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1第一篇——ProtelDXP2004SP2的应用本篇内容：1.1带你认识ProtelDXP20041.2单项训练——原理图的设计1.3综合项目——键盘电路的设计1.4单项训练——印制电路板（PCB）的制作1.5综合项目——USB控制数码管显示电路的制作21.1带你认识ProtelDXP2004ProtelDXP2004是澳大利亚Altium公司于2002年推出的一款电子设计自动化软件。它的主要功能包括：原理图编辑、印制电路板设计、电路仿真分析、可编程逻辑器件的设计。用户使用最多的是该款软件的原理图编辑和印制电路板设计功能。下面通过具体的原理图和印制电路板实例来介绍ProtelDXP2004的功能。图1.1.1是单片机的小系统部分电路原理图，图1.1.2是该电路原理图所对应的印制电路板。要求通过对原理图和印制电路板的认识来了解ProtelDXP2004的功能，并了解ProtelDXP2004中原理图、电路板、元件、封装等基本概念。图1.1.1单片机小系统部分电路原理图3图1.1.2单片机小系统部分电路板一、原理图概述原理图用于表示电路的工作原理，通常由以下几个部分构成：1）元件的图形符号及元件的相关标注（元件的标号、元件的型号、元件的参数），见图1.1.3；图1.1.3示例2）连接关系。原理图中的连接关系通常用导线、网络标号、总线等表示。如图1.1.4所示。图中有的元件之间是用导线相连的。如电容C1、C2、C3之间。有的元件之间是用网络标号相连接的，具有相同名称的网络标号表示是相连的，如元件U3的引脚2的网络标号是PC0，而元件U4的引脚3的网络标号也是PC0，则表示这两个脚是相连的；当连接的导线数量很多时，可以用总线来表示连接，总线就是多根导线的汇合，如元件U3的引脚2、5、电容的图形符号电容的编号C6电容的参数1uF46、9、12、15、16、19和元件U4的3、4、7、8、13、14、17、18对应相连接，则可以用总线来表示。图1.1.4示例3）用于说明电路工作原理的文字标注和图形符号（文字、信号波形示意等）。文字标注和图形符号只是为了看图者更加方便理解，本身不具有电气效果。系统在对原理图进行电气规则检查时，会检查具有电气效应的元件、导线、总线、网络标号等，而不会检查不具有电气效应的文字标注和波形示意等。知识链接：元件的图形符号导线总线网络标号图1.1.5普通电阻图1.1.6可变电阻图1.1.7普通二极管图1.1.8发光二极管5元件符号就是用来表示元器件引脚电气分布关系的一个图形标志。它是和现实中的元件相对应的。图1.1.5是普通电阻的符号，图1.1.6是可变电阻的符号，图1.1.7是普通二极管的符号，图1.1.8是发光二极管的符号，图1.1.9是集成块74LS373的符号，图1.1.10是数码管的符号。同一个器件所对应的图形符号可以有不同种，但是必须保证图形符号所包含的元件引脚信息是正确的，如引脚的数量必须相等，引脚的一些电气属性必须相同，而引脚的位置排列则可以不同。如图1.1.11是元件74LS373的另一种图形符号形式，和图1.1.9比较，引脚数量一样（图1.1.9中，有两个引脚10和20隐藏起来了），但是引脚排列不一样。ProtelDXP2004提供了很多元件库，每个元件库中都包含了成百上千的图形符号，用户在进行原理图设计时，可以从ProtelDXP2004所提供的元件库中查找使用所需要的图形符号。如果库中不存在用户所需要的图形符号，用户也可以自己设计图形符号。为了用户使用的方便，本书将ProtelDXP2004常用的图形符号附录在本书的附录1。二、电路板概述1、电路板的概念印制电路板（PCB）是以绝缘基板为材料，加工成一定的尺寸，在其上有一个导电图形，以及导线和孔，从而实现了器件之间的电气连接。在用户使用电路板时，只需要根据原理图，将元件焊接图1.1.1174LS373图1.1.9图1.1.106在相应的位置即可。印制电路板由元件封装、导线、元件孔、过孔（金属化孔）、安装孔等构成。如图1.1.12。图1.1.12单片机小系统电路板2、元件封装的概念元件封装指的是实际元器件焊接到电路板上时，在电路板上所显示的外形和焊点位置。如图1.1.13是电阻的插针式封装。图1.1.13电阻的封装元件封装只是空间的概念，大小要和实际器件匹配，引脚的排布以及引脚之间的距离和实际器件一致，这样在实际使用的时候，就能够将器件安装到电路板上对应的封装位置。如果尺寸不匹配，则无法安装。不同的元件可以使用同一种封装，比如电阻、电容、二极管都是具有两个引脚的元件，那么它们可以使用同一种封装，只要封装的两个焊盘间距离和实际器件匹配就可以。同一种元件可以使用不同类型的封装，比如普通电阻，因为电阻的功率不同而导致不同功率的电阻在外形上有差异，有的电阻较大、有的电阻较安装孔封装过孔元件安装孔127小，所以电阻对应的封装也有不同的类型。如AXIAL-0.3对应的是焊盘间距离为300mil的电阻的封装，而AXIAL-0.4对应的是焊盘间距离为400mil的电阻的封装，同样有AXIAL-0.5、AXIAL-0.6、AXIAL-0.7等。如图1.1.14。图1.1.14电阻所对应的不同封装3、原理图和电路板之间的对应关系通过比较图1.1.1和图1.1.2可以看出，电路板上的导电图形和电路原理图中元件及元件之间连接关系是对应的。原理图上的每个元件在电路板上都对应一个封装，原理图中的连接关系也一一反映在电路板中的导线连接上。原理图只是表示元件及元件之间连接关系的一种逻辑表示，而电路板是反映这种逻辑关系的实际器件。使用ProtelDXP2004制作电路板的方便在于，当原理图绘制完成后，软件能够根据原理图中的逻辑关系自动生成印制电路板，自动布局、自动布线，如果用户对系统的布局和布线不满意的话，可以进行手工调整。由此可知，ProtelDXP2004的两个主要功能是：绘制电路原理图和制作印制电路板。原理图主要由元件的图形符号、元件之间的连接、相应的文字标注所构成。印制电路板是反映原理图连接关系的实际物理器件，主要由元件的封装、导线、过孔、安装孔等构成。81.2单项训练——原理图的设计单项训练1模拟放大器电路图的绘制在ProtelDXP2004中如何新建和保存原理图文件；如果需要绘制多张相互关联的原理图，这些原理图文件在ProtelDXP2004中是如何组织的；原理图中的元件如何放置；这都是作为初学者感到迷茫的问题。下面通过一个简单的模拟放大器电路来叙述绘制一个原理图的过程。◆训练任务本项目需要完成的任务是绘制一张简单的模拟放大器电路图，要求使用ProtelDXP2004绘制，电路如图1.2.1所示。图1.2.1模拟放大器电路图◆学习目标掌握如何启动ProtelDXP2004学会新建和保存原理图文件，掌握设计项目和文件的关系掌握查找和放置元器件，并设置元器件属性9掌握使用导线连接元器件，并学会放置电源符号◆执行步骤步骤1：启动ProtelDXP2004启动ProtelDXP2004一般有3种方法：1、用鼠标双击Windows桌面的快捷方式图标，进入ProtelDXP20042、执行“开始”→“程序”→Altium→DXP2004。3、执行“开始”→DXP2004。ProtelDXP2004启动后，系统出现启动画面，几秒钟后，系统进入程序主页面，如图1.2.2。图1.2.2ProtelDXP2004主页面知识链接：ProtelDXP2004的汉化ProtelDXP2004支持中文语言的界面菜单显示，但是在汉化之前应该先安装ProtelDXP2004的升级补丁ServicePacket2（SP2）。该补丁可以从网络中搜索并下载。安装了SP2后，打开ProtelDXP2004，单击界面左上角的DXP系统配置菜单，选择弹出的Preferences选项。10在弹出的系统属性对话框中，选择General项，然后选中右下角的UseLocalized(resource)复选框，在分别选中DisplayLocalizeddialogs单选按钮和LocalizedMenus复选框。选择完毕，单击Apply和OK按钮即可。当下次启动Protel时，你会看到菜单和对话框大都进行了汉化。针对大多数读者的实际需要，本书就是对汉化版进行讲解的。ProtelDXP2004有SP1、SP2、SP3、SP4共4个补丁包，用户可以根据自己的需要选择安装相应的补丁包，一般SP1和SP2是必要的，SP3和SP4可以选择安装，安装了相应的补丁后，界面会有点小区别。本书主要是针对SP2版本编写的。步骤2电路原理图文件的新建和保存新建PCB项目：执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“项目”子菜单下的“PCB项目”，如图1.2.3所示。图1.2.3新建项目执行完毕后，新建了一个名为“PCB_Project1.PrjPCB”的PCB项目文件，显示在文件面板的下方，如图1.2.4所示。新建原理图设计文件：执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“原理图”。新建了一个名为“sheet1.schdoc”的原理图设计文件，显示在PCB11项目“PCB_Project1.PrjPCB”的下方，如图1.2.5所示。保存原理图设计文件：执行“文件”，选择“保存”，在弹出的对话框中，将原理图设计文件保存为“模拟放大器电路图.schdoc”。保存设计项目：执行“文件”菜单，选择“另存项目为…”，在弹出的对话框中，将项目保存为“模拟放大器.PrjPCB”。保存后文件面板中的文件名也同步更新为“模拟放大器电路图.schdoc”。右边的空白图纸就是ProtelDXP2004的原理图绘制的工作区域。图1.2.4新建了PCB项目的文件工作面板图1.2.5新建了原理图设计文的文件工作面板如果需要向指定的设计项目中添加原理图设计文件，也可以在文件工作面板中的设计项目名上，单击右键，选择快捷菜单中的“追加新文件到项目中”，然后选择“schematic”。采用这样的方法也可以向设计项目中添加其他类型的文件。12知识链接：ProtelDXP2004中文件的组织形式在ProtelDXP2004中，是以项目设计文件为单位进行管理的，设计项目可以包含电路原理图文件、印制电路板文件、源程序文件等。该种组织结构以树型的形式显示在文件工作面板中。如图1.2.6所示。图1.2.6项目和文件的组织关系常见的项目类型有：PCB项目(.PrjPCB)、FPGA项目（.PrjFPG）、核心项目(.PrjCOR)、嵌入式软件项目(.PrjEmb)，集成元件库(.LibPkg)，脚本项目(.PrjScr)等。常见的文件类型有：原理图设计文件(.schdoc)、PCB设计文件(.pcbdoc)、VHDL文件（FPGA设计文件，即.vhdl）等。ProtelDXP2004以项目设计文件为单位对这些存储在不同的地方的文件进行设计和管理。一个设计项目中可以包含若干个类型相同或不相同的设计文件，这些文件可以存储在不同的地方。一般，用户在ProtelDXP2004中为每一个工程项目独立的建立一个文件夹，用来存放所有与项目有关的文件。步骤3元件的查找和放置PCB项目包含在Mixer.PrjPCB下的SchDoc文件131、元件的查找和放置首先开始查找图1.2.1中的电阻RI、RF和RL，并将这三个电阻放置到图中合适的位置。图1.2.7元件库面板图1.2.8元件列表（1）执行“查看”/“显示整个文档”菜单命令，确认整个电路原理图纸显示在整个窗口中。该操作也可以通过在图纸上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“查看”/“显示整个文档”进行。（2）单击ProtelDXP2004窗口右侧的标签项“元件库”，打开“元件库”面板，如图1.2.7所示。该面板也可以通过菜单“查看”/“工作区面板”/“System”/“元件库”打开或关闭。(3)从元件库面板上方的库列表下拉菜单中选择MiscellaneousDevices.Intlib，使之成为当前元件库，同时该库中的所有元件显示在其下方