Protel 99SE软件在电子技术课程设计中的应用

郭金玉 曾 静 何 戡

沈阳化工大学 辽宁沈阳 110142

Protel 99SE软件在电子技术课程设计中的应用

郭金玉 曾 静 何 戡

沈阳化工大学 辽宁沈阳 110142

Protel 99SE软件是专门用于电路原理设计和印刷电路板设计的EDA工具软件。本文通过数字电压表的设计实例探讨了在电子技术课程设计中引入计算机设计技术的意义和方法。

Protel 99SE；电子技术课程设计

电子技术课程设计是在模拟电子技术、数字电子技术等课程之后，集中安排的重要实践性教学环节，是电子技术基础课程非常必要的实践训练环节。它的目的是对学生进行综合性训练，培养学生运用课程中所学理论与实践紧密结合的能力和独立解决实际问题的能力。

随着计算机技术的发展，EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术，成为电类、信息类工程技术人员必须掌握的技能之一。近年来，我校电子实验室对电子技术课程设计的教学内容与EDA技术的应用训练有机结合进行了一些尝试。在电子技术课程设计中引入EDA技术对于培养创新和实用人才，改革传统的实验教学模式，提高实验教学质量有着重要的意义。

一、Protel 99SE的系统组成及功能特性

Protel 99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源—地层和16个机加工层。按照系统功能来划分，Protel 99SE主要包含电路工程设计部分、电路仿真与PLD两大部分和6个功能模块。

1.系统组成

(1)电路工程设计部分

①电路原理设计部分(Advanced Schematic 99)：电路原理图设计部分包括电路图编辑器(简称SCH编辑器)、电路图零件库编辑器(简称Schlib编辑器)和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。

②印刷电路板设计系统(Advanced PCB 99)：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器(简称PCB编辑器)、零件封装编辑器(简称PCBLib编辑器)和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。

③自动布线系统(Advanced Route 99)：本系统包含一个基于形状(Shape-based)的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。

(2)电路仿真与PLD部分

①电路模拟仿真系统(Advanced SIM 99)：电路模拟仿真系统包含一个D/A信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。

②可编程逻辑设计系统(Advanced PLD 99)：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器(Waveform)。本系统的主要功能是：对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度地精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。

③高级信号完整性分析系统(Advanced Integrity99)：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器,可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。

2.Protel 99SE的功能特性

(1)开放式集成化的设计管理体系；

(2)超强功能的修改与编辑功能；

(3)强大的设计自动化功能。

二、数字电压表设计应用实例

电子技术课程是综合运用学到的理论知识去独立完成一个设计课题，可采用计算机设计和实物设计调试相结合的模式。

1.一般步骤

(1)选择总体方案；(2)设计单元电路；(3)计算参数；(4)选择元器件；(5)绘总体电路图；(6)EDA画图、PCB制板；(7)电路的组装与调试。

2.以数字电压表电路为例的功能设计

(1)首先设计一个量程转换电路，将不同测量范围内的电压信号转换成A/D转换电路所需的标准电压范围内。

(2)设计一个A/D转换电路，实现模拟量到数字量的转换。

(3)字形译码驱动电路：将A/D数字信号经译码驱动电路接到7段显示器上。

(4)字位驱动电路：字位信号还须经过驱动电路接到显示器的公共端。

(5)小数点自动转换处理电路。

3.数字电压表电路原理及电路设计

实现以上功能的数字电压表电路原理如图l所示。

图1 数字电压表电路原理图

4.运用Protel 99SE软件的电路原理和PCB设计结果

运用Protel 99SE软件的电路原理设计结果如图2所示，PCB如图3所示。

图2 数字电压表电路原理设计图

图3 数字电压表PCB设计图

三、结束语

把计算机设计软件Protel 99SE引入电子技术课程设计中，让学生掌握系统设计的一般方法和设计流程，熟悉现代电子产品设计过程中常用的计算机辅助设计工具及其使用方法，实现了实验教学手段的创新。印刷电路板计算机辅助设计技术的训练使电子技术课程设计的教学更接近工程实践，学生因此对产品开发和制作的整个过程有较为全面地了解。

在今后的教学实践中，要不断总结经验，改进教学方法，拓宽教学范围，开发新的设计内容，力求使EDA技术的应用训练与电子课程设计的具体内容有机结合，为学生在本科学习期间工程设计能力的培养打下坚实的基础。

[1]崔葛瑾.电子技术课程设计中的EDA技术训练[J].实验室研究与探索，2003，22(2)：36～38

[2]任玲，吴延祥.Multisim仿真软件在电子技术课程设计中的应用[J].中国现代教育装备，2009，9：39～41

Application of Protel 99SE software in course design of electronic technology

Guo Jinyu, Zeng Jing, He Kan
Shenyang university of chemical technology, Shenyang, 110142, China

Protel 99SE software is the EDA tools software applied to design schematic and printed circuit board.This paper discusses the significance of the introduction of computer design technology and methods in course design of electronic technology through the design of digital voltmeter examples.

Protel 99SE; course design of electronic technology

2010-01-11

郭金玉，博士，讲师。