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第3章电子产品的原理图绘制与PCB设计任务三函数信号发生器的PCB设计任务目标任务要求相关知识任务实施任务目标能够熟练PROTEL99SE软件完成电子产品的原理图绘制和PCB板的设计。任务要求（1）掌握PROTEL99SE软件的使用方法。（2）会使用PROTEL99S

E软件绘制函数信号发生器的原理图。（3）会使用PROTEL99SE软件设计函数信号发生器的PCB。3.1PROTEL99SE概述3.1.1PROTEL99SE简介PROTEL99SE是由Proteltechnologies（现更名为Altium）

公司于1999年推出的一款基于Windows环境的计算机辅助设计软件。主要功能包括：电路原理图绘制、PCB设计、电路信号仿真、可编程逻辑器件设计等。3.1PROTEL99SE概述3.1.2设计数据库文件的

建立所有的设计文档和分析文档都存放在一个设计数据库文件中，进行统一管理。设计数据库文件相当于一个功能强大的文件夹。新建设计数据库文件的操作步骤：1．双击PROTEL99SE图标，进入启动界面，如图3-1

所示，设计浏览器如图3-2所示。3.1PROTEL99SE概述图3-1启动界面图3-2设计浏览器3.1PROTEL99SE概述2．执行菜单命令【File】/【New】，打开【NewDesignDatabase】（新建设计数据库）对话

框，如图3-3所示。图3-3新建设计数据库对话框3.1PROTEL99SE概述3．在【DesignStorageType】（设计存储方式）下拉框中选择【WindowsFileSystem】（文档方式）或【MSAccess

Database】（设计数据库方式），通常选择后者。4．在【DatabaseFileName】（数据库文件名称）文本框中输入设计文件的名称，如“Mydesign6.ddb”。5．在【DatabaseLocation】（数据库位置）处显示了新建设计数据库文件的默认存储路径

，可以单击【Browse．．．】按钮进行修改。3.1PROTEL99SE概述6．各项设置完成后，单击【OK】按钮，完成新的数据库文件的创建，如图3-4所示。图3-4新建的设计数据库文件3.1PROTEL99

SE概述3.1.3设计数据库文件的结构1．【DesignTeam】（设计组文件夹）：在该文件夹下有三个子文件夹，其中：【Members】文件夹中存放的是能够访问设计数据库的成员列表。【Permissions】文件夹中包含各个成员的访问权限。【Ses

ssions】文件夹中汇集了当前处于打开状态的文档或文件夹窗口的信息列表。2．【RecycleBin】（回收站）：用于存放临时删除的文档。3．【Documents】（文档文件夹）：用于存放电路原理图、印制板图的设计文档以及生成的各种相关报告文件。3.1PROTEL99SE概述3.1.4设计

数据库文件的打开与关闭1．打开设计数据库文件：方法1：直接双击需要打开的设计数据库文件图标。方法2：先打开设计浏览器，如图3-2所示，然后执行菜单命令【File】/【Open…】，打开【OpenDesignDatabase】

对话框，设置查找范围，双击需到打开的设计数据库文件。2．关闭设计数据库文件：方法1：直接用鼠标单击菜单行右侧的关闭按钮。方法2：执行菜单命令【File】/【CloseDesign】，即可关闭当前的设计数据库文件。3.2原理图绘制原理图绘制就是在原理

图编辑器将设计完成的电路图绘制出来，通过进行元器件封装和创建网络表，为电路板的设计奠定基础。原理图绘制的基本流程如图3-5所示:新建原理图设置图纸参数载入原理图库添加元件编辑元件原理图布线原理图保存设计规则检查修改完善生成元件列表生成网络表图3-5原理图绘制基本流程3.2原理图

绘制3.2.1创建SCH文件1．双击图3-4中的【Documents】图标，打开设计数据库下的文档管理文件夹，在该文件夹下创建原理图设计文件。2．执行菜单命令【File】/【New…】，打开【NewDocument】对话框，如图3-6所示。3.2原理图绘制图3-6新建文件对话框3.2原理图绘制3

．单击图3-6中的【SchematicDocument】（原理图设计文件）图标，然后单击【OK】按钮，或者直接双击图标，新建一个原理图设计文件，如图3-7所示。图3-7新建原理图设计文件3.2原理图绘制4．原理图设计文件名默认为“She

et1.Sch”，现重命名为“exam1.Sch”。5．双击原理图设计文件图标，启动原理图编辑器，如图3-8所示。3.2原理图绘制布线工具栏绘图工具栏菜单栏主工具栏管理窗口绘图区域标题栏库元件列表元器件预览

窗口图3-8原理图编辑器3.2原理图绘制3.2.2添加元件添加元件库操作步骤如下：1．在图3-8所示的管理窗口中，单击【Add/Remove…】按钮，打开【ChangeLibraryFileList】对话框，如图3-9所示。2．在【查找范围】选择框选择库

文件所在目录，通常为“…\DesignExplorer99SE\Library\Sch\...”，设置完成后如图3-9所示。3．在系统提供的库文件列表中选择要加载的库文件，然后单击【Add】按钮，或者直接双击要加载的库文件，此时加载的库文件会在【Selecte

dFiles】列表中出现，如图3-10所示。4．最后单击【OK】按钮，完成加载。3.2原理图绘制图3-9变换库文件对话框图3-10添加库文件3.2原理图绘制添加元件操作步骤如下：1．执行菜单命令【Pla

ce】/【Part】，或单击布线工具栏上的第6个按钮，打开【PlacePart】对话框，如图3-11所示。图3-11放置元件对话框LibRef：元件名称，不会显示在绘图页中；Designator：流水

号；PartType：显示在绘图页中的元件名称，默认值与LibRef一致；Footprint：封装形式。3.2原理图绘制2．完成各项设置，单击【OK】按钮，返回绘图窗口，此时待添加的元件粘在鼠标指针上，只需在放

置位置单击，即可把元件添加到图纸上，如图3-12所示。图3-12放置元件情况3.2原理图绘制3.2.3编辑元件如果元件已经添加到图纸上，可以双击元件打开元件属性对话框；如果元件粘连在鼠标指针上，按Tab键打开元件属性对话框，如图3-13所示。3.2原理图绘制在“Attribu

tes”选项卡完成元件属性的设置：LibRef——元件名称，不会显示在绘图页中；Footprint——封装形式；Designator——流水号；PartType——显示在绘图页中的元件名称，默认值与LibRef一致；SheetPath——成为绘图页元

件时，定义下层绘图页的路径；Part——定义子元件序号；Selection——切换选取状态；HiddenPins——是否显示元件的隐藏引脚；图3-13元件属性对话框3.2原理图绘制3.2.4放置电源和接地元件执行菜单命令【Place】/【

PowerPort】，或单击布线工具栏上的第5个按钮，然后按Tab键打开电源端口属性对话框，如图3-14所示。3.2原理图绘制Net——电源或地的网络标识；Style——电源或地的不同类型选择，具体符号

如图3-15所示；X-Location，Y-Location——电源或接地符号在图纸上的坐标定位；Orientation——符号方向；Color——符号颜色；Selection——切换选取状态。图3-14电

源端口属性对话框3.2原理图绘制图3-15各种电源和接地符号3.2原理图绘制3.2.5连接线路在原理图绘制过程中，需要将具有相同电气连接的元件引脚连接在一起，又叫原理图布线。常用的方法是放置导线和放置网络标号。1．放置导线放置导线方法适合于元件之间连线距离

短，且导线之间交叉较少的情况。操作步骤如下：（1）执行菜单命令【Place】/【Wire】，或单击布线工具栏上的第1个按钮，此时鼠标指针处出现十字形光标。3.2原理图绘制（2）将十字形光标中心移到待连接的元件引脚，出现黑色实心圈，此时单击鼠标左键，即完成一端连接。（3）同理，移动鼠标至另一

待连引脚完成连接，过程中可以单击鼠标左键改变连线走向，单击右键取消连线。导线放置过程如图3-16所示。图3-16放置导线过程3.2原理图绘制2．放置网络标号当原理图比较复杂，元件较多且连线距离远，容易造成很多交叉连接时，可以通过设置网络

标号来连接线路，过程如图3-17所示。操作步骤如下：（1）在需要放置网络标号的元件引脚处放置一段短导线。（2）执行菜单命令【Place】/【NetLabel】，或单击布线工具栏上的第4个按钮，此时鼠标指针处出现十字形光标，且跟随一个虚线框。（3）

移动光标至需要放置网络标号的元件引脚导线处，出现黑色实心圈，单击鼠标左键，完成网络标号放置。3.2原理图绘制（4）双击放置好的网络标号，打开网络标号属性对话框，进行相关设置（通常只设置网络标号的名称，且相同名称的网络标号在电气特性上表示连接在一起），如图3-18所示。也可以

在第（2）步时按Tab键，先进行相关设置，再完成标号放置。3.2原理图绘制图3-17放置网络标号过程图3-18网络标号属性对话框3.2原理图绘制3.2.6放置节点在布线过程中出现的导线交叉通常有：T型交叉、十字连接和十字跨

接三种情况。在T型交叉处，系统会自动添加线路节点；在十字跨接处，不需要线路节点；在十字连接处，需要手动放置线路节点。操作步骤如下：1．执行菜单命令【Place】/【Junction】，或单击布线工具栏上的第10个按钮，此时鼠标指针处出现十字形光标，且光标中心有个实心点。2．按tab键打开节

点属性对话框，如图3-19所示。在对话框可以对节点的位置、大小、颜色、选定和锁定状态等进行设置。3.2原理图绘制3．移动光标至导线的交叉点，单击鼠标左键，完成节点放置。放置节点的十字交叉处具有电气连通特性。节点放置过程如图3-20所示。图3-19节点属性对话框图3-20节

点放置过程3.2原理图绘制3.2.7保存文件执行菜单命令【File】/【Save】，或单击主工具栏上的保存按钮，即可完成原理图文件的保存。3.2原理图绘制3.2.8原理图电气规则检查电气规则检查（ERC，El

ectricalRulesCheck），可以发现绘图中人为的疏漏或错误，如重复的元件编号、未连接的网络标号、未连接的电源等。操作步骤如下：1．在原理图编辑窗口，执行菜单命令【Tools】/【ERC…】，打开【SetupElectricalRuleCheck】对话框，如图3-21所示。3.2原理图

绘制图3-21电气规则检查设置对话框3.2原理图绘制2．在【Setup】选项卡中，相关设置为：（1）【ERCOptions】选项中，各项含义如下：【Multiplenetnamesonnet】：同一网络连接具有多个网络名称。图3-21电气规则检查设置对话框【Unconn

ectednetlabels】：未连接的网络标号。【Unconnectedpowerobjects】：未连接的电源。【Duplicatesheetnumbers】：电路图编号重复。【Duplicatecomponentdesignators】：元件

编号重复。【Buslabelformaterrors】：总线标号格式错误。【Floatinginputpins】：未连接的输入引脚。【Suppresswarnings】：忽略警告。3.2原理图绘制（2）【Opti

ons】选项中，各项含义如下：【Createreportfile】：创建报告文件。【Adderrormarkers】：添加错误标号。【Descendintosheetparts】：分解到每个原理图（针

对层次原理图）。【SheetstoNetlist】：原理图设计文件范围设置。（3）【NetIdentifierScope】（网络识别范围）选项中，选择网络识别器的范围。3．【RuleMatrix】选项卡进行设计规则矩阵的相关设置4．设置完成后，单击【OK】按钮

，系统开始检查，并生成相应的测试报告。3.2原理图绘制设计者根据测试报告，对原理图中的错误和警告信息进行处理，修改完善原理图。有些警告并不是由于原理图设计和绘制中的实质性错误而造成的，对此，设计者可以在测试规则设置中忽略警告性测试，或在原理图的相应位置放置NoERC

符号避开ERC测试。如果在放置NoERC符号前已经进行过测试，应先将原理图上的警告符号删除。放置NoERC符号的操作步骤如下：1．执行菜单命令【Place】/【Directives】/【NoERC】，或单击布线工具栏上的第11个按钮，此时鼠标指针处出现十字形光标，且光标中心有个

“×”符号。2．移动光标至符号放置位置，单击左键进行放置，单击右键退出放置。再次对放置NoERC符号的原理图进行电气规则检查，则相应位置的警告信息就不会出现了。3.2原理图绘制3.2.9生成元件列表原理图绘制完

成后，需要创建元件列表（或叫元件清单），以便于统计元件的种类、数目等，为后面的市场采购、确定元件封装、创建网络表等工作做准备。生成元件列表的操作步骤如下：1．打开设计好的原理图文件。2．执行菜单命令【

Reports】/【BillofMaterial】，打开【BOMWizard】对话框，如图3-22所示。选择【Project】（工程项目）或【Sheet】（当前图纸），完成设置。3.2原理图绘制3．单击图3-22的【Next】按钮，打开图3-23所示对话框，设置元件列表包含的内容。其中【Foot

print】为元件封装，【Description】为元件详细信息，此两项可以复选。图3-22元件列表生成向导1图3-23元件列表生成向导23.2原理图绘制4．单击图3-23的【Next】按钮，打开图3-24所示对话框，设置所列各项对应元件列表中各列的名称。图3-24元

件列表生成向导33.2原理图绘制5．单击图3-24的【Next】按钮，打开图3-25所示对话框，选择元件列表文件的格式。其中，【ProtelFormat】为Protel格式，【CSVFormat】为电子表格可调用格式，【ClientSpre

adsheet】为Protel99的表格格式。图3-25元件列表生成向导43.2原理图绘制6．单击图3-25的【Next】按钮，打开图3-26所示对话框。图3-26元件列表生成向导53.2原理图绘制7．单击图3-26的【Finish】按钮，系统生成如图3-27所示的元件列表。8．执行菜单命令【Fi

le】/【Save】，将生成的元件列表进行保存。图3-27元件列表3.2原理图绘制3.2.10生成网络表在PROTEL99SE中，网络表是连接电路原理图和印制电路板之间的桥梁和纽带，是印制电路板自动布线的根据，包含元件声明和网络定义两部分。生成网络表的操作步骤

如下：1．执行菜单命令【Design】/【CreateNetlist…】，打开如图3-28所示的对话框。其中，【OutputFormat】为输出格式，【NetIdentifierScope】为网络识别器范围，【S

heetstoNetlist】为网络表图纸设置。3.2原理图绘制2．设置完成后，单击【OK】按钮，系统自动生成网络表文件，并打开网络表文本编辑器，如图3-29所示。用户可根据需要在文本编辑器进行编辑操作，注意保存。

图3-28生成网络表对话框图3-29生成网络表后的文本编辑器3.3PCB设计PCB设计的基本流程如图3-30所示。新建PCB文件设置参数规划电路板和元件封装装入网络表元件布局布线调整设计规则检查修改完善保存输出图3-30PCB设计基本流程3.3

PCB设计3.3.1创建PCB文件创建PCB设计文件的方法主要有两种：常规方法创建PCB设计文件。利用PCB文件生成向导创建PCB设计文件。3.3PCB设计一．常规方法创建PCB设计文件操作步骤如

下：1．双击图3-4中的【Documents】图标，打开设计数据库下的文档管理文件夹，在该文件夹下创建PCB设计文件。图3-4新建的设计数据库文件3.3PCB设计2．执行菜单命令【File】/【New…】，打开【NewDocument】对话

框，如图3-6所示。图3-6新建文件对话框3.3PCB设计3．单击图3-6中的【PCBDocument】（PCB设计文件）图标，然后单击【OK】按钮，或者直接双击图标，新建一个PCB设计文件，如图3-31所示。图3-31新建PCB设计文件3.3PCB设计4．PCB设计文件名默认为“P

CB1.PCB”，现重命名为“exam1.PCB”。5．双击PCB设计文件图标，启动PCB设计编辑器，如图3-32所示。3.3PCB设计菜单栏主工具栏放置工具栏元件封装库列表元件封装列表元件封装预览工作层面切换制板区域图3-32PCB设计编辑器3.3PCB设计二．利用PCB文件生成向

导创建PCB设计文件操作步骤如下：1．同常规方法1。2．同常规方法2。3．选择【Wizards】选项卡，打开新建设计文件向导对话框，如图3-33所示。图3-33新建文件向导选项卡3.3PCB设计4．双击【PrintedCircu

itBoardWizard】图标，打开PCB设计文件向导，如图3-34所示。图3-34PCB设计文件向导3.3PCB设计5．单击【Next】按钮，打开板型选择对话框，如图3-35所示。设计者可以选择自定义板型，也可以从列表中选择一种工业标准板，本例中选择前者。图3-35选择板型

3.3PCB设计6．单击【Next】按钮，打开板型细节设置对话框，如图3-36所示。图3-36用户自定义板型细节设置在该对话框可以设置印制板的外形、尺寸及其他细节。有三种待选外形：Rectangular（矩形）、Circular（圆形

）和Custom（自定义）。选择好外形之后，在其左侧设置尺寸大小，下方设置其他细节信息。3.3PCB设计7．单击【Next】按钮，打开印制板轮廓设置对话框，如图3-37所示。数值单位为英制单位mil，1mil=0.0254mm。图3-37印制板轮廓设置3.3PCB设

计8．单击【Next】按钮，打开印制板拐角设置对话框，如图3-38所示。图3-38印制板拐角尺寸设置3.3PCB设计9．单击【Next】按钮，打开印制板镂空尺寸设置对话框，如图3-39所示。图3-39印制板镂空尺寸设置3.3PCB设计10．单击【Next】按钮，打开标

题栏信息设置对话框，如图3-40所示。图3-40标题栏信息设置3.3PCB设计11．单击【Next】按钮，打开信号层设置对话框，如图3-41所示。设计者可以根据自身需要选择双层板、四层板、六层板等。本例中选择双层板。图3-41信号层设置3.3PCB设计12．单击【Next】按钮，打

开过孔类型设置对话框，如图3-42所示。设计者可以选择通孔或者盲孔。本例中选择通孔。图3-42过孔类型设置3.3PCB设计13．单击【Next】按钮，打开布线工艺设置对话框，如图3-43所示。图3-43布线工艺设置首先要选择所要放

置元件的类型，如Surface-mountcomponents（表面贴元件）、Through-holecomponents（直插元件）。当选择表面贴元件时，还要继续选择元件是否双面安装；当选择直插元件时，还要继续选择两焊盘之间允许通过

的导线数目。本例选择如图3-43所示。3.3PCB设计14．单击【Next】按钮，打开线宽、过孔大小、线距设置对话框，如图3-44所示。图3-44线宽、过孔、线距设置MinimumTrackSize（最小导线宽度）、MinimumVi

aWidth（最小过孔外直径）、MinimumViaHoleSize（最小过孔内直径）、MinimumClearance（最小线间距）等。3.3PCB设计15．单击【Next】按钮，打开存储模板选择对话框，如图3-45所示。如果想存为模板，选

择图中选项。图3-45存储模板对话框3.3PCB设计16．单击【Next】按钮，打开创建完成对话框，如图3-46所示。图3-46印制板创建完成对话框3.3PCB设计17.单击【Finish】按钮，系统将创建一个PCB设计文件，如图3-47所示。图3-47创建完成的

印制板3.3PCB设计3.3.2设置参数一．工作参数设置工作参数设置主要包括：综合参数设置、显示设置、工作层面颜色设置、图件显隐设置、默认设置和信号完整性分析设置。执行菜单命令【Tools】/【Preferences】，打

开工作参数设置对话框，如图3-48所示。3.3PCB设计图3-48工作参数设置对话框3.3PCB设计二．文档环境参数设置文档环境参数设置主要包括：文档中包含的层面设置、网格设置以及数值单位设置等。执行菜单

命令【Design】/【Options…】，打开文档环境参数设置对话框，如图3-49所示。该对话框包含两个选项卡，其中Layers选项卡主要进行电路板层及可视网格的设置，Options选项卡主要进行光标捕捉网格、元件放置网格、网格形式和图纸

单位的设置，如图3-50所示。3.3PCB设计图3-49文档参数设置对话框3.3PCB设计图3-50文档参数设置Options选项卡3.3PCB设计3.3.3规划电路板电路板的规划主要包括设置电路板的类型、外形

、电路板与外界的接口方式及安装孔等。一．电路板类型设置设置电路板的层数，如单面板、双面板或多层板。操作步骤如下：1．执行菜单命令【Design】/【LayerStackManager…】，打开图层堆栈管理对话框，如图3-51所示。3

.3PCB设计图3-51图层堆栈管理对话框3.3PCB设计2．鼠标左键单击图3-51左下角的【Memu】按钮，打开电路板类型选择菜单，如图3-52所示。也可以直接通过图3-51右侧的按钮完成相应设置。图3-52电路板类型选择菜单3.3PCB设计其中：【ExampleLay

erStacks】：图层堆栈模板。【AddSignalLayer】：添加信号层。【AddInternalPlane】：添加内部导电层。【Delete…】：删除工作层面。【MoveUp】/【MoveDown】：向上/向下移

动选中的工作层面。【CopytoClipboard】：复制到剪贴板。【Properties…】：属性参数设置。3．设置完成后，单击【OK】按钮，完成电路板类型设置。3.3PCB设计二．电路板外形设置电路板的外形主要包括其物理边界和电气边界的确定。理论上，物理边界定义在机械层（Mech

anicalLayer），电气边界定义在禁止布线层（KeepOutLayer），但在实际操作中，通常认为物理边界与电气边界是重合的，所以在规划边界时只规划电路板的电气边界。在规划电路板外形时应该综合考虑布线的可行性，不应一味追求小型化。操作步骤如下：3.3PCB设计1．在图3-

32中单击窗口下方的【KeepOutLayer】标签，将当前工作层面切换到禁止布线层。菜单栏主工具栏放置工具栏元件封装库列表元件封装列表元件封装预览工作层面切换制板区域图3-32PCB设计编辑器3.3PCB设计2．执行菜单命令【P

lace】/【Track】，或单击放置工具栏上的第1个按钮，鼠标指针变成十字形状，此时可根据电路板形状要求画出其电气边界。3．单击右键退出当前状态。画出电气边界的电路板如图3-53所示。图3-53画出电气边界的电路板3.3PCB设计注意事项：1．在

设置电气边界时，一定要选择禁止布线层。2．电气边界要密闭美观，否则影响后面的自动布局布线。3．线宽可以通过双击边界线，打开线属性对话框进行设置。3.3PCB设计三．放置安装孔电路板的安装孔即用来固定电路板的螺钉安

装孔，其大小要根据实际需要及螺钉的大小确定。一般情况下，安装孔的直径比螺钉的直径大1mm左右。操作步骤如下：1．执行菜单命令【Place】/【Pad】，或单击放置工具栏上的第3个按钮，此时鼠标指针变成十字形状，且粘有一个焊盘。2．按Tab键打开焊盘属性对话框，如图3-54

所示。3.3PCB设计作为安装孔，此时只需设置焊盘的内、外径尺寸和形状。X-Size，Y-Size设置焊盘的外径尺寸；Shape设置焊盘的形状，通常为Round（圆形）；HoleSize设置焊盘的内径尺寸。一般情况下，安装孔的内、外径尺寸一致即可。图3-54焊盘属

性设置对话框3.3PCB设计3．设置完成后，单击【OK】按钮，返回放置焊盘状态，在电路板的合适位置放置安装孔即可，如图3-55所示。一般情况下，安装孔放置在电路板的四个角，注意安装孔与边界的距离，其位置可以在后期进行调整。图3-55放置好安装孔的电路板3.3PC

B设计3.3.4装入网络表和元件封装网络表的装入成功与否和载入的元件封装库有直接关系，如果没有载入元件封装库，则相应的元件封装就不能被识别，也就加载不到PCB编辑器中。所以一定要先加载元件封装库，再装入网络表。一．加载元件封装库加载元件封装库的操作步骤如下：1．将P

CB编辑器管理窗口切换到浏览元件封装库模式，如图3-32所示。3.3PCB设计菜单栏主工具栏放置工具栏元件封装库列表元件封装列表元件封装预览工作层面切换制板区域图3-32PCB设计编辑器3.3PCB设计2．单击【Add/Remove…】按钮，打开【PCBLibraries】对

话框，如图3-56所示。图3-56加载元件封装库对话框3.3PCB设计3．在【查找范围】选择框选择库文件所在目录，通常为“…\DesignExplorer99SE\Library\Pcb\...”，选择需要添加的元件封装库，然后单击【Add】按钮。4．单击【OK】按钮，完成加载。二．装入网络表

和元件封装装入网络表和元件封装的操作步骤如下：1．在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】/【LoadNets…】，系统打开【Load/ForwardAnnotateNetlist】（加载网络表文件）对话框，如图3-57所示。3.3PCB设计图3-57加载网络表文件对话框3.3PCB设

计2．单击【Browse…】按钮，打开【Select】对话框，选择待加载的网络表文件（后缀为NET），如图3-58所示。图3-58选择网络表文件对话框3.3PCB设计3．单击【OK】按钮，打开加载网络表文件之后的对话框，如图3-59所示。4．在

图3-59中，如果【Error】项中无错误信息，单击【Execute】按钮，完成加载。如果有错误信息，则需视错误情况进行修改，再加载。图3-59加载网络表后的对话框3.3PCB设计3.3.5元件布局元件布局即确定元件在电路板上的安装位置。元件布局是否合理不仅关系到后期布线的难易，同时也关系到

电路板实际工作情况的好坏，因此在布局时，应综合考虑各种因素，尽可能使布局规范合理。一．元件布局的基本原则元件布局虽然没有固定的程式，但在总结实践经验的基础上，还是有一些基本原则值得借鉴的。1．元件放置的

层面：单面板元件一律放在顶层；双面板或多层板元件绝大多数放在顶层，个别元件如有特殊需要可以放在底层。3.3PCB设计2．元件的布局应考虑到元件之间的连接特性，先确定特殊元件的位置，然后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。3．在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：（1）尽可能

缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。（2）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易

触及的地方。3.3PCB设计（3）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。（4）

应留出电路板定位孔及固定支架所占用的位置。4．根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：（1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。3.3PCB设计（2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整

齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。（3）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。5．电路板上发热较多的元件应考虑加散热片或风扇等散热装置。6．注意IC座定位槽的放置方向，应保证其方向与IC座的方向一致。7．尽量做到

元件排列、分布合理均匀，布局整齐、美观。3.3PCB设计二．元件布局的方法元件布局的方法主要有自动布局、手动布局和交互式布局三种。1．自动布局PROTEL99SE提供了强大的元件自动布局功能，操作步骤如下：（1）自动布局设计规则设置①在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】/【Rules…】

，打开【DesignRules】（设计规则设置）对话框，如图3-60所示。3.3PCB设计图3-60电路板设计规则设置对话框3.3PCB设计②单击【Placement】选项卡，进入元件布局设计规则设置对话框，如图3-61所示。图3-61元件布局设计规

则设置对话框3.3PCB设计布局设计规则包含5类，其中：【ComponentClearanceConstrain】为元件安全间距限制设计规则，用于设置元件之间的最小间距。【ComponentOrientationsRule】为元件方位约束

设计规则，用于设置元件放置的方位。【NetstoIgnore】为可忽略的网络标号，用于设置可忽略的电气网络，提高布局的速度。【PermittedLayersRule】为允许放置元件的工作层面，用于设置元件放

置的层面。【RoomDefinition】为定义块，用于定义具有相同电气特性的电路，方便管理。3.3PCB设计③选择需要设置的类别后双击，打开相关设置对话框。以安全间距设置项为例，双击后打开如图3-62所示的对话框。在对话框的左侧设置规则的作用范围

，右侧进行最小间距（Gap）及检验模式（CheckMode）的设置。其他各类的设置操作方法与此基本相同。④单击【OK】按钮，完成设置。图3-62安全间距设置对话框3.3PCB设计（2）元件自动布局①在PCB编辑器中，执行菜单命令【Tools】/【AutoPlac

ement】/【AutoPlacer…】，打开【AutoPlace】（元件自动布局）对话框，如图3-63所示。图3-63元件自动布局对话框3.3PCB设计其中，【ClusterPlacer】为成组布局方式，适用于元件较少的电路;【StatisticalPlacer】为统计布局方式

，适用于元件较多的电路;【QuickComponentPlacement】为快速元件布局，选中后可以加快布局的速度。3.3PCB设计②选择【StatisticalPlacer】，打开统计布局对话框，如图3-64所示。图3-64统计布局对话框3.3PCB设计

其中，【GroupComponents】为元件分组;【RotateComponents】为旋转元件，这两个复选框默认为选中状态;【Powernets】为电源网络名称设置;【Groundnets】为接地网络名称设置;【GridSize】为布局网格大小设置

。③设置完成后，单击【OK】按钮，元件自动布局开始。3.3PCB设计2．手动布局手动布局就是设计者根据实际电路设计要求手工完成元件布局。相对于自动布局，手动布局速度慢，耗费大量的时间和精力，对设计者的设计经验要求较高。但是

手动布局往往更能符合实际工作需要，实用性较强，而且有利于后期的布线操作。3.3PCB设计3．交互式布局综合自动布局和手动布局的优缺点，从全局角度出发，设计者可以将二者结合起来使用，这就是交互式布局。对于有特殊要求的元件可以进行手动布局，对于要求不是很高的元

件可以进行自动布局，之后还可以进行手动调整。交互式布局能够在加快布局速度的同时达到布局结果最优。交互式布局主要包括以下几个步骤：（1）关键元件布局：对于有特殊要求的关键元件，可以遵守设计原则进行手动布局，然后锁定这些元件的位置，再进行自动布局。3.3PCB设计（2）自动布局：设置自动布局设计规则

，然后执行自动布局命令，完成元件自动布局。（3）手动调整：在自动布局完成之后，对位置不理想的元件进行手动调整，使布局达到最优。（4）元件标注调整：所有的元件布局完成之后，元件的标注往往杂乱无章，需要将元件标注放置到易于辨识的位置，以便于后期的装配和调试。3

.3PCB设计3.3.6布线调整一．布线的基本原则1．输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行，最好加线间地线，以免发生反馈藕合。2．印制导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流决定。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线

，一般情况下要比其它导线宽。3．导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。4．导线拐弯处一般取圆弧形或120度左右的夹角，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。5．尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅

格状，这样有利于散热，防止产生铜箔膨胀和脱落现象。3.3PCB设计二．布线方法布线方法和布局方法类似，也包括三种：自动布线、手动布线和交互式布线。1．自动布线自动布线操作步骤如下：（1）布线设计规则设置①在PCB编辑器中，执行

菜单命令【Design】/【Rules…】，打开【DesignRules】（设计规则设置）对话框，如图3-60所示。3.3PCB设计图3-60电路板设计规则设置对话框3.3PCB设计②在【Routing】选项卡进行布线设计规则设置。主要设置项有：【ClearanceConstrain

t】为最小间距限制设置，用于限制导电图件之间的最小距离。【RoutingCorners】为布线弯角模式设置。【RoutingLayers】为布线层面设置，用于设置布线所在层及该层线的走向。【RoutingPri

ority】为布线优先级设置，数值越大代表的优先级越高。【RoutingTopology】为布线拓扑结构参数设置。【RoutingViaStyle】为过孔大小设置。【WidthConstraint】为布线宽度设置。3.3PCB设计③选择设置项双击，打开相关设置对话框。其

设置操作方法与布局设置类似。④单击【OK】按钮，完成设置。布线设计规则较多，大多可以采用默认值。（2）自动布线①在PCB编辑器中，执行菜单命令【AutoRoute】/【Setup…】，打开【AutorouterSetup】（自动布线器设置）对话框，如图3-65所示。在该对话框可以设置布线策略

、布线测试点、布线网格以及对预布线进行锁定等，设置完成单击【OK】按钮。3.3PCB设计图3-65自动布线器设置对话框3.3PCB设计②执行菜单命令【AutoRoute】/【All…】，确认布线策略是否设置正

确。③单击【RouteAll】按钮，进入全局布线状态。布线完成后，系统会自动弹出布线状态信息。自动布线除了对全局布线外，还可以对指定的区域、网络、元件等进行布线，设计者根据自身设计需要灵活控制。3.3PCB设计2．手动布线手动布线和手动布局一样，完全依赖设计者手动完成走线，相对于自动布线而言

速度慢，对设计者的要求高。一般不采用完全手动布线，而是把手动布线和自动布线结合起来，这就是交互式布线。3.3PCB设计3．交互式布线通常情况下，交互式布线的步骤为：（1）布线规则设置；（2）对重要的网络进行预布线，并锁定布线；

（3）自动布线；（4）手动调整。3.3PCB设计4．设计规则检查（DRC）执行菜单命令【Tools】/【DesignRuleCheck…】，弹出设计规则检查对话框如图3-66所示。图3-66设计规则检查对话框3.3PCB设计3.3.7

文件保存输出执行菜单命令【File】/【Save】，或单击主工具栏上的保存按钮，即可完成文件的保存。执行菜单命令【File】/【Print/Preview…】，完成文件的预览和打印输出。3.4设计实例3.4.

1实例1——直流稳压电源电路原理图绘制与PCB设计图3-67直流稳压电源原理图3.4设计实例图3-68直流稳压电源PCB图3.4设计实例3.4.2实例2——波形产生电路原理图绘制与PCB设计图3-69波形产生电路原理图3.

4设计实例图3-70波形产生电路PCB图子任务一函数信号发生器的原理图绘制第一步：打开PROTEL99SE软件创建一个数据库文件，并命名为函数信号发生器.DDB。点击File/New，选择原理图文件图标，创建原理图文件。第二步：添加元件库，然后摆放元器件，并且对每个元件进行属性设置（包括名称、封

装、标注）。如果库中找不到元器件的符号，可根据图3-71所示搜索或创建一个元器件。第三步：对摆放好的元器件进行连线。第四步：对绘制好的原理图进行电气规则检查。第五步：生成网络表。绘制好的参考原理图如图3-71所

示。321411U1ATL074567411U1BTL0749108411U1CTL074141312411U1DTL074R11.4kR21.4kR31kR42.2kW147kW247kW320k精密D11N4148D21N4148C3222C4223C2223C1222S1SWS2SWR

510KR622kR739kR822kC5222S3SW-TRIC7103C810uFC1010uFC9103-12V+12V+12V-12VD34.3VD44.3VW547KD64.3VD54.3VR93kR103kC6223

S4SW32184U2ALM35812J1CON2+12V-12V1234J2CON4+12VGND-12VW647kT1TRANS4D71N4007D81N4007D91N4007D101N4007D111N4007D121N4007C111000uFC12220uFC13220uFC140

.33uFC150.33uFC160.1uFC170.1uFVin2GND1-12V3U4LM7912Vin1GND2+12V3U3LM7812Vin1GND2+5V3U5LM78051234J3CON45V-

12VGND+12V5V220V三角波方波正弦波D13LEDR113kW422KR12680R13680图3-71函数信号发生器原理图子任务二函数信号发生器的PCB设计第一步：点击File/New，选择PCB文件图标，创建PCB文件。第二步：设置参数，然后在禁线层绘制电路板的边框。第三步：装入网

络表和元器件的封装库。若网络表不能正确装入，应检查原理图的连线问题；检查原理图中的元件的引脚和封装中定义的引脚是否对应。检查PCB中添加的封装库是否完整。第四步：对导入的元器件封装按照相关的原则进行布局，布局参考如图3-72所示。图3

-72函数信号发生器布局图第五步：布局结束后，在PCB底层进行手工布线，布线参考如图3-73所示。图3-73函数信号发生器布线图第六步：使用PROTEL软件输出PCB图。