原理图绘制及生成网络表

用Protel 99SE设计印制电路板一般分3个步骤进行。首先利用Protel 99SE的原理图设计系统设计出正确、美观的电路原理图 （*.sch），然后再由原理图生成网络表 （*.net），最后利用Protel 99SE的印制电路板设计系统根据网络表完成PCB板的设计工作。因此，学习该软件的第一步就是如何绘制正确、美观的电路原理图。

3.2.1 原理图设计的步骤

利用Protel 99SE设计原理图及生成网络表的操作流程如图3－11所示。

前两步已介绍过，下面从原理图环境设置开始具体介绍如何绘制原理图以及生成合格的网络表文件 （假定已经建立了名为 “示例1”的用户数据库文件，并在该文件中新建了名为 “sheet1.sch”的原理图文件，后面更名为 “例图电路.sch”）。

图3－11 原理图设计及生成网络表的操作流程

3.2.2 原理图设计界面介绍

图3－12所示即为原理图的设计界面。工作区即图纸区，只能在工作区内绘图，不能在工作区以外绘制原理图。标准图纸包括边框、标题栏、水平及垂直分度，边框和图纸颜色可自定义，标题栏形式可选择，边框宽度、分度可设定。

图3－12 原理图设计界面

工具栏提供了设计原理图时常用的一些元件、符号和标注工具。Protel 99SE默认的工具栏包括绘图工具栏 （Drawing Tools）、连线工具栏 （Wiring Tools）、电源实体工具栏 （Power Objects）、数字实体工具栏 （Digital Objects）等6种，它们均可通过 “视图 （View）｜工具栏 （Toolbars）”命令打开或关闭。其中，连线工具栏 （Wiring Tools）中所有的工具都可以通过 “Place（放置）”下拉菜单中的命令直接放置到图纸上。用户也可通过系统设置菜单中的 “Customize”命令来自定义工具栏。

原理图浏览管理器可分为4个部分：元件库 （Libraries）／分类 （Primitives）管理器，元件过滤器 （Filter），库元件列表区和元件预览器。

图3－13 增加／删除元件库对话框

单击元件库 （Libraries）／分类（Primitives）管理器的下拉箭头，可以选择 “Libraries”或 “Primitives”。图示为元件库管理，在下面的浏览框中可以看见当前已打开的元件库。单击下面的 “Add／Remove”按钮可以增加或删除元件库，单击后出现如图3－13所示对话框。图中上部列出的是Protel 99SE自身所带的原理图元件库文件，下部所列为已打开的元件库文件。直接双击上面的文件或单击再单击 “Add”按钮即可将一个新的库文件打开，再单击“Ok”钮即可完成添加元件库的操作。按类似的操作可以删除一个已打开的库文件。注意，Protel 99SE自身所带的所有元件库文件均放在该程序的安装目录下的 “Library”文件夹下面。

元件过滤器用于从某个元件库的大量元件中快速选出需要的元件。在过滤器中输入元件的完整名称，回车后即可在元件列表区显示该元件。也可只输入名称的一部分 （此时须加通配符 “*”或 “？”，“*”通配若干字符，“？”仅代表任意一个字符），回车后可在元件列表区显示该元件及与其名称相近的部分元件。例如，在图3－12中的过滤器中输入“DIODE”后回车，可看到在元件列表区只显示 “DIODE（二极管）”。

元件列表区列出某个库中的所有元件，在下面的元件预览区可以预览对应的元件，在库／分类管理器中单击 “Browse”按钮也可对元件进行预览或编辑。元件列表区下面三个按钮分别用于编辑、放置和查找元件。

主工具栏常用工具及其含义如图3－14所示。

图3－14 主工具栏常用工具

3.2.3 绘制原理图

1.原理图环境设置

原理图环境设置也称图纸设置，用于设定输出电路原理图图纸的格式。在原理图编辑界面单击 “Design｜Options”进入原理图环境设置对话框，如图3－15所示。

图3－15 原理图环境设置对话框

图纸选项 （Sheet Options）标签用于对图纸的样式如大小、方向、标题栏格式等进行设置。绘图组织 （Organization）标签用于对标题栏上显示的有关信息如绘图单位、图纸编号、绘图者等信息进行设置，当有些信息不能显示在标题栏上时，可用绘图工具栏上的特殊字符串工具直接在标题栏上书写。

图纸设置好后，就可以开始绘制电路了。下面以图3－16所示电路为例来介绍具体的电路绘制方法。

图3－16 电路图例

2.放置、调整元件

放置、调整元件就是将元件从Protel 99SE的元件库中找出来并把它们放置到图上，然后按照美观、整齐的原则摆放好。Protel 99SE元件库众多，每个库中都有大量元件，因此，首先要找出每一个元件所在库并将其打开，然后才能将所需元件一一调入。图3－16各元件所在库、对应名称及封装类型如表3－1所示。其中三极管的符号为自定义的元件，其过程不作介绍，有兴趣的同学可自己参阅有关资料。

表3－1 示例图元件表

放置元件的方法有两种，以放置电阻为例，打开Miscellaneous Devices.lib元件库后可直接在元件过滤器中输入RES1后回车，下面的元件列表框中仅显示该电阻，这时可直接双击该元件或是点击下面的 “Place”按钮都可使电阻粘贴在鼠标上，移动鼠标到放置位置单击左键即可放置一个电阻，可连续放置多个电阻，直至单击鼠标右键才取消放置状态。

用同样的方法可将所有元件放置在图纸上，并按绘图要求调整元件使之对齐。调整好的元件如图3－17所示。

图3－17 放置好元件后的例图电路

3.连接导线及对象整体属性编辑

1）连接导线

元件放置好后就要用导线将其连接，这就要用到连线工具栏。连线工具栏各工具及其功能见表3－2。

表3－2 连线工具栏工具注释表

2）编辑对象属性

所谓编辑对象属性就是定义每个电路元件或端口的名称、类型及其他必要的参数。例如，定义一个电阻的序号 （名称）、阻值。对象属性可以逐个编辑，也可以整体编辑。

（1）单个对象的属性编辑。

双击一个对象或是在其上单击右键选择 “Properties（属性）”，就会弹出图3－18所示编辑元件属性对话框 （以编辑石英晶体属性为例）。常用的是 “Attributes”标签。编辑好的元件属性如图3－19所示。

图3－18 元件属性编辑对话框

图3－19 编辑好的元件属性对话框

（2）对象属性整体编辑。

对象属性整体编辑一般在对象的属性初步编辑完成以后进行。在例图电路中当所有元件的名称、类型都编辑好后可进行整体编辑。整体编辑用于对元件的某些属性进行全体编辑，例如，编辑图纸上所有元件名称，字体统一采用 “方正舒体”、大小为 “10”。方法为双击任意一元件的名称，在弹出的名称编辑对话框中单击 “Global”按钮，会展出整体编辑对话框，如图3－20所示。

单击 “Font”对应的 “Change”按钮，在弹出的字体对话框中选择 “方正舒体”、“10”，然后在展开的对话框中选择 “Font｜Same”选项，其余用默认选项。最后单击“OK”，在弹出的确认提示框中单击 “yes”即可。

图3－20 整体编辑对话框

连线及属性编辑完成后的电路如图3－21所示。

4.电气规则检查 （ERC检查）

ERC检查用于自动检查电路是否符合设计规则，并生成相应的报告文件 （*.ERC）。该设计规则由用户在指定的范围内定义。在原理图绘制状态下单击 “Tools”菜单，选择“ERC...”命令，即可弹出设计规则设定对话框，如图3－22所示。

图3－21 完成后的例图电路

1）ERC检查对话框的设置

“Setup”标签主要用于要检查的设计规则、报告文件和网络表文件的设定。 “Rulr Matrix”标签用于多引脚芯片设计规则的设定，大多数情况下可用默认设置。

图3－22 ERC检查规则设定对话框

2）电路检查及修改

设计规则设定好后单击 “OK”按钮即可进行ERC检查，并在原理图中违反设计规则的地方用红色标记标示，以便于用户修改。同时在报告文件中也可以看到错误报告。用户可根据报告文件逐一修改，直至得到图3－23所示的正确报告文件为止。

图3－23 例图电路的ERC检查报告文件

5.生成网络表文件

网络表是原理图设计和印制电路板设计之间的接口，是印制电路板自动布线的基础。网络表文件可以直接由原理图文件产生，也可以由印制电路板文件产生。原理图在检查无误后，即可直接生成网络表文件。

1）网络表对话框的设置

在原理图编辑状态下执行 “Design｜Create Netlist”命令，屏幕上会弹出Create Netlist （网络表设置）对话框，如图3－24所示。

图3－24 网络表设置对话框

“Trace Options”标签用于设置跟踪选项，一般不启用。设置好 “Preferences”标签各项后再点击 “OK”按钮即可生成例图电路的网络表文件，如图3－25所示。

图3－25 例图网络表

2）网络表文件说明

网络表文件由元件声明部分和网络定义部分构成。元件声明部分由 “［ ］”组成，它对电路中的每一个元件进行说明。如电阻R18，其声明如下：

［　元件声明开始

R18　元件名称

0603　元件封装

56k　元件类型

］ 元件声明结束

元件声明中要包含正确的元件名称、元件封装、元件类型。若有缺失，则在后面的印制电路板设计中会导致错误。

网络定义部分由 “（ ）”组成，它对电路的每一个网络进行定义，同时对该网络与元件的连接关系进行说明。如图3－25中的 “Net C2＿2”网络，其说明如下：

（　网络定义开始

Net C2＿2　网络名称

C2－2　该网络连接到电容C2的2端

C6－1　该网络连接到电容C6的1端

C7－1　该网络连接到电容C7的1端

Q2－3　该网络连接到三极管Q2的3（E）端

Q5－3　该网络连接到三极管Q5的3（E）端

R8－1　该网络连接到电阻R8的1端

R9－1　该网络连接到电阻R9的1端

R10－1　该网络连接到电阻R10的1端

R11－1　该网络连接到电阻R11的1端

）　网络定义结束

6.生成其他报表文件

Protel 99SE的原理图编辑系统还可以输出其他报表文件，这些文件包括元件列表文件（*.XLS）、层次列表文件 （*.rep）、零件交叉参考表文件 （*.xrf）和网络比较表文件（*.rep）。

要生成这些文件，在原理图编辑状态下点击 “Reports”下拉菜单，选择相应命令，再进行有关设置即可。限于篇幅，本章不做具体介绍，有兴趣的同学可以参考其他资料。