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PCB入门：为设计印制板准备一份合格的原理图
在这里要说明如何为设计印制板准备一份合格的原理图。
在Protel中绘制原理图不仅是为了将其打出来，其真正的目的是为设计印制板提供依据，因此依仗合格的原理图不仅仅要求视觉上的合格，更重要的是要符合一定的规范。一般情况下，仅供阅读的原理图和为设计印制板图绘制的原理图存在着一定的差异。
我们将要绘制如图1所示的一份原理图。
这里有必要对图1所示电路做一点点分析：这是一个照明灯的延时开关电路，经常用于楼道照明，起到节能的目的。当按下S1，继电器K得电吸合，白炽灯点亮，经过一段延时，继电器K失电释放，白炽灯熄灭。整个装置需安装在一个小盒子中，按钮和指示用的发光管应安装在盒子的表面，这样至少需要三个引线端子。我们略去绘制的过程，只针对下面几个问题给出相应的处理方法：
一、不包含在印制板中的元件的处理
做为一个电子装置经常有一些元件被安装在印制板之外，比如收音机的扬声器、电池合等，在图2中，按钮和发光二极管属于这类元件。它们被安装在盒子的表面，用软导线与印制板相连，原理图中也应删除这些元件。并用引出必要的接点，图2中使用一个名为SOCKET（接口）的元件（该元件包含在DEVICE.LIB中）。
图1
图2
二、引出端子的处理方法
电子装置经常有若干个引出线端子，作为电源或是控制信号的接口。图1中交流电源和继电器触点都有属于这类端子。DEVICE.LIB提供了多种（插口）元件，在设计印制板时更容易调整位置。图2中显示了处理这类端子的一种方法。
三、元件管脚序号的处理方法
Protel将原理图中元件的管脚序号作为印制板布线的依据。虽然元件的这项属性在原理图中没有明确的显示，是不可见的。但是如果要使用印制板设计的自动布线功能，就必须认真对待元件的这个属性。表1列出了大部分存在问题的元件。这些元件集中在DEVICE.LIB中，如果使用了这些元件，在设计印制板时会出现错误，解决的方法很多，以晶体管为例，大概可分为两种：
1、重新编辑这些元件的管脚序号 （1）在SCH里制作新的晶体管元件图，其中的管脚名称或管脚序号，定义为1、2、3；画电路图时，就取用这个晶体管。这种方法我们只要新建两个元件（NPN、PNP）就可以了，但画电路图时，一定要用对元件才行！（2）在PCB里制作新的晶体管元件封装图，其中的焊盘序号定义为E、B、C；而画电路图时，晶体管的元件封装（Footprint)就指定为这个新建的元件封装。
2、产生
网络表后，直接在
网络表里，将晶体管管脚改为E、B、C，如果时在Text编辑器里，可以Edit/Replace命令，整体更改，方便得很。
DEVICE.LIB
ADCPCB.LIB
NPN E、B、C
TO-5 1、2、3（根据实际而定）
PNP E、B、C
同上
DIODE A、K
AXIAL0.4 1、2
LED A、K
同上
NPN-PHOTO C、E
同上
PNP-PHOTO C、E
同上
PHOTO C、E
同上
SCR A、K、G
VR2 1、2、3
ZENER A、K
AXIAL0.4 1、2
POT1、POT2 1、W、2
VR1-VR5 1、2、3
四、元件封装名的处理方法
元件封装名时指元件在印制板中出现的形式，Protel的印制板元件库ADVPCB.LIB提供了一些元件的封装。在原理图编辑中，每放置一个元件（除非）默认的封装名），系统都会要求输入其封装名。由于元件外行千差万别，选取一个合适的封装形式，也不是一件容易的事，需要从实践中积累经验。表2中列出了常用的封装，仅供参考。
表2：
元件类别
在库ADVPCB.LIB中的名称
无极性电容
RAD0.1-RAD0.4
有极性电容
RB.2/.4-RB.5/1.0
电阻电阻类或无极性双端的元件
AXIAL0.3-AXIAL1.0
可变电阻（POT1、POT2）
VR1-VR5
三极管（品字封装）、FET、UJT
TO-92A、TO-18、TO-5等
三极管（一字封装）、FET、UJT
TO92-B、VR5等
普通二极管
POLAR0.6、POLAR0.8、POLAR1.0、POLAR1.2
整流二极管
DIODE0.4、DIODE0.7
石英晶体振荡器(Crystal)
XTAL1
IC类
DIPxx（如DIP8...）
电阻排、接口
SIPxx(SIP9如...)
注：1、axial翻成中文意思是“轴状的”，0.3、0.4代表焊盘的距离，0.3代表0.3英吋、即300mil（如图3所示。在电机电子领域所用的单位，可是以英制为主哦！）。以此类推，RAD0.1的焊盘距离为100mil...。
2、对于有极性电容，其元件封装为RB.2/.4...等，其中“.2”为焊盘距离、“.4”为圆筒外径，如图4所示。
3、polar翻成中文意思是“两极的, 极性的”。
4、diode翻成中文意思是“二极管”。
图3
图4
5、拿个5W的水泥电阻的话，那就找个最大的AXIAL1.0为其外形！如果是RB.2/.4就是10μ的电容，47μ的电容就可用RB.3/.6啰！如果是烦人的晶体管，那就直接看它的外行及功率，大功率的晶体管，就用TO-3；中功率的晶体管，如果是扁平的，就用TO-220；如果是金属壳的，就用TO-66；小功率的晶体管，就用TO-5、TO-6等随便一个就可以了，反正晶体管的脚长得很，弯一下就可以了！而比较准确的方法是根据使用晶体管的资料手册，里面会交待该晶体管的封装，例如是TO5或TO-5，那就是TO-5啰！
6、如你不想记这些东西，那可以查有关书籍，就可找到所要用的元件外行了。其实也没什么，摆脱DEVICE.LIB，程序对其它的元件库都提供预制的元件封装，以通常的SN74LS00为例，程序提供另外DIP14及SOIC14两种元件封装，DIP14是直针式的元件，而SOIC14是表面帖着式元件，根本不用你去操心！
对于系统没有提供封装形式的元件，此项也不能空缺。可以暂时取一个名字。待设计印制板时制作这些封装。
笔者使用protel多年，积累了一些用其绘制电路图的使用经验和技巧，现将这些经验和技巧成文，希望对大家用protel绘制电路图有所帮助。
经验一：
因为protel是专业电路设计软件，可供电子类各专业设计人员和广大电子爱好者使用，所提供的零件库包含了相当全面的元器件符号图。所以零件库数量很多，零件的数量更多，使初学者不知该到哪个零件库中去寻找所需的元器件。根据笔者的经验，载入protel的Schematic中的DEVICE.LIB和SYMBOLS.LIB可满足一般用户需求，两个零件库中含有二极管、三极管、电阻、电容、电感等常用元件。
经验二：
为了使用方便可将常用元件符号按汉字习惯名称命名。下面以电容为例说明具体命名方法：在元件编辑程序中找到电容的编号CAP，这时编辑区中可看到电容的电路符号图，group框中有电容的编号CAP，单击group框下的Add键出现命名新名对话框如图1所示。输入新名：电容，然后按OK键完成电容符号命名。可依同样方法完成三极管、二极管、电阻、电感等常用元件编号的重新命名。因为元件名称在元件库内容框中的排序是数字、字母、汉字，使用汉字命名元件名称可将新名称元件排列在元件内容的最后且在一起，寻找元件非常方便。返回Schematic环境前不要忘记存盘，否则前期命名工作将劳而无功。在电路图中放置元器件时，原来是通过单击Schlib标签或EDIT按钮转换到零件库编辑程序中查看编号所对应的电路符号，寻找所需元件。若你完成了常用元件的汉字命名工作就省略了此步，直接单击选中所需元件的汉字名称。由此可看出，采用前面介绍的元件编号的汉字重新命名方法可节省寻找时间，使摆放元件符号的效率提高数倍。
经验三：
元件摆放完成后的工作是进行导线连接。软件提供格、点两种格式的栅格，这一格式使你摆放导线和元件时上下左右移动必须以一个栅格为最小移动单位，元件容易摆放整齐，使你画的图纸规范（导线横平竖直）。当然，栅格格式是可选项，其默认值是栅格状态，在连接导线和摆放元件时劝你不要试图取消此项功能，否则会自找麻烦，增加绘图难度。
经验四：
通常绘制电路图的最后一项工作是编辑零件名称，包含放置元件的名称、序号、数值、管脚编号、管脚功能等，若要输入汉字名称可启动汉字输入法进行输入，根据笔者的使用经验，在你完成汉字名称输入后按OK键之前请先退出汉字输入法，否则经常会发生死机现象。这种现象的出现可能是英文版软件与汉字输入法不兼容而引起，如果绘制的图纸未存盘将前功尽弃，绘图工作不得不从头作起。所以奉劝读者养成绘图过程中随时存盘的习惯，尤其是在编辑零件名称前一定要进行存盘处理防止死机，节省绘图时间。
经验五：
完成所有摆放元件的名称编辑时，你会发现一些名称的位置不合适并且无法放到合适的位置，原因是软件默认状态为栅格状态，所以零件名称的摆放位置只能以栅格为移动单位。当你需要放置到栅格中位置才能使图纸美观时，可将栅格状态暂时取消，摆放后恢复，方法是找到View菜单中的Snap Grid项用鼠标左键单击即可取消栅格状态，完成各零件名称编辑摆放工作后恢复栅格状态，该键为复选键，处于选中状态时单击一次为取消，再单击一次为选中。
经验六：
电路图绘制完成后，读者可使用Schematic预置图纸格式打印，也可随需要自定义图纸格式打印。若要提高打印图纸的清晰度，可将栅格和底色清除，底色的清除方法是在Sheet项中设定图纸的底色为白色；去掉栅格的方法是将图2对话框Grids区块中Visible项清除（默认状态为选中）。这时就可打印出清晰并且带有图框、分区和标题栏的标准图纸。如选用标准图纸打印出的图纸尺寸大小不合适可用自定义方式设定图纸尺寸，不管是标准还是自定义图纸都可使用Schematic软件的自动缩放打印功能,选用了此项功能程序会将电路图缩放到刚好容纳于图纸中，在图3所示对话框中的Scale区块中的Scale to fit page 项就是自动缩放功能选择项，默认为选中。%号左边显示出电路图在图纸中占的比例，在这里读者应了解所占比例的含义，它包含了两种图纸尺寸的设定：电路图图纸尺寸与打印机纸张尺寸，当打印机纸张尺寸确定且选用了自动缩放功能，其所占比例大小只与两种图纸的宽高比例是否一致有关，与电路图图纸尺寸无关，当两种图纸的宽高比例一致时最大。
经验七：
打印普通电路图（普通电路图指产品说明书、插图等，它不需图框和标题栏）时，将图2中Show Reference Zone、Show Border、Title Block项全选掉。其中Show Reference Zone为显示分区坐标项、Show Border为显示图框项、Title Block为显示标题栏项。这时观看所画电路图是否充满图纸，若恰好充满图纸就可选掉栅格和底色后直接打印或通过剪贴板加入文件中。但一般情况是所画电路图仅占图纸的一部分，如果直接打印就使电路图在图纸中所占比例很小，加入文件时位图较大。改进方法是在使用前将图纸中未画电路图的多余部分剪裁掉。具体做法是将图纸的底色设置为深颜色，如深绿色。电路图全选中以便整体移动电路图，图纸用深色是为了移动电路图时容易看清图纸，然后选用自定义图纸方式，调整图纸宽度和高度使所画电路图恰好充满图纸，调整图纸宽度和高度需反复几次才能完成，每次调整数值后以电路图与图纸不分离为限，若两者分离电路图将不能移进图纸。调整完成后取消栅格和底色就可打印出最大比例的电路图，并使加入文件时的位图最小。标准图纸格式的调整方法同上，只是加上了图框和标题栏，但在缩小图纸后应防止电路图与标题栏重合。
经验八：
在电子产品电路图中绘出各关键点的信号波形图是电路图可读性与实用性的需要。由于电路中各种信号形态各异，历来是电路图绘制中的难题，如再考虑非线性失真状态下的不对称波形，更增加了绘画工作的难度。protel提供有一组普通绘画工具，但很少被电路图绘制者关注。而笔者使用该组工具不仅绘出了各种对称、非对称电信号波形，而且还结合软件中镜像、栅格、复制等功能为电工、电子、物理类教科书、实验指导书绘制了很多插图。下面就以正弦波、充放电波形为例介绍特殊波形电信号的绘制方法和经验。
protel提供的普通工具组及功能按钮说明如图4所示。首先来画正弦波，正弦波应由曲线绘制，通常每一条曲线是由4个点所构成，选取4个点后即完成一条曲线。正弦波的画法有两种：一种是整体画，也就是正负半周一起画，具体操作是用鼠标左键单击画曲线工具按钮即进入画曲线状态，这时鼠标箭头上将多出一个十字状光标，移动光标依次选取4点，选取原则是依据栅格使1、4点在一条直线上（也可画一个坐标，1、4点同在水平坐标轴上），要根据正弦波波形对称与不对称来选取2、3点为对称点或不对称点。点的选取方法是将光标移到选定位置单击鼠标左键，选后如图5所示。若对所画波形不满意可用鼠标左键单击曲线任一部位使之出现操控点，用鼠标左键拖动操控点2或3上下左右移动到波形满意即可。此法的优点是画图简单，适用于正负半周波形差别不大的正弦波。另一种画正弦波的方法是正负半周分开画，以解决正负半周波形差别大但半周期相同的正弦波信号绘制问题，因前法拖动操控点2或3上下左右移动时相互间有牵连，会使半周期失去平衡。按这种方法选取4个点后如图6所示，从图中可看出除了点3、4合在一起外与前法相同，移动操控点2可使曲线符合要求，将分别绘制的正、负半周波形合在一起就能完成正、负半周期对称而波形差别较大的正弦波波形的绘制。比如图7为充放电波形，按该图下方的方法选取4个点后得到的一个波形，将它复制放置时利用镜像，即按Y键将波形图上下翻转后放于图中，即得到了充放电波形图。
这个实例的目的,是通过设计一个例子,让大家掌握Portel 99SE的基本设计流程,对于protel 99SE的使用,在不久的将来,我们将详细的介绍基本的用法,现在这个例子,仅是让大家了解一下基本protel99se的基本过程
在这里,我们将用Protel99se画一个简单的SCH,再导出
网络表,然后,再能过protel99se画出PCB的整个过程。
一、原理图，这次，我们用Protel 99se画的例子，将是以下这个样子，对于本文中的图片，不太清晰的，在图片中右键然后另存为，这样就可以看得清楚了.
这是一个移动广告灯的原理图，使用的元件如下表所列
序号
名称(数量)
参数(型号)
元件所在库
封装名称
Rl一R8
电阻器／8只
RT-1/2-470欧
Device．Lib/Res2
AxiALO 0.5
Cl～C2
瓷介电容器／2只
CC．63V．20P
Device．Lib/Cap
RAD0．1
C3
电解电容器／1只
CD一16V—lOftl／16
Device．1ib／Cap
RB．2／．4
C4～C5
电解电容器／2只
Cml6V-100lcF／16
VDl～VD8
发光二极管／8只
5
Device．1ib／LED
RADO．1
J1
外接电源焊接孔
*
Device．1il)／CON2
AXIAlD．8
>J2～J3
>8针插座
*
Device．1ⅣCON8
SIP8
XL
晶体／1只
12MHz
Device.lib/CRYSTAL．
RADO．2
Nl
三端稳压／1只
7805
Device.lib/CON3
T0—92B
N2
单片机／1片
8051
InteL／D—intel．1ih／'8051
DIP40
一、用Portel 99se/98原理图，这次，我们用Protel 99se画的例子，将是以下这个样子，对于本文中的图片，不太清晰的，在图片中右键然后另存为，这样就可以看得清楚了.
(1)绘制原理图
1)设置图纸大小—启动Protel 98一单击界面左边“EDA选项卡”中的【Sch】项(或者菜单栏中File—New—Sch图标)一获得默认B型工程图纸。
在工程图纸中单击鼠标右键一单击快捷菜单栏中Document Options选项一出现Document Options对话框如图2所示。要求用户自定义工程图纸大小，宽／高为：540／270，留下工程图纸的边框，其余如明细表、参考区域均去掉，设置完毕后按【0K】。
最后单击在菜单栏中File-save，存档文件名qwqw．sch，放置于桌面以“PCB设计实例”命名的文件夹中
Document Options对话框
2)添加零件库且放置零件—单击菜单栏中File一Open一安装目录盘(D或E等)-Client98一sch98-Library一Inter-D-inter库一805l元件一Place一放置元件于工程图纸中的示意下图所示。
8051元件的放置
同理，在Library中一找到Device库，进行其他元件的放置。
3)元件调整与连线——对所放置的元件进行调整，然后在工程图纸中单击鼠标右键-单击快捷菜单栏中。Place Wire选项一进行电气电路连接线的连接。设计完好的电路原理图如下图所示。
设计完好的电路图
(2)生成
网络表
1)设置零件的封装形式——在设计电路原理图时，可以不考虑元件的封装形式，但是，若要将该原理图制作成PCB，则必须确定每个元件的封装形式。
现以8051元件为例加以说明，双击此元件，出现其属性对话框，在FootPrint栏里添上“DIP40'’，然后点击【OK】按钮即可，这样它的封装形式就设置好了。其他零件的封装形式如上表所示依次类推。8051元件的封装形式设置如图下图所示。
2)生成
网络表——
网络表是连接原理图和PCB的重要环节。在设计窗口中单击鼠标右键一在弹出的菜单中选择Creat Netlist一得到Netlist
Creation对话框一【OK】，系统就会直接在当前文件夹中生成名为：qwqw．net的
网络表,如下图所示。
3)引入
网络表与零件布局
1)PCB尺寸的设置—单击界面左边“EDA选项卡”中的PCB项一获得PCB设计工作界面，在界面中单击鼠标右键一选择快捷菜单栏中Options-board Options-出现Document Options对话框。要求将Measurement Unit栏设为：Metric(米制)，将Snap栏设为：5mm，Visible1栏设为：5mm，Visible l栏设为：lOmm，设置完毕按【OK】按钮。
单击PCB设计工作界面下方的KeepOut标签一单击菜单栏中【Place】一Dimension选项，设计长为：80mm，宽为：50mm的度量标尺。
在：PCB工作界面中单击鼠标右键一出现快捷菜单栏一选择Place Track，以度量标尺为依据规划出PCB的尺寸(80mm×50mm)。PCB尺寸的设置如图所示。
2)引入
网络表——PCB尺寸设置好后，选择PCB工作界面中的“Bot”标签。单击菜单栏中Design-Netlist-获得Load／Folward Annotate Netlist对话框，单击Browse-在桌面PCB实训文件夹”中选中“qwqw．net文件”且双击，便引入如图所示的
网络表。
3)自动布局—在上图中，单击Execute图标一菜单栏中"Tools-Auto Place-Autoplace Preferences对话框中按【OK】按钮，进行自动布局，完毕后保存得到如下图所示
4)手工调整—由上图可见，自动布局效果并不理想。由手工调整的PCB图如下图所示。
(4)规则设置与布线
1)规则设置——在PCB界面中单击鼠标右键一在快捷菜单中单击Rules一得到Design Rules对话框，在该对话框中可对布线宽度、布线层等参数进行设置，这里设计的是单面印制板，则选择Routing Layers项，在Routing Layers Rule对话框中，将“T”栏设置为“Not Used'’，“B”栏设置为“Any'’，表示只对底层进行布线，其余使用系统的默认设置，然后按【OK】按钮。
2)自动布线——选择菜单中的Auto Route中的All选项，系统将自动根据设置进行布线，布线结果如下图所示。
OK,到了这一步，一张PCB图已经画好了，拿到这张图，我们就可以到线路板厂去制作PCB板了
