1、电子设计自动化第一部分 电路仿真第1章 Multisim8基本知识 教学目的和要求： 1、熟练掌握Multisim仿真软件的使用方法； 2、熟练掌握Multisim的器件使用和仿真分析方法。 教学主要内容： 11 Multisim 8基本操作 12 Multisim 8菜单项和和工具栏 13 Multisim 8元件库与元件 14 Multisim 8的虚拟仪器 15 Multisim 8的仿真分析方法 11 Multisim 8基本操作1菜单栏2设计工具箱3扩展条4工作电路区12 Multisim 8菜单项和和工具栏 1、文件菜单（File） 2、编辑菜单（Edit） 3、窗口显示菜单（Vi
2、ew） 4、放置菜单（Place） 5、仿真菜单（Simulate） 6、文件输出菜单（Transfer） 7、工具菜单（Tools） 8、报告菜单（Reports） 9、选项菜单（Options） 10、窗口菜单（Windows） 11、帮助菜单（Help） 13 Multisim 8元件库与元件131 Multisim 8元件库 1Multisim Master 库 2Corporate Library 库 3User 库132 Multisim 8 的元件1电源库2基本元件库3二极管库4晶体管库5 模拟集成元件库6TTL 元件库7 .CMOS 元件库8. 其他数字元件库9 混合器件库10
3、指示器件库 （Indicators ) 11其他器件库 （Miscellaneous ) 12射频器件库13机电器件库14 Multisim 8的虚拟仪器1.4.1 数字万用表1.4.2 函数信号发生器1.4.3 瓦特表1.4.4 双通道示波器1.4.5 波特图仪1.4.6 频率计1.4.7 字信号发生器1.4.8 逻辑分析仪1.4.9 逻辑转换仪1.4.10 失真分析仪1.4.11 安捷伦万用表1.4.1 数字万用表 A：测量对象为电流。 V：测量对象为电压。：测量对象为电阻。dB：将万用表切换到分贝显示。 ：表示万用表的测量对象为交流参数。：表示万用表的测量对象为直流参数。 + ：对应万用
4、表的正极； - ：对应万用表的负极。Set：单击该按纽可弹出对话框。在其中可以对数字万用表的表内阻的量程等参数进行设置。1.4.2 函数信号发生器Frequency：设置输出信号的频率。Duty Cycle：设置输出的方波和三角波电压信号的占空比。Amplitude：设置输出信号的幅度的峰值。Offset：设置输出信号的偏置电压，即设置输出信号中直流成分的大小。Set Rise/Fall Time：设置上升沿与下降沿的时间。仅对方波有效。+ ：表示波形电压信号的正极性输出端。- ：表示波形电压信号的负极性输出端。Common：表示公共接地端。1.4.3 瓦特表Power Factor：功率因数
5、显示栏。Voltage：电压的输入端点，从“+”、“-”极接入。Current：电流的输入端点，从“+”、“-”极接入。1.4.4 双通道示波器Timebase模块 该模块主要用来进行时基信号的控制调整。其各部分功能为：Scale：X轴刻度选择。控制在示波器显示信号时，X轴每一格所代表的时间。单位为ms/Div，范围为1ps1000Ts。X position：用来调整时间基准的起始点位置。即控制信号在X轴的偏移位置，调整的范围为-5V+5V。Timebase模块Y/T按纽：选择X轴显示时间刻度且Y轴显示的电压信号幅度的示波器显示方式，即信号波形随时间变化的显示方式，是打开示波器后的默认方式。A
6、dd：选择X轴显示时间以及Y轴显示的电压信号幅度为A通道和B通道的输入电压之和。B/A：选择将A通道信号作为X轴扫描信号，B通道信号幅度除以A通道信号幅度后所得信号作为Y轴的信号输出。A/B：选择将B通道信号作为X轴扫描信号，A通道信号幅度除以B通道信号幅度后所得信号作为Y轴的信号输出。Channel模块该模块用于双通道示波器输入通道的设置。Channel A：A通道设置。Scale：Y轴的刻度选择。控制在示波器显示信号时，Y轴每一格所代表的电压刻度。单位为V/Div，范围为1pv1000Tv。Y position：用来调整示波器Y轴方向的原点。即波形在Y轴的偏移位置，调整范围为-3+3。AC
7、方式：滤除显示信号的直流部分，仅仅显示信号的交流部分。0：没有信号显示，输出端接地。DC方式：将显示信号的直流部分与交流部分求和后进行显示。Channel B：B通道设置。Trigger模块 该模块用于设置示波器的触发方式。Edge：触发边沿的选择设置，有上升边沿和下降边沿等选择方式。Level：设置触发电平的大小，该选项表示只有当被显示的信号超过该文本框中的数值时，示波器才能进行采样显示。Type：设置触发方式。Auto：自动触发方式，只要有输入信号就显示波形。Single：单脉冲触发方式，满足触发电平的要求后，示波器仅仅采样一次。每单击Single一次便产生一个触发脉冲。Normal：只要
8、满足触发电平的要求，示波器就采样显示输出一次。1.4.5 波特图仪Mode该区域是输出方式选择区。（1）Magnitude：用于显示被测电路的幅频特性曲线。（2）Phase：用于显示被测电路的相频特性曲线。Horizontal该区域是水平坐标（X轴）的频率显示格式设置区，水平轴总是显示频率的数值。（1）Log：水平坐标采用对数的显示格式。（2）Lin：水平坐标采用线性的显示格式。（3）F：水平坐标（频率）的最大值。（4）I：水平坐标（频率）的最小值。Vertical该区域是垂直坐标设置区。（1）Log：垂直坐标采用对数的显示格式。（2）Lin：垂直坐标采用线性的显示格式。（3）F：垂直坐标（频
9、率）的最大值。（4）I：垂直坐标（频率）的最小值。Control该区域是输出控制区。（1）Reverse：将示波器显示屏的背景色同黑色改为白色。（2）Save：保存显示的特性曲线及其相关的参数设置。（3）Set：设置扫描的分辨率。1.4.6 频率计（1）Measurement选项区：参数测量区。 Freq：用于测量频率。 Period：用于测量周期。 Pulse：用于测量正/负脉冲的持续时间。 Rise/Fall：用于测量上升沿/下降沿的时间。（2）Coupling选项区：用于选择电流耦合方式。 AC：交流 DC：直流（3）Sensitivity选项区：主要用于灵敏度设置。（4）Trigger
10、 Level选项区：触发电平设置区。当被测信号的幅度大于触发电平时才能进行测量。 1.4.7 字信号发生器（1）Controls区：输出字符控制，用来设置字信号发生器的最右侧的字符编辑显示区字符信号的输出方式，有下列3种模式：Cycle：在已经设置好的初始值和终止值之间循环输出字符。Burst：每单击一次，字信号发生器将从初始值开始到终止值结束的逻辑字符输出一次，即单页模式。Step：每单击一次，输出一条字信号，即单步模式。（2）Display：用于设置字信号发生器的最右侧的字符编辑显示区的字符显示格式，有Hex、Dec、Binary、ASCII等几种计数格式。（3）Trigger：用于设置触
11、发方式。Internal：内触发方式。External：外触发方式，此时，需要接入外部触发信号。（4）Frequency：用于设置字符信号的输出时钟频率。（5）字符编辑显示区：字信号发生器的最右侧的空白显示区，用来显示字符。1.4.8 逻辑分析仪1.4.9 逻辑转换仪1.4.10 失真分析仪（1）Total Harmonic Distortion：总的谐波失真显示区。（2）Start：启动失真分析按纽。（3）Stop：停止失真分析按纽。（4）Fundamamental：设置失真分析的基频。（5）Resolution Freq：设置失真分析的频率分辨率。（6）THD：显示总的谐波失真。（7）SI
12、NAD：显示信噪比。（8）Set按纽：测试参数对话框设置。1.4.11 安捷伦万用表1功能选择区（FUNCTION）DC V：用于测量直流电压/电流；AC V：用于测量交流电压/电流； 2W：用于测量电阻；Freq：用于测量信号的频率或周期；Cont：用于测量连续模式测量电阻的阻值。2数学运算区（MATH）Null：表示相对测量方式，将相邻的两次测量值的差值显示出来；Min/Max：用于显示已经存储的测量过程中的最大-最小值。3菜单选择区（MENU）：用于进行菜单的选择。4量程选择区（RANGELDIGHTS）：用于量程的选取。5触发模式设置区（Auto/Hold）：用于单触发模式的选择设置。
13、6其他功能键第一部分 电路仿真第2章 Multisim电路仿真软件在电子设 计中的应用教学目的和要求： 掌握Multisim电路仿真软件在电子设计中的应用； 能够利用Multisim电路仿真软件进行分析或设计电路。教学主要内容： 21 Multisim电路仿真软件在电路分析中的应用 22 Multisim电路仿真软件在模拟电路中的应用 23 Multisim电路仿真软件在数字电路中的应用 24 Multisim电路仿真软件在非线性电路中的应用 21 Multisim电路仿真软件在电路分析中的应用211 电阻电路的分析【例题2-1】电路如图2-1所示，试利用Multisim 8求各节点电位。21
14、2谐振电路分析【例题2-2】串联谐振电路如图2-5所示，利用Multisim 8分析电路的幅频特性和相频特性。22 Multisim电路仿真软件在模拟电路中的应用221 单管放大电路的仿真分析【例题2-3】共发射极放大电路如图2-9所示，利用Multisim 8分析该电路的放大情况。222 运算电路的仿真分析【例题2-4】反相比例运算电路如图2-17所示，利用Multisim 8进行仿真分析。【例题2-5】微分运算电路如图2-19所示，利用Multisim 8进行仿真分析。23 Multisim电路仿真软件在数字电路中的应用231时序逻辑电路的分析应用【例题2-6】图2-21为十进制计数器的电
15、路图，利用Multisim 8进行仿真分析。【例题2-7】图2-22为一个十分频器，利用Multisim 8进行仿真分析。 232 555定时器中的应用【例题2-8】图2-24为555多谐振荡器电路，利用Multisim 8进行仿真分析。24 Multisim电路仿真软件在非线性电路中的应用241 直流稳压电源的分析【例题2-9】图2-26为稳压电源电路，利用Multisim 8进行仿真分析。【例题2-9】图2-30为模拟乘法器实现振幅调制电路，利用Multisim 8进行仿真分析。【例题2-10】图2-34为模拟乘法器实现同步检波电路，利用Multisim 8进行仿真分析。15 Multis
16、im 8的仿真分析方法1、直流工作点分析2、交流分析3、瞬态分析4、傅立叶分析5、噪声分析6、噪声系数分析7、失真分析8、直流扫描分析9、灵敏度分析10、参数扫描分析、11、温度扫描分析12、零-极点分析13、传递函数分析14、最坏情况分析15、蒙特卡罗分析16、射频分析17、批处理分析18、最小线宽分析19、用户自定义分析。第3章 概述教学目的：1、掌握PROTEL 99SE的文件管理和基本操作2、了解PROTEL 99SE的安装过程教学重点：PROTEL 99SE的文件管理教学过程：2学时Protel 99 SE是基于Windows的32位EDA设计系统，它集强大的设计能力、复杂工艺的可生
17、产性、设计过程管理于一体，可完整实现电子产品从电子学概念设计到生成物理生产数据的全过程。既满足了产品的高可靠性，又极大缩短了设计周期，降低了设计成本。第3章 概述一、Protel 99 SE的组成与特点1Protel 99 SE的体系结构及设计组件（1）多功能高效率的原理图设计组件Schematic 99（2）功能强大的PCB设计系统PCB 99（3）自动布线组件Route 99（4）通用的可编程逻辑器件设计PLD 99 （5）高级数模混合电路信号仿真组件SIM 99第3章 概述2Protel 99 SE 的新特性SmartDoc技术所有文件都存储在一个综合设计数据库中。 SmartTeam技
18、术设计组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的综合信息，更改通告以及文件锁定保护，确保整个设计组的工作协调配合。SmartTool技术把所有设计工具(原理图设计、电路仿真、PLD设计、PCB设计、自动布线、信号完整性分析以及文件管理器)都集中到一个独立、直观的设计管理器界面上。第3章 概述二、 Protel 99 SE的安装和运行（1） Protel 99 SE的安装（2） 安装修补程序（3） Protel 99 SE系统文件备份（4） Protel 99 SE系统的主控环境（5）系统界面字体的设置第3章 概述三、 Protel 99 SE的文件管理（1）建立工程数据库文件（2）数据库文件的打
19、开和关闭（3）建立数据库的内部文件（4）内部文件的打开和关闭（5）内部文件的复制和移动（6）内部文件的重命名和删除（7）文件的保存（8）内部文件的备份第3章 概述Protel 99 SE的文件夹结构Protel 99 SE的文件类型及其说明 服务器和编辑器图标 创建文件实例例：第4章 PROTEL99SE原理图设计专题1 设计与绘制电路原理图专题2 SCH元件图形的绘制专题3 电路原理图的常用处理技术专题1 设计与绘制电路原理图 教学目的：掌握原理图的设计过程和编辑技巧 教学重点：1、图纸设置2、电路原理图的绘制过程和基本操作 教学难点：1、原理图的编辑技巧2、复杂电路图的绘制 教学过程：10
20、学时专题1 设计与绘制电路原理图1、电路原理图设计流程专题1 设计与绘制电路原理图设计步骤设置原理图图纸大小选择和放置元件原理图布线建立网络表电气原理测试和模拟编辑与调整文件的存盘和打印专题1 设计与绘制电路原理图2、原理图设计文档的建立（1）建立项目数据库文件（2）进入原理图设计界面的步骤（3）主工具栏的打开和关闭专题1 设计与绘制电路原理图3、设置图纸属性（1）设置图纸大小1英寸=25.4毫米（1mil=0.0254mm)（2）设置图纸方向专题1 设计与绘制电路原理图（3）设置标题栏类型例：设计如下标题栏注意：圆点命令的使用！特殊字符串切换方法！专题1 设计与绘制电路原理图（4）设置图纸栅
21、格 Snap On（锁定栅格） Visible（可视栅格）（5）设置自动寻找电气节点 Electrical Grid：用来设置是否有自动寻找电气节点功能。（6）其它功能的设置专题1 设计与绘制电路原理图4、模板的应用（1）建立模板注意选择文件格式（*.dot)（2）调用模板命令：Design/Template/Set File Name5、SCH库元件的调用（1）装入元件库两个最重要的元件库：Miscellaneous Device.ddbProtel Dos Schematic Library.ddb（2）查找元件专题1 设计与绘制电路原理图6、放置元件（1）利用菜单命令放置元件 装入元件库
22、 执行菜单命令PLACE/PART（2）利用元件库管理器放置元件 装入元件库 选定元件所属元件库 放置选定元件到工作平面上专题1 设计与绘制电路原理图（3）对象的选定与取消 对象的选定 选取 点取（任何时候只能有一个对象被点取） 取消选定 取消选取 取消点取专题1 设计与绘制电路原理图（4）对象的旋转、翻转与移动旋转：按空格键左右翻转：X上下翻转：Y（5）对象的删除选取：CTRL+DELETE点取：DELETE专题1 设计与绘制电路原理图（6）对象的剪切、复制和粘贴剪切：CTRL+X 复制：CTRL+C 粘贴：CTRL+V（7）对象的属性编辑在放置状态下按Tab键出现对 象属性，或直接双击对象
23、。Lib Ref： 元件名称Footprint： 元件封装Designator：元件标号Part Type： 元件标称值例：放置如下表所列元件专题1 设计与绘制电路原理图7、绘制电路原理图（1）画线工具 绘制导线 绘制总线 绘制总线出入端口 设置网络标号 绘制电源及接地符号 放置元器件 放置电路方框图 放置电路方框图进出口 放置节点 放置ERC测试点 放置PCB布线指示专题1设计与绘制电路原理图（2）绘制导线注意导线（Wire）与直线（Line）的区别：导线：具有电气特性直线：没有电气特性（3）放置节点节点是区分两条导线在电气上是否相通的标记。在连线的“十”字形交接处，系统不会加入节点，在连线
24、的“T”字形交接处，系统会加入电气节点。专题1 设计与绘制电路原理图（4）放置电源、接地等符号专题1 设计与绘制电路原理图（5）绘制总线总线是由数条性质相同的导线组成，总线没有电气特性，总线应配合网络标号进行使用。（6）放置电路输入/输出端口 输入/输出端口是电路与外界相连的接口。 单击TAB键，出现端口属性： 端口名称 端口箭头方向 端口信号传输方向 对条方式专题1 设计与绘制电路原理图（7）放置网络标号网络标号在电路图中具有实际的电气连接功能，与输入/输出端口相似，可在两个或两个以上电路图放置相同的网络标号。注意问题： 网络标号不能放在元件管脚上，而必须放在连线上，同时必须将网络标号的整个
25、底部靠近连线放置才有效。专题1 设计与绘制电路原理图8、复杂电路原理图设计（1）元件编号自动标注执行菜单命令Tools/Annotate设置对话框 Annotate Options Group Parts Together If Match By Re-annotate Method选择好各项后，单击“OK”，系统自动进行标注，并生成*.rep报表文件专题1 设计与绘制电路原理图（2）绘制总线进出点总线与导线相连时，必须用总线进出点。（3）放置注释文字 注意：圆点命令的使用！ 切换字符和圆点命令的方法 Tools/Preferences下的选择项Covent Special Strings专题
26、1 设计与绘制电路原理图9、原理图的编辑技巧（1）阵列式粘贴的应用 准备好要阵列式粘贴的对象 阵列式粘贴的操作专题1 设计与绘制电路原理图（2）对象的整体编辑整体编辑是非常实用的功能，常用于多个对象的属性进行批量设置。专题2 SCH元件图形的绘制教学目的：掌握元件图形的制作和创建方法教学重点：1、绘制工具栏的使用2、元件图形的制作和创建教学难点：1、带子件元件图形的制作教学过程：4学时专题2 SCH元件图形的绘制1、建立元件库（1）建立元件库（.Ddb）（2）建立元件子库（.Lib）2、SCH元件库编辑器的使用（1）元件库编辑器界面的组成编辑元件图形时位置通常取第四象限，元件左上角紧靠十字中心
27、。专题2 SCH元件图形的绘制（2）元件管理器Components区域Group区域Pins区域Mode区域（3）菜单命令专题2 SCH元件图形的绘制3、常用绘图工具的使用（1）画图工具栏（2）IEEE符号工具栏专题2 SCH元件图形的绘制（3）画图工具的使用 画直线 画曲线 画圆弧线 画多边形 放置文字 画矩形 画圆角矩形 画椭圆或圆 插入图片专题2 SCH元件图形的绘制放置元件引脚 带黑点的一端应朝外 注意引脚属性的设置专题2 SCH元件图形的绘制4、元件的制作与创建实例（1）分立元件的制作方法（2）绘制带子件的元件图形（3）绘制一般集成电路图形专题2 SCH元件图形的绘制分立元件的制作（
28、1）对已有元件图形进行修改 把元件修改好后存回元件库中 将元件图形作为母本复制到新库中再进行修改（2）分立元件的创建 建立新元件编辑环境 画元件符号 放置引脚 设置引脚属性 存盘专题2 SCH元件图形的绘制绘制带子件的元件图形设计这种元件图形时只需画其中一个子件的图形，其他子件图形用复制的方法产生。绘制一般集成电路图形注意定义管脚属性的设置专题2 SCH元件图形的绘制小结 通过本章的学习，要学会元件图形的制作与创建方法，包括带子件的元件图形符号。专题3 电路原理图的常用处理技术 教学目的：掌握层次电路图的设计以及网络表的创建 教学重点：1、层次电路图的绘制2、REC测试3、网络表的生成 教学难
29、点：层次电路图的设计 教学过程：8学时专题3 电路原理图的常用处理技术1、层次式电路设计为了提高电路图的可读性，较复杂的电路都采用层次式结构。最上层电路称为“根层电路”或“顶层电路”，下面的电路图称为“分图”或“子图”。层次电路又称为模块式电路，设计方法分“自上而下”和“自下而上”两种。专题3 电路原理图的常用处理技术（1）自上而下设计法这种设计法是先设计根层电路再设计分图。画电路方块图在方块图中放置进出点标志设计下级分图专题3 电路原理图的常用处理技术（2）自下而上设计法先设计好各下级分图然后再设计根层电路图。 建立根层电路文件 创建电路方块图专题3 电路原理图的常用处理技术（3）认识层次电
30、路的模式常用层次电路分类有五种模式。 模式1：各分图用相同名称的端口建立连接 模式2：用输入/输出端口表示电路间连接 模式3：各分图用进出点实现连接 模式4：嵌套型电路结构 模式5：一种特殊的重复模块式电路设计，将部分功能电路设计成元件形式。专题3 电路原理图的常用处理技术（4）层次电路的漫游（5）网络标号有效范围的设置网络标号有效范围是在对层次电路图进行有关电路分析操作时进行设置的。需要设置网络标号有效范围情况： 层次电路图电气法则检测 层次电路图和PCB图同步设计 层次电路图生成网络表文件 层次电路图进行仿真 编译一个PLD的层次电路图专题3 电路原理图的常用处理技术2、电气法则测试（ER
31、C）（1）ERC对话框选项定义网络同名未实际连接网络标号未实际连接电路图件电路图编号同名元件编号同名总线标号格式错误引脚浮接忽略警告性测试报告专题3 电路原理图的常用处理技术（2）电气法则测试（3）NO ERC的使用专题3 电路原理图的常用处理技术3、常用报表的生成（1）网络表元件之间的连接线路称为网络网络表是元件连接关系的文字描述文件网络表是连接原理图和PCB图的桥梁纽带，是原理图和印制板图之间的接口文件。专题3 电路原理图的常用处理技术网络表的选项设置选用菜单命令：Design/Create Netlist其中Preferences选项卡： Output Format Net Identi
32、fier Scope Sheets To Netlist Append sheet numbers to local net专题3 电路原理图的常用处理技术（2）生成网络表网络表分为两部分：第一部分为元件声明，以为标记，第二部分为网络定义，以（）为标记。元件格式的声明：元件声明以“”开始，以“”结束，其中包括：元件序号、元件封装号和元件注释。 声明开始 R7 元件序号 AXIAL0.4 元件封装号 1K 元件注释 声明结束专题3 电路原理图的常用处理技术网络定义的格式网络定义以“（”开始，以“）”结束。其中包括：网络名称和连接于此网络上的各元件引脚列表。格式如下：（ 网络定义开始 网络名称 引
33、脚列表 ） 网络定义结束专题3 电路原理图的常用处理技术小结 通过本章的学习，熟练掌握层次电路图的绘制方法，并掌握网络表的概念和意义。第5章 PROTEL99SE PCB设计专题4 印制电路板图PCB设计专题5 PCB的自动化设计专题4 印制电路板图PCB设计 教学目的：1、掌握PCB板图的设计过程和基本操作2、掌握PCB元件封装的制作 教学重点：1、PCB图设计过程和基本操作2、元件布局、布线3、元件封装 教学难点：1、PCB图设计技巧 2、单面板的布局和布线 教学过程：12学时专题4 印制电路板图PCB设计 认识印制电路板 印制电路板设计步骤 布局、布线原则 启动PCB设计系统 PCB设计
34、服务器界面管理 PCB设计系统参数设置 PCB板的简单设计 PCB元件封装库印制电路板的结构单面板：仅一面有导电图形的印制板双面板：顶层和底层都有导电图形的印制板多面板：由导电形层和绝缘层交替压粘而成的印制板。基本概念1、板层基本概念 顶层 中间层 底层 丝印层 内部电源/接地层 机械层 阻焊层 防锡膏层 禁止布线层 多层 钻孔板层 显示用板层基本概念 2、焊盘（Pad） 3、过孔（Via） 4、元件封装（Component） 5、连线（Track） 6、网络（Net）和网络表（Netlist） 7、栅格（Grid） 1mil=0.0254mm印制电路板设计步骤前期工作启动PCB并设置参数定义
35、板框装入网络表元件布局自动布线手工调整文件保存和输出布局、布线一般原则 布局一般原则 布线一般原则PCB设计服务器的界面管理管理器状态栏工具栏编辑区 放大 (PageUp) 缩小 (PageDown) 刷新 (End)PCB设计系统参数设置电路板工作层管理工作层的设置系统参数设置PCB板简单设计(电源电路)原理图设计 原理图文件POWER.SCH 网络表文件POWER.NET启动PCB设计服务器电路板的规划 板层的设置 板框的设置PCB板简单设计(电源电路)元件封装库的装入 LibrarypcbGeneric FootprintsAdvpcb.ddb元件封装的装入元件封装的属性修改 注意元件属
36、性中选项卡Lock Prims的作用元件与元件封装接脚脚位的一致性 特别注意二极管、三极管的不一致问题PCB板简单设计(电源电路) 修改方法： 二极管PCB图焊盘编号“A”和“K”分别改为“1”和“2” 三极管PCB图焊盘编号“C”“B”“E”要与原理图对应手工调整布局手工布线设计规则的检查手工调整PCB图绘图功能简介绘制圆弧放置坐标指示放置尺寸标注放置填充区PCB元件封装库编辑服务器启动PCB元件封装库编辑服务器PCB元件封装的创建 手工绘制PCB元件封装 利用向导创建PCB元件封装专题5 PCB的自动化设计教学目的：1、掌握PCB自动化设计技术2、掌握手工布局、布线的方法和技巧教学重点：1
37、、元件布局设计2、布线规则和布线教学难点：1、元件手工布局和布线 2、布线技巧教学过程：10学时专题5 PCB的自动化设计原理图转换到印制板图设置板层元件布局设计布线规则与布线布线结果检查布线报表和印制板板输出闪光灯控制电路板设计原理图转换到印制板图关于PCB设计符号 PCB Layer(PCB设计符号）的作用 PCB Layer的属性设置 PCB Layer的结果查看 生成网络表时应选择Protel 2格式 生成PCB图时须采用Synchronizer（同步器）使用板框向导创建PCB文件原理图转换到印制板图装载原理图的网络表和元件 添加元件封装库 使用原理图网络表装载 使用同步器装载 常见问
38、题及解决方法原理图转换到印制板图 主要问题 Net not found Component not found Node not found Net already exits Component already exits New footprint not catching old footprint Footprint not found in Library Alternative footprint used instead（warning）设置板层Protel 99 SE PCB有四个地方提供板层设置 Design/Option命令 Design/Rules命令 Design/La
39、yer Stack Manager（板层管理器） Design/Mechanical（机械板层管理）元件布局设计 设置自动布局参数 最小间距 布放方位 忽略电气网络 布放板层 布放空间 自动布局 群组式自动布局 统计式自动布局 手工调整布局布线规则与布线 电路板布线的设计规则 Clearance Constraint规则 Routing Corners规则 Routing Layers规则 Routing Priority规则 Routing Topology规则 Routing Via Style规则 SMD Neck-Down Constraint规则 SMD To Plane Const
40、raint规则 Width Constraint规则布线规则与布线其他相关的设计规则 Manufacturing选项卡 High Speed选项卡 Signal Integrity选项卡 Other选项卡布线规则与布线自动布线器的参数设置关于预布线 预布线方法 预布线的保护自动布线布线规则与布线手工调整布线 局部调整走线 放置填充区域 覆铜 补泪滴 包地屏蔽 禁制对象布线结果检查DRC检查（设计规则检查）网络表管理器用网络表比较法检查漏布线布线报表和印制板板输出 生成PCB报表文件 选取管理报表 电路板信息报表 数据库结构报表 网络状态报表 信号分析报表 距离测量报表 双面板的打印输出 PCB
41、的预览 打印机设置 打印格式设置 打印输出闪光灯控制电路板设计1在原理图设计中绘制电路图，并生成网络表闪光灯控制电路板设计2启动PCB，绘制板框，装入网络表，并修改有关错误封装闪光灯控制电路板设计3自动布局或手工布局闪光灯控制电路板设计4设置布线规则后进行自动布线，并进行手工调整。闪光灯控制电路板设计5设计有关技巧（如覆铜、放置泪滴、包地、标制对象等）闪光灯控制电路板设计6改变布线规则，重新进行对地覆铜。闪光灯控制电路板设计7加上其他参数（如标注机械长度，定位孔等）第6章 可编程逻辑器件 6.1 可编程逻辑器件的基本结构及分类可编程逻辑器件的基本结构及分类 6.2 低密度可编程逻辑器件低密度可
42、编程逻辑器件GAL 6.3 复杂可编程逻辑器件复杂可编程逻辑器件CPLD 6.4 现场可编程门阵列现场可编程门阵列(FPGA)的基本结构的基本结构 6.5 其他可编程器件其他可编程器件 6.1 可编程逻辑器件的基本结构及分类可编程逻辑器件的基本结构及分类 6.2.1 概述概述 可编程逻辑器件是20世纪70年代发展起来的一种新型逻辑器件。它以其独特的优越性能，一出现就受到了人们的青睐。它不仅速度快、集成度高，并且几乎能随心所欲地完成用户定义的逻辑功能(do as you wish)，还可以加密和重新编程，其编程次数最大可达1万次以上。使用可编程逻辑器件可以大大简化硬件系统、降低成本、提高系统的可
43、靠性、灵活性和保密性。 6.1.2 基本结构及分类基本结构及分类 1. 基本结构基本结构 PLD的基本结构如图6.1所示。电路的主体是由门构成的与阵列和或阵列，逻辑函数要靠它们实现。为了适应各种输入情况，与阵列的每个输入端都有输入缓冲电路，从而使输入信号具有足够的驱动能力，并产生原变量(A)和反变量()两个互补的信息。 输入电路与阵列或阵列输出电路输入项乘积项或项输出输入图6.1 PLD的基本结构框图 2. PLD器件的分类器件的分类 1) 按可编程的部位分类按可编程的部位分类 如图6.1所示，在PLD的各个方框中，通常只有部分可以编程或组态。根据它们的可编程情况，一般分为以下几类： (1)
44、可编程只读存储器PROM(Programmable Read-Only Memory)：PROM的基本结构包括一个固定的与阵列，其输出加到一个可编程的或阵列上。PROM大多用来存储计算机程序和数据，此时固定的输入用作存储器地址，输出是存储器单元的内容，如图6.2所示。 (2) 可编程逻辑阵列PLA(Programmable Logic Array)：PLA是由可编程的与阵列和可编程的或阵列构成的，在实现逻辑函数时有极大的灵活性，但是这种结构编程困难，且造价昂贵，如图6.3所示。&I1I2I3或阵列(可编程)与阵列(固定)O1O2O3&111图6.2 PROM的阵列结构 &I1I2I3或阵列(可
45、编程)与阵列(可编程)O1O2O3&111图6.3 PLA的阵列结构 (3) 可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)：PAL器件结合了PLA的灵活性及PROM的廉价和易于编程的特点。其基本结构包括一个可编程的与阵列和一个固定的或阵列，其阵列结构如图6.4所示。&I1I2I3或阵列(固定)与阵列(可编程)O1O2O3&111图6.4 PAL(GAL)的阵列结构 (4) 通用逻辑阵列GAL(Generic Array Logic)：GAL器件是在其他PLD器件的基础上发展起来的逻辑芯片，它的结构继承了PAL器件的与或结构，并在这一基础上有了新的突破，增加了输出逻辑
46、宏单元(OLMC)结构。 以上各种PLD的主要区别如表6.1所示。表6.1 PLD 的 分 类分 类与阵列或阵列输出电路PROM固定可编程固定PLA可编程可编程固定PAL可编程固定固定GAL可编程固定可组态 2) 按编程方法分类按编程方法分类 最初的ROM是由半导体生产厂制造的，阵列中各点间的连线用厂家专门为用户设计的掩膜板制作，因而称为掩膜编程，一般用来生产存放固定数据和程序的ROM等。 由于设计掩膜成本高，有一定的风险，因此人们又研制了一种熔丝编程的PROM，如图6.5所示，其中每个横线与纵线的交点处皆做有熔丝，因而任何一条横线与纵线都是相连的，编程时利用某一形式特殊的高幅度的电流将熔丝烧
47、断即可。 图6.5 熔丝编程PROM示意图 字线位线D2D1字线位线D1 图6.6 PN结击穿法PROM 第三类编程方式称为可擦除PROM，简称EPROM(Erasable Programmable ROM)，其编程“熔丝”是一只浮栅雪崩注入型MOS管，其结构如图5.7所示。编程时，在G2栅上注入电子来提高MOS的开启电压，从而达到编程的目的。NNSSiO2G1(多晶硅）G2(多晶硅）DA1PG1DSG2石英窗(a)(b)(c)图6.7 EPROM的“熔丝”结构(a) 结构图；(b) 逻辑符号；(c) EPROM的外形图 EPROM器件的上方有一个石英窗(如图5.7(c)所示)，就是为擦去编程
48、信息而设置的。擦除时将器件放在紫外线处照射20 min即可。正常运用时，应用黑色胶纸将其封住。 另一种可擦除的PROM器件称为EEPROM或称E2PROM，它是一种电擦除的可编程器件，其编程“熔丝”与EPROM结构相仿。 还有一种快闪存储器(Flash memory)，它是采用一种类似于EPROM的单管浮栅结构的存储单元，制成了新一代用电信号擦除的可编程ROM。 读/写数据QQ组态控制图6.8 SRAM的基本存储单元结构6 综上所述，ROM的编程方法是按掩膜ROMPROMEPROME2PROM次序发展的。通常把一次性编程的(如PROM)称为第一代PLD，把紫外光擦除的(如EPROM)称为第二代
49、PLD，把电擦除的(如E2PROM)称为第三代PLD。 第二代、第三代PLD器件的编程都是在编程器上进行的。在系统编程(ISP)器件的编程工作可以不用编程器而直接在目标系统或线路板上进行，因而称第四代PLD器件。 3) 按集成密度分类按集成密度分类 按集成密度分类，PLD可分为低密度可编程逻辑器件(LDPLD)和高密度可编程逻辑器件(HDPLD)。历史上，GAL22V10是低密度PLD和高密度PLD的分水岭，一般也按照GAL22V10芯片的容量区分为LDPLD和HDPLD。GAL22V10的集成密度根据制造商的不同，大致在500750门之间。如果按照这个标准，PROM、PLA、PAL和GAL器
50、件均属于低密度可编程逻辑器件(LDPID)，而EPLD、CPLD和FPGA则属于高密度可编程逻辑器件(HDPLD)，如图5.9所示。PROMPLAPALGAL低密度可编程逻辑器件(LDPLD)EPLDFPGA高密度可编程逻辑器件(HDPLD)可编程逻辑器件(PLD)CPLD图6.9 可编程逻辑器件的密度分类 (1) 低密度可编程逻辑器件(LDPLD)：低密度可编程逻辑器件包括PROM、PLA、PAL和GAL四种器件。 (2) 高密度可编程逻辑器件(HDPLD)：高密度可编程逻辑器件包括EPLD、CPLD和FPGA三种器件。 20世纪80年代中期，Altera公司推出了一种新型的、可擦除的可编程
