作者：蔡大山
出版社：电子工业出版社
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PCB制图与电路仿真试读：
前言
印制电路板设计和电路仿真是电子设计自动化的一部分，电子设计自动化技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。电子设计自动化技术的发展和推广应用极大地推动了电子工业的发展。随着电子设计自动化技术的发展，硬件电子电路的设计几乎全部可以依靠计算机来完成，这样就大大缩短了硬件电子电路设计的周期，从而使制造商可以快速开发出品种多、批量小的产品，以满足市场的众多需求。电子设计自动化教学和产业界的技术推广是当今世界的一个技术热点，是现代电子工业中不可缺少的一项技术。本书以电子设计自动化软件使用的普遍性、技术的先进性、操作的易用性、文档资料的兼容性为出发点，同时兼顾国内印制电路板制造业的情况，从众多的电子设计自动化软件中选择了Protel 2004和Multisim 9两款EDA主流软件的应用作为主要内容。
本书以项目任务为驱动，以应用实例为主线，重在操作应用，介绍在Protel 2004平台下进行原理图设计，以及PCB设计的具体方法和Multisim 9基于电子技术的仿真功能。在叙述过程中，以工作任务贯穿全书，在每个知识点的讲解中，均结合相应的实例，而且在每介绍一个相关的章节后，还以典型的实例进行深化，强化学生的操作应用能力，使学生可以轻松掌握Protel 2004和Multisim 9各功能模块的使用。为保证软件的功能顺畅，本书选用了英文版软件，学习者在掌握相关的英文名词后，不会给学习带来困难。
全书共10章，第1章讲述了Protel 2004的基本知识；第2章讲述了使用Protel 2004进行电路原理图设计；第3章结合实例讲述原理图元件的制作；第4章讲述印制电路板基本知识；第5章讲述印制电路板的设计；第6章讲述电路板元件封装的制作；第7章详尽讲述印制电路板设计的一些实际案例；第8章讲述Multisim 9仿真电路绘制；第9章讲述Multisim 9虚拟仪器的使用；第10章讲述Multisim 9常用分析方法。
本书由蔡大山、朱小祥、陈贵银主编，游家发、蒋保涛、杜厚群和耿晶晶等参编。其中第4章、第5章5.1～5.8节由陈贵银编写；第1章、第5章5.13节由耿晶晶编写；第2章2.1～2.5节由蔡大山编写；第2章2.6～2.10节、第3章、第5章5.9～5.12节、第6章、第7章由朱小祥编写；第8章由杜厚群编写；第9章由游家发编写；第10章由蒋保涛编写。全书由蔡大山统稿。
在编写过程中，得到了徐敏、朱士凯、卢琪等同志的大力帮助，编者参阅了许多同行专家的文献，在此一并真诚致谢。限于编者水平，疏误之处在所难免，敬请批评指正。
由于Protel软件的原因，本书对电路图中不符合国家标准的图形、单位、符号（例如，二极管用D系列表示，三极管用Q系列表示）等未作改动，以便于读者学习和使用实际的Protel软件。
编者
2010年4月
第1章 Protel 2004概述
1.1 Protel 2004软件介绍
Protel 2004是Altium公司于2004年发布的电路设计软件的最新版本，是Protel DXP的升级版本。它将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓扑自动布线，以及强大的电路仿真等技术完美地融合在一起，成为功能强大的板卡级设计软件。1.1.1 Protel简介
20世纪80年代开始，计算机应用进入各个领域。当时由美国ACCEL Technologies Inc公司推出了第一个应用于电子线路设计软件包——TANGO，这个软件包在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们开始用计算机来设计电子线路。但TANGO在应用中逐渐显示出其不适应时代发展需要的弱点，这时Altium（前称Protel International Limited）公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos作为TANGO的升级版本，从此Protel开始出现在PCB设计的历史舞台，并日益显示其强大的生命力并发挥着巨大的作用。
随着Windows 95的出现，Altium公司也紧跟潮流，推出了Protel 3.X。该版本加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外，这个版本是16位和32位的混合型软件，所以也不太稳定。
1998年Altium公司推出了给人全新感觉的Proel 98，Protel 98以其出众的自动布线能力获得了业内人士的一致好评。
1999年，Altium公司又推出了最新一代的电子线路设计系统——Protel 99，在Protel 99中加入了许多全新的特色。
2002年，Altium公司重新设计了Design Explorer（DXP）平台，随着Protel DXP的上市，出现了第一个在新DXP平台上使用的产品。Protel DXP是EDA行业内第一个可以在单个应用程序中完成所有电路板设计处理的工具。
2004年，Altium公司又推出了Protel 2004。由于其强大的功能和方便的操作，很快发展成为众多EDA用户的首选电路CAD软件。1.1.2 Protel 2004的功能及特点
Protel 2004 是32 位电子设计系统，它提供一套完全集成的设计工具，这些工具能够方便地将设计概念形成最终的板卡级设计，所有的Protel 2004 工具需要在一个单一应用环境——the Design Explorer中运行。
Protel 2004支持多种文件格式，包括原理图文档、PCB文档、网络表文件、VHDL文档等。Protel 2004的文档组织结构大致分为PCB文档和FPGA文档。
PCB项目文档*.PrjPcb包括原理图文档*.schdoc和*.sch，PCB文档*.pcbdoc和*.pcb，原理图库文档*libsch和*lib，PCB封装库文档*libpcb和*.lib，网络表文件*.net，CAM文件*.cam，以及输出报表文件*.rep。
FPGA项目文档*.PrjFpg包括原理图文档*.schdoc和*.sch，VHDL文档*.vhd、*.vhdl和*.vhdlib，整合库文档*intlib，文本文件*txt，网络表文件*.net和*.edif等，CAM文件*.cam，以及输出报表文件*.rep。
其中，项目组文档是为了对用户设计的项目进行更为有效的管理而提出的管理方式。一个项目组文档可以管理多个项目文档，而用户也可以将自己设计的项目分类归类到若干个项目文档内，这样也便于用户自己管理工作成果。
实际上项目组文档就是一个文本文档，仅仅是记录了项目之间的链接关系，它是Protel 2004最高层次的项目管理文件。
而在Protel 2004设计系统环境下可以创建或者打开多种类型项目文档，例如在前面提到的PCB设计项目文档*.PrjPcb，以及FPGA设计项目文档*.PrjFpg。
Protel 2004主要是由四部分组成：第一部分为原理图设计系统（SCH），用于电路原理图的设计；第二部分为PCB设计系统（PCB），用于PCB的设计；第三部分为FPGA系统，用于可编程逻辑器件的设计；第四部分为VHDL系统，用于进行硬件的编程及仿真等。本教材主要讲述前面两个部分，即关于印制电路板的设计内容。
Protel 2004具备的这四种系统使它成为完备的板卡级设计系统。Protel 2004主要特点如下。（1）集成元件库。Protel 2004提供了丰富的元件库，并且采用了集成元件库架构，包括原理图符号及PCB封装、SPICE仿真模型和SI模型。通过链接的方式，在打开原理图编辑器或者PCB编辑器放置元件时，可以把所有元件符号、仿真和信号分析模型及PCB封装形式等信息同步地传输到具体的项目中。（2）具有人工智能的自动布线器。Protel 2004采用了一种基于拓扑逻辑分析的布线器——Situs布线器，在PCB布局之后它能进行整板的电气节点分析，形成拓扑图，最后根据拓扑图，进行智能的布线路径计算，找出最佳的布线路径。它更加灵活，几乎不受板上几何图形的约束，可以进行大面积高密度的自动布线，而且布线通过率高。（3）丰富而又灵活的编辑功能。包括自动连接功能、交互式全局编辑、便捷的选择功能、在线编辑元件参数、随时修改元件引脚等功能。（4）多通道的设计。设计好一张相同部分的子图，则系统自动生成相同的子电路图，可以大幅度地降低工作量。（5）支持FPGA设计。Protel 2004提供了一个VHDL语言编辑器，设计FPGA时，可以直接把原理图输入的FPGA设计转化为VHDL文件格式，并同时为端口和元件添加各种参数。（6）查询功能。在查询窗口中输入查询语句，系统可输出符合条件的查询结果。（7）支持双显示器设置。可以用两台显示器进行设计。（8）支持层次化原理图设计。Protel 2004支持层次化原理图设计，对图纸和阶层数没有限制。（9）设计校验（DRC）。具有强大纠错功能的设计法则校验器，保证设计完整、准确。（10）多样的输入/输出形式。具有多种输入输出方式，包括P-CAD、ORCAD、PADS和AUTOCAD等文档。（11）卓越的电路仿真功能。在Protel 2004系统中，集合了更为完善的电路仿真功能。在这里，不仅可以导入和导出波形数据，还可以层叠的方式显示多个波形，甚至可以多个波形图平铺浏览。可以说，人性化的电路仿真功能让用户的电路设计工作变得更为简单。（12）高频电路信号完整性分析功能的增强。在高频电路的设计中，要用到信号完整性分析。Protel 2004在早期版本的基础上，完善了信号完整性分析功能，使用户在电路图设计阶段就完成绝大部分的电路调试工作，为电路的调试工作提供了方便。
1.2 认识Protel 2004主窗口
安装好软件后，从开始菜单启动Protel 2004，或双击桌面图标，打开其设计环境主窗口，如图1-1所示。图1-1 Protel 2004设计环境主窗口
进入Protel 2004设计环境主窗口后，就可以进行相关的设计工作了。在该窗口中，主要包括有主菜单栏、Files窗口、任务选择区和窗口标签等。
执行菜单命令File→New，在其子菜单中可进行相应的电子设计。例如执行菜单命令File→New→Schematic，打开原理图编辑窗口，可进行原理图的绘制设计。
在主菜单命令File的下拉菜单中，选择Close，可以关闭当前主窗口；选择Open或Open Projects，可以打开相应的文件。1.2.1 Protel 2004设计窗口
在如图1-1所示的设计环境主窗口包括标题栏、主菜单栏、任务选择区、Files窗口和窗口标签等几部分。
1.标题栏
Windows环境下的应用软件，都是以窗口的形式出现的，窗口上方是该窗口的标题栏，显示该软件标志，Protel 2004的标志是Design Explorer DXP。图1-2 DXP系统菜单
2.主菜单栏
标题栏下面是主菜单栏，由于没有开启任何设计编辑器窗口，Protel 2004的主菜单栏只有DXP、File、View、Favorites、Project、Window和Help七个菜单。
在主菜单栏最左边的就是 DXP 系统菜单，单击这个图标后，出现 DXP 系统菜单，如图 1-2 所示。DXP 菜单是 Protel窗口特有的，其中各项命令供用户管理系统程序、定义环境、设置密码等。
3.工作窗口
工作窗口中有各种项目文件，单击可以打开一个项目文件。
4.窗口标签
在工作窗口的右下角和右边上部各有几个小标签，如果单击某一个标签，其相应的标签窗口就会弹出来。1.2.2 Protel 2004的主菜单
这里介绍比较常用的几个菜单，具体绘制电路用到的菜单在后面的章节中会重点介绍。
1.File菜单
File菜单用来实现文件的新建、打开、存储及关闭等功能。File下的子菜单如图1-3所示。
下面分别介绍File菜单内各个命令及其功能。（1）New用于新建一个文件，设计印制电路板要用到其中的文件有Schematic（原理图文件）、PCB（PCB文件）、Schematic Library（原理图元件库文件）和PCB Library（PCB元件库文件）。后两个文件要执行菜单命令File→New→Library才能打开。
另外PCB Project（PCB工程文件）在设计印制电路板时，也会经常用到。（2）Open用于打开一个Protel 2004可以识别的文件。（3）Open Project用于打开一个工程文件。（4）Open Design Workspace用于打开工作区。（5）Save Project用于保存当前编辑的工程。（6）Save Project As用于将当前编辑的工程另存为。（7）Save Design Workspace用于保存当前工作区。（8）Save Design Workspace As用于把当前工作区另存为。（9）Save All用于保存当前打开的所有文件。（10）Recent Documents用于打开最近的文件。（11）Recent Projects用于打开最近的工程。（12）Recent Workspace用于打开最近的工作区。（13）Exit退出Protel 2004。图1-3 File菜单
2.View菜单
View菜单内的功能主要是控制工作窗口的外观、显示或隐藏等。View菜单如图1-4所示。
View菜单内各命令的功能如下。（1）Toolbars用于切换工具栏的显示或隐藏状态，它的子菜单内包含以下几个命令，如图1-5所示。（2）Workspace Panels用于切换工作窗口的显示或隐藏状态，选择其中的命令将会显示或隐藏相应的工作窗口。（3）Disktop Layouts为桌面布局，有设置和默认两种状态。（4）Status Bar为选择该命令时，在Protel 2004窗口右下方将出现窗口标签栏。（5）Command Status为选择该命令时，则在Protel 2004窗口左下方将出现状态栏。图1-4 View菜单图1-5 Toolbars子菜单
3.Favorites菜单
在这个菜单中，可以添加最常用的文件。
4.Project菜单
Project菜单中的命令是关于工程的操作。
5.Windows菜单
Windows菜单内的命令主要用来管理窗口。
1.3 Protel 2004的文件管理
Protel 2004提供了全新的项目文件管理模式，一个项目包括所有文件的连接和与设计有关的设置。在一个具体的电路设计中，使用项目列出在设计项目中所有的与文件有关的输出配置，例如与原理图纸和目标输出的连接，PCB、FPGA、VHDL或元器件的封装等。同时，Protel 2004还提供了强大的电路原理图和PCB之间的联系，一旦项目被编辑、设计验证，同步和对比就会随之产生。在项目被编辑后，项目中的原始原理图或PCB的任何改变都会被同步更新。
按照一般的设计流程，在进行设计时，应当先建立一个设计项目。1.3.1 新建和保存项目
执行菜单命令File→New→Project→PCB Project后，Projects窗口就会出现一个新建项目，其默认名称为PCB Project1.PrjPCB，如图1-6所示。
执行菜单命令File→Save Project，在弹出的对话框中，将存储位置指定到用户新建的文件夹，在文件名称栏输入“MyDesign”后，单击保存即可。保存项目后，Projects窗口中的项目名会从默认名变成刚才输入的文件名。
其中的No Document Added的含义是指当前项目中没有任何文件。
至此，就建立了一个新的项目，项目中所有单个文件之间的关联信息都将保存在该项目中。图1-6 Projects窗口1.3.2 新建和保存文件
在上述新建的项目中，右键单击项目名称“MyDesign.PRJPCB”，执行菜单命令Add New to Project→Schematic，可在此项目下新建原理图文件。或执行菜单命令Add New to Project→PCB，可在项目下新建PCB文件等。
在新建的相应文件窗口，执行菜单命令File→Save，设置好保存路径和文件名称后，即可进行保存。1.3.3 打开项目和文件
执行菜单命令File→Open Project，可以打开已有的项目，也可以在Files窗口中选择Open a Project中的选项。
执行菜单命令File→Open，可以打开已有的文件。
1.4 Protel 2004编辑器
电路板设计过程中常用的编辑器主要有原理图编辑器和PCB编辑器，以及设计原理图元件的原理图库编辑器和设计PCB元器件封装的元器件封装库编辑器等。
一个完整的电路板设计必须经过原理图设计和PCB设计两个阶段。
1.原理图编辑器
原理图编辑器的主要功能是设计电气原理图，完成对实际电路电气连接的正确描述。此外，在原理图编辑器中利用原理图库所提供的原理图元件，可以快速绘制电气设备之间的接线图。
2.原理图库编辑器
原理图库编辑器是用来完成原理图元件的设计。在制作原理图元件前，需要创建一个原理图库文件，存放制作的原理图元件，同时还可以激活原理图库编辑器。
3.印制电路板图编辑器
在印制电路板编辑器中，需要完成的是电路板设计第二阶段的任务，即根据原理图设计完成电路板的制作。电路板的制作主要包括电路板的选型、规划电路板的外形、元器件的布局、电路板布线、覆铜和设计规则的校验等。
4.元器件封装库编辑器
如果某个元器件的封装在系统提供的元器件封装库中不存在，解决的办法就是自己制作元器件的封装。同制作原理图元件一样，在制作封装之前，也应当先创建一个新的PCB元器件封装库，或者打开一个已存在的元器件封装库。
四个常用编辑器之间的关系如图1-7所示。由图可以看出，原理图编辑器和PCB编辑器是进行电路板设计的两个基本工作平台，并且原理图和PCB的更新是同步的。原理图库编辑器和元器件封装库编辑器是在电路板设计过程中根据需要才被激活的。图1-7 四个常用编辑器之间的关系
从编辑器之间的关系来看，原理图库编辑器服务于原理图编辑器，主要用来制作原理图元件，以保证原理图设计的顺利完成；元器件封装库编辑器服务于PCB编辑器，主要制作元器件封装，以保证所有元器件都有对应的封装，使原理图设计能够顺利转入到PCB设计。
总的来说，原理图设计是电路设计者设计思路的图纸化，是电路板设计过程中的准备阶段，PCB设计是整个电路板设计过程中的实现阶段，而原理图元件、元器件封装和网络表三者则是联系原理图编辑器和PCB编辑器的桥梁与纽带。
1.5 技能训练
1.5.1 创建工程项目创建一个设计项目，保存该文件并命名为“DGDL”或者“单管电路”。（1）执行菜单命令File→New→Project→PCB Project，新建一个PCB项目，如图1-8所示。（2）执行菜单命令File→Save Project，在弹出的对话框中，将“保存在”选择到指定的文件夹下，在文件名栏中输入“DGDL”或“单管电路”后，单击保存即可，保存后的PCB项目如图1-9所示。图1-8 新建PCB项目图1-9 保存后的PCB项目1.5.2 在项目中创建文件
在DGDL项目下创建一个原理图文件、PCB文件、原理图元器件文件和PCB封装库文件，保存各文件并全部命名为DGDL。（1）在如图1-9所示状态下，执行菜单命令File→New→Schematic。图1-10 在项目下创建的各设计文件（2）执行菜单命令File→Save，在弹出的对话框中，将“保存在”选择到用户指定的文件夹下，在文件名栏中输入“DGDL”后，单击保存，完成原理图文件的创建。（3）重复上面两个步骤，分别执行菜单命令File→New→PCB，File→New→Library→ Schematic Lirary和File→New→Library→PCB Library，并命名保存，结果如图1-10所示。1.5.3 在项目中移除原理图文件
在图1-10中，右键单击原理图文件“DGDL.SCHDOC”，执行菜单命令Remove from Project，即可把原理图文件从该项目中移除。
1.6 思考与练习
1.Protel 2004的功能主要有哪些?
2.画一张印制电路板图，经常要用到哪四个编辑器，其间有什么相互关系?
3.新建项目和新建文件有什么区别?
4.如何把图1-10中的DGDL.PCBLIB文件从项目中移除?
第2章 原理图设计
原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印制电路板的设计。本章详细介绍了如何设计电路原理图、编辑修改原理图。通过本章的学习，掌握原理图设计的过程和技巧。
2.1 原理图设计基础
2.1.1 原理图设计步骤原理图的设计流程如图2-1所示。图2-1 原理图设计流程
原理图具体设计步骤如下。（1）新建原理图文件。在进入SCH设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后利用 Protel 2004来画出电路原理图。（2）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。（3）放置元件。从元件库中选取元件，放置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。（4）原理图的布线。根据实际电路的需要，利用 SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。（5）建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，还需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。（6）原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用 Protel 2004提供的错误检查报告修改原理图。（7）编译和调整。如果原理图已通过电气检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气检查。（8）存盘和报表输出。Protel 2004提供了利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印制板电路的设计做好准备。2.1.2 创建原理图文件
创建原理图文件即打开原理图编辑器窗口，共有三种方法：从Files面板启动、从主页启动和主选菜单启动。图2-2 Files面板
1.从Files面板启动原理图编辑器（1）启动Protel 2004，打开Files面板，如图2-2所示。（2）在Files面板中，选择Open a document分组框中的原理图文件（如电子钟.SCHDOC），可以启动原理图编辑器，打开一个已有的原理图文件。（3）在Files面板中，选择Open a project分组框中项目文件（如电子钟.PRJPCB），双击该项目文件后，在出现的项目文件面板中单击原理图文件，可以启动原理图编辑器，打开一个已有项目中的原理图文件。（4）在Files面板中，选择New分组框单击Schematic Sheet，启动原理图编辑器，此时新建一个默认名称为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件。
2.从主页Home启动原理图编辑器
从主页Home启动原理图编辑器，必须先建立PCB项目文件，具体步骤如下。（1）启动Protel 2004，在主页Home的Pick a task栏中，单击Printed Circuit Board Design，打开印制电路板设计窗口Printed Circuit Board Design，如图2-3所示。其中，PCB Projects分组框提供了三种建立PCB项目文件的方法，这里只介绍第一种。单击New Blank PCB Project，弹出Projects面板，在该面板中系统自动建立一个默认名称为“PCB Project1.PrjPCB”的项目文件。图2-3 印制电路板设计窗口（2）单击Projects面板中的Project按钮或者在Projects面板的空白处单击鼠标右键，在弹出的菜单中执行Add New to Project→Schematic（如图2-4所示），启动原理图编辑器。此时，系统自动在PCB_Project1.PrjPCB项目下建立一个默认名称为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件。图2-4 PCB项目添加原理图文件
3.从主菜单启动原理图编辑器
利用主菜单命令启动原理图编辑器有如下三种常用的方法。（1）执行菜单命令File→New→Schematic，新建原理图设计文件，即可打开原理图编辑器。（2）执行菜单命令File→Open，在选择打开文件对话框中，双击原理图设计文件，启动原理图编辑器，打开一个已有的原理图文件。（3）执行菜单命令File→Open Project…，在选择打开文件的对话框中，双击项目文件，弹出项目面板。在项目面板中，单击原理图文件，启动原理图编辑器，打开已有项目中的原理图文件。2.1.3 原理图编辑器简介
按照上述方法启动原理图编辑器，如图2-5所示，它主要由菜单栏、工具栏、编辑器窗口、文件标签、图纸标题栏和面板标签等组成。图2-5 原理图编辑器
1.菜单栏
编辑器窗口的所有操作都可以通过菜单命令完成，大部分带图标的命令在工具栏中都有对应的图标按钮。
2.工具栏
编辑器工具栏按钮是菜单命令的快捷方式，熟悉工具栏按钮可以提高原理图的设计效率。
3.文件标签
打开的每个文件都在编辑器窗口顶部显示相应的文件标签，单击文件标签可以使相应文件处于当前显示窗口。
4.编辑器窗口
为各类文件的显示区域，可以实现原理图的绘制和编辑。
5.状态栏
显示当前光标的坐标和编辑器窗口栅格的大小。
6.面板标签
单击面板标签选项，可在编辑器窗口左侧显示不同的功能面板。
下面以两级放大电路简单说明画原理图编辑器窗口，两级放大电路如图2-6所示。图2-6 两级放大电路图
要迅速画出简洁美观的电路图，必须充分利用原理图编辑器窗口的各种工具及功能。
原理图编辑器菜单栏包括File（文件）、Edit（编辑）、View（视图）、Project（项目）、Place（放置）、Design（设计）、Tools（工具）、Reports（报告）、Window（窗口）和Help（帮助），如图2-7所示。这些菜单就原理图编辑器来说，是一级主菜单，其下还有二级、三级子菜单。图2-7 原理图编辑器主菜单
原理图编辑器窗口打开之后，系统默认状态下会打开一定数量的工具栏。实际中，编辑器窗口配置应以简单实用为原则。一般情况下，工具栏选择显示Schematic Standard（标准工具栏）和Wire（画原理图工具栏），分别如图2-8和图2-9所示。其中标准工具栏和一般Windows软件的操作相同，画原理图工具栏是Protel 2004所特有，在后面章节会加以详细介绍。图2-8 原理图编辑器窗口标准工具栏图2-9 原理图编辑器窗口画原理图工具栏
其他工具栏的显示和关闭，可以执行菜单命令View→Toolbars，在其子菜单中，选中要显示的工具栏，或打开或关闭，来进行相应工具栏的显示或关闭。
注意这些工具栏都可以用光标拖曳到编辑器窗口中，也可以拖曳到菜单栏下方。上面两个工具栏是拖曳到编辑器窗口中显示，因此上边有关闭按钮。
2.2 原理图图纸设置
原理图要绘制在图纸上，图纸的大小一定要和电路图相匹配。图纸过大，不容易从整体把握设计。图纸过小，容易使元件过于紧凑，布线过密，使得走线不便。此外，图纸栅格、捕获栅格等对于原理图的设计也很重要。2.2.1 设置图纸样式
1.图纸规格设置
图纸规格设置有两种方式：Standard Style（标准格式）和Custom Style（自定义格式）。（1）标准格式设置
执行菜单Design→Document Options…，打开Document Options（文档选项），选择Sheet Options，打开图纸参数设置对话框，如图2-10所示。（2）自定义格式设置
Custom Style用于自定义图纸尺寸，单位为mil。单击Use Custom style前的复选框，可以进行自定义图纸尺寸。
2.图纸选项设置
图纸选项包括图纸方向、颜色、标题栏和边框的显示等，在原理图图纸参数设置对话框中进行设置。（1）图纸方向设置
在图2-10中，单击Orientation（方向）右边的下拉按钮，在出现的下拉选项中选择图纸方向。下拉选项中有两个选项：Landscape（水平）和Portrait（垂直）。图2-10 图纸参数设置对话框（2）图纸颜色设置
图纸颜色设置包括Border Color（边框颜色）和Sheet Color（图纸颜色）两项，两者设置方法相同。单击右边的颜色框，弹出一个颜色选择对话框。其中有三种选择颜色的方法，即Basic（基本）、Standard（标准）和Custom（自定义）。（3）图纸标题栏设置
在Title Block（标题栏）右侧，单击下拉按钮选择标题栏模式。此下拉列表共有两项：Standard（标准模式）和ANSI（美国国家标准协会模式）。此外，选项分组框内Show Template Graphics（显示模板图形）用于设置是否显示模板图形的标题栏。勾选此项，编辑器窗口和文件打印时会出现标题栏。（4）图纸边框设置
图纸边框设置共有两项：Show Reference Zones（显示参考边）和Show Border（显示图纸边界），如图2-10所示，勾选有效。
3.图纸栅格设置
图纸栅格的设置在图纸参数设置的Grids（栅格）分组框内进行，如图2-9所示，包括Sanp（捕获栅格）和Visible（可视栅格）两个选项，勾选有效。其右侧的文本框中可输入要设定的数值，单位为mil。
捕获栅格是图纸上元器件移动的最小距离，可视栅格是图纸上显示的栅格距离。
4.自动捕获电气节点设置
自动捕获电气节点设置在图纸参数设置的Electrical Grid（电气栅格）分组框内进行，勾选有效。此时系统在放置导线时以光标为中心，以设定值为半径，向周围搜索电气节点，光标会自动移到最近的电气节点上。应当注意，要准确捕获电气节点，自动寻找电气节点的半径值应比捕获栅格值略小。
5.图纸设计信息设置
单击图纸参数设置对话框中的标签Parameters（图纸信息），可打开图纸设计信息对话框，如图2-11所示。在Value区域的文本框中填写参数，单击Edit按钮，在Properties分组框中选择相应的参数，然后单击OK按钮确定。图2-11 图纸信息设置对话框2.2.2 原理图环境参数设置
一张原理图的规范性和设计效率等问题与原理图的环境参数有很大关系，执行菜单命令Tools→Schematic Preferences，可以打开如图2-12所示的原理图参数设置对话框，其中包括原理图参数、图形编辑、编译器、自动编译和默认参数设置等。图2-12 原理图参数设置对话框
1.原理图参数设置（1）Drag Orthogonal（正交拖动）功能是拖动元件时，与元件连接的导线保持直角关系。（2）Optimize Wires&Buses（优化导线和总线）的功能是可以防止导线、贝塞尔曲线或总线之间的相互覆盖。（3）Components Cut Wires（元件自动切割导线）的功能是将一个元件放置在一条导线上时，如果该元件有两个引脚在导线上，则该导线自动被元件的两个引脚分成两段，并分别连接在两个引脚上。（4）Enable In-Place Editing（直接编辑）的功能是当光标指向已放置的元件标志、字符、网络标号等文本对象时，双击鼠标左键可以直接在原理图窗口修改文本内容。（5）Convert Cross-Junctions（转换十字节点）的功能是在两条导线的T形节点处增加一条导线形成十字交叉时，系统自动生成两个相邻的节点。（6）Display Cross-Overs（显示跨越）的功能是在未连接的两条十字交叉导线的交叉点处显示弧形跨越。（7）Alpha Numeric Suffix（字母数字下标）分组框有两个选项，当选中Alpha时，子件的后缀为字母。当选中Numeric时，子件的后缀为数字。
2.图形编辑参数设置
单击如图2-12所示的原理图参数设置对话框的Graphical Editing（图形编辑），进入图形参数设置对话框，如图2-13所示。图2-13 图形参数设置对话框（1）Add Template to Clipboard（带模板复制）的功能是在复制和剪切图件时，将当前文件所使用的模板一起复制。如果将原理图复制粘贴到Word文件时，则在复制前取消该功能。（2）Center of Object（光标捕捉元件中心）功能是在移动元件时，光标捕捉元件的中心。（3）Double Click Runs Inspector（双击打开检查器）的功能是在原理图中双击一个对象时，弹出的不是对象属性对话框，而是Inspector（检查器）面板。
3.编译器参数设置
单击如图2-12所示原理图参数设置对话框的Copmiler（编译器），进入编译器设置对话框，如图2-14所示。（1）Error&Warnings（错误和警告）用于设置编译器编译时所产生的错误和警告是否显示，以及显示何种颜色。（2）Hints Display（提示显示）用于光标指向图件时，在光标处会出现相应的提示信息。（3）Auto-Junctions（自动放置节点）用于在画连接导线时，只要导线的起点或终点在另一条导线上时，系统会在交叉点处自动放置一个节点。图2-14 编译器参数设置对话框
2.3 放置元件与元件属性设置
原理图设计的基本构件是各种元器件，为了便于管理，所有元器件都集合在元件库里。Protel 2004提供的元件库有几百个，要使用某一个元件，必须先把该元件所在的元件库加载进来，再调用放置该元件到原理图编辑器窗口。Protel 2004已预装加载了两个常用的元件库，分别是Miscellaneous Devices.InLib（常用分立元器件库）和Miscellaneous Connectors.InLib（常用接插件库）。一般常用分立元件如电阻、电容、三极管等，以及接插器件都可以在这两个元件库中找到。因此绘制两级放大电路，不需要加载其他元件库。2.3.1 浏览并装载元件库
在原理图设计环境中，执行菜单命令Design→Browse Library，或者单击编辑器右下方的面板标签System，选中库文件Libraries，弹出元件库管理器对话框，如图2-15所示。图2-15 元件库管理器对话框
在库文件管理器最上端是三个按钮，单击Libraries按钮可进入加载或删除元件库对话框，单击Search按钮可进入查找元件对话框，单击Place Cap按钮可把当前被选中的元件放入原理图编辑器窗口。
在库文件管理器的元件列表框中列出了当前元件库中的所有元件，用户可以利用其右边的上下按钮移动，选择当前元件库中的元件。单击元件名称可以在原理图元件符号框看到元件符号。单击元件封装模型，该元件的封装就会显示出来。2.3.2 加载/卸载元件库
Protel 2004虽然已预装加载了两个常用的元件库，但很多元器件都不在这两个元件库中。在绘制原理图时，所需的元器件若不在两个常用元件库，就必须把该元器件所在的元件库加载进来。比如我们知道元件BF245A在Philips Discrete JFET.IntLib元件库中，要把该元件库添加到元件库管理器，可单击图2-15中的Libraries按钮或者执行菜单命令Design→Add/Remove Library…，进入如图2-16所示的加载或删除元件库对话框。图2-16 加载或删除元件库对话框
在对话框中可以看到，已经加载了两个常用的元件库。此时单击对话框中的Install...按钮，弹出选择库文件对话框，如图2-17所示。图2-17 选择库文件对话框
在选择库文件对话框中，选择文件夹Philips中的Philips Discrete JFET.IntLib元件库，单击打开按钮，即可完成该元件库的加载。
如果所加载的元件库过多，会导致查找困难及系统速度变慢。想要卸载不常用的元件库，可在如图2-16所示的加载或删除元件库对话框中，选中要删除的元件库，然后单击Remove按钮，即可完成该元件库的删除卸载。并且可通过选择元件库后，单击Move Up按钮或Move Down按钮完成对元件库的排序。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]