Protel2004电路设计与仿真课程设计
Protel 2004电路设计与制作教程 样章
Protel 2004高级电路原理图设计本书前面第2章介绍了单张原理图的绘制方法，本章将介绍高级电路原理图即层次化原理图的设计方法及技巧。
4.1层次化原理图本节介绍层次化原理图的优点以及原理图的两大要素。
4.1.1 层次化原理图的优点Protel 2004支持层次化原理图设计，在大规模的设计中，如果不采用层次化的设计而将原理图绘制在一张图纸上，那么原理图将有如下的缺点：●原理图过于臃肿，繁杂。
●原理图的检错和修改比较困难。
●其他设计者难以读懂原理图，给设计交流带来困难。
采用层次化设计后，原理图将按照某种标准划分成若干部分，分开在若干张图纸上进行电路绘制。
这些图纸将由一张原理图来说明各个图纸之间的关系，各个原理图之间通过端口91第 章Protel2004高级电路原理图设计4或者网络标号建立电气连接，即可以形成原理图的层次，这样即可解决以上的3个问题。
4.1.2 原理图的层次化原理图的层次化是指由子原理图、方块电路图、上层原理图形成的原理图的层次化体系。
最为简单、常见的层次化原理图只有两层，即最上层为方块电路构成的电路图、下层为每个方块电路的具体电路原理图。
上下层电路原理图的联系是根据电路端口来进行连接的。
本书将详细介绍两层关系的层次化原理图的设计方法及技巧。
4.2 层次化原理图的设计方法本节讲解层次化原理图的两种设计方法以及复杂分层的层次化原理图的设计原理。
4.2.1 层次化设计的两种方法层次化原理图的设计有两种途径：自顶向下和自底向上。
自顶向下的设计方法是指在绘制原理图之前对系统的了解已经比较深入，对于电路的模块划分比较清楚，因此可以在一开始就确定层次化设计中有多少个模块，每个模块中包括多少个和其他模块进行电气连接的端口。
这些对应到原理图上就是需要绘制多少张的子原理图，每个子原理图中需要设置哪些端口，还有顶层原理图的绘制内容等。
这样的设计法是从一张顶层原理图绘制开始的。
如果设计者在绘制原理图时对系统并不是十分的熟悉，此时可以采用自底向上的设计方法，在这种设计方法中，设计者从绘制子原理图开始，根据子原理图生成方框电路图，进而生成上层原理图，最后生成整个设计。
Protel DXP 2004 电路设计与应用项目六
通，反之关断。因此可以制作一个实心车轮，轮上焊N个与轮心等距
的孔，当轮子转动时，红外发射管发出的红外信号被周期性的挡住，
就会产生脉冲信号，测得单位时间内的脉冲个数并除以N，就得到轮 子的转速，如图6-2所示。
图6-2 红外传感器电路符号
•
(2)电源电路，如图6-3所示。
图6-3 电源部分原理图电路
图6-7 打开“file”窗口
•
在“new from template”的最后，找到“pcb broad wizard”项，
如图6-8所示。
图6-8 “PCB Board Wizard”项
• 点击此项，即可进入PCB板创建界面，如图6-9所示。
图6-9 PCB创建向导对话框
点击“next”按钮，出现尺寸单位选择询问框，在对应的尺寸单位处 打上点即可，如图6-10所示。
•
电路功能：以单片机为核心，通过红外发射接收管作为速度信号
检测元件，用它对电机的转速进行测量，然后用数码管把电机的转速
显示出来，同时还要将测得的转速值与单片机内设定的转速值进行比
较，当电机转速超过设定的最大转速时单片机驱动报警电路报警同时
让电机降速，当电机转速低于设定的最低转速时单片机让电机加速，
并一直循环下去。
接下来，是走线宽度和导孔具体尺寸对话框，如图6-15所示。
图6-15 具体尺寸对话框
根据向导提示做完所有步骤后，即可完成PCB板的定型工作，得到 相应的PCB板，如图6-16，6-17所示。
图6-16 完成PCB定型
6-17 刚刚创建的PCB板
6.2.2 PCB板实用工艺技巧
• 1. 实物工艺知识
增加2，最小为2；电源层默认也是2，每次点击会增加2，最小为0。
Protel电路设计、制版与Multesim电子电路仿真
课程设计报告一、课程设计名称Protel电路设计、制版与Multesim电子电路仿真二、课程设计目的1、通过本课程的、实习，掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。
主要包括以下内容：·原理图（SCH）设计系统。
·原理图元件库编辑。
·印制电路板（PCB）设计系统。
·印制电路板元件库编辑。
2、认识Multesim,并基本掌握其使用方法，学会分析电路图三、课程设计要求(一)Protel电路设计、制版1、掌握原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；熟悉文件管理的方法和层次原理图的设计方法。
2、熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库。
3、熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。
掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。
4、基本要求：熟悉印制电路元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制作自己的元件库。
（二）Multesim电子电路仿真1、自行设计或查询电路图，然后在Multesim中画出并修改其中的参数2、调试出正确的波形四、课程设计内容（一）Protel电路设计、制版1、原理图（SCH）设计系统（1）原理图的设计步骤；（2）绘制电路原理图；（3）文件管理；（4）生成网络表文件；（5）层次原理图的设计。
2、原理图元件库编辑（1）原理图元件库编辑器；（2）原理图元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的元件库。
3、印制电路板（PCB）设计系统（1）印制电路板（PCB）的布线流程；（2）设置电路板工作层面和工作参数；（3）元件布局；（4）手动布线与自动布线；（5）电路板信息报表生成。
4、印制电路板元件库编辑（1）PCB元件库编辑器；（2）PCB元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的PCB元件（二）Multesim电子电路的仿真1、自行设计或查询电路图，并熟悉其工作原理2、在Multesim中进行仿真，调试出其正确的波形该原理图是由74LS163D、74LS47、数码显示器及其他元件组成，脉冲电压源提供脉冲，74LS163D是4位二进制同步计数器，在这里接成十进制计数器，进行计数，74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，再配给合适电压源及电阻。
电路设计与制版——Protel 2004第11章
图11-2 设计规则校验器设置对话框
11.2
DRC设计校验
（2）在该对话框中左侧列表栏中选中 【Report Options】（报告文件）选 项，然后在右侧面板上选中以下3项： 【Create Report File】（生成设计规 则校验报表文件）、【Create Violations】（生成违反设计规则绿色 标记）和【Sub-net Details】（列出 违反设计规则的子网络），并设置当 设计规则的冲突数目超过“500”时， 系统将自动中止停止校验。 （3）在该对话框中左侧列表栏中选中 【Electrical】（电气规则），然后在 右侧面板上选中以下3个选项的 “Batch”项：【Clearance】、 【Short-Circuit】和【Un-Routed Net】，如图11-3所示 。
图11-3
设置电气校验规则
11.2
DRC设计校验
（4）在该对话框中左侧列表栏中选中【Routing】（布线规则），然后在 右侧面板上选中【Width】选项的“Batch”项，如图11-4所示。
图11-4 设置布线校验规则
11.2
DRC设计校验
Setup3:完成上述设计校验项目的设置后，单击 按钮，系 统将执行DRC设计规则校验，生成设计规则校验报表文件。系统将自动切 换到报表文件窗口，如图11-5所示 。
图11-7 PCB文件
11.3 通过DRC设计校验报告修改电路板
Setup2:执行菜单命令【Tools】/【Design Rule Check】，系统执行 DRC设计规则校验操作并生成规则校验表文件，该文件如下所示。系统自 动弹出【Message】面板，如图11-8所示。
图11-8 消息面板中的错误信息
11.1 设置DRC设计校验选项
PROTEL_2004_项目实训全--教案
《PROTEL 2004 项目实训》教案教师姓名 XX 所任年（班）级科目 Protel 2004 项目实训所授班级学生基础及能力情况分析：该门课程所授班级为机电班和机维班，该部分学生已经在高一学习了电工基础的知识，基本上会看原理图，但掌握的还不够，具体表现在会看，看不会拆分功能模块，简单的图看的懂，复杂的图不会分析。
电路板上的电路看不懂，不会分析。
但对于实际操作，如电路板的模拟制作，应该能激发学生一定的兴趣。
教材分析及教学总体设想：protel是中等职业技术学校机电专业核心教学与训练课程，是一门实践性很强的集理论与实践操作于一体的主干课。
本课程主要任务是使学生全面了解原理图及PCB图的绘画、电路板的制作。
学期教学目的要求：熟悉Protel 2004的文件组织结构；学会PCB工程、原理图文件、PCB文件等的创建、保存和改名；对集成元件库进行加载与卸载；根据要求查找相应的元器件；学会元器件、导线、节点、电源和接地组件等的放置、移动和旋转及其属性的设置；按要求对元器件进行布局，学会元器件参数位置的调整；熟练掌握元器件的查找与放置功能；学会总线、总线分支线的放置与属性编辑；进行元器件引脚属性的设置和引脚位置的调整；理解多部件元器件的基本组成及其放置和引脚的编辑；学会“自上而下”和“自下而上”层次原理图的设计及利用图纸连接器进行原理图的设计；理解SCH Library工作面板中的各项内容，并能进行相关操作；学会多部件元器件符号的制作、修改及添加封装；根据原理图生成网络表，并能看懂网络表所包含的内容；学会自动布局和手动布局的操作方法；掌握布线规则的设置和自动布线的操作方法；掌握PCB 和原理图文件双向更新的相关操作；掌握元件封装的命令与创建方法；掌握参考点的设置方法；学会对已创建的元件封装，按实际要求进行修改；熟悉向导中元件封转的种类。
学期教学重点及难点：对集成元件库进行加载与卸载；熟练掌握元器件的查找与放置功能；进行元器件引脚属性的设置和引脚位置的调整；理解多部件元器件的基本组成及其放置和引脚的编辑；学会“自上而下”和“自下而上”层次原理图的设计及利用图纸连接器进行原理图的设计；理解SCH Library工作面板中的各项内容，并能进行相关操作；学会自动布局和手动布局的操作方法；掌握PCB和原理图文件双向更新的相关操作；掌握元件封装的命令与创建方法。
基于protel DXP 2004的RLC电路仿真
文献标志码 ： Ａ
的创建 ， 并结 合电路理论仿真了电路在欠阻尼 、 临界阻尼和过阻尼三种 阻尼状态下 的暂态 过程 。
中图分类号 ： Ｏ ４ － ３ ９
Ｒ Ｌ Ｃ串联 电路 是 由电 阻 、 电容 和 电感 串联 形 成 的 电路 ， 电路 中电容 和 电感 是储 能元 件 ， 电容 上
应就 和直 流 电接 通 和 断 开 的过 程 是 基 本 一 样 的 ，
１ 仿真 电路 的创建
在 ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｌ ＤＸ Ｐ ２ ０ ０ ４中利 用 原 理 图 编辑 器 绘
选取 Ｔ 一 ２ ｍｓ 。 在方 波 电压 为 Ｕ 的 半个 周 期 内 ，
电源 对 电容器 Ｃ充 电 ， 电路 的 响应为零 状 态 响应 ， 电容 上 的 电压 随 时 问变 化 。 选 取 整 个 电路 的 电流
然后运行仿真 ， 在波形窗 口中显示输入信号 、 输出 信 号的 波形 ， 可直 观描述 电路 的暂态 工作 过程 。
Ｒ Ｌ Ｃ暂 态 电路 的信号 源 产 生 的是 方 波 电压 ， 只要方 波 信号 的重 复周 期 Ｔ远大 于 电路 的时 间常 数ｒ ， 在 这样 的方 波脉 冲信 号 的激 励 下 ， 电路 的响
第 ２ ６ 卷
第２ 期
大
学
物
理
实
验
Ｖｏ 【 ． ２ ６ ＮＯ ．２
Ａｐ ｒ ．２ ０ １ ３
２ ０ １ ３年 ４月
ＰＨ ＹＳ Ｉ ＣＡＬ Ｅ ｘＰ ＥＲＩ Ｍ ＥＮＴ ＯＦ Ｃ０Ｌ ＬＥＧＥ
文章编 ０ ０ ６ ８ － ０ ３
实验6Protel2004 PCB电路板图设计实验
Protel2004 PCB 电路板图设计实验一、实验目的1.了解 DXP2004 的软件平台，熟悉PCB 板图设计的流程；2.掌握元件封闭库管理、元器件封装搜索、放置、绘图工具的应用。
二、计算机和Protel2004DXP 三、实验任务制作如图 1 待绘制的PCB 板图所示的PCB 板图四、实验步骤1.新建PCB 文档（1）打开工程项目：从桌面或者开始/所有程序中打开 DXP 2004 SP2 软件，再打开Protel2004原理图设计实验所建立的工程项目－声光控制电路.PRJPCB 。
（2）在工程项目中添加PCB 文件：打开声光控制电路.PRJPCB 工程后，选择菜单 File/New/PCB ，就可新建一个PCB 文档，保存为“声光控制电路.PCBDOC ”。
2．指定原理图文件中元件的封闭由原理图文件自动并且顺利转换成合适正解的PCB 文件，必须先给原理图文件中的每个元件指定元件封装。
双击原理图中的元件，如电阻R1，进入Component properties对话框，图 1 待绘制的PCB 板图如下图 2所示，看看Footprint 中的设置是否味 AXIAL-0.4, 如果不是，则双击 Footprint,进入 PCB Model 对话框，如下图 3所示。
将 Footprint 设置为 AXIAL-0.4。
图 3中，在Name 中输入AXIAL-0.4， PCB Library 中设为any ，如果在Select Footprint中看不到选择的元件模型，在可以点击 Browse 按钮，进行查找。
实验电路原理图中各元件的封装设置如表 1所示。
3.连接转换：将原理图中各元件的电气连接关系，导入PCB 文档中各元件封装的连接关系，图 2图 3表 1元件名称 元件编号 PCB 封装描述 PCB 元件所在的库名 电阻 R1~R8 AXIAL-0.4 Miscellaneous evices.IntLib 光敏电阻R9 AXIAL-0.2 Miscellaneous Devices.IntLib电解电容 C1、C4、C5 CAPPR5-5*5 Miscellaneous Devices.IntLib 瓷片电容 C2、C3 RAD-0.1 Miscellaneous Devices.IntLib整流二极管 D1~D4 DIO10.46-5.3x2.8Miscellaneous Devices.IntLib 二极管 D5 DIO10.46-5.3x2.8Miscellaneous Devices.IntLib集成块 4069 DIP-14 Miscellaneous Devices.IntLib 可控硅 SCR SFM-T3/E10.7V Miscellaneous Devices.IntLib 传声器 Mic PIN2 Miscellaneous Devices.IntLib 灯Lamp PIN2Miscellaneous Devices.IntLib NET VDD － NET GND －为元件布局后电气连线提供保证。
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。
Protel DXP 2004 电路设计与应用项目六
当电机转速低于最低值时通过单片机让电机加速，周而复始的循环。
2. 电路的方案，如图6-1所示。
图6-1 系统框图
•
该方案中，电源电路主要是提供整个系统所需的电源，
单片机作为核心控制芯片，转速检测电路检测出电机转速，
单片机根据电压信息加以运算得到不同的转速，并驱动显
示器件显示实时转速大小，再将实时转速与设定的转速值
图6-5 电机驱动电路原理图
（5） 整体电路，如图6-6所示。
图6-6 整体原理图
6.2 项目资讯
• 6.2.1 复杂电路的PCB板型设计
•
复杂PCB板一般适用于大型集成电路设计，有专用的一些样板模
型，可以通过DXP的PCB板向导编辑器来创建，下面介绍一个例子。
•
首先用“VIEW”菜单打开“file”窗口，如图6-7所示。
•
电机转速控制广泛应用于工业和交通控制领域，是单片机应用电
路的典型范例。本项目通过以下几个任务模拟其主要功能：
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）利用单片机AT89C52作为主控芯片，实现对速度物理量的
测量，以实现对速度控制的目的。
•
（2）利用红外传感器对电机转速进行采集。
•
（3）利用数码管显示电机转速。
•
（4）当电机转速高于最大值时报警并通过单片机控制电机减速，
•
（1）波峰焊
• 波峰焊是将熔融的液态焊料﹐借助泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定 形状的焊料波，插装（贴装）了元器件的PCB置于传送链上﹐经过某
一特定的角度以及一定的浸入深度直线穿过焊料波峰而实现焊点焊接 的过程，如图6-18所示。
图6-18 波峰焊工艺图
•
助焊剂作用：
Protel 2004 PCB设计入门及实训
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
PCB设计流程主要如下。 ⑴设计原理图。利用Protel2004提供的各种 原理图设计工具和各种编辑功能，完成原理图的 设计工作。 ⑵产生网络表。网络表是联系原理图和PCB 之间的纽带，一般在原理图设计完毕要产生网络 表文件，它是原理图设计的结束，也是PCB设计 的开始。 ⑶PCB设计。通过网络表调用原理图中的元 器件，合理地进行布局，并进行PCB布线，实现 PCB设计。
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
PCB样图
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
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Protel DXP 20el DXP 2004 SP2软件基本配置
安装并激活Protel DXP 2004 SP2软件后，就可以 进行软件配置。
1.启动Protel DXP 2004 SP2
⑴在“开始”菜单中，单击DXP 2004 SP2快捷方式
图标
，启动Protel DXP 2004 SP2。
⑵执行“开始”→“程序”→“Altium SP2”→“DXP 2004 SP2”，启动Protel DXP 2004 SP2。
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Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计教程
2.中英文界面切换 Protel 2004默认界面为英文，但SP2版本支持中文菜 单方式，可在“Preferences（优先设定）”中切换。
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Protel2004电路设计与仿真课程设计背景
Protel2004是一款集电路设计、仿真、布局、自动布线与输出于一体的工具软件。
它是电路设计领域的一款非常强大的软件，具有良好的用户界面和功能，广泛应用于各种电路设计领域，如模拟、数字电路设计、嵌入式系统设计等。
本课程的主要目的是教授学生使用Protel2004进行电路设计和仿真，帮助学生提高电路设计和仿真的能力，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
实验环境
为了保证实验效果，学生需要在以下环境下完成实验：
•操作系统：Windows XP或Windows 7
•Protel2004软件：需要提前安装并授权给学生
实验内容
第一部分：Protel2004软件的基本操作
本部分主要介绍Protel2004软件的基本操作，包括软件界面介绍、电路设计基本流程、电路元件的选择与布置、电路仿真和下载等内容。
具体实验内容如下：
1.熟悉Protel2004软件界面，并学会创建、打开和保存电路文件；
2.学习电路设计的基本流程，并仿照给出的电路图进行绘制；
3.学习电路元件的选择与布置，如何添加并连接电路元件；
4.学习电路仿真的方法，如何进行电路的仿真和调试；
5.学习下载电路的方法，将电路下载到目标电路板中。
第二部分：模拟电路设计
本部分主要介绍模拟电路设计的流程和技巧。
具体实验内容如下：
1.学习并体验模拟电路的基本原理和模拟电路的基本组成部分；
2.学习如何选择、布置、连接模拟电路元件；
3.学习如何利用仿真软件验证设计的电路是否符合预期；
4.设计一个基于滤波器的模拟电路，并进行仿真，分析电路的性能指标。
第三部分：数字电路设计
本部分主要介绍数字电路设计的流程和技巧。
具体实验内容如下：
1.学习数字电路的基本原理和数字电路的基本组成部分；
2.学习如何选择、布置、连接数字电路元件；
3.学习如何利用仿真软件验证设计的电路是否符合预期；
4.设计一个基于逻辑门电路的数字电路，并进行仿真，分析电路的性能
指标。
实验总结
本课程中，学生通过实际操作和仿真，掌握了Protel2004软件的基本操作和
使用方法，深入理解了电路设计的基本原理和流程，提高了设计和仿真的能力。
通过实验的总结与分析，学生还深入思考了电路设计中需要关注的一些重要问题，如电路参数的选择和优化、电路的噪声和稳定性等。
在今后的电路设计工作中，学生将更加熟练运用电路设计软件和设计方法，并
能够在实际工作中快速解决相关问题，提高自身的职业素养和竞争力。