電路設計與製闆——Protel應用教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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杜剛，王啓寜，戎華洪，張東霞 著

圖書標籤:

• 電路設計
• Protel
• PCB設計
• 電路闆製作
• 電子技術
• 實作教程
• 電路原理
• 電子工程
• 軟件應用
• 入門教程

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302127994

商品編碼：29729359227

包裝：平裝

齣版時間：2006-06-01

基本信息

書名:電路設計與製闆——Protel應用教程

：24.00元

售價：16.3元,便宜7.7元,摺扣67

作者:杜剛 ,王啓寜,戎華洪,張東霞

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2006-06-01

ISBN：9787302127994

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版次：1

裝幀：平裝

開本：

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編輯推薦

內容提要

Protel 99SE是Protel Technology公司開發的電路CAD係列軟件，它以其強大的功能、友好的界麵、簡便的操作，獲得眾多使用者的好評，成為當今流行的電子設計軟件之一。
本書共分8章，從電路設計實用的角度齣發，比較詳細地介紹瞭電路原理圖的設計、網絡錶的生成、原理圖庫與PCB元件庫的製作、印刷電路闆的設計方法與操作步驟，以及介紹瞭在實驗室環境下如何使用雕刻機製作印刷電路闆的過程。
本書的特點是全麵、實用、條理清晰、通俗易懂，特彆適閤初學者或作為大學生電子設計競賽的培訓教材使用，也可供大專院校相關專業的學生參考。

目錄

章 Protel 99SE的安裝與使用
1.1 安裝前的準備
1.2 安裝Protel 99SE
1.3 安裝Protel 99SE程序補丁Pack6
1.4 備份係統文件
第2章 運行Protel 99SE
2.1 設計資源管理器
2.2 係統參數設置
2.3 自動保存設置
2.4 數據庫文件
第3章 原理圖設計
3.1 打開原理圖的設計界麵
3.2 在原理圖中導入元件庫文件
3.3 在原理圖上放置電氣元件
3.4 在原理圖上放置綫路
3.5 在原理圖上放置網絡標號
3.6 在原理圖上放置節點
3.7 模塊化原理電路和層次化原理電路設計
3.8 原理圖的後處理
3.9 原理圖編輯
3.10 繪製原理圖舉例
第4章 原理圖庫與元件製作
4.1 元件庫編輯器
4.2 元件庫管理
4.3 創建一個新元件符號
4.4 創建一個新的元件庫
4.5 創建一個新的原理圖庫文件
第5章 PCB闆圖設計
5.1 什麼是PCB闆
5.2 PCB闆設計流程
5.3 打開PCB的設計界麵
5.4 設置PCB設計係統的參數
5.5 設置設計規則
5.6 PCB設計的基本操作
5.7 PCB設計自動化
5.8 人工設計PCB
5.9 DRC檢查及糾錯
5.10 輸齣PCB
5.11 PCB設計舉例——480串行通信模塊PCB設計
第6章 PCB元件庫
6.1 創建元件封裝庫文件
6.2 元件封裝編輯器
6.3 元件封裝庫管理器
6.4 元件封裝庫的操作
6.5 創建元件封裝舉例
第7章 應用實例
7.1 液體點滴速度監控裝置
7.2 數據采集與傳輸係統
第8章 運用雕刻機製作印刷電路闆
8.1 軟件安裝
8.2 Gerber File文件的生成及載入Isocam
8.3 路徑計算及格式轉換
8.4 RoutePro 2000基本操作與範例雕刻

作者介紹

文摘

序言

PCB設計與製造的藝術：從概念到成品 您是否曾對電子産品內部精巧的電路闆著迷？那些布滿銅箔綫路、承載著精密元件的綠色或藍色“骨架”，正是現代科技得以運轉的基石。從智能手機、電腦到復雜的工業控製係統，無一不依賴於功能強大的印刷電路闆（PCB）。然而，將一個創新的電子設計轉化為一塊實際可用的PCB，並非易事，它融閤瞭理論知識、工程實踐以及對細節的極緻追求。 本書旨在帶領您深入探索PCB設計的整個生命周期，從最初的電路概念構思，到邏輯原理圖的繪製，再到PCB布局與布綫，最終實現高質量的製闆加工與組裝。我們將揭示PCB設計不僅僅是繪製綫條和放置元件，而是一門需要深厚功底與巧妙構思的“藝術”。 第一部分：設計之旅的起點——理解與規劃 在踏上PCB設計之路前，充分的理解與周密的規劃是成功的基石。本部分將為您奠定堅實的理論基礎，並引導您掌握高效的設計流程。 電子設計基礎迴顧與拓展： 即使您已具備一定的電子知識，我們也將在這一部分梳理核心概念，並引入一些在PCB設計中尤為重要的進階知識。我們將深入探討不同類型電子元件的特性、功耗、封裝形式，以及它們在電路中的相互作用。理解不同電子器件的物理尺寸、電氣連接需求以及散熱要求，對於後續的PCB布局至關重要。例如，對於功率較大的元件，我們需要考慮其散熱能力，並在PCB上預留足夠的空間和散熱片連接區域；對於高頻元件，則需要關注其信號完整性，避免不必要的乾擾。 電路功能模塊化與抽象： 復雜的電子係統往往由多個功能模塊組成。我們將學習如何將整體電路分解為獨立的、可管理的模塊，例如電源管理模塊、信號處理模塊、通信接口模塊等。這種模塊化的設計思路不僅能提高設計的效率，還能便於後期調試和維護。我們會介紹如何對這些模塊進行功能抽象，並理解它們之間的接口信號和時序關係，為後續的原理圖繪製打下基礎。 設計需求的識彆與分析： 任何一個PCB設計都源於特定的應用需求。本部分將引導您學習如何從産品定義齣發，識彆並詳細分析設計需求。這包括： 電氣性能指標： 工作頻率、功耗、精度、穩定性、抗乾擾能力等。 機械尺寸限製： PCB的最終尺寸、安裝孔位置、與其他部件的配閤空間等。 環境適應性： 工作溫度、濕度、振動、電磁兼容性（EMC）要求等。 成本考量： 元件成本、製闆成本、組裝成本等。 可靠性與安全性： 産品的壽命、故障率、絕緣要求、防火等級等。 清晰的需求分析是避免設計後期返工、確保産品成功的重要前提。我們將通過案例分析，展示如何將模糊的産品需求轉化為具體的設計指標。 設計流程的規劃與優化： 一個清晰、有條理的設計流程能夠顯著提升工作效率並降低錯誤率。我們將介紹業界通用的PCB設計流程，並探討如何根據項目特點進行流程的裁剪與優化。我們將重點關注設計中的關鍵節點，如設計評審、版本控製、文檔管理等，並介紹一些提高效率的技巧，如使用模闆、組件庫管理等。 第二部分：原理圖的繪製——邏輯世界的藍圖 原理圖是PCB設計的起點，它以圖形化的方式描述瞭電路的邏輯連接關係，是後續PCB布局與布綫的基礎。本部分將深入講解原理圖設計的方法與技巧。 專業EDA工具的選擇與入門： 我們將介紹當前主流的EDA（Electronic Design Automation）軟件，並重點講解其在原理圖設計中的核心功能。您將學習如何安裝、配置軟件，並熟悉其基本操作界麵、菜單結構和快捷鍵。我們將從最基礎的元件放置、導綫連接開始，逐步引導您掌握更高級的功能，如層次化原理圖設計、總綫的使用、宏命令的應用等，幫助您快速上手，進入高效的設計狀態。 元件庫的建立與管理： 高效的原理圖設計離不開完善的元件庫。本部分將指導您如何創建、編輯和管理自己的元件庫。這包括： 元件符號的繪製： 學習按照標準規範繪製各種電子元件的邏輯符號，確保其清晰、易讀。 元件封裝的關聯： 將原理圖符號與實際的PCB封裝進行準確關聯，這是實現原理圖到PCB自動轉換的關鍵。 元件參數的設置： 為元件添加詳細的參數信息，如型號、規格、生産商、成本等，方便後續的管理與選型。 庫的組織與維護： 如何對元件庫進行分類、索引和版本管理，以應對日益增長的元件數量和設計需求。 原理圖邏輯的構建： 這一部分將是原理圖設計的核心。我們將深入講解如何將電路功能轉化為清晰、準確的原理圖。 符號的選擇與放置： 如何根據電路功能選擇閤適的元件符號，並將其放置在原理圖上的閤理位置。 導綫連接的繪製： 學習繪製各種類型的導綫，包括單綫、匯流排（總綫）、差分對等，並掌握導綫命名、顔色區分等規範，以提高原理圖的可讀性。 端口、連接符與全局信號： 理解端口、連接符（如Net Label, Global Label）的作用，以及如何利用它們實現模塊間的連接和全局信號的定義，簡化復雜原理圖的繪製。 層次化原理圖設計： 對於大型復雜係統，我們強烈推薦采用層次化原理圖設計方法。您將學習如何將係統分解為多個子模塊，每個子模塊繪製獨立的原理圖，並通過端口連接實現整體係統的構建。這大大提高瞭設計管理的便捷性和可重用性。 電源與地網絡的規劃： 閤理的電源與地網絡規劃是保證電路穩定工作的基礎。我們將講解如何有效地標識和連接電源和地，並考慮不同的電壓域和接地方式。 原理圖的檢查與驗證： 完成原理圖繪製後，嚴格的檢查與驗證是必不可少的步驟，以避免將錯誤帶入PCB布局階段。 電氣規則檢查（ERC）： 學習如何利用EDA工具的ERC功能，自動檢測原理圖中的電氣連接錯誤，如未連接的端口、短路、懸空引腳等。 人工邏輯審閱： 即使有ERC，人工的邏輯審閱也至關重要。我們將指導您如何從電路功能、信號流程、元件選型等方麵對原理圖進行細緻的檢查。 參數核對與屬性檢查： 檢查所有元件的型號、封裝、參數是否正確，並確保關鍵信號的命名和連接無誤。 第三部分：PCB布局與布綫——空間的藝術與信號的脈絡 原理圖定義瞭邏輯，而PCB布局與布綫則將邏輯轉化為物理實現。這是PCB設計中最具挑戰性也最能體現設計師功底的部分。 PCB設計環境的配置： 在開始PCB布局之前，我們需要配置好PCB設計環境，使其符閤項目的具體要求。 設計規則的設置： 學習如何根據電路闆的層數、綫寬、綫距、過孔尺寸、爬電距離、淨空距離等參數，設置完整的PCB設計規則。這些規則直接影響到PCB的製闆能力、電氣性能以及可靠性。 單位與柵格的設定： 閤理設置設計單位（如mm或mil）和柵格，以確保元件和綫路的精確放置。 層疊結構的定義： 根據PCB的層數，定義閤理的信號層、電源層、地層以及介質層，這對於信號完整性和EMC性能至關重要。 PCB布局的策略與技巧： 良好的布局能夠極大地影響PCB的電氣性能、可製造性和可維護性。 元件的初步擺放： 學習如何根據原理圖的功能模塊，將相關的元件分組擺放在PCB闆上。 關鍵元件的定位： 優先放置連接器、電源、晶振、大功率器件等關鍵元件，並考慮其安裝、散熱和信號路徑。 信號流嚮的優化： 嘗試使信號的路徑盡可能短且直，避免不必要的迂迴，特彆是對於高速信號。 熱敏元件的散熱考慮： 對於發熱量大的元件，需預留散熱空間，並考慮與散熱器的連接。 EMC/EMI的設計考慮： 學習如何通過閤理的元件布局，減少電磁乾擾（EMI）和提高抗電磁乾擾（EMC）能力，例如將敏感元件遠離高頻器件，閤理布置電源和地。 可製造性（DFM）與可測試性（DFT）的考量： 布局時需要考慮元件之間的間距、走綫的可達性、過孔的位置等，以方便後續的機器貼片和人工測試。 異形闆與特殊結構的處理： 學習如何處理不規則形狀的PCB闆，以及如何在PCB中集成特殊結構，如屏蔽罩、安裝結構等。 PCB布綫的藝術與科學： 布綫是將原理圖連接轉化為物理導綫的過程，它直接影響到電路的電氣性能。 單綫布綫： 學習如何使用不同綫寬、不同層級的導綫連接元件引腳，並掌握自動布綫和手動布綫的配閤使用。 差分信號的布綫： 對於高速差分信號，如USB、HDMI、PCIe等，學習如何進行等長、等阻抗、緊密並行布綫，以保證信號的完整性。 電源與地網絡的布綫： 強調使用大麵積覆銅（Pour）或寬銅箔來處理電源和地網絡，以降低阻抗，提高信號返迴路徑的完整性，並改善散熱。 高頻信號的處理： 學習如何最小化高頻信號的路徑長度，避免串擾，並考慮使用地綫屏蔽。 過孔（Via）的設計： 閤理使用過孔，並注意過孔的尺寸、數量及其對信號的影響，特彆是高密度BGA器件的過孔設計。 信號完整性（SI）與電源完整性（PI）的基本概念： 介紹信號反射、串擾、時域/頻域分析等基本概念，並講解如何在布綫過程中采取措施加以改善。 阻抗匹配的控製： 對於傳輸綫，學習如何通過綫寬、層厚、介電常數等參數控製阻抗，以實現信號的匹配傳輸。 多層闆布綫的策略： 學習如何有效地利用多層闆的優勢，將信號層、電源層、地層閤理分配，優化布綫空間。 PCB優化與規則檢查： 布綫完成後，還需要進行細緻的優化和規則檢查。 DRC（Design Rule Check）： 運行EDA工具的DRC功能，檢查PCB設計是否滿足預設的各項設計規則，如綫寬、綫距、過孔間距、焊盤間距等。 LVS（Layout Versus Schematic）： 檢查PCB布局與原理圖的連接是否一緻，確保沒有遺漏或錯誤的連接。 布綫後優化： 調整走綫、間距，優化覆銅區域，提高PCB的可製造性和性能。 3D視圖檢查： 利用3D視圖檢查PCB與外殼、其他組件的配閤情況，避免乾涉。 第四部分：製闆與組裝——從藍圖到實物 完成PCB設計後，將其轉化為實際的物理闆卡並進行元器件的焊接是設計的最後階段。本部分將帶您瞭解製闆和組裝的流程與注意事項。 Gerber文件的生成與檢查： Gerber文件是PCB製造商用於生産PCB的工業標準文件。您將學習如何從EDA軟件中正確生成Gerber文件，並重點介紹Gerber文件的內容構成（如綫路層、阻焊層、絲印層、鑽孔層等）。我們將強調Gerber文件檢查的重要性，確保其與設計意圖一緻，避免生産錯誤。 PCB製造工藝流程概覽： 簡要介紹PCB闆廠的生産流程，包括覆銅、蝕刻、鑽孔、電鍍、阻焊、絲印、鑼闆等關鍵工序。瞭解這些工藝有助於設計師在設計時考慮到製闆的可行性。 阻焊層與絲印層的設計考量： 學習如何閤理設計阻焊層（Solder Mask）和絲印層（Silkscreen），以方便焊接、識彆元件和指導組裝。例如，保證焊盤周圍有足夠的阻焊開窗，清晰的絲印標記可以幫助識彆元件型號和方嚮。 鑽孔文件的生成與管理： 介紹鑽孔文件的生成，包括鑽孔的位置、孔徑等信息，並說明其在PCB製造中的作用。 BOM（Bill of Materials）錶和拾取與放置（Pick-and-Place）文件的生成： BOM錶是組裝所需的元件清單，拾取與放置文件則是自動化貼片機用於拾取和放置元件的坐標信息。您將學習如何生成準確的BOM錶和PnP文件，確保組裝的順利進行。 焊接工藝簡介： 簡要介紹波峰焊、迴流焊、手工焊等常見的焊接工藝，以及它們對PCB設計的影響。 返修與調試： 介紹PCB在組裝後的初步調試方法，以及常見的故障排除思路。 第五部分：進階主題與設計經驗分享 在掌握瞭PCB設計的基礎理論和實踐操作後，本部分將為您介紹一些進階主題，並分享一些寶貴的行業經驗。 高速PCB設計進階： 深入探討信號完整性（SI）和電源完整性（PI）的分析工具與方法，如TDR（時域反射計）、S參數分析等。介紹差分對、背闆、射頻（RF）PCB等特殊高速設計的考量。 嵌入式係統中的PCB設計： 結閤嵌入式係統，探討CPU、FPGA、內存、接口等關鍵芯片的PCB設計要點，以及如何優化功耗和散熱。 EMC/EMI設計高級技巧： 深入講解地綫設計、屏蔽設計、濾波技術、電源去耦等，以滿足嚴苛的EMC/EMI標準。 柔性PCB（FPC）與剛撓結閤PCB設計： 介紹柔性PCB的特性、設計規則和應用場景，以及剛撓結閤PCB的優勢和設計考量。 PCB設計中的版本控製與協同工作： 介紹如何使用版本控製工具（如Git）來管理PCB設計文件，以及如何進行團隊協同設計，提高效率。 設計評審與失效分析： 強調設計評審在項目中的重要性，以及如何從過往的失效案例中學習，避免重復犯錯。 結語 PCB設計是一門融閤瞭科學、藝術與工程的學科。它要求設計者具備紮實的理論基礎、嚴謹的工程思維、敏銳的細節洞察力以及不斷學習的進取精神。通過本書的學習，我們希望您能夠掌握從概念到成品的全流程PCB設計技能，能夠自信地將您的電子創意轉化為實際的産品，並在這個日新月異的科技領域中，創造齣屬於自己的精彩。這本書不僅是一本教程，更是一扇通往電子世界核心的窗戶，等待您去探索和發現。

評分☆☆☆☆☆

從排版和視覺呈現的角度來看，這本書的編輯處理堪稱典範。在技術類書籍中，清晰的圖示和閤理的布局往往是決定閱讀體驗的關鍵因素，而這本書在這方麵做得非常齣色。我可以坦率地說，很多技術書的插圖模糊不清，或者圖文對照時，讀者需要不斷地在文字和插圖之間來迴翻頁，效率極低。然而，這本書的每一個步驟截圖都采用瞭高分辨率的彩色印刷，並且關鍵的設置項和操作區域都被用醒目的顔色或箭頭進行瞭突齣顯示，幾乎沒有産生閱讀上的歧義。章節間的過渡也非常流暢，大量使用瞭結構化的信息圖錶來總結復雜流程，使得我不用費力去梳理那些原本會讓我頭腦混亂的邏輯鏈條。這種對細節的極緻追求，體現瞭齣版方對讀者的尊重。長時間閱讀下來，眼睛的疲勞感也比閱讀其他同類書籍要輕得多，這無疑是長時間學習過程中一個非常重要的加分項。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的內容組織真是讓人眼前一亮，尤其是對於初學者來說，簡直是一份“救命稻草”。我記得我剛開始接觸電路設計時，麵對那些復雜的原理圖和PCB布局規則，簡直是無從下手，感覺像是麵對一座大山。這本書的作者顯然深諳初學者的痛點，他們沒有一上來就拋齣那些晦澀難懂的專業術語和復雜的函數公式，而是選擇瞭循序漸進的講解方式。從最基礎的元器件識彆，到如何創建第一個簡單的原理圖符號，每一步都配有詳盡的圖文說明，連鼠標點擊的每一個細節都標注得清清楚楚。這種手把手的教學方法，極大地降低瞭入門的門檻，讓我能夠快速建立起對整個設計流程的感性認識，而不是僅僅停留在理論層麵。更棒的是，它似乎非常注重實踐操作的反饋，每完成一個小模塊的學習，都會有一個實際的小項目作為檢驗，這種即學即用的模式，極大地增強瞭學習的成就感和持續動力。那種從“什麼都不懂”到“我能獨立完成一個簡單的闆子”的轉變，是這本書帶給我最直接的收獲，這種體驗對於培養對電子工程的熱情至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度，超齣瞭我原本對一本“應用教程”的預期。很多同類型的書籍，往往在講完軟件基本操作後就戛然而止，留給讀者一堆空白需要自己去摸索。但這本書明顯不是那種“淺嘗輒止”的讀物。它在介紹完基礎的PCB布局布綫技巧後，並沒有止步於單闆設計，而是深入探討瞭諸如多層闆設計中的電源和地平麵處理、阻抗控製等進階話題。特彆是關於信號完整性（SI）和電源完整性（PI）的章節，作者用非常形象的比喻，將這些高深的理論變得可以被理解和應用。我尤其欣賞它對EMC/EMI兼容性設計原則的融入，這在很多入門教程中是被忽略的重點。這意味著這本書不僅教你“怎麼做”，更教你“為什麼要這麼做”，從而培養齣工程師級彆的設計思維，而不是僅僅成為一個“按鍵操作員”。讀完後，我感覺自己對設計一個穩定、可靠、符閤行業規範的電子産品，有瞭一個更全麵和係統的認識，這對於我後續承接更復雜的項目打下瞭堅實的理論和實踐基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書在案例選擇上的獨到眼光，令我在學習過程中充滿瞭探索的樂趣。它沒有采用那些過於簡單、缺乏挑戰性的“玩具”電路，而是選擇瞭幾個貼近工業實際應用場景的案例，例如一個簡單的LED驅動模塊和一個數據采集前端。這些案例的復雜度適中，既包含瞭模擬信號處理的挑戰，也涉及瞭數字接口的布局要求。最讓我感到驚喜的是，作者不僅展示瞭如何完成設計，還非常細緻地分享瞭在實際流片或打樣過程中可能遇到的“陷阱”和解決方案。例如，在某個案例中，作者特彆指齣由於PCB闆材的介電常數變化導緻的實際阻抗偏差，並提供瞭相應的修正思路。這種“過來人”的經驗分享，是任何軟件自帶的幫助文檔都無法替代的寶貴財富。它讓我深刻理解到，設計絕非一蹴而就的完美過程，而是不斷迭代和優化的藝術。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，讓我産生瞭一種與作者在進行高質量的技術對話的感覺，這種互動性是很多傳統教材所缺乏的。作者在講解過程中，似乎總能預判到讀者可能會産生的疑問，並提前給齣深入的解析或替代方案的討論。例如，在討論不同封裝的貼片元件布局時，書中不僅介紹瞭常用的規範，還對比瞭使用自動抓取和手動微調在生産良率上的潛在影響，這種多維度的權衡分析，極大地拓展瞭我的設計視野。此外，書中還提供瞭大量的“專傢提示”或“注意事項”欄目，這些小塊內容往往是作者多年經驗的結晶，用最精煉的語言指齣瞭關鍵所在。它教會我的不僅僅是軟件的操作技巧，更重要的是一種嚴謹、係統、注重細節的工程方法論。這種潛移默化的影響，讓我開始用一種更為批判和審慎的態度去對待每一個設計決策，這對於職業發展來說，比單純掌握一個軟件工具要重要得多。