Protel99进阶教程

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2024年3月9日发(作者：)

Protel 99 SE 进阶教程

——常见问题与技巧

版本：1.0 2010-10-25

广西大学计算机与电子信息学院电子协会

第十三届常委兼培训部部长

谢昌鹏

第0章 从现象到本质

——电路不仅仅是纸上的几根线

1、元器件的识别

电阻（色环）

电容（瓷片电容、电解电容（极性、耐压值））

电感（略）

二极管（极性）

三极管（B、C、E）

2、电路板是一种艺术

同样的电路图，可以做出各色各样的电路板。

（59.9mm*36.6mm，2009-10-22）

‐1‐

（75.2mm*55.4mm，2009-11-02，by黄宇花）

3、3P政策

Protel——掌握Protel制作电路板的工艺流程

PDF——从纸上的电路到现实电路的桥梁

Practice——实践是检验真理的唯一标准

4、发挥想象，大胆创造

用Protel制作的“太极八卦十二生肖”电路板饰品

（122.2mm*92.8mm，2010-02-24）

第1章 Protel的安装及启动

——在出现问题时，有必要想想基础工作是否做好

1、安装Protel 99 SE主程序

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序列号：Y7ZP-5QQG-ZWSF-K858

2、安装补丁包

强烈建议安装该补丁包，否则会导致部分功能无法正常运行，甚至会造成不可预期的错误。

3、对于初学者而言，强烈不建议汉化！

强烈不建议使用Windows Vista、Windows7等NT6架构或以上版本的Windows系统安装和使用Protel！

Protel 99 SE在NT6架构系统中要用特殊方法才能添加元器件库文件。在SCH设计模式下，空白处点鼠标右键，选择“Find Component”，会出现Find Schematic Component对话框。具体步骤如下图所示。

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PCB封装库文件根本无法添加，只能采用“替换默认封装库文件”的方法才能勉强使用。具体方法如下图所示。若默认的封装库对设计没有影响（没有重名），可不删去；整个过程必须在同一个Protel工程中进行，否则无法粘贴。

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而在Windows7中，除了以上问题外，Protel主程序还会经常不明原因地“未响应”，尤其在使用“管理员模式”时，更容易发生。

在NT6架构系统中使用自动布线的成功率很低，尤其在Windows7中。

若一定要使用NT6架构的系统，可采用虚拟机的方法。在虚拟机中安装NT4架构的系统（如Windows2000，Windows XP等）和Protel，这样也可以正常使用Protel，但操作上会稍有不便。

4、启动Protel

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5、新建一个工程（数据库）

6、各种编辑器

主要认识SCH文档、PCB文档、SCH元件库、PCB封装库

两大模块——SCH（原理图）、PCB（电路板）

两大仓库——元器件库、PCB封装库

第2章 SCH（原理图）设计环境

——错误总是从原理开始的

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1、基本操作（略，详见相关书籍、文档）

2、最为受用的9个快捷键

Page Up——以鼠标为中心放大

Page Down——以鼠标为中心缩小

Home——将鼠标所在位置移动到界面的中央

V + F——查看全图

X + A——撤销选择

鼠标左键点住目标不放 + X——水平方向翻转

鼠标左键点住目标不放 + Y——垂直方向翻转

空格——逆时针旋转90度

Tab——在放置元件前修改属性，修改后的参数可延续至下一次放置

3、最为致命的9个错误

1）导线与绘图线不分

图中上方的线是用Wiring Tools（电气连接工具栏）的“放置导线”按钮画出来的，颜色呈深蓝色，下方的线是用Drawing Tools（高级绘图工具栏）的“画直线”按钮画出来的，颜色呈湖蓝色。

导线是有电气属性的，是会导电的，而绘图线没有，就像我们不会在电线不够的情况下用棉线代替一样。

【导致错误】：各元件没有真实相连

【错误现象】：生成网络表会发现错误

【挽救措施】：将错误的绘图线删掉，用导线重新绘制

【预防措施】：Drawing Tools不常用，把它隐藏起来，不要放在能看到的地方；或者用其它颜色来标识绘图线

【致命指数】：★★★

2）交叉的导线是否导通

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左图中两导线没有结点，表示两导线不导通

右图中两导线有交叉结点，表示两导线导通

【导致错误】：原理与设计不符。若发生错误则会直接导致原理的错误，如不改正则会电路不工作，严重的导致烧毁！

【错误现象】：有点与没点的区别

【挽救措施】：补点或删点

【预防措施】：要相连的导线，在画线时记得在交点处点一下鼠标，便会产生红色结点。每画一根线都要力保其是正确的，画一遍，看三遍

【致命指数】：★★★★

3）导线与元件的连接

A组

A组中，导线与元件端口相连。左图有结点，表示导线与元件上端导通；右图没有结点，表示导线与元件无关，不导通！但是只要点一下元件然后放开，或者拖动元件，亦或者将线与元件选中后拖动，右图状态下结点会自动产生！

【导致错误】：如不留神就会导致原理错误，严重者烧毁！

【错误现象】：有点与没点的区别

【挽救措施】：将结点补上或删掉，但删掉只是治标不治本

【预防措施】：将不与元件相连的导线拉远些，不要放在端口处

【致命指数】：★★★★

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B组

B组中，导线从元件端口的连线中间穿过。左图没有结点，表示导线与元件无关，不导通；右图有结点，但就像在漆包线不除漆的情况下焊接导线，表面看上去是连上了，但实际上没有导通！还容易导致读者甚至作者本身的误解。

此时要正确理解元件与导线连接的方法——有且只有在元件端口处才能导通！！

【导致错误】：本该连上的线却实际上没连上，导致原理错误，造成断路！

【错误现象】：误将元件的引脚线当导线，更甚者见没有节点导通还手动加个结点！

【挽救措施】：将未连上的线用导线连上，或者将导线移至元件端口处连接

【预防措施】：与元件相连的导线，一定要放在端口处，不连接的导线，尽量放远些

【致命指数】：★★★★★

C组

C组中，导线从元件中间穿过。左图中没有结点，表示导线与元件无关；右图中，不知是何意义，故意加上结点，似乎表示导线要与元件中间相连？！但实际上这根导线与元件毫无关系，却还误导了读者甚至作者本身！

此时要正确理解元件引脚的定义——元件上有几条引脚线，就有几个引脚，它不会因为你打个点就会长出第三条腿！！

【导致错误】：错误理解元件形式，导致原理错误，造成断路！

【错误现象】：无中生有，乱加结点

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【挽救措施】：正确绘制SCH封装库，再将导线正确与元件相连

【预防措施】：与元件无关的导线尽量不要从元件中间穿过，SCH封装库要正确绘制和使用

【致命指数】：★★★

D组

D组中，芯片的2脚意图与电阻的右端相连，用导线从芯片的2脚向电阻右端画线，却发现芯片的4、6、8脚也自动连起来了！

【导致错误】：不该相连的端口与导线相连，导致原理错误，严重者烧毁！

【错误现象】：本不该产生的结点却自动生成！这很难解释是Protel本身的BUG还是用户的失误

【挽救措施】：将多余的结点删掉，但只是治标不治本，只要移动元件，结点又会自动产生！——这是Protel最大的BUG之一

【预防措施】：在垂直于引脚放置导线时，尤其是在绘制芯片时，导线不要靠着引脚

【致命指数】：★★★★★

4）元件与元件的连接

左图中，两元件的引脚相交，但此处不是元件的端口，因此两元件不导通；右图中，给连接处加个结点，就相当于把两条没去漆的漆包线硬连在一起，结果还是不导通！

【导致错误】：两元件本该相连却没连上，导致原理错误，造成断路！

【错误现象】：误将元件的引脚线当导线，更甚者见没有节点导通还手动加个结点！

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【挽救措施】：在两端口处用导线连接，或者将两端口直接相连也是可以导通的，如下图所示

【预防措施】：严格遵守电路图规范，元件两两之间不能重叠！

【致命指数】：★★★★

5）网络标号

网络标号是绘制原理图中常用的方法，尤其是在绘制有很多引脚的芯片电路时，会大量使用，这样可以让电路显得简洁直观，阅读方便。

网络标号的使用定义——在同一张SCH图中，只要带有相同的网络标号名称，就是导通的！

A组

A组中，5个地方出现了网络标号：

NetLabel1同时出现在元件U1和U2的2脚上，这两个脚没有导线连接，但由于网络标号的作用，实际上是相连的

NetLabel2看似放在U1的6脚上，但是实际上却没有连上。注意，网络标号有唯一的导通点，它位于标号文字正向放置的左下角。显然NetLabel2的连接方法与将没有去漆的漆包线和导线焊接在一起无异，没起到导通的效果。同理NetLabel3也没能与U1的1脚导通。

U1的6脚意图与U2的6脚相连，但U2的6脚标号是netlabel2。看似一样，但网络标号区分大小写，只要有一点不一样就会被认为是被不同的导线相连的

【导致错误】：原理与设计不符，严重者烧毁

【错误现象】：不正确的网络标号书写和放置

【挽救措施】：正确放置和书写网络标号

【预防措施】：正确使用网络标号，放置时网络标号的导通点会显示出来（即十字标所在位置，遇到端口会显示黑点），放下后会消失，因此在放置时一定要注意；建议相同的网络标号同时创建，网络标号名称建议复制粘贴，以避免由于名称错误导致的断路。

【致命指数】：★★★★

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B组

B组中使用了带形状的网络标号，其中2脚标记为“VCC”，7脚标记为“接地”。但双击“接地”标识，所弹出的网络标号属性框中，网络标号名称赫然写着“VCC”！我们重新来理解网络标号的定义——在同一张SCH图中，只要带有相同的网络标号名称，就是导通的！只要网络标号名称相同！！因此，这里的7脚实际上接的是“VCC”而不是其图形所想表示的“接地”！

【导致错误】：图形所表达的含义与网络标号名称的实际意义不相符

【错误现象】：表里不一，标号所代表的连接方式与设计不符

【挽救措施】：更改网络标号名称

【预防措施】：用Wiring Tools（电气连接工具栏）的“”按钮可以放置图形的网络标号，默认的颜色是棕色，其图形可通过修改属性改变，但一定要注意网络标号名称要手动改变。为了不受图形的影响，建议使用Power Object（添加方法：“View→Toolbars→Power

Object”）中的图形网络标号，如下图所示，默认颜色是红色，网络标号名称是与图形对应的常用名称，但也有必要检查一遍，以免发生意外。

【致命指数】：★★★★★

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第3章 PCB（电路图）设计环境

——“凌乱”的美丽

1、层（Layer）的概念

常见的层：

顶层（TopLayer）

底层（BottomLayer）

机械层（Mechanical）

顶层丝印层（Top OverLayer）

底层丝印层（Bottom OverLayer）

禁止布线层（KeepOutLayer）

复合层（MultiLayer）

Protel默认的层选项卡：

2、基本操作（略，详见相关书籍、文档）

3、PCB设计技巧

1）布局要符合电路特性

相关的元件尽量靠近；

输入、输出分别放置，一般可以输入放一边，输出放另一边；

电容等高温易老化的器件要尽量远离散热片和功率器件；

功率器件布局可以分散一些，有利于散热；

模拟电路器件与数字电路器件分开，精密情况下还需要做适当隔离；

高频电路中要注意电感的方向，必要时做适当隔离和屏蔽。

2）布线规则和技巧

A.电源与地线的处理

既使整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，也会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。

抑制电源线和地线之间噪音的最简易的方法，是在电源和地线之间并联去耦电容，经典做法是0.1μF瓷片电容+10μF电解电容（钽电容更优）。

尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的线宽关系是：地线＞电源线＞信号线。

对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路（绕PCB外围一圈），即构成一个地网来使用，但模拟电路的地线则不能这样使用。

若数字电路和模拟电路同时存在时，就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件；对地线来说，整个PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，通常情况采用单点接地，即模拟电路与数字电路的地线结点有且只有一个，且同时来源于唯一的外界GND。

为了增加地线的宽度（面积），可采用大面积覆铜的方法，尤其是在高频电路中。但在‐13‐

低频模拟电路中要慎用，比如在电源、功放等功率器件中，要根据情况处理，此时大面积覆铜会产生分布电容和寄生电容，反而会引入噪声。在覆铜时，通常情况下要去除死铜，以免带来不必要的干扰。

B.信号线

拐弯处尽量不要使用直角和锐角的布线方式（下图左），最好使用钝角或者圆弧布线（下图右）。

在某些较复杂的电路中，尤其在单层电路板中，由于布线空间不足，无法在有限的电路板上通过某些线，或者会出现严重绕线。这时，在电气性能允许的情况下，可以使用跳线，即从电路板的顶层（如下图所示）用实际的导线代替电路板布线，焊接在电路板上，起到电路导通的作用。

C.高频布线

高频PCB板布的不是“线”，而是“图形”，如下图右所示。这样能减少引脚之间的引线‐14‐

电阻，降低干扰。

高频PCB板通常采用大面积接地，有的多层板甚至选用其中一层全部作为地线，需要接地的点可以直接引向该层。这样做大大减短了引脚与地线的连接距离，为高速的电子移动提供保障。

蛇形走线（如下图所示）在高频（数字电路）板上使用广泛，通常在计算机主板都能见到。PCB上的任何一条走线在通过高频信号的情况下都会对该信号造成延时，蛇形走线的主要作用是补偿“同一组相关信号线”中延时较小的部分。此外，蛇形走线通常会跟地线并排出现，这样可以降低高频信号对其它线路和设备的干扰。

4、自动布线

对于Protel的初学者而言，并不推荐使用自动布线。其一是自动布线不利于初学者对电路“感觉”的培养；其二是自动布线并非“智能布线”，它要求设计者要有较高的电路常识，否则就会导致不可预知的错误。

对于有经验的用户，在制作某些电气性能要求不高但结构很复杂的电路时，可以采用自动布线，手动调整的方法。自动布线的精髓不在于布线的过程（整个过程是由电脑完成的，与用户无关），而在于布线规则的设置。正确的布线规则有助于提高自动布线的成功率和电路的电气性能。打开“Design→Rules”，即可调整相关的布线规则参数。常用的参数有：

1）“Routing→Clearance Constraint”（安全距离）：设置所有元器件的最小安全距离。

2）“Routing→Routing Layer”（布线层）：设置可用的布线层。一般情况下，如果是单层板，则底层设为Any，其它层设为Not Used；如果是双层板，则顶层设为“水平（Horizontal）”，底层设为“垂直（Vertical）”，或者顶层设为“垂直（Vertical）”，底层设为“水平（Horizontal）”，这样做使得两面的电路呈垂直分布，减小了分布电容和线间干扰。假如电路层超过两层时，就不建议自动布线了。

3）“Routing→Routing Via Style”（过孔样式）：设置过孔的大小。在多层布线时必须考虑，单层时没有影响。

4）“Routing→Width Constraint”（线宽）：这是在自动布线时要重点设置的一项。根据不同的网络标号名称，对不同的线可以设置不同的宽度，以达到其特定的电气性能。

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5）“Manufacturing→Polygon Connect Style”（过孔连接方式）：更改过孔的连接方式，单层板无需考虑。

自动布线虽然快捷，但由于电脑算法的局限性，往往生成的电路会有瑕疵。因此还必须经过手动修改，才能达到较为满意的效果。

5、手工板的设计技巧

电子爱好者们经常采用手工的方式制作电路板。手工制板与工业制板主要的不同之处在于：

手工制板工艺粗糙

通常没有阻焊层

双层板的过孔只能手动连接

因此在制作手工板时，要注意以下问题：

1）焊盘要稍大一些，孔可以稍小一些。因为孔的大小基本是由钻头决定的，若焊盘太小，钻孔后，可以焊接的铜就所剩无几了。

2）由于没有阻焊漆，在大面积覆铜时若采用下面左图所示的方法（使用Place Fill），则打印出的电路板上只有四个孔，这将给焊接带来很大的难度。这时，在不工具“”影响电气性能的情况下，可采用Place Polygon Plane工具“”，这样就能“留出”焊盘（如下面右图所示），方便焊接。

3）手工板的自动布线

A.安全距离要设得稍大些，以免发生短路。

B.线宽要设置大些，以免在打印、制作电路板的过程中断路。

C.大面积覆铜时，可先将安全距离调大，覆铜后再调回原始设置大小，这样可以避免因为覆铜导致的短路。

D.元器件贴紧顶层的双层手工板布线技巧

假若在双层电路设计中，有芯片插座、电解电容、散热片等需要紧贴电路板顶层安装的器件，在自动布线时会存在两个问题：

其一是，对于紧贴在电路板上的元器件（如下图所示的芯片插座）而言，想在顶层焊接是比较困难的甚至不可能的；

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其二是，当有底部是金属的元器件，如散热片等，就容易造成短路。

解决的办法就在于能否“骗”过软件，让它的布线不通过我们不希望顶层布线的地方。

具体步骤如下：

a）先将不能顶层布线的焊盘改为底层

b）在顶层覆铜，将不希望布线的区域遮住

c）自动布线

d）将覆铜删掉

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此时，我们可以看到，在顶层不希望出现线路的地方没有布线。

E.双层板布线完成后，可将顶层没有线连接的焊盘属性改为“底层”，在印制电路板时会更加美观。但顶层有线底层没线的焊盘不建议改成“顶层”，因为这样容易导致引脚在底层没有焊接固定而发生短路或虚焊。

下图是用数字电路芯片实现的带时间显示且时间任意可调的交通灯模型电路板，经试验可以正常工作（该电路在广西大学行健文理学院“第二届”专业作品设计大赛中，获工程技术类二等奖），该板就是手工制做的。

（206.5mm*117.3mm，2009-04-10）

6、巧用特殊粘贴

在电路设计时经常会使用复制、粘贴这样的操作，在交付批量生产前，更会采用“拼板”的方式节约成本。但这时往往会遇到这样的问题，使用传统的粘贴方式，粘贴部分的Designator（元件标号）被自动改变了！这是因为在Protel的电气规则中，不允许同一张SCH或PCB图有相同的元件标号。从本质上来说，Protel只会根据元件标号识别元件，所以从规则上就一山不容二虎。但是Protel“善意”的修改却往往会给我们带来麻烦，甚至改变了我们的设计意愿。在拼板时修改元件标号，就相当于修改了丝印层。

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要防止这个现象的发生，可以使用“特殊粘贴”。复制后，选择“Edit→Paste Special”，就会弹出如下图所示的对话框。将Duplicate design选项打钩，然后粘贴（Paste），就可以防止自动修改元件标号。其余的几个选项，有需要的可自行测试。

7、自动对齐

Protel提供了元器件封装排列工具栏，如下图所示。使用它可以方便地对元器件封装进行对齐、排列等操作，使元件的排列更加整洁、美观。

但这同时也会给自动布线的效果带来阻力。由于元器件封装按一定模式对齐或排列后，焊盘的位置极可能不符合默认的20mil*20mil（或者10mil*10mil）的栅格规则（即焊盘中心不在标准栅格的交叉点上）。因此在自动布线时，系统为了达到连接焊盘的目的，又为了遵守既定的布线规则，就会产生多余的线，导致电路板布线不够简洁，甚至影响性能。因此建议使用自动布线的用户，尽量按照默认的规范手动布局；或者在自动布线后要逐一检查，手动调整。

第4章 元器件库及元器件创建

——问渠那得清如许，为有源头活水来

1、基本操作（略，详见相关书籍、文档）

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2、技巧与注意事项

1）引脚放置要注意方向，正如前面我们所说的，只有接线端才能与导线或元件导通，因此在绘制引脚时，通常把接线端（放下前带有灰色点的一端，放下后消失）放在靠外的方向，以方便用户识别和接线。

2）点击引脚放置按钮“”后，按Tab键，可以修改引脚的属性。某些引脚有低电平有效的性质，在电路中常用上划线标注其名称，并且引脚的末尾带有小圆圈。上划线的表示方法是在需要加上划线的每个字符后加右斜线“”；Dot打钩表示显示引脚末尾的小圆圈；第一个Show表示显示名称；第二个Show表示显示编号；Pin值表示引脚的长度，默认是30mil，建议使用20mil，这样会使电路显得紧凑且美观。

3）要想画出比较细微的形状（如下图左的三极管的箭头），在默认的栅格大小下是无法实现的。默认的栅格大小是10mil*10mil，将其改为2mil*2mil或者更小，就可以实现了。具体的方发是：先在空白区域点击鼠标右键，选择Document Option，会弹出元器件库编辑器工作区域设置的对话框，其中Grids就是设置栅格大小的。

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但是强烈建议引脚的端口要符合10mil栅格的标准！否则在SCH图设计时，会影响图形的质量和美观，还可能发生不可预期的错误。

4）不建议隐藏VCC和GND的引脚，这样做容易造成连线时的遗漏。尤其在多电源的情况下，这样做甚至会导致元器件被连接到错误的电源上，最终影响电路工作，甚至烧毁！

5）推荐根据自己的习惯和需求绘制元器件库，尤其是引脚较多的元件，比如芯片、插座等。使用默认的元器件库时，要务必注意器件引脚的Number（编号），以及是否有隐藏的引脚。

第5章 封装库的创建

——远近高低必相同

1、基本操作（略，详见相关书籍、文档）

2、技巧与注意事项

1)Protel的PCB封装是与实体元器件的封装相对应的。因此，绘制Protel的封装时，最基本的要求是与实体元器件的接口保持高度一致，即1:1（或接近1:1）的比例关系。

2）PCB封装要符合元器件安装的实际要求。比如在绘制TO-220封装的元件时，就必须要考虑是否需要安装散热片、安装什么样的散热片等问题。

3）丝印层主要用于确定元器件的外形大小，因此绘制时应比实体元器件略大，否则可能导致元器件无法正常安装。具体情况应由电路功能而定，通常情况下是比1:1的比例略大一圈。

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4）PCB封装的边缘是以最长处和最宽处的长宽构成的矩形。如下图所示，这是RB-.2/.4的封装图。尽管与它对应的实际电容只有圆以内的大小，但是由于标注正极的符号“+”放在了圆的外面，增加了长度，所以Protel就把图中红色边框的位置当作是这个封装的边缘。在实际设计电路中，为了增加单位面积的元器件密度，可以将不重要的注释符号放在元器件形状以内的区域。

5）与元器件库相似，要想画出更加精确的封装，必须要更改栅格的大小。更改栅格大小的快捷键是“G”，或者通过“鼠标右键→Options→Library Options”修改。默认的栅格大小是20mil*20mil。

6）在制作手工板时，推荐自己绘制PCB封装。由于手工板较粗糙，在绘制的焊盘可稍大些，孔径可稍小些，以便于钻孔和焊接。制作双层板时，可以把只能在正面（或底面）焊接元件的焊盘设置为底层（或顶层），这样方便布线。

第6章 Protel的本质

——有两条腿的，都可以当作电阻

有了前五章的基础，就能完整地设计PCB电路了。但要成为Protel的高级用户或专业用户，我们不能满足于停留在表象地使用Protel，而应该更深一层地探索它的本质。这样，我们对PCB的设计才会有更深层次的理解。

通常，我们将设计的电路原理图绘制在SCH文档中。原理图本身是没有什么意义的，它真实的意义在于原理图所代表的电路，通过这个电路可以实现设计者预想达到的目的。

但是，对于计算机而言，它是无法“领会”这么深刻的内涵的。Protel的设计者们就没打算让Protel凌驾于思想之上，而是遵循电气标准和国际惯例，绘制出了代表某些参数的图形，用以表达特定的含义。因此，对于Protel而言，这些错综复杂的导线、元件的图形，只不过是记录有位置和关系属性的矢量图！

首先让我们看看Protel给哪些变量赋予了参数。

1、SCH图与PCB图

SCH图和PCB图包含的最重要的信息就是元器件和导线。

导线的作用是将相关连接元器件端口连接起来。但任意查看一条SCH图中导线的属性，我们会惊奇地发现，导线（Wire）的属性只有线宽（Wire）和颜色（Color），Protel并没‐22‐

有给导线赋予任何电气属性！！

那么元器件端口与端口的连接关系在Protel中是用什么来表示的呢？于是，我们想到了另一种无形的导线——NET（网络）！

从SCH图向PCB图导入时，最必不可少的就是网络表，它包含了三大Protel电路工程中最重要的信息：一是元器件的端口名（有的书上称为节点），二是网络名称，三是封装名称。有人会问，难道元器件名称等等就不重要了吗？——重要，但是Protel不认识它！Protel是无法领会电阻、电容、三极管这些我们认为显而易见的事物的！！

在网络表中，我们没有看见导线的存在，所有的连接关系都是由网络名称表示的。SCH图中用户使用的网络名称被继承下来，而用导线相连部分的网络名称由Protel自动生成。如下图所示，查看PCB图中任意导线的属性，我们发现所有连接有元件的导线都带有网络名称，且在同一张图中不相通的导线，网络名称必然不相同。这也就证明了，Protel是用网络名称来标识元器件端口与端口之间关系的！

让我们再看看SCH图中元器件的属性（Part）：

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PCB图中的元器件属性（Component→Properties）：

这两个图中的元器件属性共有的信息有：封装名称（Footprint）、标号（Designator）、元器件的类型或值（Part Type）、子图路径（Sheet Path）、子元件标号（Sheet Part）。在SCH图中，有且只有封装名称（Footprint）是对Protel工程有用的，因为其它参数对Protel工程而言，既“看不见”，也“摸不着”，更不能“理解”。

2、元器件库和封装库

元器件库中包含有代表元器件的图形，注意这只是图形，而不是元器件本身！这些元器件图形从图形构造上看，是由两部分组成的：一部分是元件体的图形表示，通常遵循国际惯例；另一部分是元件的引脚。

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元件体的图形表示部分是由绘图工具绘制的，没有电气属性，能为我们提供的有且只有视觉信息，让我们联想到某种元件。从本质上来说，它只不过是一个几何形状，完全与我们联想到的元件毫无关系！

引脚（Pin）是用引脚放置按钮“”产生的，其本质同样是一种图形表示，但是Protel赋予其特殊的属性，用于代表一定的关系属性和电气属性，主要包括：引脚名称（Name）、引脚编号（Number）、引脚基准点坐标（X-Location，Y- Location）、旋转角度（Orientation）、引脚长度（Pin）等。

封装库中包含有代表元件封装的图形，同样，这些也只是图形。从图形结构上也分为两部分，与元器件库遥相呼应：一部分是元件的象形图；另一部分是焊盘。

元件的象形图通常在丝印层绘制，丝印层在电路板上起到注释的作用，它不含有电气性能，也不允许有电气性能！

焊盘（Pad）是用焊盘放置按钮“”产生的。焊盘在实际电路中有电气属性，它是电路板导线与电子元件的连接点。与元器件库中的引脚类似，Protel中的焊盘同样是一种图‐25‐

形表示。Protel赋予其特殊属性，代表相关的关系属性和电气属性，主要包括：焊盘尺寸（X-Size，Y-Sizxe）、形状（圆形，矩形，八边形）、焊盘编号（Designator）、孔径（Hole

Size）、所在层面（Layer）、中心坐标（X-Location，Y-Location）、网络（Net）等。

在元器件库和封装库的设计中，有一个至关重要的参数：引脚编号（Number），它要求与相对应的PCB封装的焊盘编号（Designator）相同。这也就意味着：SCH元器件的引脚与相应的PCB封装的焊盘必须是一一对应的关系！

于是，我们可以大胆的尝试，在SCH设计时，用电路图惯例中理解为是插座、接线柱，甚至电容、电感、电池、蜂鸣器、灯泡、开关等这样有两个管脚的器件代替电阻，只要将封装名称（Footprint）填为与设计用的电阻相对应的封装（比如AXIAL0.4等），在PCB设计时就能得到正确的结果！这些看似不同的器件，在Protel看来就是相同的！原因就在于Protel对元器件的认识，仅仅停留在有几根管脚和它们的名称是什么上面！

在SCH设计中，有两条腿的元器件，只要管脚编号能与焊盘编号对应，就都是一样的，都可以当作“电阻”！只要用户能看得明白，就都能相互替换！

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由此可见，在Protel的两大库中，对Protel工程本身而言，只有引脚编号（Number）和焊盘编号（Designator）是有用的，而其它的信息都只是为了辅助用户阅读而设计的。

3、揭秘Protel

让我们逆流而上，纵观整个Protel的设计。

从本质上而言，PCB设计关心的只是哪些焊盘需要用导线连在一起；至于哪根导线连接的是哪些焊盘，则是SCH图中的网络决定的；而焊盘所在的位置，是由元器件本身和用户排列所决定的；最后元器件库的出现，以其引脚与焊盘一一对应的关系，将整个系统严丝合缝地联系在一起！

整个Protel的设计构造可以用以下框图来表示：

元器件库 元器件 编号一一对应

封装 封装库

原理图 SCH

NET一一对应

PCB 电路图

4、PCB的本质

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作为一种EDA软件，使用Protel可以方便、精确地绘制PCB电路。在Protel中，PCB分为顶层、底层、丝印层、机械层、复合层等，是以层次结构设计电路板的。

在打印出图时，我们会发现，每层图形都是按特定坐标、特定方向排列的平面几何图形。我们可以大胆想象：既然最终体现出来的都是平面几何图形，那么可否用其它能够进行平面设计的软件来绘制PCB呢？于是，我们做了以下试验：

1）使用Protel绘制由LM7805芯片构成的5V直流电压源

A.绘制SCH原理图

B.绘制PCB电路图

C.打印底层

将该图打印制板，即可得到我们预期的PCB电路板。

2）使用Photoshop绘制上述图形

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最后可以打印的PCB图效果：

到此，PCB的软件设计已经全部结束，打印制板即可得到对应的PCB电路板。

比较上述两种方法最终生成的PCB图，焊盘与元器件都能匹配，导线都符合电路原理。用这两张电路图打印出的电路板，焊接元件后都能正常工作。

于是我们发现，即使在不带任何电气属性，电气参数设置的图形编辑器上，也能实现PCB电路的绘制！由此可见，使用Protel几经周折才能得到的PCB图，本质上只不过是一张张与电子电路毫不相关的几何平面图形！

但是我们为什么要选用Protel来设计电路板，而不会采用Photoshop等其它绘图工具呢？最主要的原因就是规则！Photoshop等绘图软件虽然也能绘制出可以使用的电路图，但电气规则的掌握是完全依靠设计者的。这样，设计者必须耗费大量的时间以确保电路的规范性，这无疑是降低了效率。之所以将Protel称为EDA软件（电子设计自动化软件），最主要的原因是它融入了电子行业的规则，使得电路的设计和制作不仅符合设计意图和行业标准，更符合由原理到实践的过程。这便可以称为一种电子的哲学。

后记

大学的四年时光即将逝去，学生时代也即将画上句号。

寒窗十余载，承蒙恩师教诲，思古今文理之粹，悟忠信礼仪之要。虽无惊天之才，愿奉今之所学。

广西大学电子协会自1997年成立以来，前赴后继，人才辈出。小生不才，三年寒暑，略有感悟。区区经验之谈，难登大雅之堂。愿与大众分享，欢迎批评指正。

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鸣谢黎相成老师、何华光老师的指导与栽培！

鸣谢第十一届、第十二届电子协会师兄师姐们的关怀与培养！

鸣谢第十三届电子协会全体成员的大力支持！

祝电子协会更上一层楼！

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本文标签： 元器件元件导线布线电路