Protel电路设计实例与分析

绪论　电路设计方法与工具　1
Ⅰ　基本设计方法　1
Ⅰ.1　电路级设计　1
Ⅰ.2　系统级设计　2
Ⅱ　Protel软件概述　2
Ⅱ.1　Protel电路原理图设计和PCB设计流程　3
Ⅱ.1.1　电路原理图设计流程　3
Ⅱ.1.2　PCB设计流程　4
Ⅱ.2　Protel软件环境介绍　5
Ⅱ.2.1　Protel 99 SE集成设计环境　5
Ⅱ.2.2　Protel DXP集成设计环境　10
第一部分　Protel基本电路设计实例
第1章　Protel基本电路设计实例——基于DSP控制系统的设计　15
1.1　Protel电路原理图设计环境定制及相关参数设置　15
1.1.1　【Document Options】(文件选项)设置　16
1.1.2　【Preferences】(个性化)设置　20
1.2　Protel电路原理图设计实例——系统分析　25
1.2.1　DSP控制系统设计的功能需求分析　26
1.2.2　DSP控制系统设计的实现方法　27
1.2.3　系统设计应注意的问题　28
1.3　Protel电路原理图设计实例——设计新元件类型　29
1.3.1　创建Protel 工程文件　30
1.3.2　七段数码管元件符号设计　33
1.3.3　SST39VF800A元件符号设计　40
1.3.4　TLC5510元件符号设计　44
1.3.5　四运算放大器OPA4350元件符号设计　45
1.3.6　TMS320VC5409元件符号设计　47
1.3.7　CPLD芯片LC4256V-5T176I元件符号设计　50
1.3.8　其他元件类型的设计　52
1.3.9　创建元件类型中的常用快捷键　54
1.3.10　小结　54
1.4　Protel电路原理图设计实例——电路原理图绘制　55
1.4.1　创建电路原理图设计文件　55
1.4.2　元件符号的导入方法　57
1.4.3　DSP芯片主电路原理图设计　60
1.4.4　A/D转换电路原理图的设计　76
1.4.5　CAN总线接口电路原理图设计　81
1.4.6　CPLD&SRAM芯片电路原理图设计　84
1.4.7　键盘显示电路原理图设计　88
1.4.8　接口驱动电路原理图设计　92
1.4.9　建立DSP控制系统主控系统电路原理图层次关系　103
1.4.10　DSP控制系统设计编译　109
1.4.11　为电路原理图设计文件添加文件标题块信息　114
1.5　Protel电路原理图设计实例——电路原理图各种报表功能使用分析　115
1.5.1　DSP控制系统网络列表　115
1.5.2　DSP控制系统材料清单报表　118
1.5.3　DSP控制系统元件交叉引用参考报表　122
1.5.4　DSP控制系统设计层次报表　122
第2章　Protel元件PCB封装设计实例　123
2.1　元件PCB封装概念　123
2.2　元件PCB封装设计环境及设计方法　124
2.2.1　Protel元件PCB封装设计环境　124
2.2.2　Protel建立元件PCB封装的方法及流程　131
2.3　用封装向导建立DSP控制系统规则元件PCB封装　134
2.3.1　Protel标准元件PCB封装类型库的使用　134
2.3.2　TMS320VC5409芯片的PCB封装设计　135
2.3.3　CPLD芯片的PCB封装设计　136
2.3.4　按钮元件的PCB封装设计　137
2.3.5　FLASH芯片的PCB封装设计　138
2.3.6　贴片电阻的PCB封装设计　139
2.4　一些不规则元件PCB封装设计　140
2.4.1　电源芯片TPS75733的PCB封装设计　140
2.4.2　DC/DC电源模块的PCB封装设计　145
2.5　元件PCB封装规则检查　146
2.6　Protel建立元件PCB封装技巧　147
2.7　Protel建立PCB封装的常见错误分析　149
2.8　常用标准元件PCB封装类型介绍　151
2.9　选择元件封装形式的原则　154
第3章　Protel印制线路板设计实例——多层板设计　155
3.1　Protel印制线路板设计环境介绍　155
3.2　创建PCB板形设计文档　158
3.2.1　利用向导创建“DSP控制系统”PCB板形设计文档　158
3.2.2　利用手工创建DSP控制系统PCB板形设计文档　164
3.3　Protel印制线路板设计实例——PCB元件载入　167
3.3.1　利用同步器载入“DSP控制系统”PCB元件　167
3.3.2　利用网络列表文件载入“DSP控制系统”PCB元件　172
3.3.3　PCB元件载入错误分析及处理方法　173
3.4　Protel印制线路板设计实例——布局和布线　174
3.4.1　多层板的概念　174
3.4.2　多层板的优点和使用原则　176
3.4.3　DSP控制系统主控板PCB工作层设置　176
3.4.4　DSP控制系统主控板PCB元件的布局设计　180
3.4.5　DSP控制系统主控板PCB布线设计　199
3.4.6　多层板设计注意事项　223
3.4.7　混合信号PCB的分区设计　224
3.5　Protel印制线路板设计实例——PCB特殊操作技巧　226
3.5.1　转换工具使用　227
3.5.2　生成工程PCB元件设计库　227
3.5.3　泪滴焊盘　228
3.5.4　蛇形走线　229
3.5.5　添加印制线路板布线符号　229
3.5.6　添加测试点　232
3.5.7　创建对象类　233
3.6　Protel印制线路板设计实例——PCB的设计验证　235
3.7　Protel印制线路板设计实例——PCB板形设计文件输出　237
3.7.1　设计文件打印　237
3.7.2　DSP控制系统主控板PCB的Gerber(光绘)文件输出　241
3.7.3　DSP控制系统主控板PCB的NC钻孔文件输出　244
3.8　Protel印制线路板设计实例——PCB报表功能使用分析　246
3.8.1　生成PCB常用报表文件　246
3.8.2　PCB中对象距离的测量　247
3.9　印制线路板设计常用快捷键　248
第4章　Protel基本电路设计实例——基于单片机的PCI接口电路设计　249
4.1　PCI总线概念　249
4.2　PCI总线的特点　250
4.3　PCI总线接口的设计方法　251
4.4　PCI接口芯片PCI9054　251
4.5　PCI总线接口电路原理图设计　252
4.5.1　方案选择　253
4.5.2　创建PCI接口电路元件符号　253
4.5.3　PCI接口电路原理图绘制　256
4.6　创建PCI总线接口电路元件PCB封装　259
4.7　PCI接口电路PCB设计　261
4.8　PCI总线接口电路PCB布局布线　262
4.8.1　PCI接口电路PCB布局　262
4.8.2　PCI接口电路PCB自动布线　263
4.8.3　手工调整布线　264
4.8.4　覆铜　264
4.8.5　包地　265
4.8.6　矩形填充　266
4.9　电气设计规则检查　267
4.10　交互式参考功能使用　267
4.11　PCI总线接口电路设计输出　269
4.12　创建集成设计成库　272
第5章　Protel基本电路设计实例——CPLD的JTAG下载电路设计　277
5.1　JTAG接口概述　277
5.2　Altera CPLD的JTAG下载电路原理图设计　278
5.2.1　74HC244元件符号设计　278
5.2.2　绘制电路原理图　278
5.2.3　对具有相似名称的网络标签快速更名　279
5.3　JTAG下载电路印制线路板设计　280
5.3.1　元件PCB封装设计　280
5.3.2　PCB板形设计　283
5.3.3　JTAG下载电路PCB元件载入　284
5.3.4　JTAG下载电路PCB的布局与布线　284
5.3.5　条件式对象查询　285
5.3.6　文档比较　287
5.3.7　元件关联　288
第二部分　Protel高级电路设计实例
第6章　Protel DXP中的多通道设计实例——多路VFC电路设计　293
6.1　创建多通道设计　293
6.2　多通道设计PCB元件载入　297
6.3　多通道设计布局和布线　298
6.4　查看通道标识分配　300
6.5　通道名称命名方式设定　301
第7章　Protel DXP中的FPGA设计　303
7.1　建立FPGA设计工程　303
7.1.1　建立FPGA设计工程　303
7.1.2　设置工程选项　304
7.2　建立FPGA设计工程电路原理图源文件　305
7.3　选择FPGA芯片制造商　305
7.4　加载FPGA芯片元件库　306
7.5　在电路原理图中添加元件符号　307
7.6　添加网络端口符号　308
7.7　添加导线连接和网络标签　309
7.8　器件配置和生成FPGA网络列表　310
7.8.1　指定器件的类型　310
7.8.2　添加端口参数　310
7.9　生成EDIF-FPGA网络表　311
7.10　利用MAX+Plus-Ⅱ导入EDIF文件　312
7.11　FPGA的参数属性配置　314
7.11.1　宏单元(MACROCELL)属性配置　315
7.11.2　关键路径(CRITICAL PATH)属性配置　315
7.11.3　端口内部缓冲(INHIBIT_BUF)属性配置　316
7.11.4　FPGA_GSR属性配置　317
7.11.5　时钟缓冲器(Clock_Buffer)属性配置　317
第三部分　高速电路设计
第8章　高速电路设计　321
8.1　什么是高速电路　321
8.2　高速PCB板的设计方法　321
8.2.1　确定PCB板中的高速区域　322
8.2.2　合理确定PCB布线的拓扑结构　322
8.2.3　匹配终端的设计　322
8.2.4　电磁干扰抑制　323
8.2.5　高频旁路电容滤波　324
8.2.6　其他提高系统抗干扰措施　324
8.3　高速PCB信号完整性设计　325
8.3.1　高速电子线路PCB信号完整性　326
8.3.2　确保信号完整性的PCB设计方法　327
8.3.3　Protel中的PCB信号完整性分析　328
8.4　电磁兼容EMC　339
8.4.1　电磁兼容(EMC)基本概念　340
8.4.2　电路设计及EMC器件选择　340
8.4.3　PCB中的电磁兼容设计　342
8.4.4　单层或双层板如何减小辐射　343
8.4.5　接地　344
第四部分　Protel设计参考
第9章　元器件应用和选择指南　347
9.1　电子元器件介绍　347
9.1.1　半导体元器件的分类　347
9.1.2　分立元件知识　348
9.2　元器件的选择　352
9.2.1　元器件选取要点　352
9.2.2　元器件查询指南　353
第10章　印制线路板制作工艺　357
10.1　印制线路板制作工艺　357
10.2　表面贴装印制板相对于直插引线式安装印制板的特点　359
10.3　印制线路板焊接安装规范及方法介绍　360
10.3.1　印制线路板焊接安装规范　360
10.3.2　贴片元件的焊接方法　361
10.3.3　BGA芯片的焊接方法　361
第11章　Protel的PCB设计规则设置汇总　363
11.1　电气设计规则(Electrical)　364
11.2　布线设计规则(Routing)　370
11.3　表面贴装设计规则(SMT)　374
11.4　阻焊层设计规则(Mask)　375
11.5　覆铜和内电层设计规则(Plane)　376
11.6　测试点设计规则(TestPoint)　377
11.7　影响电路板制作的设计规则(Manufacturing)　379
11.8　高频电路相关的设计规则(High Speed)　381
11.9　有关元件布局的设计规则(Placement)　383
11.10　有关信号完整性分析的设计规则(Signal Integrity)　385
第12章　Protel系统特殊配置操作　391
12.1　EDA服务管理　391
12.2　系统个性定制　393
12.3　系统资源的定制　396
12.4　运行服务程序　402
12.5　设计版本控制　402
附录A　设计FAQ　405
A.1　一种在Word文档中插入Protel图形的方法　405
A.2　如何解决Protel 99 SE中对话框功能菜单显示不全问题　406
A.3　解决Protel 99 SE中文件打开菜单项不显示的问题　407
A.4　如何对Protel文件进行“瘦身”　407
A.5　Protel调用EWB网络表的电路布线实现方法　409
A.6　如何计算印制线路板载流能力　412
A.7　如何解决Protel DXP不能在中文Windows 2000/XP系统下正确安装　413
A.8　如何在Protel 99 SE/DXP中为PCB中添加汉字标注　413
A.8.1　Protel 99 SE中的添加方法　414
A.8.2　Protel DXP中的添加方法　416
A.9　如何在PCB设计中合理设置焊盘的内孔孔径和焊盘直径　417
A.10　如何在Protel 99 SE中使用Protel DXP的设计库　417
A.11　如何在Protel DXP中打开Protel 99 SE版本设计文档　418
A.12　如何在Protel 99 SE中打开Protel DXP版本设计文档　419
A.12.1　利用Orcad文件格式进行导入　420
A.12.2　将Protel DXP中的所有设计文件分别另存为Protel 99 SE兼容格式　421
附录B　电路设计相关词汇中英对照简表(见附书光盘)
附录C　Protel DXP快捷键汇总(见附书光盘)