电路设计与制板——Protel应用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

杜刚，王启宁，戎华洪，张东霞 著

图书标签:

• 电路设计
• Protel
• PCB设计
• 电路板制作
• 电子技术
• 实作教程
• 电路原理
• 电子工程
• 软件应用
• 入门教程

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302127994

商品编码：29729359227

包装：平装

出版时间：2006-06-01

基本信息

书名:电路设计与制板——Protel应用教程

：24.00元

售价：16.3元,便宜7.7元,折扣67

作者:杜刚 ,王启宁,戎华洪,张东霞

出版社：清华大学出版社

出版日期：2006-06-01

ISBN：9787302127994

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

Protel 99SE是Protel Technology公司开发的电路CAD系列软件，它以其强大的功能、友好的界面、简便的操作，获得众多使用者的好评，成为当今流行的电子设计软件之一。
本书共分8章，从电路设计实用的角度出发，比较详细地介绍了电路原理图的设计、网络表的生成、原理图库与PCB元件库的制作、印刷电路板的设计方法与操作步骤，以及介绍了在实验室环境下如何使用雕刻机制作印刷电路板的过程。
本书的特点是全面、实用、条理清晰、通俗易懂，特别适合初学者或作为大学生电子设计竞赛的培训教材使用，也可供大专院校相关专业的学生参考。

目录

章 Protel 99SE的安装与使用
1.1 安装前的准备
1.2 安装Protel 99SE
1.3 安装Protel 99SE程序补丁Pack6
1.4 备份系统文件
第2章 运行Protel 99SE
2.1 设计资源管理器
2.2 系统参数设置
2.3 自动保存设置
2.4 数据库文件
第3章 原理图设计
3.1 打开原理图的设计界面
3.2 在原理图中导入元件库文件
3.3 在原理图上放置电气元件
3.4 在原理图上放置线路
3.5 在原理图上放置网络标号
3.6 在原理图上放置节点
3.7 模块化原理电路和层次化原理电路设计
3.8 原理图的后处理
3.9 原理图编辑
3.10 绘制原理图举例
第4章 原理图库与元件制作
4.1 元件库编辑器
4.2 元件库管理
4.3 创建一个新元件符号
4.4 创建一个新的元件库
4.5 创建一个新的原理图库文件
第5章 PCB板图设计
5.1 什么是PCB板
5.2 PCB板设计流程
5.3 打开PCB的设计界面
5.4 设置PCB设计系统的参数
5.5 设置设计规则
5.6 PCB设计的基本操作
5.7 PCB设计自动化
5.8 人工设计PCB
5.9 DRC检查及纠错
5.10 输出PCB
5.11 PCB设计举例——480串行通信模块PCB设计
第6章 PCB元件库
6.1 创建元件封装库文件
6.2 元件封装编辑器
6.3 元件封装库管理器
6.4 元件封装库的操作
6.5 创建元件封装举例
第7章 应用实例
7.1 液体点滴速度监控装置
7.2 数据采集与传输系统
第8章 运用雕刻机制作印刷电路板
8.1 软件安装
8.2 Gerber File文件的生成及载入Isocam
8.3 路径计算及格式转换
8.4 RoutePro 2000基本操作与范例雕刻

作者介绍

文摘

序言

PCB设计与制造的艺术：从概念到成品 您是否曾对电子产品内部精巧的电路板着迷？那些布满铜箔线路、承载着精密元件的绿色或蓝色“骨架”，正是现代科技得以运转的基石。从智能手机、电脑到复杂的工业控制系统，无一不依赖于功能强大的印刷电路板（PCB）。然而，将一个创新的电子设计转化为一块实际可用的PCB，并非易事，它融合了理论知识、工程实践以及对细节的极致追求。 本书旨在带领您深入探索PCB设计的整个生命周期，从最初的电路概念构思，到逻辑原理图的绘制，再到PCB布局与布线，最终实现高质量的制板加工与组装。我们将揭示PCB设计不仅仅是绘制线条和放置元件，而是一门需要深厚功底与巧妙构思的“艺术”。 第一部分：设计之旅的起点——理解与规划 在踏上PCB设计之路前，充分的理解与周密的规划是成功的基石。本部分将为您奠定坚实的理论基础，并引导您掌握高效的设计流程。 电子设计基础回顾与拓展： 即使您已具备一定的电子知识，我们也将在这一部分梳理核心概念，并引入一些在PCB设计中尤为重要的进阶知识。我们将深入探讨不同类型电子元件的特性、功耗、封装形式，以及它们在电路中的相互作用。理解不同电子器件的物理尺寸、电气连接需求以及散热要求，对于后续的PCB布局至关重要。例如，对于功率较大的元件，我们需要考虑其散热能力，并在PCB上预留足够的空间和散热片连接区域；对于高频元件，则需要关注其信号完整性，避免不必要的干扰。 电路功能模块化与抽象： 复杂的电子系统往往由多个功能模块组成。我们将学习如何将整体电路分解为独立的、可管理的模块，例如电源管理模块、信号处理模块、通信接口模块等。这种模块化的设计思路不仅能提高设计的效率，还能便于后期调试和维护。我们会介绍如何对这些模块进行功能抽象，并理解它们之间的接口信号和时序关系，为后续的原理图绘制打下基础。 设计需求的识别与分析： 任何一个PCB设计都源于特定的应用需求。本部分将引导您学习如何从产品定义出发，识别并详细分析设计需求。这包括： 电气性能指标： 工作频率、功耗、精度、稳定性、抗干扰能力等。 机械尺寸限制： PCB的最终尺寸、安装孔位置、与其他部件的配合空间等。 环境适应性： 工作温度、湿度、振动、电磁兼容性（EMC）要求等。 成本考量： 元件成本、制板成本、组装成本等。 可靠性与安全性： 产品的寿命、故障率、绝缘要求、防火等级等。 清晰的需求分析是避免设计后期返工、确保产品成功的重要前提。我们将通过案例分析，展示如何将模糊的产品需求转化为具体的设计指标。 设计流程的规划与优化： 一个清晰、有条理的设计流程能够显著提升工作效率并降低错误率。我们将介绍业界通用的PCB设计流程，并探讨如何根据项目特点进行流程的裁剪与优化。我们将重点关注设计中的关键节点，如设计评审、版本控制、文档管理等，并介绍一些提高效率的技巧，如使用模板、组件库管理等。 第二部分：原理图的绘制——逻辑世界的蓝图 原理图是PCB设计的起点，它以图形化的方式描述了电路的逻辑连接关系，是后续PCB布局与布线的基础。本部分将深入讲解原理图设计的方法与技巧。 专业EDA工具的选择与入门： 我们将介绍当前主流的EDA（Electronic Design Automation）软件，并重点讲解其在原理图设计中的核心功能。您将学习如何安装、配置软件，并熟悉其基本操作界面、菜单结构和快捷键。我们将从最基础的元件放置、导线连接开始，逐步引导您掌握更高级的功能，如层次化原理图设计、总线的使用、宏命令的应用等，帮助您快速上手，进入高效的设计状态。 元件库的建立与管理： 高效的原理图设计离不开完善的元件库。本部分将指导您如何创建、编辑和管理自己的元件库。这包括： 元件符号的绘制： 学习按照标准规范绘制各种电子元件的逻辑符号，确保其清晰、易读。 元件封装的关联： 将原理图符号与实际的PCB封装进行准确关联，这是实现原理图到PCB自动转换的关键。 元件参数的设置： 为元件添加详细的参数信息，如型号、规格、生产商、成本等，方便后续的管理与选型。 库的组织与维护： 如何对元件库进行分类、索引和版本管理，以应对日益增长的元件数量和设计需求。 原理图逻辑的构建： 这一部分将是原理图设计的核心。我们将深入讲解如何将电路功能转化为清晰、准确的原理图。 符号的选择与放置： 如何根据电路功能选择合适的元件符号，并将其放置在原理图上的合理位置。 导线连接的绘制： 学习绘制各种类型的导线，包括单线、汇流排（总线）、差分对等，并掌握导线命名、颜色区分等规范，以提高原理图的可读性。 端口、连接符与全局信号： 理解端口、连接符（如Net Label, Global Label）的作用，以及如何利用它们实现模块间的连接和全局信号的定义，简化复杂原理图的绘制。 层次化原理图设计： 对于大型复杂系统，我们强烈推荐采用层次化原理图设计方法。您将学习如何将系统分解为多个子模块，每个子模块绘制独立的原理图，并通过端口连接实现整体系统的构建。这大大提高了设计管理的便捷性和可重用性。 电源与地网络的规划： 合理的电源与地网络规划是保证电路稳定工作的基础。我们将讲解如何有效地标识和连接电源和地，并考虑不同的电压域和接地方式。 原理图的检查与验证： 完成原理图绘制后，严格的检查与验证是必不可少的步骤，以避免将错误带入PCB布局阶段。 电气规则检查（ERC）： 学习如何利用EDA工具的ERC功能，自动检测原理图中的电气连接错误，如未连接的端口、短路、悬空引脚等。 人工逻辑审阅： 即使有ERC，人工的逻辑审阅也至关重要。我们将指导您如何从电路功能、信号流程、元件选型等方面对原理图进行细致的检查。 参数核对与属性检查： 检查所有元件的型号、封装、参数是否正确，并确保关键信号的命名和连接无误。 第三部分：PCB布局与布线——空间的艺术与信号的脉络 原理图定义了逻辑，而PCB布局与布线则将逻辑转化为物理实现。这是PCB设计中最具挑战性也最能体现设计师功底的部分。 PCB设计环境的配置： 在开始PCB布局之前，我们需要配置好PCB设计环境，使其符合项目的具体要求。 设计规则的设置： 学习如何根据电路板的层数、线宽、线距、过孔尺寸、爬电距离、净空距离等参数，设置完整的PCB设计规则。这些规则直接影响到PCB的制板能力、电气性能以及可靠性。 单位与栅格的设定： 合理设置设计单位（如mm或mil）和栅格，以确保元件和线路的精确放置。 层叠结构的定义： 根据PCB的层数，定义合理的信号层、电源层、地层以及介质层，这对于信号完整性和EMC性能至关重要。 PCB布局的策略与技巧： 良好的布局能够极大地影响PCB的电气性能、可制造性和可维护性。 元件的初步摆放： 学习如何根据原理图的功能模块，将相关的元件分组摆放在PCB板上。 关键元件的定位： 优先放置连接器、电源、晶振、大功率器件等关键元件，并考虑其安装、散热和信号路径。 信号流向的优化： 尝试使信号的路径尽可能短且直，避免不必要的迂回，特别是对于高速信号。 热敏元件的散热考虑： 对于发热量大的元件，需预留散热空间，并考虑与散热器的连接。 EMC/EMI的设计考虑： 学习如何通过合理的元件布局，减少电磁干扰（EMI）和提高抗电磁干扰（EMC）能力，例如将敏感元件远离高频器件，合理布置电源和地。 可制造性（DFM）与可测试性（DFT）的考量： 布局时需要考虑元件之间的间距、走线的可达性、过孔的位置等，以方便后续的机器贴片和人工测试。 异形板与特殊结构的处理： 学习如何处理不规则形状的PCB板，以及如何在PCB中集成特殊结构，如屏蔽罩、安装结构等。 PCB布线的艺术与科学： 布线是将原理图连接转化为物理导线的过程，它直接影响到电路的电气性能。 单线布线： 学习如何使用不同线宽、不同层级的导线连接元件引脚，并掌握自动布线和手动布线的配合使用。 差分信号的布线： 对于高速差分信号，如USB、HDMI、PCIe等，学习如何进行等长、等阻抗、紧密并行布线，以保证信号的完整性。 电源与地网络的布线： 强调使用大面积覆铜（Pour）或宽铜箔来处理电源和地网络，以降低阻抗，提高信号返回路径的完整性，并改善散热。 高频信号的处理： 学习如何最小化高频信号的路径长度，避免串扰，并考虑使用地线屏蔽。 过孔（Via）的设计： 合理使用过孔，并注意过孔的尺寸、数量及其对信号的影响，特别是高密度BGA器件的过孔设计。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）的基本概念： 介绍信号反射、串扰、时域/频域分析等基本概念，并讲解如何在布线过程中采取措施加以改善。 阻抗匹配的控制： 对于传输线，学习如何通过线宽、层厚、介电常数等参数控制阻抗，以实现信号的匹配传输。 多层板布线的策略： 学习如何有效地利用多层板的优势，将信号层、电源层、地层合理分配，优化布线空间。 PCB优化与规则检查： 布线完成后，还需要进行细致的优化和规则检查。 DRC（Design Rule Check）： 运行EDA工具的DRC功能，检查PCB设计是否满足预设的各项设计规则，如线宽、线距、过孔间距、焊盘间距等。 LVS（Layout Versus Schematic）： 检查PCB布局与原理图的连接是否一致，确保没有遗漏或错误的连接。 布线后优化： 调整走线、间距，优化覆铜区域，提高PCB的可制造性和性能。 3D视图检查： 利用3D视图检查PCB与外壳、其他组件的配合情况，避免干涉。 第四部分：制板与组装——从蓝图到实物 完成PCB设计后，将其转化为实际的物理板卡并进行元器件的焊接是设计的最后阶段。本部分将带您了解制板和组装的流程与注意事项。 Gerber文件的生成与检查： Gerber文件是PCB制造商用于生产PCB的工业标准文件。您将学习如何从EDA软件中正确生成Gerber文件，并重点介绍Gerber文件的内容构成（如线路层、阻焊层、丝印层、钻孔层等）。我们将强调Gerber文件检查的重要性，确保其与设计意图一致，避免生产错误。 PCB制造工艺流程概览： 简要介绍PCB板厂的生产流程，包括覆铜、蚀刻、钻孔、电镀、阻焊、丝印、锣板等关键工序。了解这些工艺有助于设计师在设计时考虑到制板的可行性。 阻焊层与丝印层的设计考量： 学习如何合理设计阻焊层（Solder Mask）和丝印层（Silkscreen），以方便焊接、识别元件和指导组装。例如，保证焊盘周围有足够的阻焊开窗，清晰的丝印标记可以帮助识别元件型号和方向。 钻孔文件的生成与管理： 介绍钻孔文件的生成，包括钻孔的位置、孔径等信息，并说明其在PCB制造中的作用。 BOM（Bill of Materials）表和拾取与放置（Pick-and-Place）文件的生成： BOM表是组装所需的元件清单，拾取与放置文件则是自动化贴片机用于拾取和放置元件的坐标信息。您将学习如何生成准确的BOM表和PnP文件，确保组装的顺利进行。 焊接工艺简介： 简要介绍波峰焊、回流焊、手工焊等常见的焊接工艺，以及它们对PCB设计的影响。 返修与调试： 介绍PCB在组装后的初步调试方法，以及常见的故障排除思路。 第五部分：进阶主题与设计经验分享 在掌握了PCB设计的基础理论和实践操作后，本部分将为您介绍一些进阶主题，并分享一些宝贵的行业经验。 高速PCB设计进阶： 深入探讨信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的分析工具与方法，如TDR（时域反射计）、S参数分析等。介绍差分对、背板、射频（RF）PCB等特殊高速设计的考量。 嵌入式系统中的PCB设计： 结合嵌入式系统，探讨CPU、FPGA、内存、接口等关键芯片的PCB设计要点，以及如何优化功耗和散热。 EMC/EMI设计高级技巧： 深入讲解地线设计、屏蔽设计、滤波技术、电源去耦等，以满足严苛的EMC/EMI标准。 柔性PCB（FPC）与刚挠结合PCB设计： 介绍柔性PCB的特性、设计规则和应用场景，以及刚挠结合PCB的优势和设计考量。 PCB设计中的版本控制与协同工作： 介绍如何使用版本控制工具（如Git）来管理PCB设计文件，以及如何进行团队协同设计，提高效率。 设计评审与失效分析： 强调设计评审在项目中的重要性，以及如何从过往的失效案例中学习，避免重复犯错。 结语 PCB设计是一门融合了科学、艺术与工程的学科。它要求设计者具备扎实的理论基础、严谨的工程思维、敏锐的细节洞察力以及不断学习的进取精神。通过本书的学习，我们希望您能够掌握从概念到成品的全流程PCB设计技能，能够自信地将您的电子创意转化为实际的产品，并在这个日新月异的科技领域中，创造出属于自己的精彩。这本书不仅是一本教程，更是一扇通往电子世界核心的窗户，等待您去探索和发现。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，让我产生了一种与作者在进行高质量的技术对话的感觉，这种互动性是很多传统教材所缺乏的。作者在讲解过程中，似乎总能预判到读者可能会产生的疑问，并提前给出深入的解析或替代方案的讨论。例如，在讨论不同封装的贴片元件布局时，书中不仅介绍了常用的规范，还对比了使用自动抓取和手动微调在生产良率上的潜在影响，这种多维度的权衡分析，极大地拓展了我的设计视野。此外，书中还提供了大量的“专家提示”或“注意事项”栏目，这些小块内容往往是作者多年经验的结晶，用最精炼的语言指出了关键所在。它教会我的不仅仅是软件的操作技巧，更重要的是一种严谨、系统、注重细节的工程方法论。这种潜移默化的影响，让我开始用一种更为批判和审慎的态度去对待每一个设计决策，这对于职业发展来说，比单纯掌握一个软件工具要重要得多。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的内容组织真是让人眼前一亮，尤其是对于初学者来说，简直是一份“救命稻草”。我记得我刚开始接触电路设计时，面对那些复杂的原理图和PCB布局规则，简直是无从下手，感觉像是面对一座大山。这本书的作者显然深谙初学者的痛点，他们没有一上来就抛出那些晦涩难懂的专业术语和复杂的函数公式，而是选择了循序渐进的讲解方式。从最基础的元器件识别，到如何创建第一个简单的原理图符号，每一步都配有详尽的图文说明，连鼠标点击的每一个细节都标注得清清楚楚。这种手把手的教学方法，极大地降低了入门的门槛，让我能够快速建立起对整个设计流程的感性认识，而不是仅仅停留在理论层面。更棒的是，它似乎非常注重实践操作的反馈，每完成一个小模块的学习，都会有一个实际的小项目作为检验，这种即学即用的模式，极大地增强了学习的成就感和持续动力。那种从“什么都不懂”到“我能独立完成一个简单的板子”的转变，是这本书带给我最直接的收获，这种体验对于培养对电子工程的热情至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例选择上的独到眼光，令我在学习过程中充满了探索的乐趣。它没有采用那些过于简单、缺乏挑战性的“玩具”电路，而是选择了几个贴近工业实际应用场景的案例，例如一个简单的LED驱动模块和一个数据采集前端。这些案例的复杂度适中，既包含了模拟信号处理的挑战，也涉及了数字接口的布局要求。最让我感到惊喜的是，作者不仅展示了如何完成设计，还非常细致地分享了在实际流片或打样过程中可能遇到的“陷阱”和解决方案。例如，在某个案例中，作者特别指出由于PCB板材的介电常数变化导致的实际阻抗偏差，并提供了相应的修正思路。这种“过来人”的经验分享，是任何软件自带的帮助文档都无法替代的宝贵财富。它让我深刻理解到，设计绝非一蹴而就的完美过程，而是不断迭代和优化的艺术。

评分☆☆☆☆☆

从排版和视觉呈现的角度来看，这本书的编辑处理堪称典范。在技术类书籍中，清晰的图示和合理的布局往往是决定阅读体验的关键因素，而这本书在这方面做得非常出色。我可以坦率地说，很多技术书的插图模糊不清，或者图文对照时，读者需要不断地在文字和插图之间来回翻页，效率极低。然而，这本书的每一个步骤截图都采用了高分辨率的彩色印刷，并且关键的设置项和操作区域都被用醒目的颜色或箭头进行了突出显示，几乎没有产生阅读上的歧义。章节间的过渡也非常流畅，大量使用了结构化的信息图表来总结复杂流程，使得我不用费力去梳理那些原本会让我头脑混乱的逻辑链条。这种对细节的极致追求，体现了出版方对读者的尊重。长时间阅读下来，眼睛的疲劳感也比阅读其他同类书籍要轻得多，这无疑是长时间学习过程中一个非常重要的加分项。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，超出了我原本对一本“应用教程”的预期。很多同类型的书籍，往往在讲完软件基本操作后就戛然而止，留给读者一堆空白需要自己去摸索。但这本书明显不是那种“浅尝辄止”的读物。它在介绍完基础的PCB布局布线技巧后，并没有止步于单板设计，而是深入探讨了诸如多层板设计中的电源和地平面处理、阻抗控制等进阶话题。特别是关于信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的章节，作者用非常形象的比喻，将这些高深的理论变得可以被理解和应用。我尤其欣赏它对EMC/EMI兼容性设计原则的融入，这在很多入门教程中是被忽略的重点。这意味着这本书不仅教你“怎么做”，更教你“为什么要这么做”，从而培养出工程师级别的设计思维，而不是仅仅成为一个“按键操作员”。读完后，我感觉自己对设计一个稳定、可靠、符合行业规范的电子产品，有了一个更全面和系统的认识，这对于我后续承接更复杂的项目打下了坚实的理论和实践基础。