本书以从事电子线路设计的工程技术人员、高等学校及高职院校电子类专业学生为读者对象,讲解了电子线路计算机辅助设计(CAD)的基本概念、设计规则,通过典型实例,全面地介绍了目前应用广泛的电子线路CAD软件包——Protel99SE的主要功能(包括原理图编辑、电路仿真、印制板设计、信号完整性分析)、安装和使用方法。考虑到从事电子线路CAD设计者的实际工作需要,本书结合实例,对书中内容尤其是模拟仿真部分,作了较为详细的讲解。
第l章电子线路CAD与Protel99SE概述
1.1电子线路CAD的概念
1.2Protel99/99SE概述
1.2.1Protel99SE新增功能
1.2.2ProtelDXP概述
1.3Protel99/99SE的安装与启动
1.3.1Protel99/99SE的安装
1.3.2Protel99/99SE的启动
1.3.3Protel99/99SE中的文件管理
习题
第2章电原理图编辑
2.1电原理图的概念及绘制规则
2.2Protel99SE原理图编辑器(SCH)的启动及界面认识
2.2.1原理图编辑器窗口组成
2.2.2图纸类型、尺寸、底色、标题栏等的选择
2.2.3设置SCH的工作环境
2.3电原理图绘制
2.3.1元件电气图形符号库及管理
2.3.2放置元件
2.3.3连线操作
2.3.4放置电气节点
2.3.5放置电源和地线
2.3.6总线、总线分支、网络标号工具的使用
2.3.7I/O端口
2.4利用画图工具添加说明性图形和文字
2.4.1画图工具介绍
2.4.2常见图形绘制技巧
2.5原理图编辑技巧
2.5.1操作对象的概念
2.5.2单个对象的编辑
2.5.3同时编辑多个对象
2.5.4利用拖动功能迅速画一组平行导线
2.5.5“画图”工具内“阵列粘贴”工具的特殊用途
2.6元件自动编号
2.6.1单一模块电路元件自动编号
2.6.2对子电路元件自动编号
2.7原理图的电气检查
2.8存盘及文件管理
2.9原理图的打印
2.9.1打印前的设置
2.9.2打印
2.10报表建立与输出
2.10.1生成网络表文件
2.10.2生成元件清单报表
2.11电路编辑举例
2.12元件电气图形符号编辑与创建
2.12.1启动元件图形符号编辑器
2.12.2修改元件图形符号
2.12.3制作P89C51RD2微处理器的电气图形符号
2.12.4制作LED数码显示器
2.12.5创建数字集成电路芯片元件负逻辑/IEEE电气图形符号
2.12.6设置元件的缺省序号
2.13创建自己的图纸文件
2.14原理图操作技巧
2.14.1修改/恢复Protel各类编辑器操作对象的缺省属性
2.14.2一次修改同类操作对象的属性选项
2.14.3工具栏(窗)与当前正在进行的操作要匹配
2.14.4在原理图中增加同类元件的操作捷径
习题
第3章层次电路原理图编辑;
3.1层次电路设计概念
3.2层次电路设计中不同文件的切换方法
3.3层次电路编辑方法
3.3.1建立层次电路原理图
3.3.2编辑模块电路
3.3.3自下而上编辑层次电路
3.3.4去耦电容的画法
习题
第4章电路仿真测试
4.1电路仿真操作步骤
4.2元器件参数设置
4.3电路仿真操作初步
4.3.1编辑电原理图
4.3.2选择仿真方式并设置仿真参数
4.3.3仿真结果观察及波形管理
4.4常用仿真方式及应用
4.4.1工作点分析(OperatingPointAnalyses)
4.4.2瞬态特性分析(TransientAnalysis)与傅立叶分析(PourierAnalysis)
4.4.3参数扫描分析(ParameterSweepAnalysis)
4.4.4交流小信号分析(ACSmallSignal)
4.4.5阻抗特性分析(1mpedancePlotAnalysis)
4.4.6直流扫描分析(DCSweepAnalysis)
4.4.7温度扫描分析(TemperatureSweepAnalysis)
4.4.8传输函数分析(TransferFunctionAnalysis)
4.4.9噪声分析(NoiseAnalysis)
4.5仿真综合应用举例
4.5.1数字电路仿真实例
4.5.2利用AC小信号分析、参数扫描分析确定带通滤波器参数
4.5.3模拟、数字混合电路仿真分析实例
4.5.4“数学函数”库内信号合成函数的应用
4.6常用元器件仿真模型
4.6.1二极管模型
4.6.2三极管模型
4.6.3结型场效应管口FET)模型
4.6.4MOS场效应管模型
4.7创建仿真元件
4.7.1生成仿真电气图形符号
4.7.2创建仿真元件模型参数
4.7.3仿真元件创建举例
习题
第5章印制电路板设计初步
5.1印制板设计基础
5.1.1印制板种类及结构
5.1.2印制板材料
5.2Protel99SEPCB的启动及界面认识
5.2.1启动PCB编辑器
5.2.2PCB编辑器界面
5.3手工设计单面印制板——Protel99SEPCB基本操作
5.3.1作参数的设置与电路板尺寸规划
5.3.2元件封装库的装入
5.3.3画图工具的使用
习题
第6章双面印制电路板设计举例
6.1原理图到印制板
6.1.1利用PCB向导生成包含布线区的印制板文件
6.1.2通过“更新”方式实现原理图文件与印制板文件之间的信息交换
6.1.3在禁止布线层内绘制布线区
6.1.4通过网络表装入元件封装图
6.2设置工作层
6.3元件布局操作
6.3.1元件布局过程及要求
6.3.2手工预布局
6.3.3元件分类
6.3.4设置自动布局参数
6.3.5自动布局
6.3.6手工调整元件布局
6.4布线及布线规则
6.4.1设置自动布线规则
6.4.2自动布线前的预处理
6.4.3自动布线
6.4.4手工修改
6.4.5布线后的进一步处理
6.4.6设计规则检查
6.4.7验证印制板连线的正确性
6.4.8元件重新编号及原理图元件序号更新
6.5信号完整性分析
6.5.1信号完整性分析设置
6.5.2启动信号完整性分析
6.5.3设置印制板结构参数、元件类型、节点类型
6.5.4运行信号完整性分析
6.5.5根据分析结果采取相应补偿办法
6.6打印输出
习题
第7章PCB元件库的修改与创建
7.1PCBLib编辑器启动及操作界面
7.1.1PCBLib编辑器的启动
7.1.2PCBLib编辑器窗口界面
7.1.3工作参数及图纸参数设置
7.2制作元件封装图举例
7.2.1制作LED发光二极管封装图
7.2.2制作1英寸八段LED数码显示器封装图
习题
附录新旧电气图用图形符号对照
第三次全国教育工作会议以来,我国高等教育得到空前规模的发展。经过高校布局和结构的调整,各个学校的新专业均有所增加,招生规模也迅速扩大。为了适应社会对“大专业、宽口径”人才的需求,各学校对专业进行了调整和合并,拓宽专业面,相应的教学计划、大纲也都有了较大的变化。特别是进入21世纪以来,信息产业发展迅速,技术更新加快。面对这样的发展形势,原有的计算机、信息工程两个专业的传统教材已很难适应高等教育的需要,作为教学改革的重要组成部分,教材的更新和建设迫在眉睫。为此,西安电子科技大学出版社聘请南京邮电学院、西安邮电学院、重庆邮电学院、吉林大学、杭州电子工业学院、桂林电子工业学院、北京信息工程学院、深圳大学、解放军电子工程学院等10余所国内电子信息类专业知名院校长期在教学科研第一线工作的专家教授,组成了高等学校计算机、信息工程类专业系列教材编审专家委员会,并且面向全国进行系列教材编写招标。该委员会依据教育部有关文件及规定对这两大类专业的教学计划和课程大纲,对目前本科教育的发展变化和相应系列教材应具有的特色和定位以及如何适应各类院校的教学需求等进行了反复研究、充分讨论,并对投标教材进行了认真评审,筛选并确定了高等学校计算机、信息工程类专业系列教材的作者及审稿人。这套教材预计在2004年春季全部出齐。
审定并组织出版这套教材的基本指导思想是力求精品、力求创新、好中选优、以质取胜。教材内容要反映2l世纪信息科学技术的发展,体现专业课内容更新快的要求;编写上要具有一定的弹性和可调性, 以适合多数学校使用;体系上要有所创新,突出工程技术型人才培养的特点,面向国民经济对工程技术人才的需求,强调培养学生较系统地掌握本学科专业必需的基础知识和基本理论,有较强的本专业的基本技能、方法和相关知识,培养学生具有从事实际工程的研发能力。在作者的遴选上,强调作者应在教学、科研第一线长期工作,有较高的学术水平和丰富的教材编写经验;教材在体系和篇幅上符合各学校的教学计划要求。
相信这套精心策划、精心编审、精心出版的系列教材会成为精品教材,得到各院校的认可,对于新世纪高等学校教学改革和教材建设起到积极的推动作用。
系列教材编委会
2002年8月
Protel99SE与Protel99相比,功能、使用环境、操作方式等变化不大,Protel99用户在使用Protel99SE时不会有陌生感。Protel99SE主要完善并强化了模拟仿真分析、信号完整性分析功能,如简化了初始化设置项,增加了波形观测方式等。
本书围绕Protel99SE的新增功能、用法,并采用了使用《电子线路CAD实用教程(第一版)》教材的任课教师的意见、建议,对第一版内容进行了全面的修改。除调整部分章节内容外,还重写了第1、4、5、6章及第2章部分内容。本书结构安排如下:
(1)删除了第一版中对Protel98的介绍。第一版简要介绍Protel98的功能、安装方式的原因是Protel98对硬件配置要求较低,原理图编辑、PCB设计(自动布局、自动布线)、元件制作等功能也基本完善。而目前微机硬件配置已能流畅地运行Protel99 SE,因此没有理由不升级到Protel99或Protel99SE。
(2)依据Protel99SE界面变化,调整了第2、5章内容。
(3)围绕Protel99SE模拟仿真分析、信号完整性分析等新增功能及改进后的操作方式,重写了第4、6章部分内容。
(4)按教材要求,重新选择了操作实例和习题。
第二版虽然在内容上做了较大的修改,但仍保留了第一版的布局架构。
本书可作为高等学校电子类专业“电子线路CAD”课程的教材或教学参考书,也可作为从事电子线路设计工作的工程技术人员的参考资料。
尽管我们力求做到尽善尽美,但因水平有限,书中难免存在不当之处,恳请读者批评、指正。