作者：谷树忠,侯丽华,等
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
Protel 2004实用教程——原理图与PCB设计(第2版)试读：
第2版前言
在电子设计自动化（EDA）领域中，本书的第1版是国内最早面市的Protel 2004实用教材之一，市场反应相当强烈。出书三年多来，我们和国内许多兄弟院校的相关专业在EDA教学中采用本书作为教材，本书以“实例为主线，编排新颖，结构合理，入门简单，层次清晰，内容详实”的特点，受到了广大师生的好评，同时也给教与学带来诸多方便。
随着电子工业的发展，教学改革的深入，实用性人才培养的需求，以及电子设计自动化技术的更新，从事多年电子电路设计教学与开发的我们，越来越感觉到原书有进行修订的必要。此次修订，我们在保留原书风格的基础上，增加、加强和调整部分内容。理由如下：
1.增加电子电路仿真部分
增加独立章节介绍电子电路仿真。主要原因是考虑到目前全国大多数高校相关专业EDA教学均由三部分组成，即电路的原理图设计、印制电路板（PCB）设计和电子电路仿真。
2.加强原理图层次化设计部分
独立设置章节介绍原理图层次设计。主要原因是考虑到目前电子产品的生产均为集团化，采用分工合作的形式，这样就要求从业者具备这方面的能力，这也是EDA教学的一个重要的内容。
3.调整了部分内容
将部分章节的内容进行了调整。例如，将原集合元件库章节的内容调整到相关的章节。主要原因是从教与学的角度编排相应的内容，使之更便于教学，目的是加强该书的可操作性。
4.与软件升级的关系
此次修订仍基于软件Protel 2004，而没有采用其升级版Altium Designer。原因有两点，一是市面出售的Altium Designer软件功能虽然很全面，但结构庞大，由于目前国内大多数高校实验室的计算机配置较低，运行该软件速度就很慢，所以容易出错；二是从本书上涉及的“原理图设计”、“PCB设计”和“电子电路仿真”三部分内容看，后者的变化不大，操作也几乎一样，用户如果会使用软件Protel 2004，也就会使用Altium Designer。
此次修订，闫胜利老师因时间关系，未能参加，对此，我们深表遗憾；在此，我们对闫胜利老师在第1版中所做的工作表示由衷的感谢。
参加本次修订工作的有谷树忠、侯丽华和姜航老师。其中第1章、第3章、第4章和第12章由谷树忠执笔，第2章、第5章、第6章、第7章和第8章由姜航执笔，第9章、第10章、第11章、第13章和第14章由侯丽华执笔；全书由谷树忠统稿。
由于我们水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
编著者
2008年10月于长春工程学院
第1版前言
随着科学技术的发展，现代电子工业取得了长足的进步，大规模、超大规模集成电路的应用使印制电路板日趋精密和复杂，而且电子产品更新换代的步伐也越来越快。实现这种进步的主要原因除了生产制造技术外，电子设计技术的飞速发展是一个很重要的因素。所谓电子设计技术的飞速发展的标志就是电子设计自动化（Electronic Design Automation）技术，简称EDA技术。这一技术来源于计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）。早在20世纪六七十年代，人们就开始逐步用计算机来设计硬件，在设计中诞生了电子计算机辅助设计（Electronic Computer Aided Design，简称ECAD）。初期的ECAD系统功能比较简单，自动化、智能化程度都很低。随着计算机硬、软件技术的飞速发展以及CAD技术的日渐成熟，有了存储量更大、运算速度更快的硬件平台，有了更完善的操作系统的支持，使得电子设计领域的CAD技术也大幅度提高并上升到电子设计自动化即EDA的层面。当今的EDA技术，已融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：电子电路设计及仿真、PCB设计、可编程IC设计及仿真。目前EDA软件的自动化、智能化程度更高，功能更丰富和完善，界面友好，并且它的实用性、开放性和数据交换性更好。
20世纪90年代以来，Windows的出现引发了操作系统的一次革命，并迅速席卷全球，各种CAD软件产品纷纷放弃自己的界面而臣服于Microsoft的Windows风格。并随着Windows版本的不断更新，也相应地推出新的CAD软件产品。在电子CAD领域，Protel Technology公司在EDA软件产品的推陈出新方面扮演了一个重要角色。从1990年推出的基于DOS平台的终极版本，即Schcmatic3.31ND和Autotrax1.61开始，到1999年的Protel99以及ProtelSE For Windows 98，直到2002年Altium（前身Protel Technology）公司推出一套全新的Protel DXP For Windows XP/2000电路板设计软件平台，简称Protel DXP EDA软件，先后有七八次更新EDA软件版本。在此期间，我国众多的电子产品设计工作者从中受益匪浅。
2004年2月，Altium公司正式推出一套最新Protel 2004电子电路设计软件平台，运行于Windows XP/2000操作系统。该软件进一步完善了Protel DXP，它不仅仅继承了Protel系列产品的优点，更重要的是将所有的设计工具集成于一身的设计系统。通过把设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为用户提供了全方位的设计解决方案，使用户可以轻松进行各种复杂的电子电路设计。
本书以典型的应用实例为主线，主要介绍了Protel 2004软件中原理图（SCH）设计和印制电路板（PCB）设计两大部分。全书共分13章，其中第1章Protel 2004软件综述，第2章至第7章为原理图设计部分，第8章至第12章为印制电路板设计，第13章Protel 2004集合元件库。
本书以新颖的编排为基础，全面地介绍了Protel 2004内容，力求帮助读者迅速掌握Protel 2004的使用方法和基本技巧。采取了将英文菜单命令、对话框和工具栏上的图标等进行同步标注，目的是使读者一目了然，同时也使本书更紧凑。打破了目前软件操作教程中，先英文操作命令，再中文解释的常规。
本书结构合理、入门简单、层次清晰、内容详实，并附有习题。可作为大中专院校电子类、电气类、计算机类、电气自动化类以及机电一体化类等专业的EDA授课教材，也可作为电子产品设计的工程技术人员以及电子制作爱好者的参考书。
本书由谷树忠、闫胜利两人共同编著。其中第1、8、9、10、11、12章和附录A由谷树忠执笔，第2、3、4、5、6、7、13章和附录B、附录C由闫胜利执笔。
由于本书作者水平有限，再加上本书编著时间紧促，不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
编著者
2005年2月
第1章 Protel 2004系统
本章主要介绍Protel 2004的组成特点、配置要求、主界面，以及简单的操作方法和Protel 2004资源用户化和系统参数的设置。
1.1 Protel 2004的组成与特点
Protel 2004是Altium公司于2004年2月推出的一种电子设计自动化（EDA，Electronic Design Automation）设计软件。该软件几乎将电子电路所有的设计工具在单个应用程序中集成。它通过把电路图设计、电路的仿真、PCB绘制编辑FPGA应用程序的设计和设计输出等技术完美融合，为用户提供了全线的设计解决方案，使用户可以轻松进行各种复杂的电子电路设计工作；Protel 2004从多方面改进和完善了Protel DXP版本，使其具有更高的稳定性、增强的图形功能和超强的用户界面。所以，Protel 2004设计系统也被称为DXP 2004。（本书中Protel 2004与DXP 2004和Protel DXP等同，再不说明。）1.1.1 Protel 2004的组成
Protel 2004从功能上分，分别由电路原理图（SCH）设计、印制电路板（PCB）设计、电路的仿真和可编程逻辑器件（FPGA）设计等部分组成。本书作为Protel 2004的原理图、印制板设计和电子电路仿真的使用教程，着重讲述原理图设计、印制电路板设计和电子电路的仿真3个部分。
Protel 2004将电路原理图设计、印制电路板设计和电子电路仿真有机地结合在一起，形成了一个集成的开发环境。在这个环境中，所谓的原理图设计，就是电路的原理图设计，是通过原理图编辑器来实现的，原理图编辑器为用户提供高速、智能的原理图编辑手段，由它生成的原理图文件为印制电路板的制作和电子电路的仿真做准备工作；所谓的印制电路板的设计，就是PCB及印制电路板绘制，是通过PCB编辑器来实现的，由它生成的PCB文件将直接应用到印制电路板的生产中；所谓的电子电路仿真，就是通过仿真器对所设计的电子电路进行数据或波形分析，进而对电子电路设计进行改进。1.1.2 Protel 2004的特点
Protel 2004的原理图编辑器，不仅仅用于电子电路的原理图设计，它还可以输出设计PCB所必需的网络表文件，设定PCB设计的电气规则，根据用户的要求，输出令用户满意的原理图设计图纸；支持层次化原理图设计，当用户的设计项目较大，很难在一张原理图上完成时，可以把设计项目分为若干子项目，子项目可以再划分成若干功能模块，功能模块还可再往下划分直至底层的基本模块，然后分层逐级设计。
Protel 2004的PCB编辑器提供了元件的自动和交互布局，可以大量减小布局工作的负担；还提供多种走线模式，适合不同情况的需要；对与在线规则冲突时会立刻以高亮显示，避免交互布局或布线时出现错误；最大限度地满足用户的设计要求，不仅可以放置半通孔、深埋过孔，而且还提供了各式各样的焊盘；大量的设计法则，通过详尽全面的设计规则定义，可以为电路板设计符合实际要求提供保证；具有很高的手动设计和自动设计的融合程度，对于电路元件多、连接复杂、有特殊要求的电路，可以选择自动布线与手工调整相结合的方法；元件的连接采用智能化的连线工具，在PCB电路板设计完成后，可以通过设计规则检查（DRC）来保证PCB电路板完全符合设计要求。
Protel 2004可以通过原理图编辑器的设计同步器来实现与PCB电路板同步。采用设计同步器更新目标PCB；用户根本不必处理网络表文件的输出与载入，并且在信息向PCB电路板的传递过程中，设计同步器会自动地在PCB电路板的文件中更新电气连接的信息（如元件的封装形式及元件之间的连接等），对修改过程中出现的错误还会提供报警信息。类似地，在PCB电路板的设计过程中，通过印制电路板编辑器内的设计同步器也能更新原理图设计。
Protel 2004提供了功能强大的数字和模拟信号仿真器，可以对各种不同的电子电路进行数据和波形分析。设计者在设计过程中就可以对所设计电路的局部或整体的工作过程进行仿真分析，用以完善设计。
Protel 2004提供了丰富的元件库，几乎覆盖了所有电子元器件厂家的元件种类：提供强大的库元件查询功能，并且支持以前低版本的元件库，向下兼容。
Protel 2004是真正的多通道设计，可以简化多个完全相同的子模块的重复输入设计，在PCB编辑时也提供这些模块的复制操作，不必一一布局布线；采用了一种查询驱动的规则定义方式，通过语句来约束规则的适用范围，并且可以定义同类别规则间的优先级别；还带有智能的标注功能，通过这些标注功能可以直接反映对象的属性。用户也可以按照需要选择不同的标注单位、精度、字体方向、指示箭头的样式；丰富的输出特性，支持第三方软件格式的数据交换；Protel 2004的输出格式为标准的Windows输出格式，支持所有的打印机和绘图仪的Windows驱动程序，支持页面设置，打印预览等功能，输出质量明显提高。
1.2 Protel 2004的运行环境
1.推荐配置
操作系统：Windows XP
硬件配置：
CPU P4，3GHz或更高处理器
内存1GB
硬盘空间2GB
最低显示分辨率为1280×1024像素，显存64MB
2.最低配置
操作系统；Windows 2000专业版
硬件配置：
CPU主频为1GHz
内存500MB
硬盘空间1GB
最低显示分辨率为1280×768像素显存32MB
1.3 Protel 2004的安装与认证
1.3.1 Protel 2004的安装Protel 2004系统软件是基于Windows的应用程序，其安装或卸载过程与其他应用软件大致相同。下面将主要讲述Protel 2004应用软件的安装过程。（1）在Windows XP操作系统下，运行Altium 2004文件夹中的“setup.exe”应用程序。就会出现如图1-1所示的Protel 2004安装向导画面。（2）单击按钮，就可以进入如图1-2所示的注册协议许可对话框。在该对话框中，用户如果对Altium公司提出的使用协议没有异议，选中“I accept the license agreement”单选按钮，然后单击按钮进入下一步。图1-1 Protel 2004安装向导图1-2 注册协议许可（3）在打开的对话框中，用户可根据自身的情况，在用户信息登记对话框的“Full Name”文本框中输入用户名，在“Organization”文本框中输入单位名称，如图1-3所示。此外，在该对话框中用户还可以设定该软件的使用权限：“Anyone who uses this computer”和“Only for me”。（4）单击按钮继续下一步操作，在打开的对话框中，用户可以选择软件的安装路径，如图1-4所示。默认的安装路径为“C：\Program Files\Atrium2004\”。当然，也可以将其安装在其他路径，单击按钮直接在硬盘中进行浏览选择。完成本步操作后单击按钮继续下一步。图1-3 用户信息登记对话框图1-4 选择安装路径（5）单击按钮，即可进入如图1-5所示的准备就绪对话框。如果用户确定所有的准备工作已经完成，可以单击按钮开始程序的安装。如果临时改变了主意，只要单击按钮就可以返回到上一步中重新进行设置。（6）单击按钮，开始安装。这时将打开如图1-6所示的对话框，安装进度条将实时显示安装进程。图1-5 准备过程就绪图1-6 显示安装进程（7）安装过程可能需要几分钟，安装结束后将会打开对话框，提示“DXP 2004 has been successfully installed”，如图1-7所示。单击按钮，即可完成Protel 2004的安装过程。1.3.2 Protel 2004的认证
初次启动Protel 2004系统时，其启动画面就会提示用户未获得许可，如图1-8所示。接着会出现Protel 2004许可管理的界面，如图1-9所示。图1-7 安装完毕图1-8 初次启动Protel 2004界面图1-9 Protel 2004许可管理
用户可通过因特网或销售商等方式获得软件使用许可，按要求注册后方可使用。本例选用添加许可文件的方式来获得认证，其操作如图1-10所示。图1-10 Protel 2004许可认证操作
操作后即可获得软件的使用许可，如图1-11所示。图1-11 Protel 2004获得认证
1.4 Protel 2004的界面
Protel 2004系统成功注册后，安装程序自动在开始菜单中添加一个启动Protel 2004的快捷方式，如图1-12所示。图1-12 Protel 2004快捷方式
单击按钮，选择“DXP 2004”选项，即可打开Protel 2004设计环境，如图1-13所示。图1-13 Protel 2004 设计环境
启动Protel 2004后，就进入Protel 2004的设计环境（Design Group），如图1-13所示。它是用户进行设计和设计工具的界面，所有Protel 2004的功能都是从这个环境启动的。当然，使用不同的操作系统安装的Protel 2004应用程序，首次看到的主窗口可能会有所不同。
下面就简单介绍Protel 2004设计环境中界面各部分的功能。1.4.1 Protel 2004的主菜单栏
Protel 2004的菜单栏是用户启动和优化设计的入口，它具有命令操作、参数设置等功能。用户进入Protel 2004，首先看到主菜单栏中有7个下拉菜单，如图1-14所示。图1-14 主菜单栏
下面介绍主菜单命令的功能。
1.系统菜单
主要用于设置系统参数，使其他菜单及工具栏自动改变以适应编辑的文件。各选项功能如图1-15所示。
2.菜单“File”
主要用于文件的新建、打开和保存等，各选项功能如图1-16所示。图1-15 系统菜单图1-16 菜单“File”
菜单中除了有菜单命令选项外，还有对应菜单命令的主工具栏按钮图标和快捷键标识等。如菜单命令“Open”的左边为工具栏按钮图标，右边的“Ctrl+O”为键盘快捷键的标识，带下画线的字母“O”为热键，激活同一菜单命令的功能，执行任一种操作都可以达到目的。以后章节中遇到这种情况时，不再做说明，望读者谅解。
菜单选项“New”有一子菜单，各选项功能如图1-17所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]