1、电路设计与仿真实验指导书电路设计与仿真实验指导实验一 Protel 99SE绘图环境练习实验二 原理图库元件的操作实验三 Protel 99SE原理图绘制实验四 层次原理图绘制实验五 原理图绘制综合训练实验六 简单Pcb操作练习实验七 Pcb元件库操作实验八 Pcb制版训练实验九 Pcb制版综合训练实验十 Protel 99SE的各种报表实验十一 EWB设计练习实验十二 电路设计与仿真综合实验附录：仿真设计题选实验一 Protel 99SE绘图环境练习一、实验目的熟悉Protel 99SE绘图环境的设置，为进一步绘图建立基础。二、实验设备PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理Prote
2、l是一个专业的电路图绘制软件，绘图时的环境以及快捷键等均可以自主设置，非常方便。掌握其方法，可以大大提高工作效率。四、实验步骤1 进入Protel 99SE设计环境，点击主界面中的最左边的箭头，引出下拉菜单。从该下拉菜单中选择Preferences命令，在弹出的对话框中进行如下设置：1 设置界面字体：取消“Use Client System Font For All Dialogs”的选择，点击“Change Sysytem Font”按钮，进一步设置字体为“Arial、粗体、小五号”；2 更改自动保存文件的位置、时间间隔：时间间隔改为20分钟、保存位置为E:99SE_Beckup,数量改为1
3、个。2 新建原理图文档，进入原理图编辑状态，点击主界面中的最左边的箭头，引出下拉菜单。从该下拉菜单中选择Customize命令，在弹出的对话框中进行如下设置：1 设置界面工具箱：点击“Toolbars”选项卡，选中“Schematic Tools”、“Wiring Tools”、“Power Objects”工具箱，使其每次进入原理图编辑时自动出现相应工具箱；2 修改快捷键：点击“Shortcut Keys”选项卡，进一步点击“Menu”按钮，选择“Edit”新添回退功能（undo）的快捷键操作“Ctrl+Z”。3 在原理图编辑状态下，点击“ToolsOption”,在“Sheet Optio
4、n”选项卡中，设定图纸大小为A号，横向，显示边框、参考坐标、标题栏；4 自制原理图模板。步骤如下：1 新建原理图文件，图纸为A号横向，用绘图工具箱画直线工具，依下图在右下角绘制标题栏。执行菜单命令Place（放置）Annotation（注释），在相应位置放置“标题、日期、设计、审核、版本、文件”等文字。（注意调整文字大小）2 同样执行菜单命令Place（放置）Annotation（注释），在相应位置放置文字及特殊字符串“.title”（标题）、“.date”（日期）、“.address1”（设计人）、“.address2” （审核人）、“.revision”（版本）、“.DOC_FILE_NA
5、ME”（文件名）。3 在对应位置放置特殊字符串“.title”（标题）、“.date”（日期）、“.address1”（设计人）、“.address2” （审核人）、“.revision”（版本）、“.DOC_FILE_NAME”（文件名）。4 用绘图工具箱中的图像工具，放置一你喜欢的图案作为特征标记。 例如可选windows中的剪贴画（在C:Program FilesCommon FilesMicrosoft SharedClipart.）选择。5 执行菜单命令Filesave copy as，选择“Schematic template binary”格式将制作好的模板文件以20021234
6、5(自己的学号).dot的文件名保存。5 调用自制模板文件。步骤如下：新建原理图文件，执行菜单命令DesignTemplateSet Template File Name，选中自建的模板文件即可。6 执行菜单命令DesignOptions，进而点击“Organization”选项卡，再在“Organization”栏目中填“东莞理工学院电子系”、“Address” 栏目中第一、二行填入自己和学友的姓名、“Title”栏目中填“毕业设计”等、“Revision” 栏目中填版本号等。五、实验结果需提交内容： 在原理图编辑环境下，调用自制的模板文件，用抓图软件将其粘贴到本文档。参见下图。实验二 原理
7、图库元件的操作一、实验目的：熟悉Protel环境下原理图库元件的操作，练习在元件库环境下对新建元件，编辑元件等的各种操作。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel的元件库提供了丰富的元件，但是随着新元件的出现，元件库无法提供所有元件。Protel允许用户自己建立新元件，以扩充元件库。四、实验步骤：1新建一个设计文档，并在其中新建一个原理图元件库，以自己的学号为名。2在自己的原理图元件库中，用复制的方法，加入电阻RES1、电容CAP。并设电阻的缺省封装为AXIAL 0.4,电容的缺省封装为RAD 0.2。3用最便捷的方法，为自己的元件库制作一个按管脚号顺序排列的
8、80C31元件。将电源端的名称改为VCC及GND。第20脚GND不隐藏，第40脚VCC隐藏。DIP40封装。提示：用查找的方法找到软件提供的该元件，将其复制到自己新建的元件库中，然后修改之。4在自己的元件库中，添加一个单向可控硅元件：MCR100-6；其外形及符号如下图。设其封装名为TO-92C。单向可控硅MCR100-65在自己的元件库中，添加DIP14封装的一个四运放元件LM324；其管脚排列如下图注意设置元件引脚的电气属性。要求新增的元件类似与74LS00。6 用复制改名的方法，利用本库中新建的80C31，制作89C51。提示：80C31与89C51引脚全兼容。7对自己新建的LM324元
9、件，生成元件报表，检查有无错误发生。8对自己新建的元件库，生成元件库报表，并进行元件规则检查。9新建一个原理图，将自己建的元件逐个调入其中，图中放入自己的名字。五、实验结果分析：需提交内容：将步骤9中所指定的原理图绘制完成，并粘贴到本实验报告中来。要求图中必须包含有自己中文名字。实验三 Protel 99SE原理图绘制一、实验目的熟悉Protel原理图绘图环境和基本的原件操作功能。练习简单原理图的绘制。二、实验设备PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel是一个专业的电路图绘制软件，利用其强大的绘图工具和便捷的快捷方式，可以迅速的完成原理图的绘制。四、实验步骤：1. 关闭和显
10、示画图工具按钮、绘图工具按钮和电源地线工具按钮。提示：执行菜单View/Tool bars/Wiring Tools、View/Tool bars/Drawing Tools、Power Objects。实际操作：（1）执行view/tool bars/wiring tools 可以打开绘制原理图工具按钮。（2）执行View/Tool bars/Drawing Tools 可以打开画图工具按钮。（3）执行View/Tool bars/ Power Objects可以打开电源地线工具按钮。2. 向原理图中放置阻值为3.3k的电阻、容量为1微法的电容、型号为1 N4007的二极管、型号为2N222
11、2三极管、单刀单掷开关和4脚连接器。提示：电阻（RES2）、电容（CAP）、二极管（DIODE）、三极管（NPN）、单刀单掷开关（SW SPST）和4脚连接器（CON4）都在Miscellaneous Devices.Lib元件库中。3. 在练习2的基础上，练习：（1）选择3.3k电阻，复制并粘贴该电阻，然后取消选择；（2）删除二极管，并用恢复按钮将二极管恢复。（3）删除三极管。（4）删除电容，然后粘贴该电容。（5）用鼠标选择几个元件，然后删除这些被选择的元件。（6）将该电路图存盘。4. 向电路图中输入文字这是我的第一个原理图，注意将字体改为粗体，字号为三号。提示：在画图工具箱中选择放置文字按
12、钮，然后使用键盘上的Tab键，在弹出的窗口输入需要输入的文字，然后单击Change 按钮更改字号和字型。5. 关闭和使能电气捕捉栅格，观察电气栅格在连线时具有的作用。提示：使用View/Electrical Grid关闭和使能电气捕捉栅格。试在去掉电气栅格和使能电气栅格的两种情况下，在图中的连接点之间连线，以观察电气栅格的作用（注意去掉捕捉栅格）在Design/Options菜单中可以使能或去掉捕捉栅格和电气捕捉栅格。6. 关闭和使能电气连接点，观察画丁字连线时的区别。提示：执行Tools/Preference，在弹出的窗口选择Schematic页面，在该页面的Options区域中，使能或关闭
13、Auto-Junction选项。7. 用查找的方法找到元件74LS273和74LS373，并按照下图绘制电路图，练习放置总线接口、总线和网络标记。提示：需要使用放置工具箱上的总线接口、总线和网络标记。8. 选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。提示：使用放置工具箱中的地线按钮放置电源和地线，然后更改其属性。在菜单View/toolbar中选择电源地线工具箱。9. 按照下图画一个电路，电路中的元件都取自Miscellaneous Devices.lib库。（1）要求图纸尺寸为A4、去掉标题栏、关闭显示栅格、使能捕捉栅格和电气栅格、使能自动连接点放置。（2）画完电路后，要按照图中元件参数逐个
14、设置元件属性，但是元件要自动编号，并进行电气规则检查。（3）最后形成该电路的元件表和网络表。序号名称编号封装1CON2J1SIP22CON2J1SIP23CON2J3SIP24RES2R1AXIAL0.35RES2R2AXIAL0.36RES2R3AXIAL0.37RES2R4AXIAL0.38NPNQ1T0-92B9Electrolytic CapacitorC1RB.2/.410Electrolytic CapacitorC2RB.2/.4五、实验结果分析 需提交内容：绘制完成步骤7、9中所指定的原理图，并粘贴到本实验报告中来。要求每张图中必须包含有自己中文名字。实验四 层次原理图绘制一、
15、实验目的：熟悉Protel原理图绘图环境下复杂原理图的绘制，练习层次原理图的绘制，体会层次原理图简化复杂电路原理图的优越性。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel是一个专业的电路图绘制软件，在其上面不但可以绘制简单原理图，还可以绘制复杂原理图，利用层次图的概念，可以将复杂的原理图分割成许多简单的功能块，从而使原理图更加简洁清晰。四、实验步骤：1 按照下图创建项目文件，并画出各层次电路图。 33SCH11.SCH 22.SCH2. 用不同的选项生成网络表并分析之，体会生成网络表时不同选项的含义。3对生成的项目文件进行ERC电气规则检查，并将元件情况导出到电子表
16、格。五、实验结果分析：需提交内容：1. 绘制完成指定的层次原理图，并粘贴到本实验报告中来。要求图中必须包含有自己学号。2. 给出正确的网络表。实验五 原理图绘制综合训练一、实验目的：熟练应用Protel的各种绘图功能，练习完整电路图的绘制整过程。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件三、实验原理：利用Protel强大的绘图功能可以完成从简单电路图到复杂电路图的绘制，即使是复杂的电路，在Protel环境下也可以轻松完成。四、实验步骤：1绘制二级放大器电路图（见下图）。生成网络表。2按提示用层次电路的形式改绘放大器电路图。生成网络表。3比较两种网络表，如有差异查找原因直至完全匹配。附：元件
17、清单名称编号型号封装RES2R1AXIAL0.5RES2R2AXIAL0.5RES2R3AXIAL0.5RES2R4AXIAL0.5RES2R5AXIAL0.5RES2R6AXIAL0.5RES2R7AXIAL0.54 Pin HeaderJ1SIP4ConnectorJ2SIP2ConnectorJ3SIP2Electrolytic CapacitorC1RB.2/.4Electrolytic CapacitorC2RB.2/.4Electrolytic CapacitorC3RB.2/.4Electrolytic CapacitorC4RB.2/.4Electrolytic Capacit
18、orC5RB.2/.4Electrolytic CapacitorC6RB.2/.4MC7812TU1TO220HDiode BridgeD1BRIDGELEDD2RB.2/.4NPN TransistorT19014TO-92BNPN TransistorT29013TO-92BTRANS1B1BYQ五、实验结果：需提交内容：绘制完成指定的原理图及层次原理图，并粘贴到本实验报告中来。要求图中必须包含有自己中文名字。实验六 简单Pcb操作练习一、实验目的：训练在Protel环境下从原路图到Pcb制版的整个过程和必要的属性设置。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Pro
19、tel拥有强大的制版绘图功能，其中包括自动布局，自动布线等。通过进行必要的设置，可以轻松的完成Pcb一系列操作。四、实验步骤：1. 结合教学文件“布局与布线.ppt”,学习、体会各种PCB设计规则的意义和作用。2 新建PCB1.PCB文档，利用向导画一个空白PCB板（双面，穿孔插接元件），尺寸为4000mil X 3000mil。3新建PCB2.PCB文档，在其中用手动方法画一个空白PCB板，尺寸为2200mil X 1200mil。4在PCB2.PCB中，调入给定的网络表，依下图完成手工布局。5删除所有元件只保留D1，利用复制、特殊粘贴的方法，水平、垂直等距（500mil）放置总数为4的同类
20、元件。6将8个同类元件排成一圈，参见下图。（提示：复制时，设定好母体的放置方向、参考点）7利用画图工具箱的第一项，手动放置导线，体会三种布线模式的特点。提示：三种布线模式在ToolsPreference中设定。8学习菜单DesignClasses下对元件、网络等的分类方法。五、实验结果：提交内容：将完成的最终完成的包含自己学号的彩色版图粘贴于报告中。实验七 Pcb元件库操作一、实验目的：训练在Protel 元件库编辑环境下的各种操作。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel允许自行添加PCB元件，以适应不断出现新元件的需求，软件提供了元件库操作环境，用户可随时
21、增加新的Pcb元件。四、实验步骤：1新建一个PCB库文件，并在其中添加一个变压器的元件，已知变压器引脚直径1mm，尺寸见下图，单位为mil。变压器原方 变压器付方提示：（1）焊盘编号从1开始。（2）注意焊盘间距，特别是焊盘孔距，所在的层面。（3）设置好元件的基准点。2.依据下图，为按键创建一个PCB元件。（注意焊盘的层面）3参照下图的例子，修改电解电容的封装RB.2/.4，不用加号而改用斜线方式表示正负极。提示：注意负极对应的2号焊盘。4新建一个PCB设计，并在其中放置新建或新改的元件。五、实验结果：需提交内容：绘制完成包含有自己创建的PCB元件的板图（其他条件不限），并粘贴到本实验报告中来。
22、要求图中必须包含有自己中文名字。实验八 Pcb制版训练一、实验目的：训练在Protel环境下Pcb制版的具体过程和和步骤。熟练运用必要的属性设置。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel拥有强大的PCB绘图功能，通过进行必要的规则设置，可以轻松的完成一系列PCB设计操作。四、实验步骤：1按照YJ_12_1.DDB中提供的原理图及网络表，设计一块尺寸为2600mil X 1400mil 的单面板，完成布局与布线。具体要求如下：（1）元件排列整齐、美观，布局合理。（2）GND网络线宽50mil，Vcc网络线宽45mil，其余线宽15mil。（3）手工预布Vcc网络
23、，在此基础上用电脑自动布线完成其余连线。（4）Vcc与GND网络之间安全间距为20mil，其余所有的不同网络间安全间距为10mil。（5）采用转角为45的走线方式。（6）在顶丝印层放自己的学号。（7）四周放四个安装孔，直径约为3.5mm。（8）保存结果，命名规则：dmb_200212345.pcb2在2300mil X 1300mil 的双层板上，同样完成的PCB设计。要求如下：（1）采用顶层水平、底层垂直的走线模式。（2）底层敷铜，间距设为20mil。（3）所有过孔、焊盘补泪滴。（4）改在顶层放自己的学号。（名字）（5）保存结果，命名规则：smb_200212345.pcb其余同单面板。3在
24、2300mil X 1200mil 的四层板上，同样完成的PCB设计。要求基本同双面板，结果保存为scb_200212345.pcb。五、实验结果：要求：将绘制好的单面板、双面板（分层）版图粘贴于此处。实验九 Pcb制版综合训练一、实验目的：训练在Protel环境下Pcb制版的具体过程和和步骤。熟练运用必要的规则属性设置。二、实验设备：PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理：Protel拥有强大的PCB绘图功能，通过进行必要的规则设置，可以轻松的完成一系列从SCH到PCB的设计操作。四、实验步骤：1 按下图，参见附表所列封装、编号绘制原理图。2 生成网络表。3 新建名为tryPCB.L
25、IB的PCB库文档，并在其中新建变压器TRANS1和整流桥BRIDGE1的封装，尺寸要求见黑板。4 将电路画在一个双面PCB板上，尺寸2500X2000mil（机械尺寸）。留边50mil。6合理安排元件布局。7采用转角为45的走线方式。8GND网络线宽40mil，其余线宽12mil。9Vcc与GND网络之间安全间距为15mil，其余所有的不同网络间安全间距为10mil。10底层敷铜，敷铜与GND相通，与其他网络的间距设为25mil。11在顶丝印层放自己的学号。12. 四周放四个安装孔，直径约为3mm。Part TypeDesignatorFootprintDescriptionCON2J2SI
26、P2ConnectorCON2J3SIP2ConnectorRES2R1axial0.3电阻RES2R2axial0.3电阻RES2R3axial0.3电阻BRIDGE1D1QIAO（需自建）Diode BridgeCON2J1SIP2ConnectorDIODED3DIODE0.4DiodeDIODED2DIODE0.4DiodeELECTRO2C1RB.2/.4Electrolytic CapacitorELECTRO2C2RB.2/.4Electrolytic Capacitor7809U1TO-220稳压块LM358U2DIP-8运放TRANS1T1ABCD（需自建）变压器五、实验结果
27、：要求：将绘制好的双面板（分层）版图粘贴于此处。图中应放置有自己的学号。实验十 Protel 99SE的各种报表一、实验目的熟悉Protel 99SE中有关原理图、原理图库元件、PCB板图以及元件封装的各种报表文件,体会Protel99SE的便捷性。二、实验设备PC机一台，Protel绘图软件。三、实验原理Protel是一个专业的电路图绘制软件，在其上面不但可以绘制简单原理图，还可以自动生成各种报表文件，十分便捷、实用。四、实验步骤1打开12_16_yj.ddb设计文档中的原理图文件sheet1.sch，依据向导生成元件材料清单（Bill of Material）文件sheet1.xls,要求
28、包含元件名称（Part Type）、编号（Designator）、封装（Footprint）类型（Description）。用复制、粘贴的方法生成名为2002_12345_原理图.xls的电子表格文件。（准备用复制、粘贴的方法提交到本实验报告中，不经过EXCEL而直接复制、粘贴到WORD，将无法直接形成表格）。2. 对12_16_yj.ddb设计文档中的原理图文件sheet1.sch进行设计规则检查（ERC）,生成sheet1.ERC的报告文件。3打开12_16_yj.ddb设计文档中的板图文件PCB1.PCB，依据向导生成元件材料清单（Bill of Material）文件PCB1.BOM，
29、要求包含元件名称（Comment）、封装（Footprint）、编号（Designators）。用复制、粘贴的方法生成名为2002_12345_PCB.xls的电子表格文件。（准备用复制、粘贴的方法提交到本实验报告中，不经过EXCEL而直接复制、粘贴到WORD，将无法直接形成表格）。4针对板图文件PCB1.PCB，在整个扳子的范围进行设计规则检查（DRC）,生成PCB1.DRC文件。检查内容及条件为：安全间距：间距15mil。铜膜宽度：最大50mil，最小10mil。焊盘孔径：最大100mil，最小28mil。元件距离：最小10mil。（精细检查）（相关的设置方法如下：在设计规则设置中，在Placement选项卡中的Component Clearance Constraint规则中设置间距及检查模式（选Full）。5针对板图文件PCB1.PCB，报告扳子的相关信息。6针对原理图库文件SHEET1.LIB，进行元件规则检查（Component Rule Check）,选中所有选项，生成SHEET1.ERR文件。7打开12_17_yj.ddb设计文
