电子电路CAD简明教程（Protel 99 SE版）

前 言

第1章 电子电路CAD与Protel 99 SE概述

1.1 电子电路CAD 的概念

1.2 Protel 99 SE 体系结构

1.3 Protel 99 SE 的启动和关闭

1.4 Protel 99 SE 文件管理

第2章 原理图的设计

2.1 电路原理图设计的一般步骤

2.2 启动原理图设计系统

2.3 原理图编辑器的画面管理

2.4 原理图的绘制

2.5 总线、总线分支、网络标号工具的使用

2.6 利用绘图工具添加说明性图形和文字

2.7 原理图的电气检查

2.8 报表的建立

2.9 保存文件

2.10 原理图的输出

第3章 层次原理图的设计

3.1 层次原理图的设计方法

3.2 建立层次原理图

3.3 不同层次电路之间的切换

3.4 由方块电路符号产生新原理图中的 I/O 端口符号

3.5 由原理图文件产生方块电路符号

第4章 印制电路板的基本设计

4.1 印制电路板设计的一般步骤

4.2 启动 PCB 设计系统

4.3 PCB 编辑器的画面管理

4.4 PCB 编辑器的工作层面

4.5 Protel 99 SE PCB 基本操作

4.6 手工绘制印制电路板

第5章 印制电路板的高级设计

5.1 原理图到印制板

5.2 规划电路板

5.3 电路板参数设置

5.4 装载网络表及电路元件

5.5 元件布局操作

5.6 布线与布线规则

5.7 报表的生成

5.8 创建自己的 PCB 封装库

5.9 电路板图的打印输出

附录A Protel 99 SE 常用快捷键一览

附录B Protel 99 SE 的 Sch 库文件

附录C 练习题

参考文献

随着现代电子工业的发展，各类CAD软件层出不穷，Protel系列软件是目前比较完善的一种。Protel 99 SE是Protel系列软件的较新版本，它功能强大，深受从事电子电路设计的广大科技工作者的欢迎。本书介绍了Protel 99 SE的基本结构、工作界面、使用方法等，并以讲解实例为主，按照电子电路设计的步骤，详细介绍了使用Protel 99 SE进行电路设计的过程，重点讲述原理图设计和印制电路板设计，它们是电子电路设计的基础和主体。通过对本书的学习，读者可以快捷地掌握电路设计的基本方法与技巧。

本书可以作为普通高等学校和高等职业技术学院电类专业学生学习Protel 99 SE的入门教材，也可以作为从事电子电路设计的工程技术人员的参考书。

本书共分5章，主要介绍了Protel 99 SE的基本操作，原理图设计及印制电路板设计，它是Protel 99 SE基础及主要部分。在编写的过程中力求体系结构合理，重点突出，便于掌握，因此在讲述Protel 99 SE基本内容及操作过程中都是从具体实例出发，引导读者深入了解及掌握Protel 99 SE软件的特点，试图为初学者快速、有效地掌握电子电路CAD的设计方法与技巧提供有力的帮助。

《Protel 99 SE实用教程》采用项目式的教学设计，理论知识与实践相结合，每章以完成一到两个项目训练来达到一定的教学目的。项目的安排由简单到复杂，课堂讲授与实验训练相联系，教材具有较强的系统性和实用性。《Protel 99 SE实用教程》共由11章组成。主要介绍电路设计的常用软件，介绍Protel99SE软件的使用入门、原理图设计的基础知识、原理图库的操作，重点讲了原理图的设计，列举了电路原理图设计的实例及详细的操作过程，还介绍了层次电路的设计、ERC检查及相关报表的生成，以及印制电路板基础知识、PCB元件封装库操作、印制电路板的设计，有关元件的自动布局及手工布局、PCB布线及PCB设计、调整、PCB的检查及报表生成等，最后是电子综合设计课题和计算机辅助设计的技能训练模拟题。

第1章 电路设计软件概述1

1.1 常用电路设计软件介绍1

1.1.1 EDA技术概况1

1.1.2 常用的电路设计软件1

1.2 初识Protel99SE3

1.2.1 Protel99SE主要特点3

1.2.2 Protel99SE主要功能模块4

1.3 Protel99SE的安装、启动4

1.3.1 软件运行环境4

1.3.2 软件安装5

1.3.3 Protel99SE的启动6

1.3.4 退出Protel99SE7

1.4 Protel99SE的项目训练报告7

1.4.1 项目训练报告内容8

1.4.2 报告书写要求8

本章小结8

习题8

第2章 步入Protel99SE9

项目一 工程设计的建立与组成员管理9

项目训练目的9

项目训练内容9

2.1 工程设计的建立9

2.1.1 建立工程设计9

2.1.2 设计管理器13

2.2 设计组成员的管理13

2.2.1 组成员的增加、删除13

2.2.2 组成员权限的设置14

2.2.3 数据库的网络管理15

项目二 文件和文件夹的操作及窗口管理16

项目训练目的17

项目训练内容17

2.3 文件和文件夹的操作17

2.4 文件窗口管理21

2.4.1 文件窗口操作21

2.4.2 状态栏的打开与关闭22

2.4.3 窗口的分割22

本章小结23

习题23

第3章 原理图设计基础24

项目三 原理图环境的设置24

项目训练目的24

项目训练内容24

3.1 原理图设计步骤24

3.2 原理图编辑器介绍25

3.2.1 原理图编辑器的组成25

3.2.2 设计浏览器的使用27

3.3 图纸的设置30

3.3.1 图纸设置的准备工作30

3.3.2 设置图纸30

3.3.3 其他参数设置34

本章小结36

习题36

第4章 原理图库的操作38

项目四 新元件的制作38

项目训练目的38

项目训练内容38

4.1 元件库编辑器介绍38

4.2 绘图工具的使用41

4.2.1 绘制直线41

4.2.2 绘制曲线42

4.2.3 绘制椭圆弧线43

4.2.4 绘制多边形43

4.2.5 放置注释文字44

4.2.6 绘制矩形或圆角矩形45

4.3 分立元件制作实例46

项目五 复合元件的制作49

项目训练目的49

项目训练内容49

4.4 其他工具的使用49

4.4.1 绘制椭圆49

4.4.2 插入图片50

4.4.3 粘贴阵列50

4.5 复合元件的制作实例51

4.6 元件库相关报表53

4.6.1 元件报表53

4.6.2 元件规则检查表53

4.6.3 元件库报表54

本章小结54

习题55

第5章 电路原理图设计57

项目六 基本放大电路的设计57

项目训练目的57

项目训练内容57

5.1 加载元件库及放置元件58

5.1.1 加载元件库58

5.1.2 放置元件58

5.2 电路工具的使用61

5.2.1 电路连线工具62

5.2.2 绘图工具67

5.2.3 电源工具68

5.2.4 数字实体工具69

5.3 原理图设计实例70

项目七 稳压电源电路的设计74

项目训练目的74

项目训练内容74

5.4 对元件的其他操作74

5.5 原理图的编辑75

5.5.1 元件整体属性的编辑76

5.5.2 元件的排列与对齐76

5.5.3 器件的重编号77

5.5.4 查找与替换78

5.5.5 电路设计举例79

5.6 层次电路设计81

5.6.1 查看层次电路81

5.6.2 层次电路设计工具82

5.6.3 层次电路的设计83

本章小结85

习题85

第6章 电路检查及报表输出89

项目八 电路检查及报表89

项目训练目的89

项目训练内容89

6.1 电路的ERC检查89

6.1.1 ERC检查设置89

6.1.2 NoERC的使用91

6.2 网络表92

6.2.1 网络表的选项92

6.2.2 网络表格式93

6.2.3 生成网络表93

6.3 元件列表94

6.4 其他报表的生成95

6.4.1 元件引脚列表95

6.4.2 电路层次列表95

6.4.3 元件交叉参考表95

6.4.4 网络比较表96

6.5 文件打印输出96

6.6 电路的仿真设计97

6.6.1 仿真功能和初始设置97

6.6.2 电路仿真设计98

6.6.3 电路仿真实例101

本章小结104

习题104

第7章 印制电路板基础109

项目九 PCB文件的建立与层面设置109

项目训练目的109

项目训练内容109

7.1 印制电路基本知识109

7.1.1 认识印制电路板109

7.1.2 印制电路板中的元素111

7.1.3 印制电路板设计步骤112

7.2 PCB编辑器介绍114

7.3 PCB编辑器的窗口管理116

7.3.1 PCB的画面管理116

7.3.2 PCB的窗口管理118

7.3.3 工具栏、状态栏、管理器的打开与关闭118

7.4 PCB的工作层面及设置119

7.4.1 工作层面的类型119

7.4.2 设置PCB工作层面120

7.4.3 设置PCB工作参数122

7.4.4 设置PCB图纸参数124

7.5 PCB文件的建立125

本章小结128

习题128

第8章 PCB元件封装库操作130

项目十 新建PCB元件封装130

项目训练目的130

项目训练内容130

8.1 PCB元件编辑器介绍130

8.1.1 PCB元件编辑器的启动130

8.1.2 PCB元件编辑器的组成131

8.1.3 PCB元件管理器132

8.2 PCB放置工具的使用133

8.2.1 绘制直线133

8.2.2 放置焊盘134

8.2.3 放置导孔136

8.2.4 放置字符串137

8.2.5 放置位置坐标138

8.2.6 放置尺寸标注139

8.2.7 绘制圆弧139

8.2.8 放置矩形填充141

8.2.9 粘贴阵列141

8.3 PCB元件封装的制作142

8.3.1 新建PCB元件封装142

8.3.2 创建项目封装库146

8.4 元件封装库报表147

8.4.1 元件规则检查表147

8.4.2 元件封装报表148

8.4.3 元件封装库报表148

本章小结148

习题149

第9章 印制电路板设计151

项目十一 时钟电路板设计151

项目训练目的151

项目训练内容151

9.1 PCB设计的初步设置152

9.1.1 电路板的规划152

9.1.2 PCB编辑器的工具栏154

9.2 放置工具栏的使用155

9.2.1 绘制导线155

9.2.2 放置相对原点156

9.2.3 放置元件封装157

9.2.4 放置矩形填充158

9.2.5 放置多边形敷铜区域159

9.2.6 其他工具160

9.3 装入元件库与网络表160

9.3.1 准备原理图、网络表160

9.3.2 装入元件库与网络表160

9.4 PCB的元件布局162

9.4.1 元件布局参数设置162

9.4.2 元件布局规则设置163

9.4.3 元件的自动布局165

9.4.4 元件的手工调整166

本章小结170

习题170

第10章 PCB的布线172

项目十二 印制电路设计172

项目训练目的172

项目训练内容172

10.1 元件排列工具栏的使用173

10.2 PCB的布线173

10.2.1 布线规则设置174

10.2.2 PCB的自动布线178

10.2.3 网络密度分析180

10.2.4 PCB的3D预览181

10.3 Other选项设置181

10.4 PCB的编辑功能184

10.4.1 选择与取消184

10.4.2 移动与复制184

10.4.3 更改元件属性186

10.4.4 重编号及其他操作187

10.5 PCB中的定位方法188

10.5.1 PCB中图纸的定位188

10.5.2 PCB中元件的定位188

10.6 PCB的手工布线190

10.6.1 设置PCB栅格190

10.6.2 改变线段模式和层面190

10.6.3 手工调整布线190

10.6.4 增加输入输出端口191

10.7 PCB设计实例192

10.8 设计中存在的问题及解决方法199

本章小结200

习题200

第11章 DRC检查及PCB报表202

项目十三 PCB的检查及报表202

项目训练目的202

项目训练内容202

11.1 DRC设计规则检查202

11.2 PCB的报表生成205

11.2.1 元件清单205

11.2.2 元件引脚列表206

11.2.3 电路板信息表207

11.2.4 其他报表208

11.3 PCB文件的打印输出208

11.3.1 PCB的过孔208

11.3.2 打印设置209

11.3.3 PCB文件的输出210

项目十四 简易电压测试仪设计210

项目训练目的210

项目训练内容210

项目十五 倒计时定时器的设计212

项目训练目的212

项目训练内容212

本章小结215

习题215

计算机辅助设计模拟训练一216

计算机辅助设计模拟训练二217

附录一 常用元件名称对照表220

附录二 常用元件封装表223

附录三 原理图编辑器菜单224

附录四 PCB编辑器菜单226

参考文献2282100433B

第1 章 Protel 99SE 概述1

1.1 电子CAD 的基本概述1

1.2 Protel 的发展1

1.3 安装Protel 99SE 3

1.3.1 Protel 99SE 的运行环境3

1.3.2 Protel 99SE 的安装与卸载3

1.4 Protel 99SE 的功能模块5

1.5 Protel 99SE 的设计环境5

1.6 Protel 99SE 的文件管理9

1.7 Protel 99SE 的设计组管理 12

本章小结 14

习题14

第2 章 绘制电压检测控制电路原理图 15

2.1 电路及任务分析 15

2.1.1 电路分析15

2.1.2 任务分析 16

2.2 原理图设计基础 16

2.2.1 原理图设计步骤 16

2.2.2 创建原理图文件 16

2.2.3 原理图编辑器简介 17

2.2.4 主菜单 18

2.2.5 工具栏 19

2.2.6 浏览管理器和资源管理器. 20

2.3 如何设置原理图图纸、网格、光标和文件信息 21

2.3.1 原理图图纸的设置方法 21

2.3.2 设置图纸大小 21

2.3.3 设置图纸的其他参数 23

2.3.4 设置网格和光标. 23

2.3.5 设置文件信息 24

2.3.6 电压检测控制电路原理图图纸的设置 25

2.4 如何放置元件. 25

2.4.1 装卸元件库 25

2.4.2 查找元件 26

2.4.3 放置方法 27

2.4.4 设置元件属性 28

2.4.5 改变元件放置方向. 30

2.4.6 电压检测控制电路原理图中元件的放置 30

2.5 如何放置导线 31

2.5.1 放置导线 31

2.5.2 设置导线属性 32

2.5.3 电压检测控制电路原理图中导线的放置 32

2.6 如何放置电源、接地元件和输入/输出端口 32

2.6.1 放置电源和接地元件. 32

2.6.2 放置输入/输出端口 33

2.7 如何编辑对象 33

2.7.1 选取对象和取消选取操作 33

2.7.2 删除对象 34

2.7.3 移动对象 34

2.7.4 对齐对象 35

2.7.5 撤销与恢复对象 36

2.7.6 复制、剪切和粘贴对象 36

2.8 如何改变视窗操作 36

2.8.1 工作窗口的缩放 36

2.8.2 窗口的刷新 37

2.9 上机实训 绘制555振荡器与积分器电路原理图 37

本章小结 38

习题 38

第3 章 数码管原理图元件库的制作 40

3.1 创建原理图元件 40

3.1.1 新建原理图库文件 40

3.1.2 元件库编辑器简介41

3.1.3 绘制原理图元件 42

3.2 编辑原理图元件 46

3.2.1 在原理图元件库中直接修改元件引脚 46

3.2.2 快速绘制原理图元件. 47

3.2.3 制作含有子元件的元件 48

3.3 原理图元件库的调用 49

3.4 上机实训 绘制变压器的原理图元件 50

本章小结 51

习题 51

第4 章 基于单片机的直流电机PWM 调速电路原理图的绘制 52

4.1 电路及任务分析 52

4.1.1 电路分析. 52

4.1.2 任务分析 52

4.2 原理图绘制 54

4.3 添加网络标号和绘制总线 55

4.3.1 添加网络标号 55

4.3.2 绘制总线. 56

4.3.3 绘制PWM 调速电路的原理图 57

4.4 电气规则测试 58

4.4.1 设置电气检测规则. 58

4.4.2 电气规则检测 60

4.5 生成报表文件. 61

4.5.1 产生网络表 61

4.5.2 生成元件材料列表 62

4.6 绘图工具. 64

4.6.1 绘图工具DrawingTools 功能. 64

4.6.2 绘图工具使用方法 64

4.7 原理图的打印输出 67

4.7.1 用打印机输出 67

4.7.2 用绘图仪输出 68

4.7.3 与打印相关的一些操作方法 68

4.8 基于单片机的直流电机PWM 调速电路的项目资料 71

4.9 上机实训 绘制DAC 0832 数模转换电路原理图 72

本章小结 73

习题 73

第5 章 单片机最小系统与DA/AD 转换电路的层次原理图设计 75

5.1 层次性原理图的基本概念和设计方法 75

5.1.1 基本概念 75

5.1.2 层次性原理图的设计方法 76

5.2 绘制层次原理图 77

5.2.1 绘制MCU 模块子原理图 77

5.2.2 绘制DA 模数转换模块子图 79

5.2.3 绘制AD 模数转换模块子图 80

5.2.4 建立层次原理图总图 80

5.3 层次原理图间的切换 85

5.4 上机实训 绘制单片机系统控制板的层次原理图 85

本章小结 89

习题 89

第6 章 电压检测电路PCB 单面板的绘制 91

6.1 PCB 板设计基础 91

6.1.1 印制电路板分类及组成结构 91

6.1.2 元件封装 92

6.1.3 PCB 板的板层 94

6.1.4 PCB 图的设计流程 95

6.2 新建PCB 文件 95

6.2.1 新建PCB 文件步骤 95

6.2.2 PCB 设计界面 96

6.2.3 简单PCB 环境设置 98

6.3 规划电路板 107

6.3.1 采用PCB 向导规划电路板 107

6.3.2 手工规划电路板 110

6.4 装卸元件库和导入网络表 110

6.4.1 装卸元件封装库 110

6.4.2 导入网络表 112

6.5 PCB 布局 113

6.5.1 PCB 自动布局 113

6.5.2 PCB 手动布局 117

6.5.3 更新PCB 117

6.6 自动布线 119

6.6.1 设置自动布线规则 119

6.6.2 自动布线 122

6.7 上机实训 绘制OTL 功率放大器PCB 单面板 123

本章小结 125

习题 125

第7 章 数码管PCB 元件封装的创建 128

7.1 常用元件及其封装图. 128

7.1.1 电阻 128

7.1.2 电容 129

7.1.3 电感 130

7.1.4 可变电阻 131

7.1.5 二极管 131

7.1.6 三极管 132

7.2 手工创建PCB 元件封装 133

7.2.1 新建PCB 元件外形封装库 133

7.2.2 元件库编辑器简介 134

7.2.3 设置绘图环境 135

7.2.4 制作LED 数码管外形. 135

7.3 利用向导创建PCB 元件封装 138

7.4 PCB 元件封装的编辑 142

7.4.1 在PCB 元件库中直接修改元件封装 142

7.4.2 复制、编辑PCB 元件封装143

7.5 上机实训 制作变压器PCB 元件封装 143

本章小结144

习题 144

第8 章 门禁自动控制电路PCB 双面板的绘制 145

8.1 电路及任务分析 146

8.1.1 电路分析 146

8.1.2 任务分析 146

8.2 布线原则 147

8.3 手工规划电路板与元件布局 149

8.4 手工布线 151

8.4.1 手工布线 151

8.4.2 删除或拆除排线 153

8.4.3 加入引线端点 153

8.5 添加标注和说明文字 155

8.6 手工布线训练参考图 156

8.7 检查布线结果 158

8.8 添加安装孔 159

8.9 敷铜和补泪滴 160

8.9.1 敷铜 160

8.9.2 泪滴 161

8.10 PCB 打印输出 162

8.11 PCB 板层管理及设置165

8.11.1 信号板层和内部板层的设置 165

8.11.2 机械板层的设置 167

8.12 上机实训 制作PWM 调速电路PCB 双面板 168

本章小结 170

习题 170

第9 章 电路板综合设计实例 174

9.1 电路及任务分析 174

9.1.1 电路分析 174

9.1.2 任务分析 175

9.2 原理图绘制 175

9.2.1 单片机最小系统电路图绘制175

9.2.2 键盘及LED 显示电路绘制 178

9.2.3 LCD 液晶显示电路绘制 179

9.2.4 电气检测ERC 并产生测试报告180

9.2.5 产生整个电路板的网络表180

9.3 PCB 板的制作 180

9.3.1 自制PCB 元件封装 180

9.3.2 新建PCB 文件181

9.3.3 规划电路板181

9.3.4 添加元件封装库 182

9.3.5 载入网络表并手工布局 182

9.3.6 设置布线规则，对电路板进行综合布线 183

本章小结 186

第10 章 从Protel 99SE 到Altium Designer 187

10.1 电子设计发展历程 187

10.1.1 电子设计现状 187

10.1.2 板级电路设计到Protel 99SE 188

10.1.3 现代电子产品设计到Altium Designer 188

10.2 Protel 99SE 与 Altium Designer189

10.2.1 元器件模型设计 190

10.2.2 电子设计工程管理 190

10.2.3 原理图设计模块 190

10.2.4 印制版图设计模块 192

10.2.5 CAM 格式数据编辑194

10.2.6 FPGA 数字电路设计模块 194

10.2.7 嵌入式软件设计模块 196

10.3 导入Protel 99SE 设计数据（Import Wizard） 197

10.4 典型问题分析 198

10.5 Protel 99SE 与Altium Designer 对比 198

10.6 Altium Designer 的安装 199

本章小结 200

习题 200

第11 章 绘制温度测量控制板——基于Altium Designer 201

1.1 电路及任务分析 201

11.1.1 电路分析 201

11.1.2 任务分析 201

11.2 Altium Designer 设计环境 202

11.2.1 原理图设计编辑界面 202

11.2.2 PCB 板图编辑界面 204

11.3 温度测量控制板电路原理图绘制 206

11.3.1 创建一个新的PCB 工程 207

11.3.2 创建一个新的电气原理图 207

11.3.3 设置原理图选项 210

11.3.4 构建完整的项目并编译项目 218

11.3.5 元件标注及错误检查 220

11.4 温度测量控制板电路PCB 板绘制 220

11.4.1 印刷电路板（PCB）的设计 223

11.4.2 电路板设计数据校验 228

11.4.3 输出制造文件 229

本章小结 231

第12 章 计算机辅助设计绘图员技能鉴定（电子类）分析 232

12.1 计算机辅助设计绘图员（电子类）中级考试样题 232

12.2 样题分析 235

12.3 计算机辅助设计绘图员技能鉴定（电子类）中级考试样题. 236

本章小结 240

习题. 240

附录 241

附录A 常用菜单英文-中文对照表241

附录B 分立元件库Miscellaneous Device.lib 中部分元件说明 243

附录C 常用元件封装 244

附录D 计算机辅助设计绘图员技能鉴定（中级）考试大纲

附录E 无线电装接工中级操作技能考核试卷 247

附录F 无线电调试工中级操作技能考核试卷 249

附录G 全国职业技能大赛（电子产品装配与调试项目）电子CAD 绘图

部分考核试卷 251

参考文献 253 2100433B