要是由于熱循環(huán)造成的。因此，生產(chǎn)廠家保證PCB的鍍金工藝是解決過孔好壞的重要途徑。另外，用來解決過孔的斷裂問題還可以采用兩種其他的方法：一種方法是正確設(shè)計過孔的孔徑尺寸和外徑尺寸；另一種方法是在生產(chǎn)過程中，可以采用焊錫或者阻焊劑將過孔完全填充起來。

編輯推薦

《電子設(shè)計自動化項目教程:Protel 99 se》是高職高專自動化類“十二五”規(guī)劃教材之一。

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