实验一 电原理图的编辑
一、实验目的：
1、了解Protel 99 SE的启动、绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法和文件管理方法。
2、掌握电路原理图的设计步骤、Portel 99 SE电路原理图设计环境，图纸设置的内容和方法。
3、掌握装载元器件库，放置、编辑和调整元器件，设置网格、电气节点和光标形状的方法，并能绘制简单的电原理图。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
1. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
2. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1. 查看Protel 99 SE的运行环境，包括所用机器的硬件与软件环境。
2. 学习使用Protel 99 SE的基本操作，包括进入Protel 99 SE主程序、菜单操作，工具栏操作及退出等基本操作。
3. 打开安装目录\Examples\Z80 Microprocessor.ddb设计数据库，通过打开其中的各种设计文件熟悉Protel 99 SE的绘图环境，各个功能模块，界面环境，并练习Protel 99 SE的文件管理功能。
4. 在自己的用户目录下，创建一个自己的设计数据库，新建一个原理图文件并打开。（设计数据库、原理图文件的主文件名自定）
5. 设置自己喜爱的绘图环境，如图纸类型、尺寸、底色、光标形状、可视栅格、栅格形状、大小等等。
6. 在新建的原理图文件中绘制教材图2-10所示的原理图。
五、实验步骤：
1.安装并启动Protel 99 SE，单击桌面上的Protel 99 SE快捷方式打开主界面中。然后执行“File”菜单下的“New”命令，创建一个新的文件库，后缀名为（.ddb）。双击工作窗口内的“Documents”标签，执行“File” 菜单下的“New”命令，选择“Schematic Document”单击“OK”，即创建了一个以“Sheet n.Sch”作为文件名的原理图文件。关掉主界面上的叉叉图标即可退出操作
2 ．单击“Design”菜单下的“Options…”命令，在弹出的对话框内，单击“Sheet Options”标签，在窗内选择可以选择图纸类型、尺寸、底色等。单击“Tools”菜单下的“Preferences…”命令，单击“Graphical Editing”标签，在“Cursor/Gird Options”设置框内单击“Cursor”选择光标的形状和大小;单击“Cursor/Gird Options”设置框内的“Visible”项，选择可视栅格的形状；单击“Color Options”选项框内的“Grid”选择栅格颜色。
3.执行“File”菜单下的“Open”命令，在“Open Design Database”窗口内，在“文件类型”下拉列表窗内选择相应的设计文件类型（如.Ddb），在文件列表窗内找出并单击待打开的设计文件名Z80Microprocessor，在单击“打开”按钮，即可打开一个已经存在的设计文件库。
4．在自己的U盘里创建一个工程文件夹取名MyDesigne.Ddb，打开主界面。然后执行“File”菜单下的“New”命令，创建一个新的文件库，后缀名为（.ddb）。双击工作窗口内的“Documents”标签，执行“File” 菜单下的“New”命令，选择“Schematic Document”单击“OK”，即创建了一个以“Sheet n.Sch”作为文件名的原理图文件。
5.打开原理图编辑区：
（1）在常用库中找出所需元件，执行Place名命令放置元器件；
（2）调整元器件的位置并修改属性，双击元器件即可弹出属性对话
（3）连线。单击画线工具中的导线工具，将光标移到元件引脚的端点、导线的端点以及电气节点附近待出现黑圆圈时进行连线；
(4）放置电气节点。单击画线工具中“放置电气节点”工具，将光标移到“导线与导线”或“导线与元件引脚”的“T”形或“十”字交叉点上，单击鼠标左键，放置表示导线与导线相连的电气节点;
（5）放置电源和地线。单击画线工具中的电源/地线工具，然后按下Tab键，调出电源/地线选项属性设置窗口，设置电源或地线的形状
（6）原理图的电气检查：执行“tools”菜单下的“ERC”命令。
绘制的原理图如下：
六、收获与体会：
实话说第一次做这个实验挺紧张的，因为什么都不懂，每次上课时总觉得老师讲的东西太虚了，总是觉得没有听懂，懵懵懂懂的，上机实验后，才了解了Protel99se启动、绘图环境、才慢慢地了解怎样建立新的文档，怎样放元件怎样添加元件库，怎样连线，上机还比比空洞的看书来的要实际的多，让我更快更直观的了解并触摸到protel,学的比纯粹的看书要轻松的多了。
实验二 电原理图的编辑（2）
一、实验目的：
1、进一步熟悉装载元器件库，放置、编辑和调整元器件、绘制电原理图的方法。
2、掌握在电原理图中使用网络标号、总线、总线分支的方法。
3、掌握对电原理图进行中电气规则检查（ERC）的方法。
4、掌握生成原理图的网络表文件、元件清单报表的方法。
5、练习绘制原理图的各种技巧。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
1. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
2. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1、绘制如图2-96所示的电路原理图。
2、对绘制的原理图进行电气规则检查（ERC），直到通过为止。
3、生成绘制的原理图的网络表文件。
4、生成绘制的原理图的元件清单报表。
五、实验步骤：
1、新建一个原理图文件；
2、采用从上往下、从左往右的方法放置芯片、元器件等。其中，核心芯片8031在Intel Databooks.ddb库中，其余芯片虽然在库中可以找到，但是有些地方与书上的图不同，所以我新建了一个原理图库文件（Schematic Library），制作了其余芯片。常用的电阻电容等在Miscellaneous Devices.ddb库中可以找到
3、修改属性：执行了Place后放置元件之前按下Tab键弹出属性对话框，进行属性修改；
4、连线；
5、放置总线和分支：单击画线工具栏的放置总线（Place Bus）工具，将光标移到总线的起点并固定，移动光标到转弯处并单击，移动光标到总线中点并单击，然后再单击鼠标右键结束该总线；单击画线工具栏的放置总线分支工具，总线分支即附在光标上，通过空格键、X或Y键调整总线分支方向后，移动光标到需要放置总线分支的元件引脚或导线的端点，在单击鼠标固定。
6、放置网络标号：单击画线工具栏的放置网络标号（Place Net Lable）工具，一个虚线框就出现在光标附近，按下Tab键，进入网络标号选项属性设置窗口，设置网络标号的名称、颜色、字体及大小等属性后，将光标移到需要放置这一网络标号的引脚端点或导线上。
7、所有元件放置好并连好线之后，按一下保存，然后进行电器规则检查，执行Tools下的ERC即可，弹出的检查报告中有两处警告如下：
#1 Warning Unconnected Net Label On Net R\A\M\R\D\
Sheet1.Sch R\A\M\R\D\
#2 Warning Unconnected Net Label On Net R\A\M\W\R\
Sheet1.Sch R\A\M\W\R\
百度了一下警告解释如下：有一个网络标号没有连接名字为R\A\M\R\D\ 一般为放置的时候没有放到导线或者节点上，或者是多余的 。解决办法为：多余的删掉。不是多余的就拖拉它到导线或节点。或者删掉重新放
按上述解决办法重新修改了一下。警告没有了。
8,、生成网络表格：执行“Design”菜单下的“Create Netlist…”命令从原理图中抽取网络表文件（.net）即可生成网络表格；
9、生成元件清单报表：
（1）执行“Peports”菜单下的“Bill of Material”命令，在出现的界面中选择Project；然后单击Next按钮；
（2）在出现的画面中，选择报表内容，单击相应选项的复选框，选择后，再单击Next按钮；
（3）在出现的画面中，输入选项的表头信息，输入之后，然后单击Next按钮；（4）在出现的画面中选择元件清单报表文件格式。这里选择Client Spreadsheet格式，然后单击Next按钮，最后单击Finish按钮即可生成元件清单报表。
绘制原理图如下：
五、实验心得：
开始时什么都不懂，但在同学的帮助和讨论中，仔细的浏览了课本之后，慢慢地懂得了，怎样打开需要用到的元件库，该怎样查找元件并把元件放入操作界面，因为每一步都按照书上操作，所以进行ERC检查时并没有出错，可是周围有同学的检查有错误，有点羡慕，有错误要自己检查修改印象更加深刻。
实验三 电原理图的编辑（3）
一、实验目的：
1、掌握电原理图用的元件电气图形符号的编辑与创建方法。
2、掌握层次电路原理图的编辑方法。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
3. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
4. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1、创建一个如图2-116所示的LED元件电气图形符号。
2、按层次电路重新绘制图2-96所示的原理图。要求至少分成四个子电路模块，且电源电路及退藕电路分别绘制在不同的子电路中。
五、试验步骤：
1、（1）打开自己的设计文件库中新建一个原理图库文件（Schematic Library）后缀名为（.Lib）；
（2）单击“tools”菜单下的“New Component”命令，然后执行“tools”菜单下的“Rename Component”命令将设计取名为LED。
（3）单击“绘图”工具栏内的“矩形”工具绘制LED的外框，在固定前按下Tab键修改外框的属性。然后同样的方法绘制LED的内框。
（4）单击“绘图”工具窗内的“画线”工具，画出LED的笔段，利用“画圆”工具绘制小数点；
（5）单击“绘图”工具栏内的“引脚”工具，绘制LED的引脚，并在固定前按下Tab键修改属性。
（6）单击“绘图”工具栏内的“文字”工具，在按下Tab键放置各笔段名称。(7)单击“Description”按钮，在元件描述窗内，输入缺省元件序号、型号、封装形式等参数。
2、采用自下而上的编辑方法绘制:
（1）首先将整个图划分为四个部分；
（2）在自己的设计文件库中新建四个原理图文件，分别绘制四个部分；
（3）每绘制完一部分进行一次ERC检查，只有确定每一个子模块都是正确的才能生成最后的总方块电路；
（4）模块电路绘制完成之后再新建一个原理图文件，后缀名为（.prj），在新建的项目文件窗口内，单击“Design”菜单下的“Creat Symbol From Sheet”命令，在出现的模块电路原理图文件列表窗内，找出并单击待转换的模块电路原理图文件名,单击OK后，在弹出的方块电路I/O端口电气特性选择框中选择NO之后移动光标到合适的位置然后单击鼠标固定，这样就转化好了一个方块电路
（5）重复以上步骤，分别把四个模块电路转换成方块电路。最后使用导线、总线将各方块电路I/O端口连在一起，这样，就绘制好了一个项目原理图。
内容一的原理图如下：
内容二的层次原理图如下：
模块一：
模块二:
模块三：
模块四：
内容二的总图如下:
六、试验心得：
这次的实验似乎比上一次更加复杂，其实只要掌握了绘制层次电路设计的两种方法就会觉得并不难，我觉得自下而上的设计方法比较简单，画好了每个模块电路之后基本上就快成功了，只要进行一下转化就可以生成方块电路，但是不知道为什么，在对第三个模块电路进行ERC检查时总是出现警告和一个错误，修改之后还是有，后来我知道了原因，因为我把两个应该在同一模块的部分分开了，网络标号的一端在这一个模块电路中，而网络标号的另一端却在另一个模块电路中，重新修改了之后错误和警告终于没有了。虽然也花了很长时间，但感觉很值，把课堂上没有学好的部分通过实验掌握了。在制作LED时由于之前制作过几个芯片，所以很快就能画好
实验四 电路仿真
一、实验目的：
1、掌握用protel 99 se进行电路仿真的步骤。
2、掌握常用的电路仿真方式及其应用。
3、了解电路元件的PSPICE仿真模型及创建仿真元件的方法。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
5. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
6. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1、习题4-7。
2、习题4-8。
五、试验步骤及结果：
1、（1）新建一个原理图文件，添加sim.ddb库文件，然后绘制习题4-7的原理图最后绘制结果如下：
（2）、进行参数扫描：单击smiulate（仿真）菜单下的setup(设置)命令进行设置，在“General”标签窗口，单击Parameter Sweep Analyses(参数扫描分析)，在Available Signals（有效信号列表）窗口内选择要进行分析的信号，并点击“>”选择到Active Signals（激活信号）列表框内。
（3）、进行参数设置：单击“Parameter Sweep”标签，进入参数扫描设置窗口。单击“Parameter Sweep Frist”选项框内的“Parameter”下拉列表盒右侧的下拉按钮选择参数变化的元件，这里选择V2。在“Start Value”文本框内输入元件参数的初值，这里为0；在“Stop Value”文本框内输入元件参数的终值，这里为5.0V；在“Step Value”文本框内输入元件参数的变化增量，这里为10.0mV；设置好这些之后，执行“Run Analyses开始分析，结果如下：
2、（1）新建原理图文件，同样在sim.ddb库中找出题4-8图中所需要的元件，并绘制好原理图，如下：
(2)-
六、试验心得体会：
这次实验主要是对电路进行仿真分析，从而了解真的电路的功能和性能，只要掌握对电路的常见的几种分析就行了，在分析之前首先要进行参数设置，总的来说，这次的实验完成的不怎么好，第一：绘制原理图的过程中，元器件不是使用的sim.ddb库中的元件。导致不能进行仿真，第二：对几种分析的仿真参数设置不熟练，但是，通过这次实验，我掌握了一些仿真的基础，感觉还是很有收获的。
实验五 手工方式设计PCB
一、实验目的：
1、了解制作PCB的材料和工艺。
2、掌握PCB的设计步骤、Portel 99 SE PCB设计环境，参数设置的内容和方法。
3、掌握PCB的基础知识，设计PCB的元件布局规则和布线规则。
4、掌握装载元件封装库，放置、编辑和调整元件封装的方法，并能设计简单的PCB。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
7. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
8. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1、手工绘制图2-35所示电路的PCB图（要求用单面PCB板）。
2、（选作）手工绘制图4-68所示电路的PCB图（要求用单面PCB板）
五、试验步骤及结果：
1、（1）新建原理图文件，绘制图2-35所示电路；绘制好之后并进行ERC检查后正确的原理图如下：
（2）修改各元器件属性，在属性对话框中的“Footprint”一栏中修改元件的封装形式，图2-35中的三极管封装为：TO-18；电阻的封装形式为AXIAL0.3；电容为RB.2/.4；
（3）属性修改完之后单击Design菜单下的Create Netlist(创建网络表)命令，生成一个后缀名为.net的网络表文件；
（4）新建一个PCB文件，单击Design菜单下的Netlist(网络表)命令，在出现的界面中单击Browse寻找到刚才生成的网络表文件并添加进去，这样就调出了图2-35所需要的所有元件；
（5）连线：根据飞线的提示连接号需要连接的线，每连好一根线飞线就会自动消失，当连好所有的线之后飞线全部消失，这样就绘制好了一个PCB图。
（6）画边框，最后得到如图所示PCB图：
六、心得体会：
这次实验是第一次接触PCB，感觉和原题图的绘制差不多，只要把绘制原理图的方法掌握了差不多就能绘制PCB图了，只要熟记一些常用元件的封装形式就可以了。
实验六 半自动方式设计PCB、制作PCB元件封装图
一、实验目的：
1. 掌握利用PCB向导建立已放置好布线区的PCB文件的方法。
2. 掌握实现原理图文件与PCB文件间信息交换的方法。
3. 掌握以半自动方式设计PCB的方法及操作过程。
4. 了解信号完整性分析功能的使用方法及操作过程。
5. 掌握制作元件封装图的意义。
6. 掌握制作元件封装图的方法。
7. 了解制作子电路封装图的方法。
二、实验设备：
装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：
9. 试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
10. 试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：
1. 绘制图2-96所示电路的PCB图（要求用双面PCB板）。
2. （选做）对第一步得到的PCB进行信号完整性分析。
3. 制作图7-4所示的LED的封装图。
4. 制作图7-15所示的LED数码管的封装图。
5. （选做）制作图7-25所示的单元电路的子电路封装图
五、试验步骤及结果：
1、绘制图2-96所示电路图的PCB图：
（1）打开实验二中的原理图，即图2-96所示电路，图下图所示：
（2）修改各元器件属性，在属性对话框中的“Footprint”一栏中修改元件的封装形式；其中，8031的封装为DIP40、74LS373为DIP20、27256为DIP28、电阻为AXIAL0.3、极性电容为RB.2/.4、无极性电容为RAD0.1、整流二极管为DIODE0.4、发光二极管为自己封装的LED形式等
（3）属性修改完之后单击Design菜单下的Create Netlist(创建网络表)命令，生成一个后缀名为.net的网络表文件；
（4）新建一个PCB文件：在实验二的Documents目录下点击file下的新建，然后选择Wizards，再出现的界面中选择Printed Circuit Board Wizards然后点OK，再出现的界面中一步一步的按照需要选择，最后生成一个新的PCB文件并自动打开；
（5）PCB文件建好之后单击Design菜单下的Netlist(网络表)命令，在出现的界面中单击Browse寻找到刚才生成的网络表文件并添加进去，这样就调出了图2-96所需要的所有PCB元件；
（6）连线：根据飞线的提示连接好需要连接的线，每连好一根线飞线就会自动消失，当连好所有的线之后飞线全部消失，这样就绘制好了图2-96所示的PCB图。如下：
2、制作7-4所示LED的封装：
（1）新建一个PCB库文件：在新建文件中选择PCB Library Documents；
（2）打开PCB库文件窗口，执行Tools菜单下的New Componet（新建元件）命令，这样就进入了绘制元件的界面，在出现的界面中选择所需要的元件形式（这里选择Capacitors），然后点Nest，进入下一个选择，这里选默认的Through Hole，接着Nest选择孔径的大小及焊盘尺寸大小，一步步的选择，最后生成如下LED封装：
3、制作7-15所示的LED数码管封装：
六、试验心得体会：
这次的实验我感觉是最复杂最难的一次，前后我做了三个星期才完成，首先是原理图的绘制，然后是封装，我感觉封装是最让人头疼的，一是难找，二是太多，好多封装都要自己做，而且做得封装还要符合原理图中元件的引脚号，最开始我修改好每一个元件的封装之后但是在调入PCB时总是出错，由开始的六十几个错到后来四十几个，慢慢的变成二十几个，最后还是有十几个错误，我请教了老师之后才发现自己封装的lLED与原理图中的LED引脚对不上，改正之后终于得到了正确的结果，那一刻感觉很激动，毕竟做了那么久了，这一次的收获可以说是最大的，六次实验做完之后，我感觉对PCB的制作有了一定的认识，也掌握了一些基础。