电子线路CAD实验指导书

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软件环境Protel99se

实验一 Protel 99 SE设计环境认识

一．实验目的

1．了解Protel 99 SE绘图环境。 2．了解Protel 99 SE各个功能模块。

3．了解设置Protel 99 SE界面环境设置方法。 4．了解设置Protel 99 SE文件管理方法。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1．启动protel99se。

方法1：从“开始”菜单启动；

方法2：使用“开始”菜单中的快捷命令启动； 方法3：利用桌面快捷方式启动； 方法4：通过设计数据库文件启动。

2．创建一个新的设计数据库文件（建立一个设计任务即一个工程项目） 步骤：

1). 【File】|【New】

2). Location选项卡， Design Storage Type（设计保存类型）选取MS Access Database；单击Browse按钮，选择文件的存储位置；在Database File Name文本框中输入数据库名称，Protel 99 SE默认文件名为\。

3). 单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。 要求：

①、注意区分Design Storage Type设置中选MS Access Database与Windows File System区别； ②、在Password选项卡中为数据库设置口令，打开有口令的数据库时，必须输入口令，Name处填Admin

3．Design Team（设计团队管理）。添加删除设计团队成员并为每个成员赋予工作权限练习。 4．建立设计文档练习 1） 新建数据库文件夹

选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择Document Folder，单击OK按钮，默认文件夹名为Folder1，将Folder1重新命名为Test。

2）新建原理图设计文件

在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择Schematic Document，单击OK按钮，生成原理图设计文件，默认名为Sheet1.sch，将Sheet1.sch重新命名为poweramp.sch。

3）新建原理图元件库文件

在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择Schematic Library Document，单击OK按钮，生成原理图元件库文件，默认名为Shlib1.Lib，将Shlib1.Lib重新命名为poweramp.Lib。

4) 新建印制电路板文件

在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择PCB Document，单击OK按钮，生成印制电路板文件，默认名为PCB1.PCB，将PCB1.PCB重新命名为poweramp.PCB。

5) 新建元件封装库文件

在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择PCB Library Document，单击OK按钮，生成元件封装库文件，默认名为PCBLIB1.LIB，将PCBLIB1.LIB重新命名为power.LIB

5.文档的打开、关闭、删除、恢复、导入、导出练习

6．选择适当的菜单命令，将打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。 实验二 Protel 99 SE原理图设计环境配置 一．实验目的 掌握99SE中通过菜单Design/Options和Tools/Preferences两个命令来完成环境设置方法。 二．实验设备 计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容 1、在D盘根目录下以姓名为名建一设计数据库，姓名.ddb，保存类型为MS Access Database。打开该数据库。 2、将“Documents”文件夹重新命名为“exam”。 3、在exam下建一原理图，命名为LX.sch。 4、自定义图纸大小：宽度为1850、高度为1450，垂直放置，显示边框，不显示参考边框和标题栏，工作区颜色为170号色。网格设置：SnapOn为10 像素，Visible为10像素。字体设置：系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。可视网格为点状。把光标设置成大十字90度。

5、图纸标题栏在右下角，标题栏格式如下：边框直线为小号（small）直线，颜色为3号，文字设置：仿宋_GB2312、常规、四号、黑色。 题目设计者日期注意：

1）画标题栏线一定用Place/Drawing Tools/Line，不能用Place/Wire。 2）写汉字一定用Place/Annotation，不能用Place/net label。 6、设置Organization 选项卡 7、设置栅格参数，观察

1）栅格（Grids）：SnapOn与Visible参数大小的作用 2）电气栅格(Electrical Grid)：Grid Range参数大小的作用 8、设置自动滚屏方式为：Auto pan off

9、在原理图文件LX.sch中，练习打开及关闭Main Tools（主工具栏）、Wiring Tools（布线工具栏）、 Drawing Tools（绘图工具栏）、 Power Objects（电源及接地工具栏）、 Digital Objects（常用器件工具栏）、 Simulation Sources（信号仿真源工具栏）、 PLD Toolbar（PLD工具栏），利用菜单命令和键盘功能键放大及缩小原理图。

10、设计管理器打开与关闭（Design Manager）

11、图样的放大与缩小、刷新等（zoomin，zoomout，refresh，end，pageup，pagedown）。 12、在优选项下设置Auto-junction。选Place/Wire绘制导线，观察在绘制T型导线时是否自动产生节点。

实验三 原理图绘制练习一

一．实验目的

1、熟悉并逐渐记忆常用元器件所在的元器件库。 2、熟悉元件属性设置

3、熟悉原理图连线工具使用

2

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二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容 1. 装入元件库

1). 打开原理图管理浏览(编辑)器

在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下,单击设计管理器顶部的Browse Sch标签即可打开原理图管理浏览器窗口 2). 单击Add/Remove

3). 单击选择所需的库文件,然后单击ADD按钮、OK按钮。 实例练习：

将库文件\，\Dos Schematic Libraries.ddb\依次装入。 2. 放置元件

在元件库中选定所需元件,然后 放置元件到设计面板上. 实例练习：

将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次放到设计面板 3. 删除元器件

1) 菜单命令【Edit】|【Delete】

2) 当光标变为十字形后,将光标移到要删除的元件处，单击鼠标左键即可将所指元件删除.此后，程序仍处于删除命令状态，若要退出单击鼠标右键或按ESC键退出命令状态。 实例练习：

将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次删除后，在重新放置。 4. 元件移动

菜单命令:【Edit】|【Move】|【Move】 实例练习：移动SCR 步骤:

1). 执行移动命令. 2). 点选元件 3). 移动元件

技巧: 直接用鼠标左键单击元件,保持左键按下状态(此时光标变为十字形),移动鼠标即能进行单个元件的移动. 5. 元件的旋转

【Space】:每击一下元件旋转90°。 X键:每击一下使元件左右对调. Y 键:每击一下使元件上下对调

实例练习：对XOR进行元件的旋转练习 6. 编辑元件的属性 实例练习：

编辑单片机RES1的属性。 步骤:

1). 用鼠标左键双击元件RES1

2). 在弹出的对话框中设置元件的属性,主要设置以下属性. 【LibRef】:元件库中的型号(不允许修改) 【Footprint】:元件的封装形式,输入axial0.3

【Designator】:元件序号,输入R1 【Part】:元件标示值,输入4.7KΩ 【Sheet】:图纸号,暂时不填.

【Part】:功能块序号,此项属性用于含有多个相同功能块的元件. 3).设置结束后,单击OK按钮即可. 7、绘制如下电路

步骤：

1）放置元件并编辑属性。

提示：电路中的所有元件都取自集总参数元器件库(Miscellaneous Devices .ddb/ Miscellaneous Devices .lib)。

2）绘制导线，设置导线属性

3) 放置电路节点，设置节点属性。

4）选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。

注意：画导线一定用Place/Wire，不能用Place/Drawing Tools/Line。

试理解连线工具和绘图工具的用途。Wiring Tools(连线工具)有电气特性；Drawing Tools（绘图工具）无电气特性。

8、练习优选项下Drag Orthogonal功能

9、练习优选项下Enable In-Place Editing功能 10、练习Edit/Move/Drag与Edit/Move/Move区别

实验四 原理图绘制练习二

一．实验目的

1、熟悉优选项下Pin Options、Multi-Part Suffix、Add Template to Clip的功能。 2、熟悉元件查找

3、熟悉电路图连线工具(Wiring Tools)与绘图工具（Drawing Tools）的区别 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1．启动Protel99se,新建一个设计数据库文件,名称定为\姓名\2. 启动电路原理图编辑器,建立一个原理图文件,命名为\姓名\

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3．利用Find查找元件74ALS00，调入原理图中。如何使U?A、U?B、U?C、U?D修改为U?：1、U?：2、U?：3、U?：4

4. 装入元器件库Miscellaneous Devices.ddb 和Protel DOS Schematic Libraries.ddb.

5. 调取Z80ACTC元件，打开Preferences对话框，修改Pin Name和Pin Number参数，观察元件图形变化。

6.练习绘图工具（Drawing Tools）的使用。

要求对属性进行设置，如放置导线需设置线宽、线型、线色；放置文本需设置字体、字号、字颜色等。

思考：绘图工具（Drawing Tools）在画电路图时起什么作用？ 7、执行Place/Annotation可放置中文或英文字符串，也可在下拉选取（如图所示本例选.DATE）。观察优选项下Convert Special String对字符的影响

8、新建一原理图文件，绘制出下图所示的电路图。

要求设置Organization选项卡的相关信息

9、将电源电路复制到*.doc文档中，注意观察Add Template to Clipboard（去掉图纸模板复制到剪切板）复选框的作用。

实验五 元器件图形符号的编辑

一．实验目的

1、练习利用元件库编辑器来生成元件；

2、练习编辑和创建自己的元件库。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容 1、编辑元件

原理图元件引脚编号用于和PCB封装焊盘号相对应。在学习过程中发现Protel99se原理图文件默认包含的Miscellaneous.lib元件库文件中提供了Diode元件，但是其引脚编号为1、2，而在PCB元件封装库中二极管常用DIODE-0.4、DIODE-0.7的焊盘号是A、K，这两者不一致，需要修改。下面我们就将元件符号引脚1、2修改为A、K 步骤：

1）在原理图编辑状态下，在元件列表中找到DIODE，单击EDIT进入元件库编辑器界面。 2）双击引脚，进入引脚属性界面，将Nunber（引脚号）1修改为A，2修改为K 3）单击Group窗口下面的Description按钮，进行设置。

4）File/save保存

注意：这种方法将原库作了修改，为了不修改原库，通常将要编辑的元件复制到自己的库中在修改。

2、创建新元件---不含子件 步骤

1）文件/新建文档，选择Schematic Library Document，单击OK按钮，生成原理图元件库文件，默认名为Shlib1.Lib，将Shlib1.Lib重新命名为Sanjiguan .Lib。

2）打开Sanjiguan .Lib，进入元件库编辑器界面，利用绘图工具绘制元件符号，各引脚一定要

用Place/Pins完成，并设置引脚属性（引脚名、引脚号。引脚电气特性、引脚长度等）。 3）工具/重命名元件，NPN

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4) 单击Group窗口下面的Description按钮，进行设置。 5）File/save保存

3、创建新元件---含子件

新建一个名为“元件库.ddb”数据库，设计保存类型为MS Access Database，打开该数据库，然后在其内Documents文件夹下新建一个Schematic Library Document，命名为：74LS20元件.lib。建名为74LS20，内部为2个四输入与非门，封装为SOP14，该元件引脚名称及排序示意图如图所示。

VCC 2D 2C NC 2B 2A 2Y 14 13 12 11 10 9 8 &

& 1 2 3 4 5 6 7 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND

引脚编号 引脚名称 电气特性 显示状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND 2Y 2A 2B NC 2C 2D VCC Input Input Input Input Output Power Output Input Input Input Input Power 显示 显示 显示 显示 显示 隐藏 显示 显示 显示 显示 显示 隐藏

4、将常用元件整理到一个库下，方便使用

新建Ex.lib库文件，从已有的元器件库中找到下列元件，然后拷贝粘贴到Ex.lib文件中，按下图所示重命名。

5、新建一原理图，从Ex.lib中调取元件到原理图中。

6、新建该元件符号，注意使用优选项下Single‘\\’Negation的使用

实验六 原理图绘制练习三

一．实验目的

1、熟悉利用总线绘制原理图

2、熟悉网络标号及I/O接口使用。

3、熟悉阵列式粘贴、元件全局属性编辑、元件自动编号等快速绘制原理图技巧 4、熟悉ERC检测 5、学习生成报表文件 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1、总线、总线出入口、网络标号、I/O接口的使用

绘制如图电路。注意总线、总线出入口、网络标号、I/O接口的使用及其属性设置、网络标号格式。

除了采用总线方式和使用网络标号来表示元件的电气连接关系外，还可以使用I/O端口来进行连接，其方式与网络标号类似，具有相同名称的I/O端口标记的引脚在电气上都是相连的。与网络标号不同的是，网络标号可以关联到导线的任何地方，而I/O端口只能连接到一根导线或引脚的末端，另外，I/O端口能够实现不同原理图文件间的电气连接，因此I/O端口经常使用在层次原理图设计中。 2、绘好图后

（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）； （2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）； （3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）。

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J11234567891011121314151616PINA[0..7]VCCGNDOSCISOPC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7U1256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373347813141718111A0A1A2A3A4A5A6A7A[0..7]VCCISOJ21234567891011121314151616PINA0A1A2A3A4A5A6A7Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Q[0..7]U2PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7Q[0..7]347813141718D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7GND111U3A2740413、利用阵列式粘贴放置如下电阻；利用全局属性编辑功能将电阻R?修改为RL?；利用元件自动编号功能将8个R?电阻改为R1、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8

R?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1K

实验七 原理图绘制练习四

一．实验目的

熟悉层次原理图的设计思路

二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

层次原理图设计分“自上而下的设计方法”和“自下而上的设计方法”两种。

1、采用自上而下的设计方法将电路改画为层次电路，其中方波输出uo1为子图1，三角波输出out为子图2。

2、采用自下而上的设计方法将电路改画为层次电路，其中方波输出uo1为子图1，三角波输出out为子图2。

3、请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）； 4、请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）； 5、请做网络表（选择Design/Create Netlist）。

VCCVEER31kR9C20.1uF10kV1+12VV2-12VVCCVCC7723U16EL21704R41kuo1R510kR102U26out10K3EL21704VEEVEER2C10.01uFR12k2kD11N748D21N748R610KR810K

实验八 PCB设计基本操作

一．实验目的

1、熟悉PCB编辑器的构成

2、熟悉PCB工作层参数的设置 3、熟悉PCB系统参数的设置 4、熟悉封装库 5、熟悉绘制工具使用

6、熟悉元件放置、移动、删除等操作

二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1、启动印制电路板设计编辑器，建立一个PCB文件，命名为EX1.pcb。

2、元件封装库添加/删除练习。Browse—Libraries—Add/Remove选择相应封装库。

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1） 添加International Rectifiers.lib库 2） 添加Transformers.lib库 3） 添加PGA.lib库 4） 移除PGA.lib库

3、选AXIAL0.6，点击Place将AXIAL0.6（电阻封装）放入PCB工作区。双击AXIAL0.6对其属性进行编辑

原理图中元件序号(Designator)对应于电路版图中封装的元件序号(Designator) 原理图中元件参数(Part Type)对应于元件封装的注释(Comment) 原理图中元件封装名称(Footprint)对应于元件的封装名称(Footprint) 原理图中元件管脚号对应于元件封装的焊盘号

4、同样将DIODE0.4、Sip2、To-52放入PCB工作区，选底层，place/Interactive Routing手工布线（如图）。手工布线时利用shift+space可改变走线形式。

5、选择Design/Option菜单命令，打开工作层设置对话框，进行相关设置观察效果。

6、设置Option选项卡，观察各功能效果

7、添加机械层

8、设置系统参数。通过选择Tools→Preferences菜单命令，打开系统参数设置对话框，分别对Option（一般属性）、Display（显示）、Colors（颜色）、Show/Hide（显示与隐藏）、Default（默认参数设置）等选项进行设置。

9、分别放置焊盘、过孔并设置其属性练习 10、放置汉字练习。Place/Chinese 11、放置字符串练习

12、放置坐标、尺寸线、设置原点练习

13、放置圆心弧、边沿弧、任意角度弧、整圆练习 14、练习元件放置、移动、删除、拖动等操作

15、在pcb图放置DIP-8和DIP-14，首先画一根连接DIP-8封装3脚的铜膜连线，然后更换板层，将该铜膜线连接到DIP-14封装的8脚，观察过孔在铜膜连线中的作用。

提示：画铜膜线：使用放置工具箱中的画铜膜线工具或菜单（place/Interactive Routing）画铜膜线。使用shife+空格键更换走线方式；使用小键盘上的星号键在顶层和底层之间切换。

观察：Place/Line与place/Interactive Routing，使用小键盘上的星号键效果区别

16、建立单层板执行菜单Design/Layer Stack Manager，在弹出窗口的左下角单击Menu按钮，在弹出的菜单选择Example Layer Stack/Single Layer。这时电路板顶层变成元件面（Component Side），而底层变为焊接面(Solder Side).

17、在电路板上为已有的焊盘和铜膜线添加轮廓。

提示：添加轮廓线的方法是在电路板图上画焊盘和过孔，并用铜膜线连接这些焊盘和过孔，然后使它们进入选择状态，选择菜单Tool/Outline Selected Objects菜单

实验九 PCB操作练习一

一．实验目的

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1、熟悉自定义规划一块电路板 2、熟悉通过添加网络表至PCB板 3、熟悉PCB布局、布线的基本方法

二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1、绘制如图电路，对器件属性添加相应封装，封装类型见表，ERC检测无误，创建网络表。

XTAL14.00 MHzR1470U9A12R2470U9B345VCCC100.1uFU9C6R5330CPUCLK74LS0474LS0474LS04

Designator Footprint

所属封装库

（元件编号） （封装类型） C10 0603 PCB Footprints.lib XTAL1 1808 PCB Footprints.lib U9 SOJ-14 PCB Footprints.lib R5 0805 PCB Footprints.lib R2 0805 PCB Footprints.lib R1 0805 PCB Footprints.lib

2、规划一块60mmx60mm的PCB板

（1）执行file/new 选pcb document新建一个PCB文件并打开 （2）执行View/Toggle将英制转换为公制单位（mil转mm） （3）执行Edit/Origin/Set在工作区设置相对原点

（4）绘制PCB板的物理轮廓。用鼠标单击电路板设计环境底部的机械层（若无该层需创

建）标签，利用Place/Line画4条线。打开线属性设置坐标确定线的位置。第一条线坐标（0,0）（60,0）；第二条线坐标（0,0）（0,60）；第三条线坐标（0,60）（60,60）；第四条线坐标（60,0）（60,60）。这样在机械层就定义了60mmx60mm的PCB板轮廓

（5）绘制PCB板的电气边界。用鼠标单击电路板设计环境底部的KeepOutLayer，将禁止布线层设置为当前层，利用Place/Keep Out/Track画4条线。打开线属性设置坐标确定线的位置。第一条线坐标（5,5）（55,5）；第二条线坐标（5,5）（5,55）；第三条线坐标（55,5）（55,55）；第四条线坐标（5,55）（55,55）。

3、在刚规画好的PCB板中添加PCB Footprints.lib封装库

4、执行Design/LoadNets，弹出Load/ForwardAnnotateNetlist对话框。单击Browse按钮找到网络表单击OK，若无误单击Execute（有错误需修改）。

5、元件布局之前，需将坐标原点恢复为绝对原点。执行菜单命令Edit/Origin/Reset即可恢复坐标系统的原点为绝对原点。因为自动布局器的规则都是以绝对原点为参考点的，如果不将当前原点回复为绝对原点，元件可能会被放置到相对于你所建立的当前原点的栅格之外。

6、执行Tools/Auto Placement/Auto Placer进行元件自动布局

7、根据制版要求手工调整元件布局

8、执行Auto Rout/All菜单命令自动布线 9、根据制版要求手工调整布线

人工布线：Place/Interactive Routing

推线：在布好线后，若果人工修改布线，往往需要推线功能。要具有推线功能，需要执行

菜单Tool/Preferences，在弹出窗口中将Interactive Routing区域中的Mode下拉列表框设置为Push Obstacel。若是不能推开已布走线，还需要使用Shift+空格键更改走线模式

回线删除：在自动布线后，往往需要人工更改走线，而回线删除功能就是当在两个焊盘之

间人工走线后，原走线自动删除的功能。要使该功能起作用，需要执行菜单Tool/Preferences，在弹出窗口中选择Interactive Routing区域的Automatically Remove Loops选择框。

10、添加泪滴 11、放置覆铜 12、DRC检测 13、3D预览

14、利用绘图工具对PCB板修饰，对不合理地方进行修改 15、保存打印输出图纸报表

结果：这是一个贴片式单层板，元件、铜膜导线都在顶层，而且三个非门用一块74LS04

16、放置螺丝孔 提示：

执行放置焊盘操作 设置焊盘属性：在焊盘属性对话框中，单击Properties选项卡，选择圆形焊盘，并设置X-Size、Y-Size和Hole-size文本框中数据相同，目的是取消焊盘的孔口铜箔。孔的尺寸要与螺丝的直径相符。在Advanced选项卡中，使Plated复选框无效。目的是取消通孔壁上的电镀

实验十 PCB操作练习二

一．实验目的

1、熟悉利用向导规划一块电路板

2、进一步熟悉PCB布局、布线的基本方法 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

Vout1、在sheet1.sch绘制如图电路，ERC检测无误。

VCCVCCVCC+18VR168kR32.7kC2C110uQ12N2222R41.5kV11KHZR220kR582C322u10uViR668KVe

Vb14

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封装提示：电阻用AXIAL0.3，电容RB.2/.4，三极管TO-39，VCC和Vi用sip2

2、利用向导规划一块电路板

使用电路板向导建立电路版图，执行菜单File/New，在弹出的窗口中选择Wizards页面，再选择Printed Circuit Board Wizard图标，就进入了电路板向导。

利用向导创建名为PCB1.PCB大小60mm×70mm的单层矩形PCB板，取消标题栏、标尺、图例、尺寸线。

3、打开PCB1.PCB，添加封装库PCB Footprints.lib

4、打开sheet1.sch原理图，执行菜单Design/Update PCB命令。 5、在PCB1.PCB编辑器中，Design/Rules设置PCB板设计规则。

元件放置在顶层设置：Placement→Permitted Layers Rule→勾选Toplayer 在底层布线设置：Routing Layers→Toplayer选Not Used→Bottomlayer选Any

6、执行Tools/Auto Placement/Auto Placer进行元件自动布局 7、根据制版要求手工调整元件布局

8、执行Auto Rout/All菜单命令自动布线 9、根据制版要求手工调整布线

结果：通过3D预览可见，顶层放元件，底层布线的一个单层电路板制作成功

10、在sheet1.sch原理图中，修改R5为R55，执行菜单Design/Update PCB命令后，发现PCB1.PCB中的R5亦改为R55

11、在PCB1.PCB中将R1修改为R11，执行Design/Update Schematic命令后，发现sheet1.sch原理图中R1亦修改为R11

12、练习具有预布线电路板的自动布线

在电路板布线工程中，往往需要在自动布线前，人工预走线，这是因为有些线必须人工走才能满足设计要求。而这些预先走的线，就不能自动布线了，所以应在Auto Route/All弹出的窗口上的Pre-Route区域使能锁定所有预布线(Lock All Pre-Route)选择框

13、练习Design/Rules设置PCB板各项设计规则的使用 14、练习使用电路板设计管理器 提示：

在电路板管理器的Browse区域中分别选择网络(Nets)、元件（Components）、封装库（Libraries）、网络分类（Net Classes）、元件分类（Components）、违反规则（Violation）和规则（Rules）等条目，然后练习使用（Edit）、选择（Select）、变焦（Zoom）、跳跃（Jump）、聚焦（Focus）和高亮（High Light）等按钮。

15、将VCC网络放置在内层1，将GND网络放置在内层2 提示：

将布好的线撤销。

工作层的设置：执行菜单Design/Layer Stack Manager，添加internal plane1(VCC)和internal plane2(GND)

发现VCC和GND的预拉线消失 对电路板自动布线

16、重新对PCB元件编号 提示：

打开PCB板

执行Tools/Re-Annotate命令，选择编号方式，单击OK，系统生成.WAS文件，记录元件编号变化情况

执行Design/Update Schematic命令，使原理图元件编号与PCB元件编号一致

17、生成测试点

测试点是为了便于测试仪器（如示波器、万用表等）的探针测试而在电路板上特别制成的铜模区域。一般合适的焊盘和过孔都可作为测试点，如果无合适的焊盘和过孔，可以生成测试点。测试点可以位于电路板的顶层或底层，也可双面都有。

生成测试点的方法 方法1：用鼠标左键双击要作为测试点的焊盘或过孔，在弹出属性对话框中选取Top或Bottom或两个都选，生成测试点，同时Locked项被选取，说明此焊盘或过孔被锁定

方法2：执行菜单命令Tools/Find and set testpoint，系统自动在电路板中找出最合适的焊盘和过孔作为测试点，并弹出一个信息框，在确认后生成测试点

执行菜单命令Tools/Clear All Testpoints，则清楚所有的测试点

方法3：在自动布线中生成测试点。使用Auto Route/All命令自动布线时，在弹出的自动布线设置对话框的Manufacturing Passes选项区域中，选取Add Testpoints复选框，则在自动布线时，会自动生成测试点。

18、练习PCB布线指示器应用 提示：

1） 在Sheet1.sch中绘制下图，74LS00、74LS02、74LS08封装DIP14，JP1、J1封装SIP4。

VCC12JP112344 HEADERU2A21374LS0274LS001274LS08U3A3J11234CON4U1A3在图Sheet1.sch所示的电路中，执行Place/Directives/PCB Layout放置PCB布线指示符号并设置设置，上侧为电源VCC的布线规则设置，设置铜模线宽50mil、布线层为底层，下侧为GND的布线规则设置，设置铜模线宽30mil、布线层为底层。

2） 规划一块PCB1.PCB板 3） 在Sheet1.sch执行Design/Update PCB，在弹出的对话框中，选Generate PCB rules according to schematic layout directives（按照原理图中的PCB布线指示器生成PCB规则），选strictly follow schematic directives,单击Preview Changes按钮，可以看到宏命令列表，在列表中有电路板设计规则的宏命令，若所有宏命令有效，单击Execute，更新电路板

4) 在PCB1.PCB中布局布线得到如下PCB板图。

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实验十一 创建元件封装库

一．实验目的

1、利用元器件封装向导创建一个新的元器件封装

2、手工绘制出新的元器件封装

3、通过对现有的元器件封装进行编辑、修改使之成为一个新的原器件封装

二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

1、利用元器件封装向导创建一个新的元器件封装

file/new命令→选pcb library document打开→tools/new component命令弹出component wizard向导→单击next选择类型→单击next进行相关参数设计??finish 练习1：利用向导创建一个DIP-8的封装 2、手工绘制出新的元器件封装

file/new命令→选pcb library document打开→place/pad→按tab进行属性设置并定义为1脚，焊盘放在多层multilayer，一般起始焊盘设置成方形→根据具体尺寸放置其他焊盘→设置

1pin 1：设置引脚1为元件参考点;○2center：将元元件封装的参考点，edit/set reference,[○

3location：件的几何中心作为元件参考点;○由用户选择一个位置作为元件的参考点] →在丝印层

topoverlay上绘制元件的外形→绘制好后rename命名→file/save保存

练习2：新建一个PCB Library Document，命名为：74LS20元件库封装.lib。制作74LS20封装。要求：封装为贴片式封装，名为SOP14，焊盘参数设置：X-Size:：80mil；Y-Size:：25mil；焊盘间距：50mil；两排焊盘间距：220mil。焊盘1的Shape：Rectangle，其余焊盘Shape：Round，将元件参考点设置在引脚1。该元件引脚图如图。

VCC 2D 2C NC 2B 2A 2Y 14 13 12 11 10 9 8 &

& 1 2 3 4 5 6 7 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND 练习3：建立如图针脚式变压器封装。焊盘参数设置：X-Size：2mm；Y-Size：2mm；Hole Size：1mm，将元件参考点设置在引脚1，元件外形尺寸如图，变压器1、3脚为原边，与220V交流电

8mm 3mm 2 4 8mm 14mm 20mm 3mm 5mm 1 3 5mm 源相接，2、4脚为副边

3、通过对现有的元器件封装进行编辑、修改使之成为一个新的原器件封装

在pcb浏览器的libraries下找到相似元件→单击edit→修改相关数据→重新命名→保存 练习4：试从已有的封装库中拷贝一个DIP-8的封装，然后将它改为DIP-4的封装 提示：

拷贝操作：打开General IC.lib封装库，并使DIP-8封装处于编辑状态，执行菜单命令Edit/Copy Component。

黏贴操作：建立新封装库，屏幕显示新封装编辑窗口，使用菜单命令Edit/Paste Component，就可以看到封装DIP-8就被调入该窗口，执行菜单命令Tools/Rename Component，把元件封装改名为DIP-4

修改操作：用Edit/Delete菜单删除4个焊盘，然后重新为焊盘编号，顺序与原DIP-8的顺序一致，顶层在丝印层重画轮廓线，注意焊盘尺寸使用原焊盘尺寸，最后存盘。

实验十二 绘图、仿真、制版练习

一．实验目的

1、熟悉利用protel99se进行电路仿真分析的基本方法

2、理解双路±5V直流稳压电源工作原理

3、进一步加强利用protel99se进行制作PCB版的方法 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容

仿真观察VCC、VEE波形，制作单层PCB板

Q1MPS8050R3100VccVc2Q2u1TF1u21D1F1Vcc1R1680V1220V1Au2210TO1CTC10.1uC30.1uC53300uR9Vb21kR7100Vled4C111000uC80.01uMPS8050Ve2C70.01uD21N746R52kC20.1uBRIDGEC40.1uD4LED0D31N746C90.01uC63300uVe4Q4R62KR8100R10Vb41kVled5C121000uC100.01uVee1R2680MPS8550Vc4R4100D5LED0Vee

Q3MPS8550实验十三 用Protel99SE对单稳态电路进行仿真分析、制版

一．实验目的

1． 进一步学习单稳态电路的应用。

2． 学会用Protel99SE对单稳态电路进行仿真分析、制版。 二．实验设备

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计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验原理

单稳态工作方式原理图。图中R、C是定时元件，C1，R2是输入信号的微分电路，R1、R2的分压比保证在负触发脉冲未到时，触发输入端的电位高于1/3Vcc，使R－S触发器处在0状态，R1、R2的阻值可以在几十KΩ范围内选用。

在稳态时，由于输出为0，放电管T导通，定时电容C保持放电状态。当输入端引入负脉冲时，比较器B的输出将R－S触发器置1，放电管T截止，输出Uo为“1”。这时，Vcc通过定时电阻R向C充电，由于电容C的电压与阀值电压输入端相接，当C端电压被充电而逐渐升到超过2/3Vcc时，比较器A的输出将R－S触发器置0，

放电管T饱和导通，电容C则通过放电管T很快放电，输出Uo又恢复为“0”。由此可见，所产生的输出脉冲宽度等于电容C从低电平充电到2/3Vcc的时间。

可以证明，输出脉冲宽度Tp为： Tp≈1.1RC 单稳态工作方式时的波形图

Ui >Vcc/3 0 Uc 2Vcc/3 t 0 Uo t Tp 0 t 四．实验内容及步骤

1．绘制555时基集成电路的单稳态工作方式的电路图。

双击V1VPULSE，在弹出的属性框里设置该时钟脉冲的属性。

DC Magnitude――直流值 AC Magnitude――交流值 Initial Value――起始值 Pulsed Value――脉冲值 Time Delay――延迟 Rise Time――上升沿时间 Fall Time――下降沿时间 Pulse Width――脉冲宽度 Period――周期

2、信号仿真，将仿真结果与理论分析相比较。

观察并分析。发现当C端电压被充电而逐渐升到超过2/3Vcc时（约3.3V），比较器A的输出将R－S触发器置0，放电管T饱和导通，电容C则通过放电管T很快放电，输出Vo又恢复为“0”。（见Uc波形）所产生的输出脉冲宽度等于电容C从低电平充电到2/3Vcc的时间。（见Uo波形） 前面分析过：输出脉冲宽度Tp为：Tp≈1.1RC 设置R＝100K，C＝0.01uF。在仿真出来的波形图中量得Tp≈1.1ms，充分验证了我们的分析结果。

3、对该电路生成PCB版、材料清单

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实验十四 中规模集成组合电路仿真分析、制版

一．实验目的

1． 进一步熟悉利用Protel99SE绘制电路图、仿真、制版，掌握中规模器件的使用方法。 2． 熟悉用数据选择器，数据分配器设计组合逻辑电路，并验证其逻辑功能。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验原理

1．数据选择器

它又称作“多路开关”。其功能是从多个数据通道中选择一通道的数据（数据信息）传输到输出端。图为74LS151是八选一的数据选择器的引脚图。数据选择器除了用于多路数据选通之外，还可以用于复杂函数。下面说明其应用：

1）用一个通道传输多路信号，将多路信号接到数据选择器的相应数据输入端，利用输入信号ABC和使能端S的作用，使被选中的一路信号进入公共通道，实现信号的传输。当一片多路选择器的信号输入数量不能满足信号数量的要求的时候，可利用片选端实现多片的级连，扩展输入

信号的路数。图是利用两片八选一数据选择器实现十六选一的逻辑图。

2）并行输入串行输出 3）实现组合逻辑函数功能 此功能在实验内容中将被重点提出。

2．数据分配器

是实现与数据选择逆过程的中规模功能器件，其功能是将同一条线送来的信息F分配到相应的输出端，图是四路数据分配器的示意图，其中A,B是地址选择信号，D0~D3为输出端。

数据分配器通常可用译码器代替，图是3线－8线通用译码器74LS138的逻辑图，A0～A3作为地址选择信号，其输

出信号按地址分配。把数据选择器和分配器一结合使用，可成串行数据传输系统。 四．实验内容及步骤

1）测试十六选一数据选择器的逻辑功能。

根据原理图描绘好电路图，然后对其进行功能仿真及分析。其中选择输入端A是最低位，D是最高位。当D=“0”时U1的S＝“0”，则in0~in7输入数据的与门打开，in8~in15输入数据与门封闭，输出端F的状态只可能与in0~in7中的某一相同（取决与选择输入A,B,C的状态），反之，当D=”1”时，输出端F的状态只可能与in8~in15中的某一相同。例如：当选择输入端DCBA是0001时，F=in1，此时对A脚接高电平

就可以了。当DCBA=1000时，输出端F的状态等于in8的状态。

弄清楚原理之后，大家根据原理给DCBA脚以及D0到D15分别加上相应地电平与脉冲，软件仿真后观察输出端地波形，来测试该数据选择器地逻辑功能。记住仿真前在输出端和地之间一定要接入一个10K的负载才能进行仿真。

2）用八选一数据选择器实现逻辑功能F( A, B, C, D )=∑( 3, 7, 9, 14, 15 )并仿真验证。其电路原理图如图。

，BCD三脚接地

3）用数据选择器和数据分配器（译码器）构成信号传输系统。当输入信号为10010100时（高位在前），数据开关控制地址选择信号逐次递增，用Protel仿真观察输出信号。其电路图如图

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记录仿真得出的结果并填入以下实验表格

4）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十五 典型触发器的功能和应用仿真分析、制版

一．实验目的

1． 掌握74LS双D触发器和J-K触发器的逻辑功能及工作方式。 2． 了解D触发器和J-K触发器的简单应用。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤

1．验证74LS74双D触发器的逻辑功能。

n

按引脚图连好线路，在CP端接1KHz的方波，令SD＝RD＝“1”，在D＝“0”、D＝“1”、D＝Q这三种情况下分别记录Q端波形，注意时钟脉冲和输出脉冲的相位关系。 D＝“0”时：Q＝“0”

D＝“1”时：Q= “1”

D＝Qn时，输出脉冲在CLK的上升沿发生跳变。

2．用J－K触发器组成一个计数器，用Protel99SE观察其输出波形。

（1）按照图绘制出Protel99SE的SCH。注意：因为在Protel99SE的原理图系统中，相同的网络标号即代表相同的电气连接，故图中的74LS76的各个引脚分别放置了各自的网络标号，具有

相同的网络标号的引脚其实是连接在一起的。输入端接的是10KHZ的时钟脉冲（注意正负极），其属性设置如图

（2）开始仿真，打开clk，Qa，Qb，Qc，Qd的波形，如图。

（3）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十六 移位寄存器及应用仿真分析、制版

一 实验目的

1、复习巩固Protel99SE的电路图绘制、仿真、制版，由此掌握移位寄存器的工作原理。 2、利用双向移位寄存器74LS194实现二进制的串并行转换及其传递工作方式，并进行波形仿真。

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二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤 1 右移移位寄存器

由两片74LS74双D触发器组成地右移（高位在先）移位寄存器。先在Protel中将原理图画好。然后在单脉冲作用下（也可以是1HZ脉冲），观察仿真波形，并把观察情况填入实验表

2 二进制数码的串，并行转换（发端与接收）

在数字系统之间交换信息时，当发送端与接收端之间距离比较远时，为减少传输线的投资，往往把并行输出的数据转换成串行数据输出（通常称作为发送）。在接收端受到这一串行数据后，再转换成并行数据，通常称作接收。实验图是发送与接收实验电路。图中74LS194-1, 74LS194-2, 74LS30和74LS40组成一个7位ASCII码并－串转换电路。74LS194-3, 74LS194-4, 和74LS273组成串－并转换电路。74LS273是8D锁存寄存器，它在74LS194-3和74LS194-4串入并出转化时，如七位没有转换结束，则74LS273输出不变，直到74LS194－3，4串－并转换结束。在Q7端有一个下降沿输出，经倒相后作为74LS273地时钟信号，把74LS194输出地七位数字信号置入74LS273地内部，并存入其输出端，完成一次七位串－并转换。

（1）首先把74LS194-2地QD端和74LS194-3的连线去掉，在D0-D6分别输入CHIN的ASCII码，在74LS194－2的QD端仿真并记录波形。此时时钟脉冲可用100HZ。

（2）把（1）中去掉的连线接上，重复上述的输入信号，仿真记录74LS273的Q0~Q6的状态波形，并将观察情况填入下表：

（3）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十七 计数及译码仿真分析、制版

一． 实验目的

1． 掌握计数、译码、显示电路的工作原理，熟悉其电路结构。 2． 复习巩固Protel99SE的电路图绘制、仿真、制版。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤

（1） 绘制好原理图。输入1KHz脉冲。

（2）

设置仿真的各项性质：运行simulate－>Setup命令，或者直接按

按钮，在下面

弹出的对话框中设置仿真的属性。

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我们在Transient/Fourier属性卡中，将Default Parameters中的Always set default前面的勾去掉，然后在Transient Analyse中自行设定好脉冲的起始时间，为0～100ms。这样，我们才能充分的看到每个管脚的波形，而不至于发生因仿真时间太短，个别输出信号还未发生跳变的情况。

（3）设置好属性后，运行simulate－>Run命令，或直接按

按钮，开始仿真，得到如下

的波形图。由于个位74LS90以8421码十进制方式其Qd接到十位的74LS90的CP1，从波形图上，

我们可以清楚的看到，在第10歌计数脉冲的下降沿到来时，十位的74LS90的Qa信号发生跳变，完成了十进制的计数功能。通过74LS248的译码以及7段LED的显示，我们可以看到该工作电路的计数。

（4）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十八 时序电路逻辑设计仿真分析、制版

一 实验目的

1、复习同步时序电路的设计方法，验证所设计电路的逻辑功能。 2、系统的掌握好Protel99SE的设计与应用。 二．实验设备

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1、利用74LS192构成1～9分频电路

图中ABCD=1001,进行仿真，并观察其输出波形。主要是观察输入端CLK，输出端QA,QB,QC,QD,Q的波形比较。

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2、利用两片74LS192设计一个1～99分频电路并生成材料清单、PCB版

实验十九 模拟电路仿真分析、制版

一 实验目的

巩固Protel99SE的电路图绘制、仿真、制版 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤

首先理解各电路工作原理，然后对电路分别进行相关仿真分析，生成材料清单、PCB版 1、RC文氏桥振荡电路

D11N4148D21N4148R47VEEV2VCCV115VVCCR38.2kR6U122kR510kOUTVEE-15V10k635R24R110kC10.01u1UA741C20.01u10k

2、方波、三角波发生器

VCC7R26.8kU12R4CfR110k63VCC53.9kOUT10.047u174UA741D1DL4759ARpR547kU2R32VEED2R647k6DL4759A10k3OUT20k514UA741VEEVCCVEEV1V2-15V

3、共集－共基放大器

VCCR4R6100k6.2kR3R13k10kC5C247uVCCOUT3100uOUT1Q?OUTNPNOUT247uC1Q1V2PNPR5R812VR227kC3R76.2kC6V?13k47u1.5k0.01u10mV

30

15V

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4、多谐振荡器－互补输出－微分器－整流器－积分器

VCCR12kD1V1O212VVCCR22kC1R330kR430kC210uR52kD2R62kC30.68uR747kQ3NPND5C5O320uQ4PNPD3O4R10OUTD647kR121N4148R95k0.2kC4100u1N414810uQ12N1893IC?0.ICO11N4148Q21N41482N18931N4148R1147k

5、互补振荡器

R2100kVCCC10.1uVCCQ2PNPOV112VQ1NPNR18

6、正弦波调制

VCCVCCR1V3VPULSE4.7kQ1PNPVEEV110VV2-10VR21kVEER31k31R41k2LM358R121kD1R51kVCC150kR7VCCR64.7kQ2NPNOUT75LM358OUT1R9DIODE10kQ3NPNVCCU1AR8VCC4.7k84R1310kC1V4R1110u1kVSIN8U1B6VEEVEE

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7、由运放构成的FSK电路

R10100kVCCVCCVCCC223LM358R15100kU2A1R14100kR16OUT3k100R1100kR251kR450k23R351k0.003uVCCC180.1u8U1ALM3581R651k865U1BLM3587OUT1R810k44R11VCC100kR12100kR13100kV26.5VR7100k4Q12N2222OUT2R510kR910kVCCV132V

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