摘 要： Protel是CAD领域中应用最为广泛的软件之一，其强大的设计功能得到电子电路设计人员的青睐，经过长期的使用，总结Protel DXP2004在设计印制电路板中的一些设计方法和技巧。
关键词： Protel DXP 2004；电路扳；设计
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120054－02
0 引言
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。Protel是目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件之一，熟练使用Protel是电子工程人员必备的技能。本文以Protel DXP2004为设计工具，从原理图设计、PCB设计二大模块分析和探讨Protel DXP2004使用过程中的基本原则及经验技巧。
1 电路原理图设计
1.1 电路原理图设计流程
Protel DXP2004在电路设计中引入了项目文件管理模式，首先通过命令File＼New＼PCB Project建立项目工程文件，并在此项目工程文件下建立原理图SCH文件和印制电路板PCB文件，原理图SCH文件能通过同步（Update PCB命令）生成相应的印刷板PCB文件。
1.2 加载元件库
Protel DXP 2004提供了丰富的元件库，在[Libraries]面板中加载所需元件库，通常加载Miscellaneous Devices.IntLib（通用元件库）和Miscellaneous Connectors.IntLib（通用插件库）这两个元件库就基本够用。根据实际电路，在所加载的元件库中找出所需元件，放置在原理图中。在查找之前，必须确认库工作区面板的过滤栏为空，否则查找到的结果将无法显示在元件清单中。
1.3 自制原件库
虽然Protel DXP 2004的原理图库文件中包含了大量常用元器件，但是一些非标准的、不常用的、新型的元器件在库文件中是没有的，用户可以通过建立原理图元件库文件制作新元件符号。
绘制原理图元器件时需要注意：
1）绘制元器件符号必须在第四象限，在绘制过程中注意元件大小及引脚的尺寸和它们的比例。因为原理图编辑区和元件编辑区网格大小不一，如果不注意尺寸比例，绘制的元器件可能在原理图中出现显示过大或过小的现象。
2）放置引脚时注意要把有电气节点的一端放置在外（远离元件符号方向）。
3）每一个引脚都要独立编号，原理图的元器件符号与元器件封装的对应关系，是通过元理图符号引脚的序号与元器件封装的焊盘序号之间对应建立起来。
4）新建的元件库中可以包含任意多个元器件，可通过单击SCH Library工作面板的ADD命令进行加载。切勿一个元件占用一个元件库，否则占用系统空间，造成资源浪费。
2 PCB设计
2.1 印制电路板的设计流程
2.2 印制电路板PBC设计中的工作层
在进行PCB设计时，很多用户对板的层次理解都很模糊，下面在表格中以单面板来说明一下电路板的层次结构及其作用。
2.3 实际印制电路板的选择
实际电路板的层次组成：铜箔层、印制材料层、丝印层。铜箔层包含了软件设计中的信号层和内电层，主要完成电路的电气连接特性。通常将铜箔的层数定义为电路板的层数（单面板、双面板、多层板）。印制材料层也称绝缘层或者覆铜板，主要作用是隔离电源层和布线层，支撑整个电路板。丝印层位于印制板最上层，保护铜箔层，记录一些标志图案和文字符号（一般是白色的），为安装和维修提供方便。
电路板的板层选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的覆铜层压板有：酚醛纸质层压板、环氧纸质层压板、聚酯玻璃布层压板、环氧玻璃布层压板。实验室一般选用环氧纸质层压板。超高频电路板最好用聚酯玻璃布层压板，在要求阻燃的电子设备上，还需要浸入了阻燃树脂的层压阻燃的电路板。电路板厚度应该根据电路板的功能、所装元件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。主要是应该保证足够的刚度和强度，常见的电路板的厚度有0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm。
2.4 自制封装库
封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。创建元件的封装要建立封装库文件，元件的封装可以使用手工绘制或者向导绘制，首先要知道元件的外形尺寸和引脚间尺寸以及外形和引脚间的尺寸，这些尺寸供应商提供的资料中可以查到，如果查找不到，要使用千分尺进行测量，测量后的尺寸是公制单位，换算成以mil为单位的尺寸（可以取1cm=400mil，1mm=40mil）。
注意：要严格的保持原理图元件符号中的引脚[designator]属性要与封装模型中得焊盘的[designator]属性一致，因为PCB中的封装与原理图中的元件符号不同，原理图中的元件符号只是一种表示符号而已，不要求其外形与实际的元器件必须一致。但是PCB中的封装要与元器件实物大小和形状相符合，以满足电路板的装配要求。
2.5 布局规则
主要以手工布局为主，一般遵循以下规则：
1）按照电路功能布局：尽可能按照原理图对元件进行布局，信号从左边进入右边输出，从上边输入下边输出。按照电路流程，安排好各个功能电路单元的位置，保持信号流通顺畅，方向一致。
2）围绕核心电路进行布局：元件安排应该均匀、整齐、紧凑。数字电路部分要与模拟电路部分分开布局。
3）高频元件之间的连线越短越好，以减小电磁干扰；易受干扰的元件不能离得太近，具有高电位差的元件，应符合规定安全要求。
4）可调节元件放置在电路板上易调节的位置；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对应；元件离电路板边缘的距离应在3mm以上。重量太大的元件不宜安装在电路板上；发热元件应该远离热敏元件。
5）元件放置的顺序：首先放置与结构紧密配合的固定位置的元件，例如电源插座、指示灯、开关和连接插件等；再放置特殊元件，例如发热元件、变压器、集成电路等；最后放置小元件，例如电阻、电容二极管等。
2.6 布线规则
可以先采用自动布线，然后再手工布线调整，一般遵循如下规则：
1）线长。铜膜导线应尽可能短，特别在高频电路中。铜膜导线的拐弯处应为圆角或钝角，直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能。当双面板布线时，两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生电容。
2）线宽。铜膜导线的宽度应以能满足电气特性要求而又便于生产为准则，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm（一般情况下，1.0-1.5mm的线宽，允许流过2A的电流）。
3）导线间距。相邻铜膜线之间的间距应该满足电气安全要求。最小间距至少能够承受所加电压的峰值。在布线密度低的情况下，间距应该尽可能的大。
4）电源、地线的处理。在进行电源和地线的处理，主要应从如何最大限度的降低噪声干扰方面来考虑。可以在电源、地线之间加上去耦电容，去耦电容应尽量与电源直接连接；尽量加宽电源、地线宽度以减小环路电阻，它们之间的宽度的关系是：地线>电源线>信号线，通常信号线宽度为0.2-0.3mm，电源线为1.2-2.5mm，最细宽度可达0.05-0.07mm，地线一般大于3mm为宜；对于数字电路的PCB，可用宽的地导线组成一个回路，及构成一个地网来使用（模拟电路的地不能这样使用）；可以采用大面积铜层做地线，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接做为地，设计中用户可以使用“覆铜”操作完成；电源线和地线的走向尽量与数据传递方向一致，有助于增强抗噪声能力。
2.7 提高布线通过率
用户在进行布线时，经常会发现“布通率”达不到100%，有的信号线无法布完，特别是对高密度的单面板。下面总结了几条提高布通率的方法：
1）布局合理。好的布局会使布线很容易完成。
2）尽量小选择集成度高的元器件。随着电子技术的发展，很多功能可以通过集成芯片完成。
3）注意安全间距的设置要合理。用户可以针对不用网络采用设置不同安全间距的方法。
4）布线实在不通时可以采用跳线的方法。
3 结束语
本文总结了使用DXP的一些设计方法和技巧，在实际应用中还有很多，笔者会在以后的应用中不断地探索和研究。运用这些技巧和原则，用户可以提高设计效率和质量。
基金项目：
海口经济学院2011年度校级科研项目硕士研究生专项：网络交互型电子电路虚拟实验平台的研究与实现，Hjks11-15。
参考文献：
[1]赵景波、徐江伟，电路设计与制版——protel 2004[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[2]神龙工作室，Protel 2004实用培训教程4[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[3]金珍珍，基于Protel DXP的电路设计技巧，电脑与信息，2010.
作者简介：
孙雷（1978-），女，吉林松原人，硕士，讲师，研究方向：电子技术应用、计算机辅助设计。