第9章电子线路计算机辅助设计Protel 2004
protel 2004课标
《Protel 2004》课程标准一、适用对象全日制中职教育层次电子电器应用与维修专业的学生。
二、课程定位本课程是中职电子电器应用与维修专业的专业技能方向课程。
三、参考学时108学时四、课程目标本课程紧紧围绕学习任务完成的需求来选择和组织课程内容，可与其他相关电子课程实训配合，由学生自己设计相关电路图。
还可以根据学生所设计的电路图制作PCB 板，装配相应电子产品，把电路原理图绘制、印制电路板设计、元器件选择及电路成品焊接、调试、电路制作等有机地结合起来，从而提高学生的综合实践能力。
让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。
1．职业知识：（1）了解Protel 2004的各界面设置。
（2）掌握电路原理图的设计原则和绘制方法。
（3）掌握PCB板的设计原则及方法。
（4）能熟练建立并运用集成自建库。
2.职业技能：（1）能完成电路原理图的绘制。
（2）能较好的完成PCB电路板的设计。
（3）会建立、应用集成元件库。
（4）能完成PCB板的雕刻。
3.职业素养：（1）提高学生综合实践能力。
（2）养成认真细致的工作作风。
（3）巩固专业思想，熟悉职业规范和道德。
（4）培养吃苦耐劳、锐意进取的敬业精神。
（5）培养良好的自我能力和计划能力。
（6）形成正确的就业观和敢于创业的意识。
（7）培养爱岗敬业、团结协作的职业精神。
五、设计思路以专业岗位群的职业技能要求为教学模块，以典型电子线路为教学项目，以理论和实践一体化为教学手段，以“做、学、教”为教学方法，建设电子电器应用与维修专业工学模块式项目课程体系。
本课程将Protel 2004主要分为4个模块：原理图的绘制、PCB的设计与绘制、自建集成元件库以及PCB板的雕刻。
本课程在编写过程中对内容作了如下处理：1.项目内容由浅入深、由点到面，每个项目着重介绍所涉及内容的操作方法，同时设计一些新知识。
2.本课程采用项目教学的方法完成，在选择课程内容和编排时尽量考虑了学习内容的需要，未尽内容通过“知识链接”以及“提示”进行表述。
Protel_DXP2004经典教程
精心整理52页第一篇1.1带你认识ProtelDXP2004ProtelDXP2004是澳大利亚Altium公司于2002年推出的一款电子设计自动化软件。
它的主要功能包括：原理图编辑、印制电路板设计、电路仿真分析、可编程逻辑器件的设计。
用户使用最多的是该款软件的原理图编辑和印制电路板设计功能。
下面通过具体的原理图和印制电路板实例来介绍ProtelDXP2004的功能。
图1.1.1单片机小系统部分电路原理图图1.1.2单片机小系统部分电路板一、原理图概述原理图用于表示电路的工作原理，通常由以下几个部分构成：1）元件的图形符号及元件的相关标注（元件的标号、元件的型号、元件的参数），见图1.1.3；电容的图形符号电容的编号C6电容的参数1uF图1.1.3示例2）连接关系。
原理图中的连接关系通常用导线、网络标号、总线等表示。
图1.1.4示例3）用于说明电路工作原理的文字标注和图形符号（文字、信号波形示意等）。
文字标注和图形符号只是为了看图者更加方便理解，本身不具有电气效果。
系统在对原理图进行电气规则检查时，会检查具有电气效应的元件、导线、总线、网络标号等，而不会检查不具有电气效应的文字标注和波形示意等。
知识链接：元件的图形符号ProtelDXP2004提供了很多元件库，每个元件库中都包含了成百上千的图形符号，用户在进行原理图设计时，可以从ProtelDXP2004所提供的元件库中查找使用所需要的图形符号。
如果库中不存在用户所需要的图形符号，用户也可以自己设计图形符号。
为了用户使用的方便，本书将ProtelDXP2004常用的图形符号附录在本书的附录1。
二、电路板概述1、电路板的概念印制电路板（PCB ）是以绝缘基板为材料，加工成一定的尺寸，在其上有一个导电图形，以及导线和孔，从而实现了器件之间的电气连接。
在用户使用电路板时，只需要根据原理图，将元件焊接在相应的位置即可。
导线总线网络标号图1.1.5普通电阻图1.1.6可变电阻图1.1.7普通二极管图1.1.8发光二极管安装孔封装过孔元件安装孔2、元件封装的概念元件封装只是空间的概念，大小要和实际器件匹配，引脚的排布以及引脚之间的距离和实际器件一致，这样在实际使用的时候，就能够将器件安装到电路板上对应的封装位置。
中职电子专业《电子CAD》课程教学设计之Protel DXP 2004应用软件的简介和系统安装
项目一 Protel DXP 2004应用软件的简介和系统安装一、教学目标1、了解Protel DXP 2004的发展演变过程。
2、熟悉Protel DXP 2004各组成部分的特点。
3、掌握Protel DXP 2004的运行环境。
4、掌握Protel DXP 2004安装与汉化的方法与步骤。
二、课时分配本章共4个任务，本章安排2课时。
三、教学重点通过本章的学习，能够安装Protel DXP 2004应用软件四、教学难点PCB 板设计的工作流程五、教学内容任务一 Protel 概述任务描述通过介绍了解 ProtelDXP2004 发展演变过程和 ProtelDXP2004 界面各组成部分的特点,并熟悉 PCB 板设计的工作流程一、 Protel 的产生及发展1985年诞生DOS版Protel。
1991年产生Protel for Widows。
1998年Protel98这个32位产品是第一个包含 5个核心模块的 EDA 工具。
1999年Protel99既有原理图逻辑功能验证的混合信号仿真，又有了PCB信号完整性分析的板级仿真，构成从电路设计到真实板分析的完整体系。
2000年Protel99se性能进一步提升，可以对设计过程有更大控制力。
二、 ProtelDXP 主要特点三、 PCB 板设计的工作流程1、方案分析2、电路仿真3、设计原理图元件4、绘制原理图5、设计元件封装6、设计 PCB 板7、文档整理任务二 Protel 的系统安装任务描述在计算机上完成 ProtelDXP2004 系统的安装。
任务实施（1）步骤一启动Windows ,进入系统后,运行ProtelDXP2004 的安装程序（2）步骤二正式进入安装界面（3）步骤三输入（4）步骤四安装（5）步骤五安装（6）步骤六显示安装进度（7）步骤七完成安装任务三 Protel 的升级包和最新元件库的安装任务描述在计算机上完成 ProtelDXP2004 系统的安装。
电子CADProtelDXP2004课程设计
电子CAD Protel DXP 2004 课程设计背景Protel DXP 2004 是一款专为设计电路板的软件，被广泛应用于电子工业中。
本文旨在介绍使用 Protel DXP 2004 完成电子CAD课程设计的步骤。
实验目的本实验的主要目的是掌握 Protel DXP 2004 软件的使用方法，了解电路板设计的流程，提高电子CAD设计的能力。
实验环境本实验需要以下环境：•Windows 操作系统•Protel DXP 2004 软件实验步骤步骤一：创建新工程在 Protel DXP 2004 中，可以通过“File”->“New”->“Project”来创建新工程。
然后选择“Blank Project”并命名，点击“OK”即可。
步骤二：新建原理图在工程中，新建原理图。
通过“File”->“New”->“Schematic”来创建，命名原理图。
原理图用于展示电路各部件之间的关系和连接方式。
步骤三：添加元器件选中左侧工具栏中的“Place”和“Component”选项后，通过左键单击即可添加相应的元器件。
可以通过“Edit”->“Edit Component”来查看或修改元器件的属性。
步骤四：连接元器件通过“Place”和“Wire”工具来连接元器件中的引脚。
需要注意，引脚的连接方向和电路原理图中的符号方向保持一致。
步骤五：生成网络表在原理图中，通过“Tools”->“Annotate”来生成网络表。
网络表用于标识每个元器件的名称，属性和节点。
步骤六：新建电路板完成原理图后，通过“Design”->“Create PCB”来新建电路板并命名。
新建的电路板将会自动打开。
步骤七：布局电路板根据电路板的实际需求，通过“Place”工具将元器件放置在相应的位置上。
可以通过“View”->“Zoom In”和“Zoom Out”调整元件的大小和位置。
步骤八：布线在电路板中，通过“Route”工具连接元器件。
电子线路计算机辅助设计Protel
系统默认设置了五种扇出式布线控制规则，约束 特性单元中设置了扇出导线的形状、方向及焊盘、导 孔的放置等，大多情况下可以采用默认设置。
四、与SMD布线有关的设计规则(SMT)
主要设置SMD与布线之间的规则。分为三个规则： 1. SMD To Corner 用于设置SMD元件焊盘与导线拐角之间的最小距离。如图9.21 所示的规则设置对话框。
图9.21 “SMD To Corner”规则设置对话框
2．SMD To Plane “SMD To Plane”规则用于设置SMD与内层(Plane)的焊盘或导 孔之间的距离。图9.22所示为新添规则设置对话框。
图9.22 “SMD To Plane”规则设置对话框
3．SMD Neck-Down 该规则用于设置SMD引出导线宽度与SMD元件焊盘宽 度之间的比值关系。设置编辑对话框如图9.23所示。
图9.19 布线导孔的尺寸设置对话框
对话框中规则约束特性单元有两项需要设置： 1) Via Diameter ：用于设置导孔直径。 2) Via Hole Size ：用于设置导孔的通孔直径。
7．Fanout Control “Fanout Control”规则用于设置SMD扇出式布线控制， “Fanout Control”规则设置对话框如图9.20所示。
它 们 是 ： “ Not Used”( 该 层 不 走 线 ) 、 “Horizontal”(水平方向走线)、“Vertical”(垂直方向走 线)、“Any”(任意方向走线)、“1 O”Clock”(一点钟方向 走 线 ) 、 (2 O“Clock”( 两 点 钟 方 向 走 线 ) 、 “ 4 O”Clock”(四点钟方向走线)、“5 O”Clock”(五点钟方向 走线)、“45 Up”(向上45°方向走线)、“45 Down”(向下 45°方向走线)和“Fan Out”(以扇出方法走线)。
例说Protel2004教学设计 (2)
例说Protel2004教学设计介绍Protel 2004是一套集成电路设计软件，广泛应用于电子工程师、电气工程师、无线通讯工程师等领域中。
本文将从教学设计的角度，对Protel 2004的教学内容进行讲解。
教学目标本课程学习目标是让学生掌握Protel 2004的基本使用方法，并能够应用于实际电路设计的中。
具体来说，我们的教学目的如下：1.熟悉Protel 2004软件的界面和基本功能；2.掌握原理图和PCB图的制作方法；3.能够通过Protel 2004进行电路仿真；4.能够导出制作好的原理图和PCB图。
教学内容第一章 Protel 2004软件的基本介绍1.Protel 2004软件的基本介绍；2.Protel 2004软件的安装方法；3.Protel 2004软件的环境配置。
第二章 Protel 2004软件的界面和基本功能1.Protel 2004软件的界面介绍；2.Protel 2004软件的基本功能介绍；3.Protel 2004软件的工具栏和菜单栏；4.Protel 2004软件的快捷键的使用。
第三章原理图的绘制1.原理图绘制的基本原理；2.原理图绘制的步骤；3.Protel 2004软件的原理图绘制实例。
第四章 PCB图的绘制1.PCB图绘制的基本原理；2.PCB图绘制的步骤；3.Protel 2004软件的PCB图绘制实例。
第五章电路仿真1.电路仿真的作用；2.电路仿真的基本原理；3.Protel 2004软件的电路仿真实例。
第六章输出原理图和PCB图1.原理图和PCB图的输出方法；2.原理图和PCB图的制作要点。
教学方法本课程采用理论和实践相结合的方法。
通过教师讲解、演示示范等方式进行理论讲解，并通过案例展示、课堂讨论、作品展示、项目实践等方式进行实践操作。
教学效果通过对本课程的学习，学生将掌握Protel 2004软件的基本使用方法，并能够应用于实际电路设计中。
教学效果如下：1.学生能够熟练掌握Protel 2004软件的界面和基本功能；2.学生能够独立完成原理图和PCB图的设计；3.学生能够进行电路仿真；4.学生能够利用Protel 2004进行作品制作。
Protel-2004(DXP)》课程标准
《Protel 2004（DXP）》课程标准一、课程教学目标电子CAD是电子类各专业的一门专业课，也是一门实践性很强的课程。
其主要教学目标是使学生了解Protel 2004（DXP）的基本使用情况，能够利用Protel 2004（DXP）软件在计算机上设计并绘制出有实际意义的原理图和印刷电路板图，并掌握一定的电子工艺和印刷电路板的排板知识。
二、课程性质与任务1、课程性质与任务(1)课程性质本课程是电子专业的技术基础课程，是一门实用性很强、面向电子线路绘图（设计）开发的重要的技术基础课程。
Protel 2004是Altium 公司开发的一套电路辅助设计软件，它极大地提高了电子线路的设计效率和设计质量，有效减轻了设计人员的劳动强度和工作的复杂度，为电子工程师们提供了便捷的工具。
Protel DXP 2004集成了世界领先的EDA特性和技术，其主要功能集成了原理图设计、PCB设计、Spice仿真、VHDL仿真与综合、信号完整性分析和CAM文件的编辑与验证等功能。
在一定程度上，Protel DXP 2004 打破了传统的设计工具模式，提供了以项目为中心的设计环境，包括强大的导航功能、源代码控制、对象管理、设计变量和多通道设计等高级设计方法。
(2)课程任务通过本课程的学习，使学生掌握电路的计算机辅助绘图（设计）方法。
(3)与其它课程的分工与联系。
本课程的先行课程为：“电子材料与元器件”、“电工基础”、“电子线路”、“计算机应用基础”等。
2、课程目标与基本要求本课程对学生各个方面的要求如下：(1)能够熟练运用Protel 2004（DXP）进行电路原理图设计。
(2)PCB设计。
(3)原理图库文件制作及元件封装库文件制作。
三、课程内容与要求（一）课程内容本课程建议课时为102学时，也可根据学校和专业方向的实际情况略作调整，课程内（二）教学要求项目一Protel 2000应用软件的安装和使用基础项目二“5V稳压电源”电路板设计、制作及安装调试项目三1位共阴数码显示器的设计与制作项目四1Wx2音频功率放大器的设计与制作项目五A TMEGA8単片机控制系统设计与制作项目六NE5532前置放大器的设计与制作项目七A VR单片机ISP下载线设计与制作。
ProtelDXP2004 课件
Protel DXP 2004的组成特点 2004的组成特点
一、Protel 2004原理图（SCH）设计的特点 一、Protel 2004原理图（SCH）设计的特点 原理图设计是电路设计的开始，它主要是 由电子器件和连接导线组成的。 1.功能完善：可以编辑文字、符号、元器件 1.功能完善：可以编辑文字、符号、元器件 符号、电路连线以及一般的图形、图片等 等。 2.多层次、多模块、多通道：把复杂的电路 2.多层次、多模块、多通道：把复杂的电路 系统模块化，通过定义好各模块之间的连 接关系完成设计过程。
Protel DXP 2004启动 2004启动
第一讲 Protel 2004结构特点和安装认证 2004结构特点和安装认证
Protel 2004主要分为电子电路原理图设计、电子 2004主要分为电子电路原理图设计 主要分为电子电路原理图设计、 电路原理图仿真、印制电路板设计、 电路原理图仿真、印制电路板设计、电子电路实 现前后的信号完整性分析和可编程逻辑器件 （FPGA）设计等几个部分。 FPGA）设计等几个部分。 本书主要讲解电子电路路原理图设计和 本书主要讲解电子电路路原理图设计和印制电路 电子电路路原理图设计和印制电路 板设计这两个部分。 板设计这两个部分。
1.1 Protel 2004的运行环境 2004的运行环境
推荐配置如下： 推荐配置如下： 操作系统： 操作系统：Windows XP/2000 硬件配置： 硬件配置： CPUP4，1.2G或更高。 CPUP4，1.2G或更高。 或更高 内存512MB; 内存512MB; 硬件空间620MB; 硬件空间620MB; 最低屏幕分辨率1024× 最低屏幕分辨率1024×768.
Protel 2004将所有的设计软件集于一身，通 2004将所有的设计软件集于一身，通 过把设计输入仿真、PCB绘制编辑、自动布 过把设计输入仿真、PCB绘制编辑、自动布 线、信号完整性分析和设计输出等技术完 美融合，可以给用户提供全方位的设计方 案，从而使用户可以轻松进行各种复杂的 电子电路设计。因此， Protel DXP技术是 DXP技术是 电子类专业必学的一门课程，有很强的实 用性。
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该规则用于检查指定范围内的元件封装的引脚是 否连接成功。
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
三、与布线有关的设计规则(Routing)
1. Width （导线宽度） “Width”设计规则用于设定布线时的导线宽度。 如图9.7所示为导线宽度设置对话框，在图形的示意 图中标出了导线的三个宽度约束，即“Max Width”、
击这个规则名称，对话框的右边区域将显示这个规则
使用的范围和规则的约束特性，见图9.1所示。
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第9章 设计规则及检查
下面以VCC和GND之间的安全距离设置为30mil为例 说明新规则的添加方法。 1)增加新规则：在“Clearance”上单击右键并选择
第9章 设计规则及检查
二、与电气相关的设计规则(Electrical)
1. Clearance （安全距离）
“Clearance”设计规则用于设定在PCB的设计中，
导线、导孔、焊盘、矩形敷铜填充等组件相互之间的 安全距离。 单击“Clearance”规则，系统默认的只有一个名 称为“Clearance”的安全距离规则设置，鼠标左键单
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第9章 设计规则及检查
(3)Vertical
“Vertical”拓扑规则的含义是生成一组飞线能够连通 网络上的所有节点，并且使连线在垂直方向最短，如 图9.10所示。 (4) Daisy Simple “Daisy Simple”（单菊状）拓扑规则需要指定起点和 终点，其含义是在起点和终点之间连通网络上的各个 节点，并且使连线最短，如图9.11所示。
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
2．Routing Topology （拓扑规则）
“Routing Topology”设计规则用于选择飞线生成 的拓扑规则。如图9.8所示。
图9.8 拓扑规则设置对话框
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
2)设置规则使用范围：在Where the First object matches单元中单击网络(Net)，在Query Kind单元里 出现In Net( )。单击“All”按钮旁的下拉列表，从有 效的网络表中选择+15，按照同样的操作在Where
the Second Obiect matches单元中设置网络“GND”。
3)设置规则约束特性：将光标移到Constraints 单元，将“Minimum Clearance”改为30mil，如图
9.5所示。
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
图9.5 设置规则范围和约束特性
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
4)设置优先权：此时在PCB的设计中同时有两
个电气安全距离规则，因此必须设置它们之间的优 先权。单击优先权设置按钮 ，系统弹出如图9.6 与 按钮可以改
所示的规则优先权编辑对话框。
通过对话框下面的 变布线规则中的优先次序。
图9.12 Daisy Mid-Driven
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第9章 设计规则及检查
(6) Daisy Balanced
“Daisy Balanced”（对称菊状）拓扑规则也需要指 定起点和终点，其含义是将中间节点数平均分配成组， 组的数目和终点数目相同，一个中间节点组和一个终 点相连接，所有的组都连接在同一个起点上，起点间 用串联的方法连接，并且使连线最短，如图9.13所示。 如果设计者没有指定起点和终点，系统将采用“Daisy Simple„‟拓扑规则生成飞线。
a) 90°拐角
b) 45°拐角
c) 圆弧拐角
图9.18 导线拐角的形式
《电子线路计算机辅助设计（Protel 2004）(第2版）》
第9章 设计规则及检查
2) Setback 栏：用于设置导线的最小拐角 的大小，其设置随拐角形式的不同而具有不同
的含义，如果是90°拐角，则没有此项：如果
是45°拐角，则表示拐角的高度；如果是圆弧
图9.13 Daisy Balanced
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第9章 设计规则及检查
(7 )Star Burst
“Star Burst”（放射状）拓扑规则是指网络中的每个 节点都直接和起点相连接，如果设计者指定了终点，那 么终点不直接和起点连接。如果没有指定起点，那么系 统将试着轮流以每个节点作为起点去连接其它各个节点， 找出连线最短的一组连接作为网络的飞线。如图9.14所 示。
拐角，则表示圆弧的半径。
3) To栏：用于设置导线最大拐角的大小。
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第9章 设计规则及检查
6．Routing Via Style (布线导孔的尺寸)
“Preferred Width”和“Min Width”，单击每个宽度
栏并键入数值即可对其进行修改，注意的是在修改 “Min Width”值之前必须先设置“Max Width”宽度
栏。
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第9章 设计规则及检查
图9.7 导线宽度设置对话框
第9章 设计规则及检查
规则约束特性单元
规则约束特性单元主要设置各个信号板层的走线方法， 共有32个布线板层设置项，有11种走线方法可选择：
它 们 是 ： “ Not Used”( 该 层 不 走 线 ) 、 “Horizontal”(水平方向走线)、“Vertical”(垂直方向走 线)、“Any”(任意方向走线)、“1 O”Clock”(一点钟方向 走 线 ) 、 (2 O“Clock”( 两 点 钟 方 向 走 线 ) 、 “ 4 O”Clock”(四点钟方向走线)、“5 O”Clock”(五点钟方向 走线)、“45 Up”(向上45°方向走线)、“45 Down”(向下 45°方向走线)和“Fan Out”(以扇出方法走线)。
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第9章 设计规则及检查
图8.109 PCB规则和约束编辑对话框
在图9.1中，
按钮用于设置规则的优先权， 按钮用于关闭对话框。
按钮用于启动设计规则向导命令，
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第9章 设计规则及检查
New Rules…命令，则系统自动在“Clearance”的下面
增 加 一 个 名 称 为 “ Clearance-1” 的 规 则 ， 单 击 “Clearance-1”，弹出新规则设置对话框如图9.4所示。
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第9章 设计规则及检查
图9.4 新规则设置对话框
第9章 设计规则及检查
第9章 设计规则及检查
9.1 设计规则
9.2 设计规则向导 9.3 设计规则检查
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第9章 设计规则及检查
9.1 设计规则
一、PCB设计规则和约束编辑对话框
执行选单命令Design\Rules…，或单击右键选
单命令Design\Rules…，都将弹出如图8.109所示 的PCB规则和约束编辑对话框“PCB Rules and Constra设置对话框
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第9章 设计规则及检查
4．Routing Layers (布线板层)
“Routing Layers”规则用于设置布线板层。选择此 规则后，设置规则对话框如图9.16所示。
图9.16 布线板层设置对话框
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图9.14 Star Burst
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第9章 设计规则及检查
3. Routing Priority (布线优先级)
“Routing Priority”规则用于设置布线的优先级，如 图9.15所示。在“Routing Priority”栏里指定其布线的优 先次序，其设定范围从0到100，0的优先次序最低，100 最高。
第9章 设计规则及检查
系统提供七种拓扑规则，它们是： (1) Shortest
“Shortest”拓扑规则是系统默认使用的规则，如图
8.116所示。它的含义是生成一组飞线能够连通网络上 的所有节点，并且使连线最短，
(2) Horizontal
“Horizontal”拓扑规则的含义是生成一组飞线能够 连通网络上的所有节点，并且使连线在水平方向最短， 如图9.9所示。
图9.3所示对话框的右框各部分说明如下： ● 顶部单元是规则的名称栏。 ● 中间单元设置规则的使用对象及其范围，主
要有网络(Net)、板层(Layer)等。
● 底部单元显示规则的约束特性。通过下拉式 按钮或键盘输入可以对约束特性进行设置。
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法。选择此规则后，布线拐角设置对话框如图9.17所
示。
图9.17 布线拐角设置对话框
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第9章 设计规则及检查
规则约束特性单元的设置方法
1) Style栏：用于选择导线拐角的形式，系统提供 三种拐角形式，它们是：90 Degree (90°拐角)、45 Degree (45°拐角)和Rounded (圆弧拐角)，分别如图 9.18a、图9.18b、图9.18c所示。