电路设计的方法步骤

icylove1314

通常，硬件电路设计师在设计电路时，都需要遵循一定的步骤。要知道，严格按照步骤进行工作是设计出完美电路的必要前提。对一般的电路设计而言，其过程主要分为以下3步：
1.设计电路原理图
在设计电路之初，必须先确定整个电路的功能及电气连接图。用户可以使用Protel99提供的所有工具绘制一张满意的原理图，为后面的几个工作步骤提供可靠的依据和保证。
2.生成网络表
要想将设计好的原理图转变成可以制作成电路板的PCB图，就必须通过网络表这一桥梁。在设计完原理图之后，通过原理图内给出的元件电气连接关系可以生成一个网络表文件。用户在PCB设计系统下引用该网络表，就可以此为依据绘制电路板。
3.设计印刷电路板
在设计印刷电路板之前，需要先从网络表中获得电气连接以及封装形式，并通过这些封装形式及网络表内记载的元件电气连接特性，将元件的管脚用信号线连接起来，然后再使用手动或自动布线，完成PCB板的制作。
菜单栏：
原理图的设计步骤：
一般来讲，进入SCH设计环境之后，需要经过以下几个步骤才算完成原理图的设计：
1.设置好原理图所用的图纸大小。最好在设计之处就确定好要用多大的图纸。虽然在设计过程中可以更改图纸的大小和属性，但养成良好的习惯会在将来的设计过程中受益。
2.制作元件库中没有的原理图符号。因为很多元件在Protel99中并没有收录，这时就需要用户自己绘制这些元件的原理图符号，并最终将其应用于电路原理图的绘制过程之中。
3.对电路图的元件进行构思。在放置元件之前，需要先大致地估计一下元件的位置和分布，如果忽略了这一步，有时会给后面的工作造成意想不到的困难！
4.元件布局。这是绘制原理图最关键的一步。虽然在简单的电路图中，即使并没有太在意元件布局，最终也可以成功地进行自动或手动布线，但是在设计较为复杂的电路图时，元件布局的合理与否将直接影响原理图的绘制效率以及所绘制出的原理图外观。
5.对原理图内的图件进行电气连接。这里提到的线路可以是导线、接点或者总线及其分支线。当然，在比较大型的系统设计中，原理图的走线并不多，更多的时候是应用网络标号来代替直接的线路连接。这样做既可以保证电路的电气连接，又可以避免使整个原理图看起来杂乱无章。
6.放置注释。这样做可以使电路图更加一目了然，增强了可读性。同时，它也是一个合格的电路设计人员所必须具备的素质之一。
PCB设计流程：
对于初次接触印制电路板设计的用户来说，首先面临的问题就是设计工作中究竟包括哪些步骤，应从什么地方入手、各个步骤之间的衔接关系如何？因此，在利用Protel99SE设计印刷电路板之前，必须了解基本工序，也就是印制电路板的布线流程。
1.绘制正确的原理图和网络表。原理图是设计PCB板的前提，而网络表是连接原理图和PCB板图的桥梁，所以在绘制PCB电路板之前一定要先得到正确的原理图和网络表。
2.确定元件封装。要完成从原理图到PCB的转换，只有各个元器件对象的连接关系是不够的，还必须知道每一个元件的封装形式（Footprint）。Protel99SE提供了丰富的标准元件库，在导入网络表文件 ，必须先加载PCB元件封装库，并且要确保所有用到的库都已载入。
3.设置环境参数。用户可以根据自己的习惯设置环境参数，如栅格大小、光标捕捉大小、公制英制单位的转换以及工作层面的颜色等。另外，因为PCB板图由很多层构成，所以还需要对PCB板的图层进行设置。
4.规划电路板。这一步主要是对电路板的各种物理参数进行设置，包括电路板是采用双层板还是多层板，电路板的形状、尺寸，电路板的安装方式，在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘，以及在禁止布线层上绘制PCB板的外形轮廓等等。
5.导入网络表。网络表中包含了各个元器件的封装形式，以及元件之间的连接关系，因此导入网络表之后就得到了PCB的后续设计的基础。
6.元件的布局。应当从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等各方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件，然后布置较大的、占用空间较多的器件和电路的核心元件，最后布置外围的小元件。
7.制订详细的布线规则。布线规则包括走线间距、各种线宽、过孔的大小、布线的拓扑结构等，这些规则需要根据所设计的电路板的实际情况进行设置。另外，还要在不希望有走线的区域内放置填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在的布线层。
8.PCB布线。这一步骤包括了手工布线、自动布线和手工调整三个小步。
9.敷铜与补泪滴。为了增强电路板的抗干扰能力，需要对各布线层的放置地线网络进行敷铜，根据需要可以有网格状敷铜或实心敷铜，也可以对电源网络进行敷铜。另外，还需要对所有过孔和焊盘补泪滴，对于贴片和单面板一定要加泪滴。
10.进行设计规则检查。为了确保电路板图符合设计规则，以及所有的网络均已经正确连接，布线完毕后一定要做设计规则检查。这一步与前面的制订详细的布线规则是相互呼应的，一方面，可以根据制定好的设计规则来检查布线错误；另一方面，如果布线过程中需要忽略某些错误，也可以对设计规则进行修改。
11.调整其余层上的信息。全部调完并且通过设计规则检查之后，将所有丝印层的字符拖放到合适位置，注意尽量不要放在元件下面或过孔和焊盘的上面，对于过大的字符可适当缩小。最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息，并可用第三方提供的程序加上中文注释。
12.保存和导出印制板文件。设计完成后，还要对印制板文件进行整理、存档和打印图纸等工作。此外还可以导出元件明细表，生成电子表格文档作为元件清单等。
Protel99SE的开发界面：
系统菜单的右边是普通菜单，根据当前打开的文件不同，它会显示不同的菜单内容。如果当前没有打开任何文档，菜单栏中只有File、View和Help三项。新建文档之后，菜单项会大大增加。菜单栏的下面是工具栏，界面中间偏左是文件管理器，偏右是工作区。在界面的最下方是状态栏和命令栏。
系统菜单
系统菜单位于菜单栏的最左侧，没有文字，单击该图标出现展开菜单，其中几个主要菜单项的功能如下：
Customize命令：用于帮助用户根据自己的习惯和需求对Protel99SE的菜单、工具栏和快捷键进行个性化的设置。
Preferences命令：选择该命令，会弹出Preferences对话框。使用其中的选项可以对Protel99SE进行优化设置。
Design Utilities命令：选择该菜单项后，会弹出Compact&Repair对话框，它有两个功能：一是将零碎的文件压缩打包成一个设计数据库文件；二是修复损坏的设计数据库文件。
Run命令：它包括[运行脚本]和[运行进程]两个命令，类似于Windows[开始]菜单的[运行…]命令。
菜单栏
1.File（文件）菜单
该菜单包括各种可对文件执行的操作。其菜单项内容会根据当前打开的文档的不同而有所差异。如果没有新建或者打开任何文档，该菜单的内容只有4项，它们分别是：
（1）New（新建）命令
该命令用于新建设计数据库，单击该命令时，会出现New Design Database（新设计数据库）对话框，其中各个选项的含义如下：
Design Storage Type（设计存储类型）选项列表：用于选择设计的存储类型，其下拉列表框中有MS Access Database（MS Access Database数据库）和Windows File System（Windows文件系统）两个选项。前一个选项表示新建的设计文档将以Access数据库文件的方式保存，即同一个设计项目中的所有文件被压缩在一个数据库文件里；后一个选项表示采用Windows的文件系统保存设计文档，即各个文件都是零散的，不会压缩打包。为了使用方便并保证运行的可靠性，一般都选择前一种存储类型。
Database File Name（数据库文件名称）编辑框：用于输入新建数据库的文件名。
Browse（浏览）按钮：单击该按钮可以选择新建设计数据库的目录。
（2）Open（打开）命令
该命令用于打开一个已有的设计数据库文件，或者Protel99SE支持的其他任何类型的文件。选择该命令后，用户可以在其中找到相应的目录，选择需要打开的文件。
（3）Exit（退出）命令
该命令用于退出Protel99SE。退出程序时，如果正在编辑的文件在最后一次修改之后还没有保存，那么Protel99SE会提示是否需要保存修改，用户可以根据需要进行选择。
（4）最近编辑的文件
在打开过几个文档之后，File菜单的最下方会增加一系列的菜单项，它们表示最近被打开过的设计文档，这是为了方便用户打开近期经常编辑的文档。最上方的文档被打开的时间最近。Protel99SE的File菜单上最多可以记录最近打开的9个文档。菜单的底部还有一个More Documents（更多文档）菜单项，单击该菜单项，会弹出Choose Design Documents（选择设计文档）对话框，从其中的列表框里可以打开更多最近开启过的文件。
2.View（视图）菜单
该菜单主要用于管理Protel99SE的界面显示。其菜单项内容同样会根据当前打开的文档的不同而有所差异。如果没有新建或者打开任何文档，该菜单的内容只有3项，他们分别是：
Design Manager：显示或隐藏文件管理器。