隨(sui)著電(dian)子(zi)信息(xi)技(ji)術(shu)的(de)(de)飛速發展，手工(gong)設計(ji)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)(de)PCB(印制電(dian)路板)已不能適應電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)發展的(de)(de)需要。我們必須(xu)借(jie)助(zhu)計(ji)算機來完成PCB的(de)(de)設計(ji)工(gong)作，它(ta)不僅速度快，準(zhun)確性(xing)高(gao)，并能極大的(de)(de)減輕工(gong)程技(ji)術(shu)人員的(de)(de)勞動強(qiang)度。其(qi)中涉及的(de)(de)軟件(jian)有許多種，Protel是其(qi)中比較經典的(de)(de)一種。

Protel是(shi)(shi)Altium公司推出的(de)電路輔助(zhu)設(she)計(ji)(ji)系統，它是(shi)(shi)第(di)一(yi)個將(jiang)所有的(de)設(she)計(ji)(ji)工具集成于一(yi)身(shen)的(de)板卡級(ji)設(she)計(ji)(ji)系統，包括了原理圖設(she)計(ji)(ji)、PCB設(she)計(ji)(ji)、電路仿真、PLD設(she)計(ji)(ji)等。它最早的(de)版(ban)本是(shi)(shi)TANGO軟件(jian)包，后來發展為Protel for DOS版(ban)、Protel for Windows版(ban)、Protel 98版(ban)、Protel 99 SE版(ban)、Protel DXP版(ban)及Protel 2004版(ban)。隨著(zhu)版(ban)本的(de)不斷升級(ji)，它的(de)功能越來越強大。

和(he)其他版本相比，Protel 2004新增的(de)許(xu)多功能，使(shi)(shi)操作(zuo)更(geng)簡單、自動化程度更(geng)高(gao)，使(shi)(shi)我們(men)可以輕松進行各(ge)種復雜的(de)電路板(ban)設計。

2 PCB設計

PCB是英文Printed Circuit Board的(de)縮寫(xie)，譯(yi)為印(yin)制(zhi)(zhi)(zhi)電路板(ban)，簡稱電路板(ban)或PCB板(ban)。印(yin)制(zhi)(zhi)(zhi)電路板(ban)是用印(yin)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)方(fang)法(fa)制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)導電線路和元(yuan)件封裝，它的(de)主要功能(neng)是實現電子元(yuan)器件的(de)固(gu)定安裝以及管腳之間(jian)的(de)電氣(qi)連接，從而實現電器的(de)各種特(te)定功能(neng)。制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)正確、可靠、美觀的(de)印(yin)制(zhi)(zhi)(zhi)電路板(ban)是電路板(ban)設計的(de)最終(zhong)目的(de)。

PCB設(she)計(ji)的一(yi)般(ban)流程包括：制作前期(qi)準(zhun)備(bei)、制作PCB元(yuan)件引(yin)腳(jiao)封裝(zhuang)、新建PCB文(wen)件，規劃電路板(ban)、載入元(yuan)件引(yin)腳(jiao)封裝(zhuang)和網絡、布局、布線、DRC設(she)計(ji)規則檢查等。

3 Ni-MH電池充電器PCB設計

Ni-MH電池充電器是我們生活中常(chang)見的(de)一種電子產品。借助Protel 2004設計該電路的(de)印制電路板(PCB)基(ji)本(ben)步驟如下。

3.1創建項目文件

為方(fang)便各設(she)計文(wen)(wen)(wen)件(jian)的(de)(de)管理(li)和它們之間(jian)的(de)(de)無縫(feng)連(lian)接及同步設(she)計。在Protel 2004中采(cai)用(yong)項目文(wen)(wen)(wen)件(jian)進行管理(li)，首先要創建一個項目文(wen)(wen)(wen)件(jian)，然后(hou)在該(gai)項目文(wen)(wen)(wen)件(jian)下再新建或添加(jia)各設(she)計文(wen)(wen)(wen)件(jian)。

3.2創建原理圖文件并完成電池充電器電路的原理圖設計

Ni-MH電池充電器電路原理圖如下圖1所示。

圖1電池充電器原理圖

3.3創建PCB文件并(bing)進行規劃

在Protel 2004中創(chuang)建(jian)PCB文件有兩(liang)種方法：用文件菜單創(chuang)建(jian)和用向(xiang)導(dao)創(chuang)建(jian)，要注意的是用向(xiang)導(dao)創(chuang)建(jian)的PCB文件不在項(xiang)目(mu)文件中，創(chuang)建(jian)完成之后必(bi)須把它放入項(xiang)目(mu)文件中，否則后面的步驟(zou)就沒辦法進行了。根據(ju)充電器電路(lu)的組成，首先規劃板子(zi)的形狀為(wei)(wei)長方形，根據(ju)元器件的數(shu)目(mu)確定板子(zi)的的大(da)小(xiao)為(wei)(wei)2400mil×1300mil，單層(ceng)布線即(ji)設計為(wei)(wei)單面板。

3.4載入(ru)元件(jian)引腳封裝和(he)網絡并(bing)進行(xing)元件(jian)布局

本電(dian)路中全部元(yuan)(yuan)件(jian)采用插(cha)孔封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)形式。除了電(dian)池組(zu)正極性(xing)的封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)，其(qi)他元(yuan)(yuan)器件(jian)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)均(jun)采用Protel 2004元(yuan)(yuan)器件(jian)庫中的標準封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)，我(wo)們需要(yao)根據實(shi)際電(dian)路為(wei)(wei)電(dian)池組(zu)的正極性(xing)端設置出封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)，首先創(chuang)(chuang)建(jian)自己的元(yuan)(yuan)器件(jian)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)庫，在(zai)庫里創(chuang)(chuang)建(jian)如圖2中BT1—BT4所示(shi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)，然后將此(ci)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)設置為(wei)(wei)電(dian)池組(zu)的封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)即(ji)可。

圖2電池充電器PCB圖

元(yuan)件布(bu)(bu)局(ju)可采用(yong)先自動布(bu)(bu)局(ju)然后手工調整的方法進行(xing)。注(zhu)意(yi)變(bian)壓(ya)器不(bu)在(zai)此板子上放置。布(bu)(bu)局(ju)時注(zhu)意(yi)元(yuan)器件的排列、分布(bu)(bu)要合理和(he)均(jun)勻，力求整齊(qi)，美觀，合乎(hu)電路結構工藝要求。

3.5設(she)置布線規(gui)則，進行(xing)布線

所謂“布線(xian)”，就(jiu)是利用(yong)印制導線(xian)完成原理圖(tu)中(zhong)各元件(jian)的連線(xian)關系。任何一塊(kuai)電路(lu)板(ban)在完成元器件(jian)布局(ju)后，接(jie)下來要(yao)做的就(jiu)是將元器件(jian)用(yong)導線(xian)連接(jie)起來，使其(qi)具有電氣特(te)性，從而形成一塊(kuai)完整的電路(lu)板(ban)。

Protel 2004中布線(xian)(xian)(xian)時首先要(yao)設置好布線(xian)(xian)(xian)規則，以滿足安全原則等(deng)電(dian)氣要(yao)求(qiu)(qiu)。根據(ju)充電(dian)器(qi)電(dian)路的(de)實(shi)際要(yao)求(qiu)(qiu)，這里設置安全間(jian)距為10mil，頂層布線(xian)(xian)(xian)、普通(tong)線(xian)(xian)(xian)寬10mil、電(dian)源(yuan)線(xian)(xian)(xian)20mil、地(di)線(xian)(xian)(xian)30mil.布線(xian)(xian)(xian)采用自動(dong)布線(xian)(xian)(xian)，對不合乎(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)地(di)方(fang)最后可以進行手(shou)工修改。布線(xian)(xian)(xian)時在滿足安全原則等(deng)電(dian)氣要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)前提下，導線(xian)(xian)(xian)要(yao)精簡(jian)，盡可能(neng)短，盡量少拐(guai)彎(wan)，力求(qiu)(qiu)導線(xian)(xian)(xian)簡(jian)單明了(le)。

另外，走線設計要考慮組(zu)裝是否方便(bian)等(deng)。最后還要求(qiu)板子美觀、經濟，好的PCB板布線美觀，做功精細，看(kan)上去就像一件藝術品。

3.6 DRC設計規則檢查(cha)和(he)錯誤排除(chu)。

電(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)設(she)計(ji)完(wan)成(cheng)(cheng)之(zhi)后，為了(le)(le)保證所進行的(de)設(she)計(ji)工(gong)作符合要求，可(ke)以(yi)由計(ji)算機自動(dong)完(wan)成(cheng)(cheng)檢查工(gong)作，即DRC設(she)計(ji)規則檢查。檢查完(wan)成(cheng)(cheng)后，系統(tong)會彈出(chu)Messages信(xin)息框，根(gen)據(ju)此(ci)信(xin)息提示，對設(she)計(ji)進行修改，直至沒有錯誤。到這里(li)電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)PCB設(she)計(ji)工(gong)作就完(wan)成(cheng)(cheng)了(le)(le)，設(she)計(ji)好(hao)的(de)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)PCB文件(jian)如上圖(tu)2所示。最后可(ke)以(yi)打印(yin)輸出(chu)圖(tu)紙(zhi)和報表(biao)，進行實際制(zhi)板(ban)等相(xiang)應后續工(gong)作。