黄志坚 胡以怀
Protel 99SE是基于Windows环境下的EDA电子辅助设计软件。一般来讲，利用Protel软件设计工程最基本的完整过程可以分为四大步骤：（1）查找资料，确定方案；（2）电路原理图的设计；（3）产生网络表；（4）印刷电路板的设计。
本文按照实际的设计流程顺序，来谈一谈如何使用Protel 99SE软件准确、高效地设计出电路原理图和设计印刷电路板的一些技巧。
电路原理图的设计
在电路原理图的设计过程中主要应注意以下方面：
1.设置图纸
在设计开始之前首先要选择好图纸的大小，否则在打印时，若需将图纸由大号改为小号，而电路原理图不会跟着缩小，就存在部分原理图超出图纸范围打印不出来，从而返工的问题。通常的设计顺序为从左到右，从上到下。
2.放置元件
(1)利用元件库浏览器放置元件，对于元件库内未包括的元件要自己创建。创建的元件其引脚没有必要和实物一致，可将功能相近或相同的引脚放到一起，以方便布线。
(2)自创建元件时，还要注意，一定要在工作区的中央（0，0）处 (即“十”字形的中心) 绘制库元件，否则可能会出现在原理图中放置（place）制作的元件时，鼠标指针总是与要放置的元件相隔很远的现象。
(3) 在画原理图时，有时一不小心，使元件（或导线）掉到了图纸外面，却怎么也清除不了。这是由于Protel在原理图编辑状态下，不能同时用鼠标选中工作面内外的元件。要清除图纸外的元件，可点击 【Edit】/【Select】/【Outside Area】，然后框选整张图纸，再点击【Edit】/【Cut】即可。
元件放置好后，最好及时设置好其属性（Attributes），若找不到其相应的封装形式，也要及时为其创建适当的封装形式。
3.原理图布线
(1)根据设计目标进行布线。布线应该用原理图工具栏上的（Wiring Tools）工具，不要误用了（Drawing Tools）工具。（Wiring Tools）工具包含有电气特性，而（Drawing Tools）工具不具备电气特性，会导致原理图出错。
(2) 利用网络标号（Net Label）。网络标号表示一个电气连接点，具有相同网络标号的电气接线表明是连接在一起的。虽然网络标号主要用于层次式电路或多重式电路中各模块电路之间的连接，但若在同一张普通的原理图中也使用网络标号，则可通过命名相同的网络标号使它们在电气上属于同一网络（即连接在一起），从而不用电气接线就实现了各引脚之间的互连，使原理图简洁明了，不易出错，不但简化了设计，还提高了设计速度。
4.编辑和调整
编辑和调整是保证原理图设计成功很重要的一步。
（1）当电路较复杂、或是元器件的数目较多时，用手动编号的方法不仅慢，而且容易出现重号或跳号。重号的错误会在PCB编辑器中载入网络表时表现出来，跳号也会导致管理不便，所以Protel提供了很好的元件自动编号功能，应该好好地利用，即【Tools】/【Annotate...】。
（2）在原理图画好后，许多细节之处可能存在疏漏，所以必须进行其属性（Attributes），特别是封装形式(package)的遗漏检查，否则不能生成有效的网络表。 Protel提供了表格编辑器用来快速检查元件的属性遗漏，即执行菜单命令【Edit】/【Export to spread...】，选择好所需的复选框后，生成电子表格。通过电子表格可直接看出各元件的属性设置情况，并可在表格内直接进行属性的修改，然后用【File】/【Update】更新电路原理图文件即可。
（3）最后还要对电路进行电气法则测试：【Tools】/【ERC】。它可以检测出用户设计过程中的疏漏之处和电气连接错误，如未连接的电源实体、悬空的输入引脚、输出引脚连接在电源上等，但不要把它当成电气功能检查。执行测试后，可以得到各种可能存在的错误报告，并且会在电路原理图中有错误之处打上记号，以便设计者进行修改。
5.把原理图复制到Word中的方法
电路原理图画好后，常常仅需要把原理图复制到Word中去，而不是连同图纸一起。其实只要点击【Tools】/【Preference …】， 选择【Graphical Editing】标签，把【Add Template To Clip】复选框前的“√”去掉，【Ok】确定后，再复制任何原理图时，都不会连同图纸一起过去。
印刷电路板的设计
在印刷电路板的设计过程中主要应注意以下方面：
1. 规划电路板
这里推荐使用“创建向导”创建PCB文件的方法来规划电路板。即通过执行命令【File】/【New…】，在弹出的【New document】对话框中单击【Wizards】标签，图1所示为规划电路板时的“创建向导”对话框，双击对话框中的向导图标【Print Circuit Board Wizard】进入文件创建向导，可以规划电路板的各种尺寸、轮廓、工作层面、标题栏信息、过孔和布线参数等。只要实践一下就可以体会到，使用向导比用常规的创建方法要有效、快捷得多。在实现电路板的功能和满足可靠性的前提下，电路板的面积可尽量小。
2. 载入网络表与元件
这里采用网络表文件载入的方法来载入网络表与元件。不过，载入网络表文件时常常会出现一些错误，特别当电路比较复杂时。一般出现以下一些问题：
（1）元件遗漏的出错问题。产生元件遗漏的出错可能是印刷板（PCB）编辑器中没有添加所需封装元件的元件库；或是在电路原理图中，元件没有指定封装形式；或是在已有的PCB元件库中，找不到所需的封装。
对于未添加所需元件库的，只需执行【Design】/【Add/Remove Library…】添加即可；对于原理图中未指定其封装形式的，可采用如前所述的在电子表格中修改的方法，或是回到原理图编辑器中进行修改，这两种方法比较保险，不过都需重新生成和载入网络表；对于在PCB元件库中找不到元件封装的情况，只有回到PCB元件库编辑器中，去创建一个用户定制的新元件，然后回到电路原理图中，为遗漏封装的元件添加新建的封装形式。
（2）引脚遗漏的出错问题。之所以产生元件引脚遗漏，是因为原理图元件与指定的封装二者之间的引脚编号存在差异，最典型的例子要属二极管了。其原理图库元件的引脚编号为A、K，而其PCB库元件的引脚编号为1、2，如图2所示。常采用的解决办法是修改原理图库元件或PCB库元件，保证它们相应的引脚或焊盘的编号一致，并重新生成网络表。
3.布局元件
元件布局的方法有自动布局与手工布局两种。如果将二者结合起来使用，将是一个很不错的布局策略。即将一些有着特殊要求的元件先进行手工布局，并执行【Edit】/【Change】命令，把出现的十字形鼠标指针指向所要锁定的元件单击后，在弹出的对话框中选中【Lock】项锁定其位置，然后对剩下的可灵活布局的元件，进行自动布局。这样，既可以充分利用Protel强大的自动布局优势，实现相对高效的元件布局，又可以满足电路中的某些特殊布局要求。自动布局好后，通常还应手动修改。元件布局前，若进行一些必要的预拉线调整，则效果会更好。
4.调整元件的标注
调整元件的标注主要是为了印刷电路板版面的美观和条理性。
5.印刷电路板的布线
（1）电路板的布线通常也是采用自动布线和手工调整相结合的方法。对于交流供电导线、直流电源线和地线等需要事先布置的一些走线，可预先进行手工布置。布好后，要执行菜单命令【Auto Route】/【Setup…】，选中设置项【Lock All Pre-route】，对预布线结果进行“锁定”保护，否则后续自动布线会挑开已预布好的这些线的。然后才能对剩余的可灵活布线部分进行自动布线。而自动布线成功与否的关键所在是自动布线参数设置的正确与否。这些参数主要包括安全间距、导线拐角模式、布线工作层面、布线宽度、拓扑结构和优先级别等等。最后对自动布线后的结果还需再次进行手工调整。
导线间距的大小主要取决于电路信号、击穿电压、绝缘电阻和分布电容等。通常高频信号线的最小间隔应大于8mil；一般电路应大于4mil，而最大间距不限。布线时应避免90度的折线，以减少高频噪声发射。另外电源线和地线要尽量粗，除可减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。像数据线、地址线，一般是采用有规律的平行走线方式一起布置。
此外，对于闲置的引脚可以采取接电源或是接地的方法，避免干扰。原则上，每个集成电路芯片都应安置一个0.01mF的陶瓷电容器，即可消除大部分的干扰。
（2）另外，protel中还有两个特殊的布线技巧，即泪滴焊盘和覆铜。
先执行【Edit】/【Select】/【Net】选定所要“补泪滴”的网络，执行【Tools】/【Teardrops】/【Add】，就可在印制板上焊盘与铜箔走线之间，用线连接成泪滴状。通过“补泪滴”，可加强导线和焊盘（或过孔）之间的连接，从而有效减少因应力集中而导致导线和焊盘（或过孔）的连接处出现断裂。
覆铜是把空余的没有铜箔走线的部分用线或片铜全部覆满，覆满部分通常和GND网络连接，并和其它网络的铜箔走线保持一定（前面自动布线时设定的安全间距约束）的间距，可以提高电路的抗干扰能力，同时显得美观。
