計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Protel DXP 2004教學(xué)方法探討

趙文卓

摘 要：Protel是一門(mén)集理論知識(shí)與實(shí)際技能于一體，實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。如何讓學(xué)生建立設(shè)計(jì)理念，規(guī)范設(shè)計(jì)操作，做好上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)，也是我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)該不斷探索的。

關(guān)鍵詞：Protel DXP 2004 繪制原理圖教學(xué) 教學(xué)過(guò)程

電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及芯片生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，使得電路板的制作工藝越來(lái)越復(fù)雜，電路板的層數(shù)越來(lái)越多，電路板上的布線(xiàn)密度也越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)的發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大支持。電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA)就是將電路設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)工作由計(jì)算機(jī)輔助完成，它極大提高了電路設(shè)計(jì)的效率，有效地減輕了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)輕度。在電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域中，Altium公司（前身是澳大利亞Protel Technology公司）的“Protel”系列電子CAD軟件產(chǎn)品以其合理的界面、完善的功能、簡(jiǎn)便的操作環(huán)境深得電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者及相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士的喜愛(ài)。

跨入新世紀(jì)后，Altium公司推出Protel DXP 2004是新一代的板級(jí)電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，與Protel 99 SE相比，除功能更加完備以外，其界面風(fēng)格更加成熟、更加靈活，尤其在仿真和電路設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了改進(jìn)。由于它的功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、對(duì)操作系統(tǒng)有要求，給初學(xué)者入門(mén)帶來(lái)了一定的難度。Protel DXP 2004集電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層電路板設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成等功能于一身，具有豐富多樣的編輯功能、強(qiáng)大便捷的自動(dòng)化設(shè)計(jì)能力、有豐富的原理圖元件庫(kù)、極其全面的工具、文檔及設(shè)計(jì)項(xiàng)目的組織能力。Protel軟件由于良好的信譽(yù)，以及卓越的表現(xiàn)，很快成為眾多EDA用戶(hù)的首選和喜愛(ài)軟件，Protel軟件資源豐富，而且學(xué)習(xí)和入門(mén)比較容易，非常適合初學(xué)者設(shè)計(jì)一些相對(duì)簡(jiǎn)單的電路和制版。

當(dāng)前，中等職業(yè)院校電類(lèi)專(zhuān)業(yè)基本上都已開(kāi)設(shè)Protel DXP 2004課程，因?yàn)榇苏n程對(duì)學(xué)生熟悉電路板的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程很有幫助，而目前各學(xué)校使用的教學(xué)軟件多已升級(jí)為Protel DXP 2004。

下面以繪制原理圖教學(xué)部分為例，探索如何設(shè)計(jì)課堂教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)并掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到熟練掌握的學(xué)習(xí)目的。在這部分，可以將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)成幾個(gè)任務(wù)模塊來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，這樣學(xué)生會(huì)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，并且在完成任務(wù)的同時(shí)很好地掌握知識(shí)點(diǎn)，這與傳統(tǒng)的書(shū)本式教學(xué)有很大的不同。

我們要完成一張?jiān)韴D，必須讓學(xué)生知道先要掌握以下三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：（1）原理圖界面基本操作；（2）元件庫(kù)的使用；（3）建立電氣連接關(guān)系。我們將這三部分設(shè)計(jì)成三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，并在每一部分內(nèi)設(shè)計(jì)成小任務(wù)模塊，在課堂教學(xué)過(guò)程中一次講解并讓學(xué)生熟練掌握。下面列出此三部分的任務(wù)模塊。

任務(wù)一：原理圖界面基本操作。

1.練習(xí)圖紙參數(shù)設(shè)置；設(shè)計(jì)——文檔選項(xiàng)。

（1）熟悉圖紙選項(xiàng)和單位選項(xiàng)；（2）會(huì)自制明細(xì)表。

2.打開(kāi)項(xiàng)目：C:＼Program Files＼Altium 2004 SP2＼Examples＼Reference Designs＼4 Port Serial Interface＼4 Port UART原理圖。

3.練習(xí)窗口縮放命令：

（1）百分比縮放練習(xí)；（2）右鍵拖動(dòng)練習(xí)；（3）查看——整個(gè)文檔練習(xí)；

（4）查看——顯示全部對(duì)象練習(xí)；快捷鍵：Ctrl+Page Down；

（5）查看——整個(gè)區(qū)域練習(xí)；（6）查看——指定點(diǎn)周?chē)鷧^(qū)域練習(xí)；

（7）查看——選定的對(duì)象練習(xí)；（8）四個(gè)快捷鍵的使用Page UP,Page Down,Home,End;

（9）查看——全屏顯示。

4.選取元器件練習(xí)：（1）選擇單個(gè)元器件；（2）選擇多個(gè)元器件；（3）任選多個(gè)元器件。

5.復(fù)制，粘貼，刪除元器件練習(xí)。

6.移動(dòng)元器件練習(xí)。

7.旋轉(zhuǎn)元器件練習(xí)：空格鍵，X,Y。

8.工具欄中返回按鈕的使用；

9.元件的排列和對(duì)齊：先選中元件（1）編輯——排列；（2）工具欄。

任務(wù)二：元件庫(kù)的使用。

1.打開(kāi)元件庫(kù)：在原理圖設(shè)計(jì)工作窗口中打開(kāi)元件庫(kù)3種方法：

（1）右側(cè)面板標(biāo)簽；（2）利用工具欄打開(kāi)；（3）利用狀態(tài)欄打開(kāi)。

2.熟悉兩個(gè)基本元件庫(kù)：

（１）Miscellaneous Devices.Intlib常用元器件；

（２）Miscellaneous Connectors.Intlib常用插接口。

3.放置基本元器件練習(xí)：

（1）利用工具欄放置簡(jiǎn)單元件；

（2）調(diào)用以上兩個(gè)庫(kù)中元件，進(jìn)行放置練習(xí)（兩種放置方法）。

4.編輯元件屬性練習(xí)：標(biāo)識(shí)符，注釋?zhuān)笮。淮蜷_(kāi)元件屬性對(duì)話(huà)框兩種方法：Tab,雙擊。

5.查找高級(jí)元器件練習(xí)：如*80*52，89C51,Res2,NE555,Cap,Led等；

6.添加刪除元件庫(kù)練習(xí)：

（1）添加80C52所在庫(kù)并查看；（2）添加NE555N所在庫(kù)；

（3）刪除元件編輯器元件庫(kù)中所用元件庫(kù)；

（4）添加兩個(gè)基本元件庫(kù)：Miscellaneous Devices.Intlib / Miscellaneous Connectors.Intlib。

任務(wù)三：建立電氣連接關(guān)系。

1.連接導(dǎo)線(xiàn)練習(xí)：（1）放置導(dǎo)線(xiàn)/轉(zhuǎn)角（注：出現(xiàn)×代表連接上）； （2）改變屬性練習(xí)。

2.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)練習(xí)：（1）放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（注：出現(xiàn)×代表連接上）；

（2）改變屬性練習(xí)，依次放置序號(hào)遞增。

3.電源接地符號(hào)練習(xí)：（1）放置符號(hào)；（2）改變屬性練習(xí)。

4.總線(xiàn)分支練習(xí)：（1）放置總線(xiàn)分支（注：大十字連接導(dǎo)線(xiàn)出現(xiàn)×）；（2）改變屬性練習(xí)。

5.總線(xiàn)練習(xí)：（1）放置總線(xiàn)/轉(zhuǎn)角（注：出現(xiàn)×代表連接上）； （2）改變屬性練習(xí)。

6.放置刪除電路節(jié)點(diǎn)練習(xí)；

7.放置文本字符串練習(xí)；

8.放置文本框練習(xí)；

9.放置圖形練習(xí)。

在繪制原理圖前，讓學(xué)生掌握好以上三個(gè)任務(wù)，這樣才可以更好地完成原理圖設(shè)計(jì)任務(wù)。在原理圖設(shè)計(jì)任務(wù)中，我們簡(jiǎn)單總結(jié)了原理圖設(shè)計(jì)步驟，以便學(xué)生今后更好地繪制原理圖。以下是我在教學(xué)課堂中總結(jié)的原理圖繪制設(shè)計(jì)步驟：

（１）建立項(xiàng)目文件——添加原理圖文件；

（２）圖紙?jiān)O(shè)置；

（３）放置元件連線(xiàn)繪制圖形；

（４）編譯檢查；

（５）練習(xí)生成元件整合庫(kù)。

學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中，上機(jī)練習(xí)是尤為關(guān)鍵的，因?yàn)閷W(xué)生在實(shí)際練習(xí)中，總會(huì)碰到各種問(wèn)題，如元件封裝不合適、找不到所需的原理圖元件、不能處理編譯錯(cuò)誤等，教師要有針對(duì)性地進(jìn)行演示輔導(dǎo)或提示點(diǎn)撥，幫助其按時(shí)地完成實(shí)踐任務(wù)。這對(duì)保持學(xué)生學(xué)習(xí)Protel DXP 2004的信心與興趣很有必要。此外，教師要主動(dòng)地、不時(shí)地進(jìn)行巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生練習(xí)中所遇到的各種問(wèn)題。這樣才能讓學(xué)生真正學(xué)好Protel DXP 2004這門(mén)課程。