Protel電路設計實例與分析

緒論　電路設計方法與工具　1
Ⅰ　基本設計方法　1
Ⅰ.1　電路級設計　1
Ⅰ.2　系統(tǒng)級設計　2
Ⅱ　Protel軟件概述　2
Ⅱ.1　Protel電路原理圖設計和PCB設計流程　3
Ⅱ.1.1　電路原理圖設計流程　3
Ⅱ.1.2　PCB設計流程　4
Ⅱ.2　Protel軟件環(huán)境介紹　5
Ⅱ.2.1　Protel 99 SE集成設計環(huán)境　5
Ⅱ.2.2　Protel DXP集成設計環(huán)境　10
第一部分　Protel基本電路設計實例
第1章　Protel基本電路設計實例——基于DSP控制系統(tǒng)的設計　15
1.1　Protel電路原理圖設計環(huán)境定制及相關參數(shù)設置　15
1.1.1　【Document Options】(文件選項)設置　16
1.1.2　【Preferences】(個性化)設置　20
1.2　Protel電路原理圖設計實例——系統(tǒng)分析　25
1.2.1　DSP控制系統(tǒng)設計的功能需求分析　26
1.2.2　DSP控制系統(tǒng)設計的實現(xiàn)方法　27
1.2.3　系統(tǒng)設計應注意的問題　28
1.3　Protel電路原理圖設計實例——設計新元件類型　29
1.3.1　創(chuàng)建Protel 工程文件　30
1.3.2　七段數(shù)碼管元件符號設計　33
1.3.3　SST39VF800A元件符號設計　40
1.3.4　TLC5510元件符號設計　44
1.3.5　四運算放大器OPA4350元件符號設計　45
1.3.6　TMS320VC5409元件符號設計　47
1.3.7　CPLD芯片LC4256V-5T176I元件符號設計　50
1.3.8　其他元件類型的設計　52
1.3.9　創(chuàng)建元件類型中的常用快捷鍵　54
1.3.10　小結(jié)　54
1.4　Protel電路原理圖設計實例——電路原理圖繪制　55
1.4.1　創(chuàng)建電路原理圖設計文件　55
1.4.2　元件符號的導入方法　57
1.4.3　DSP芯片主電路原理圖設計　60
1.4.4　A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖的設計　76
1.4.5　CAN總線接口電路原理圖設計　81
1.4.6　CPLD&SRAM芯片電路原理圖設計　84
1.4.7　鍵盤顯示電路原理圖設計　88
1.4.8　接口驅(qū)動電路原理圖設計　92
1.4.9　建立DSP控制系統(tǒng)主控系統(tǒng)電路原理圖層次關系　103
1.4.10　DSP控制系統(tǒng)設計編譯　109
1.4.11　為電路原理圖設計文件添加文件標題塊信息　114
1.5　Protel電路原理圖設計實例——電路原理圖各種報表功能使用分析　115
1.5.1　DSP控制系統(tǒng)網(wǎng)絡列表　115
1.5.2　DSP控制系統(tǒng)材料清單報表　118
1.5.3　DSP控制系統(tǒng)元件交叉引用參考報表　122
1.5.4　DSP控制系統(tǒng)設計層次報表　122
第2章　Protel元件PCB封裝設計實例　123
2.1　元件PCB封裝概念　123
2.2　元件PCB封裝設計環(huán)境及設計方法　124
2.2.1　Protel元件PCB封裝設計環(huán)境　124
2.2.2　Protel建立元件PCB封裝的方法及流程　131
2.3　用封裝向?qū)ЫSP控制系統(tǒng)規(guī)則元件PCB封裝　134
2.3.1　Protel標準元件PCB封裝類型庫的使用　134
2.3.2　TMS320VC5409芯片的PCB封裝設計　135
2.3.3　CPLD芯片的PCB封裝設計　136
2.3.4　按鈕元件的PCB封裝設計　137
2.3.5　FLASH芯片的PCB封裝設計　138
2.3.6　貼片電阻的PCB封裝設計　139
2.4　一些不規(guī)則元件PCB封裝設計　140
2.4.1　電源芯片TPS75733的PCB封裝設計　140
2.4.2　DC/DC電源模塊的PCB封裝設計　145
2.5　元件PCB封裝規(guī)則檢查　146
2.6　Protel建立元件PCB封裝技巧　147
2.7　Protel建立PCB封裝的常見錯誤分析　149
2.8　常用標準元件PCB封裝類型介紹　151
2.9　選擇元件封裝形式的原則　154
第3章　Protel印制線路板設計實例——多層板設計　155
3.1　Protel印制線路板設計環(huán)境介紹　155
3.2　創(chuàng)建PCB板形設計文檔　158
3.2.1　利用向?qū)?chuàng)建“DSP控制系統(tǒng)”PCB板形設計文檔　158
3.2.2　利用手工創(chuàng)建DSP控制系統(tǒng)PCB板形設計文檔　164
3.3　Protel印制線路板設計實例——PCB元件載入　167
3.3.1　利用同步器載入“DSP控制系統(tǒng)”PCB元件　167
3.3.2　利用網(wǎng)絡列表文件載入“DSP控制系統(tǒng)”PCB元件　172
3.3.3　PCB元件載入錯誤分析及處理方法　173
3.4　Protel印制線路板設計實例——布局和布線　174
3.4.1　多層板的概念　174
3.4.2　多層板的優(yōu)點和使用原則　176
3.4.3　DSP控制系統(tǒng)主控板PCB工作層設置　176
3.4.4　DSP控制系統(tǒng)主控板PCB元件的布局設計　180
3.4.5　DSP控制系統(tǒng)主控板PCB布線設計　199
3.4.6　多層板設計注意事項　223
3.4.7　混合信號PCB的分區(qū)設計　224
3.5　Protel印制線路板設計實例——PCB特殊操作技巧　226
3.5.1　轉(zhuǎn)換工具使用　227
3.5.2　生成工程PCB元件設計庫　227
3.5.3　淚滴焊盤　228
3.5.4　蛇形走線　229
3.5.5　添加印制線路板布線符號　229
3.5.6　添加測試點　232
3.5.7　創(chuàng)建對象類　233
3.6　Protel印制線路板設計實例——PCB的設計驗證　235
3.7　Protel印制線路板設計實例——PCB板形設計文件輸出　237
3.7.1　設計文件打印　237
3.7.2　DSP控制系統(tǒng)主控板PCB的Gerber(光繪)文件輸出　241
3.7.3　DSP控制系統(tǒng)主控板PCB的NC鉆孔文件輸出　244
3.8　Protel印制線路板設計實例——PCB報表功能使用分析　246
3.8.1　生成PCB常用報表文件　246
3.8.2　PCB中對象距離的測量　247
3.9　印制線路板設計常用快捷鍵　248
第4章　Protel基本電路設計實例——基于單片機的PCI接口電路設計　249
4.1　PCI總線概念　249
4.2　PCI總線的特點　250
4.3　PCI總線接口的設計方法　251
4.4　PCI接口芯片PCI9054　251
4.5　PCI總線接口電路原理圖設計　252
4.5.1　方案選擇　253
4.5.2　創(chuàng)建PCI接口電路元件符號　253
4.5.3　PCI接口電路原理圖繪制　256
4.6　創(chuàng)建PCI總線接口電路元件PCB封裝　259
4.7　PCI接口電路PCB設計　261
4.8　PCI總線接口電路PCB布局布線　262
4.8.1　PCI接口電路PCB布局　262
4.8.2　PCI接口電路PCB自動布線　263
4.8.3　手工調(diào)整布線　264
4.8.4　覆銅　264
4.8.5　包地　265
4.8.6　矩形填充　266
4.9　電氣設計規(guī)則檢查　267
4.10　交互式參考功能使用　267
4.11　PCI總線接口電路設計輸出　269
4.12　創(chuàng)建集成設計成庫　272
第5章　Protel基本電路設計實例——CPLD的JTAG下載電路設計　277
5.1　JTAG接口概述　277
5.2　Altera CPLD的JTAG下載電路原理圖設計　278
5.2.1　74HC244元件符號設計　278
5.2.2　繪制電路原理圖　278
5.2.3　對具有相似名稱的網(wǎng)絡標簽快速更名　279
5.3　JTAG下載電路印制線路板設計　280
5.3.1　元件PCB封裝設計　280
5.3.2　PCB板形設計　283
5.3.3　JTAG下載電路PCB元件載入　284
5.3.4　JTAG下載電路PCB的布局與布線　284
5.3.5　條件式對象查詢　285
5.3.6　文檔比較　287
5.3.7　元件關聯(lián)　288
第二部分　Protel高級電路設計實例
第6章　Protel DXP中的多通道設計實例——多路VFC電路設計　293
6.1　創(chuàng)建多通道設計　293
6.2　多通道設計PCB元件載入　297
6.3　多通道設計布局和布線　298
6.4　查看通道標識分配　300
6.5　通道名稱命名方式設定　301
第7章　Protel DXP中的FPGA設計　303
7.1　建立FPGA設計工程　303
7.1.1　建立FPGA設計工程　303
7.1.2　設置工程選項　304
7.2　建立FPGA設計工程電路原理圖源文件　305
7.3　選擇FPGA芯片制造商　305
7.4　加載FPGA芯片元件庫　306
7.5　在電路原理圖中添加元件符號　307
7.6　添加網(wǎng)絡端口符號　308
7.7　添加導線連接和網(wǎng)絡標簽　309
7.8　器件配置和生成FPGA網(wǎng)絡列表　310
7.8.1　指定器件的類型　310
7.8.2　添加端口參數(shù)　310
7.9　生成EDIF-FPGA網(wǎng)絡表　311
7.10　利用MAX+Plus-Ⅱ?qū)隕DIF文件　312
7.11　FPGA的參數(shù)屬性配置　314
7.11.1　宏單元(MACROCELL)屬性配置　315
7.11.2　關鍵路徑(CRITICAL PATH)屬性配置　315
7.11.3　端口內(nèi)部緩沖(INHIBIT_BUF)屬性配置　316
7.11.4　FPGA_GSR屬性配置　317
7.11.5　時鐘緩沖器(Clock_Buffer)屬性配置　317
第三部分　高速電路設計
第8章　高速電路設計　321
8.1　什么是高速電路　321
8.2　高速PCB板的設計方法　321
8.2.1　確定PCB板中的高速區(qū)域　322
8.2.2　合理確定PCB布線的拓撲結(jié)構(gòu)　322
8.2.3　匹配終端的設計　322
8.2.4　電磁干擾抑制　323
8.2.5　高頻旁路電容濾波　324
8.2.6　其他提高系統(tǒng)抗干擾措施　324
8.3　高速PCB信號完整性設計　325
8.3.1　高速電子線路PCB信號完整性　326
8.3.2　確保信號完整性的PCB設計方法　327
8.3.3　Protel中的PCB信號完整性分析　328
8.4　電磁兼容EMC　339
8.4.1　電磁兼容(EMC)基本概念　340
8.4.2　電路設計及EMC器件選擇　340
8.4.3　PCB中的電磁兼容設計　342
8.4.4　單層或雙層板如何減小輻射　343
8.4.5　接地　344
第四部分　Protel設計參考
第9章　元器件應用和選擇指南　347
9.1　電子元器件介紹　347
9.1.1　半導體元器件的分類　347
9.1.2　分立元件知識　348
9.2　元器件的選擇　352
9.2.1　元器件選取要點　352
9.2.2　元器件查詢指南　353
第10章　印制線路板制作工藝　357
10.1　印制線路板制作工藝　357
10.2　表面貼裝印制板相對于直插引線式安裝印制板的特點　359
10.3　印制線路板焊接安裝規(guī)范及方法介紹　360
10.3.1　印制線路板焊接安裝規(guī)范　360
10.3.2　貼片元件的焊接方法　361
10.3.3　BGA芯片的焊接方法　361
第11章　Protel的PCB設計規(guī)則設置匯總　363
11.1　電氣設計規(guī)則(Electrical)　364
11.2　布線設計規(guī)則(Routing)　370
11.3　表面貼裝設計規(guī)則(SMT)　374
11.4　阻焊層設計規(guī)則(Mask)　375
11.5　覆銅和內(nèi)電層設計規(guī)則(Plane)　376
11.6　測試點設計規(guī)則(TestPoint)　377
11.7　影響電路板制作的設計規(guī)則(Manufacturing)　379
11.8　高頻電路相關的設計規(guī)則(High Speed)　381
11.9　有關元件布局的設計規(guī)則(Placement)　383
11.10　有關信號完整性分析的設計規(guī)則(Signal Integrity)　385
第12章　Protel系統(tǒng)特殊配置操作　391
12.1　EDA服務管理　391
12.2　系統(tǒng)個性定制　393
12.3　系統(tǒng)資源的定制　396
12.4　運行服務程序　402
12.5　設計版本控制　402
附錄A　設計FAQ　405
A.1　一種在Word文檔中插入Protel圖形的方法　405
A.2　如何解決Protel 99 SE中對話框功能菜單顯示不全問題　406
A.3　解決Protel 99 SE中文件打開菜單項不顯示的問題　407
A.4　如何對Protel文件進行“瘦身”　407
A.5　Protel調(diào)用EWB網(wǎng)絡表的電路布線實現(xiàn)方法　409
A.6　如何計算印制線路板載流能力　412
A.7　如何解決Protel DXP不能在中文Windows 2000/XP系統(tǒng)下正確安裝　413
A.8　如何在Protel 99 SE/DXP中為PCB中添加漢字標注　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設計中合理設置焊盤的內(nèi)孔孔徑和焊盤直徑　417
A.10　如何在Protel 99 SE中使用Protel DXP的設計庫　417
A.11　如何在Protel DXP中打開Protel 99 SE版本設計文檔　418
A.12　如何在Protel 99 SE中打開Protel DXP版本設計文檔　419
A.12.1　利用Orcad文件格式進行導入　420
A.12.2　將Protel DXP中的所有設計文件分別另存為Protel 99 SE兼容格式　421
附錄B　電路設計相關詞匯中英對照簡表(見附書光盤)
附錄C　Protel DXP快捷鍵匯總(見附書光盤)