hoc protel99

KHÁI NIỆM CƠ BẢN I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN: Trước khi đi vào phương pháp thiết kế mạch điện và tạo mạch in bằng proten ta xét 1số định nghĩa sau: 1. mạch in là gì?

Mạch in là vật liệu cách điện trên đó có các đường dây nối với R, L, C,và Tranzito T... Ngoài ra còn có thêm các thiết bị như như ram RAM ,ROM...,các lỗ đặt tại chân các linh kiện và các rãnh đi dây.Mạch in có thể hai hoặc nhiều lớp,proten cho phép tối đa là 16 lớp. 2. Netlits là gì?

Netlits cung cấp khả năng sao chép toàn bộ hình ảnh của quá trình lắp ráp các phần tử theo giản đồ trên màn hình biến chúng thành dạng tệp đồ hoạ để xử lý hoặc lưu giữ trên đĩa Trong netlits bao gồm: thông tin về các phần tử trong mạch như dạng mạch thiết kế kiểu của các phần tử,tên,thứ tự các phần tử và thông tin các vị trí kết nối của các phần tử với nhau.. 3. track là gì?

Track là những rãnh được thiết kế cho đường đi các dây nối.Các track này có thể được nằm ở lớp nào có độ rộng từ 0.001 tới 999.999 milimet .Số các track này bị giới hạn bởi dung lượng bộ nhớ .Vị trí của các track có thể được xác định bằng cách sử dụng lệnh xác định vị trí các track hoặc bởi các cầu dẫn tự động.

4.Via là gì? Via là những lỗ để hàn chân các linh kiện hoặc làm lỗ xuyên dây.Số các Via được giới hạn bởi dung lượng bộ nhớ.Một Via bất kỳ có thể là một trong 3 kiểu sau đây: +Through hole: Lỗ xuyên qua tất cả các lớp PCB. +Blind:Nối từ lớp trên cùng tới giữa lớp 1 hoặc từ lớp cuối cùng tới giữa lớp 14.

Via

Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.

+Buried: nối giữa hai lớp nào đó thành cặp với nhau. 4. Pad là gì?

Là những miếng đệm có thể là hình vuông hình tròn hoặc hình bát giác.Kích thước của các pad có thể từ 1 tới 500.000mm. -Bộ chương trình protel gồm hai chương trình : +Protel design System ( EDA Client ) . Chương trình này dùng để thiết kế mạch nguyên lý + Protel for Windows PCB Chương trình này dùng để thiết kế mạch in . ( SỬ DỤNG BỘ PHẦN MỀM PROTEL) I/. Để thiết kế mạch điện. II .CHUẨN BỊ MỘT THIẾT KẾ MỚI. Trước khi thiết kế mạch in ta phải chuẩn bị thiết kế mạch nguyên lý,từ mạch nguyên lý ta mới có thể chuyển sang mạch in,sau đó lấy mạch in này chế tạo ta sẽ có mạch in là tấm vật liệu cách điện. Trước hết ta xét chuẩn bị thiết kế mới cho mạch nguyên lý: ta có mạch nguyên lý có sơ đồ hình vẽ sau: Cách tiến hành theo các bước sau: 1.Khởi động EDA nhấn chuột vào File\New để tạo một file mới . 2.Định dạng bản vẽ : vào Options \ Document Options : + Chọn khổ giấy : Standard Styles : chọn A4 + Chỉnh chiều giấy : Options \ Orientation : - Landscape ( ngang ) - Potrait ( dọc) Với bài này ta chọn Landscape Protel lưu trữ các loại linh kiện trong các thư viện khác nhau , vì vậy muốn đưa ra một linh kiện nào vào bản vẽ thì phải tìm được thư viện chứa linh kiện đó . để đưa IC 74290 , IC 74247 vào bản vẽ ta thực hiện các bước sau : + Trong mục Library chọn D_TTL.LIB + Vào components in library , vào mục Mark chọn các IC : 74290 , 74247 , OK , Sắp xếp vào vị trí thích hợp trong bản vẽ . tương tự đưa các điện trở vào bản vẽ ta thực hiện lần lượt : Vào library chọn D_DEVICE.LIB Trong components in library \ Mark gõ lần lượt RES1 , RES2 , CAP ; lấy các linh kiện đó sắp xếp vào vị trí thích hợp trên bản vẽ . + Lấy VCC trong thanh công cụ Wiring Tools + Chuyển VCC thành GRN chỉ cần nháy đúp VCC sẽ hiện ra Menu Power Port , trong mục Style chọn Power Grownd .


+ để nối các linh kiện với nhau ta sử dụng thanh công cụ Wiring Tools \ Place electrical wires on the current shematic document . Đánh chữ vào bản vẽ sử dụng thanh Drawing tools \ Place Single Line Text on the current document : ta đánh chữ : clock , control . Như vậy ta đã vẽ xong mạch nguyên lý , trước khi chuyển sang mạch in ta phải đặt tên cho các phần tử : + Nhấn đúp vào linh kiện , mục Menu Edit Part hiện ra lần lượt đánh IC1 , IC2 , IC3 , IC4 , bằng cách gõ vào mục Attributes \ Designator . + Tương tự đặt tên cho R1 , R2 , R3 , C . Đối với giá trị điện trở vào Footprint : nhập vào AXIALO.4 ; còn tụ nhập RADO.2 Tạo Netlist ( chọn creat Netlist )\ OK Lưu vào File chọn save as đánh tên Quyen chương trình tự động gán đuôi quyen.net . II . Thiết kế mạch in : Từ mạch nguyên lý ta có hai phương pháp tạo mạch in. 1.Phương pháp tạo mạch in bằng tay. + Cần xác định mạch in có 2 lớp bằng cách vào lệnh như sau: ->Setting /optión/layer .Sau đó đánh dấu ✓ vào các ô sau: ✓ Top layer:Lớp trên cùng. ✓ Bottom layer :Lớp dưới cùng.

✓ Solder mask Top ✓ :Mặt trên là mặt chính Bottom ✓ Keep out layer : kích thước chung ✓ via hole :lỗ Via. ✓ Pad hole: lỗ Pad. +Tiếp vào đó là lệnh: Option/ Prefrences.. Tiếp đó chọn ô: Boảd Củo chọn Large Cross. +Đặt các chế độ,ta dùng lệnh:Curent -Track Width: 0.3 mm (Độ rộng mỗi track).

18 mm . -Via hole diameter: Giữ nguyên thông số mặc định(Đường kính của mỗi lỗ via ) . -Via type:giữ nguyên kiểu Via đã mặc định (Kiểu via). -Swap grid : Giữ nguyên khoảng cách mặc định (Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vị trí). -Sau khi đặt các chế độ ta vẽ: +Dùng lệnh Edit để lấy linh kiện ra.Ta lần lượt lấy từng linh kiện ra như sơ đồ nguyên lý.


+Dùng lệnh place để xác định hình vỏ các linh kiện và số chân IC74190,74247 là DIP 15. +Dùng lệnh Move để di chuyển các phần tử cho đúng như mạch nguyên lý,tìm chỗ để các via,pad,Track. -Dùng lệnh move để di chuyển các phần tử cho đúng vị trí như mạch nguyên lý .Tìm chổ để các Via,Pad ,Track. +Dùng lệnh Set Origin:Đặt thành (0,0). Yêu cầu khi vẽ: -Không được để các Pad ,Via để chạm Track. -Giữa các Track với nhau không được đè lên nhau và có khoảng cách hợp lí. -Khi đi trên theo chiều ngang và đi dưới theo chiều dọc. -Nên tránh xuyên nhiều lỗ. +Nháy đúp vào linh kiện và đặt tên cho chúng,yêu cầu các linh kiện không được trùng tên . +đặt foot prinf cho các linh kiện (nếu trường nàycòn trống ). R:AXIALO.4 C:RADO.2 +tạo netlits bằng lệnh :File /creat netlits/../OK . +kiểm tra netllits:nxxx. Xem nối chân của các llinh kiện với nhau có đúng không . +sau cùng save file netlits đó lại . 2.Phương pháp vẽ mạch in tự động . để làm ra mạch in cần 4 bản vẽ :

- đường đi mạch trên - dường đi mạch dưới - vị trí các lỗ

+dùng lệch load :nạp file netlits vào . +chọn keep out layer. +Dùng lệnh auto . -Place . -Route: Nối các đường mạch in. Trong Route có các chọn lựa: .Net. .Connection. .Pad to Pad. .On Component. .All. Ta chọn Connection. +Chọn các chức năng in, đối với mạch in dưới dùng lệnh: Prunt Miror.


Nói chung sử dụng vẽ mạch in tự động không tốt lắm vì cách đi dây tự không hợp lí, cho nên ta nên kết hợp cả hai phương pháp vẽ bằng tay và vẽ tự động. IV.đánh giá chung . Trên đây là bản cáo tóm tắt qui trình thiết kế một mạch điện và hai phương pháp tạo ra mạch in dưới sự trợ giúp của phần mềm Protel. Qua đó em đã nắm bắt được những kiến thức cơ bản về thiết kế mạch, về qui trình và công nghệ chế tạo mạch in mà ngày nay sử dụng rất nhiều, nắm bắt được phương pháp làm việc có sự trợ giúp của phần mềm. Qua đây em thấy Protel là một phần mềm hoàn hảo về thiết kế mạch điện với những tính năng rất tốt. Chúng ta có thể thiết kế từ đầu đến cuối, có thể hoàn toàn tự động thiết kế, tuy nhiên khi sử dụng nó ta sẽ làm cho nó trở nên mạnh hơn và mềm dẻo hơn. Do thời gian thực hành ít và trình độ nắm bắt phần mềm mới chưa tốt nên bài báo cáo còn nhiều chỗ sai sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô... Một lần nữa em xin chân thành cám ơn các thầy cô.


I.Vẽ mạch nguyên lí trong Protel 99 SE : 1.Giới thiệu một số menu của Protel 99 Hệ thống menu của Protel 99 gồm các menu sau : File, Edit, View, Place, Design, Tools, Simulate, PLD, Report, Windows, Help. Trong khi thiết kế mạch nguyên lí ta sẽ quan tâm đến các menu : File, Edit, View, Design, và menu Help. a)Menu file : gồm các mục sau New… : Tạo một bản vẽ mới trong bản thiết kế Bản vẽ ở đây có thể là một mạch nguyên lí, mạch in,…. New Design… : Tạo một bản thiết kế mới bản thiết kế ở đây là tập hợp của mạch nguyên lí, mạch in, dạng sóng mô phỏng… Open… : mở một bản vẽ đã có sẵn Open Full Project : mở bản thiết kế có sẵn Close : đóng bản vẽ hiện thời Close Design : đóng bản thiết kế lại Import : Nhập một bản vẽ có sẵn vào bản thiết kế Export : chuyển bản vẽ hiện thời sang dạng dữ liệu khác như AutoCAD, OrCAD… Save : lưu bản vẽ hiện thời Save As : lưu bản vẽ hiện thời dưới một tên khác Save All : lưu bản thiết kế hiện thời, nghĩa là lưu tất cả bản vẽ của bản thiết kế Setup Printer… bao gồm các thiết lập về máy in như loại máy in, khổ giấy in, tỉ lệ bản vẽ in ra, lề trái, lề phải…. Print : In bản vẽ hiện thời Exit : thoát khỏi Protel 99 b)Menu Edit :


Undo : huỷ bỏ thao tác thực hiện trước đó Redo : làm lại thao tác đã huỷ trước đó Copy : sao chép phần bản vẽ đã được chọn trước đó vào bộ nhớ Paste : dán phần bản vẽ mà trước đó được sao chép vào bộ nhớ vào bản vẽ hiện thời Clear : xoá phần bản vẽ đang được chọn Select : bao gồm các cách lựa chọn như All : chọn toàn bộ bản vẽ Inside Area : chọn trong một vùng bản vẽ Outside area : chọn ngoài một vùng bản vẽ Deselect : bao gồm các tuỳ chọn để huỷ các lựa chọn trước đó Delete : xoá các chi tiết trên bản vẽ như các linh kiện, các đường dây. Cách làm như sau : bấm vào Delete rồi bấm chuột trái vào chi tiết cần xoátrên bản vẽ Increment PartNumber : trường hợp nhiều linh kiện trong một vỏ, chức năng này dùng để lựa chọn các phần khác nhau của IC. VD : IC 7402 gồm 4 cổng NAND trong một vỏ mà ta lại cần vẽ 4 cổng NAND trong bản vẽ. Khi đó ta đặt 4 con 7402 vào bản vẽ, sửa tên gọi cho chúng cùng tên (VD U1) rồi với mỗi con 7402 tương ứng ta bấm vào Increment PartNumber 1, 2, 3… lần để chúng chuyển thành U1A, U1B, U1C, U1D và khi chuyển từ mạch nguyên lí sang mạch in Protel sẽ hiểu rằng 4 cổng NAND ta sử dụng là trong cùng một vỏ chứ không phải từ 4 IC 7402 riêng lẻ. c)Menu view Fit Document : Phóng to linh kiện ở vị trí con trỏ ra toàn màn hình Fit All Objects : thu nhỏ toàn bộ bản vẽ về 1 trang màn hình 50%, 100%,200%,400% : Phóng to hay thu nhỏ bản vẽ nguyên mẫu với tỉ lệ tương ứng Zoom in : phóng to kích thước bản vẽ hiện tại lên 200% Zoom out : thu nhỏ kích thước bản vẽ hiện tại


xuống 1 nửa Status Bar : đánh dấu vào đó để cho phép hiện thanh trạng thái Toolbars : cho phép hiện một số thanh công cụ. Ta sẽ quan tâm đến Wiring Tools *)Chi tiết về Wiring Tools : khi vẽ mạch nguyên lí, Wiring Tools được sử dụng thường xuyên để nối dây, tạo bus, thêm điểm nối, thêm chú thích, thêm nguồn…Tác dụng cụ thể của từng nút như sau : Nút bấm này tạo dây nối giữa các linh kiện trong mạch Nút bấm tạo đường Bus Nút Bus Entry : Bus Entry là một dây nối đặc biệt có góc nghiêng 450 dùng để nối một đường dây với một đường Bus Nút bấm dùng để tạo nhãn trên bản vẽ để chú thích bản vẽ Nguồn cấp (5V hoặc GND) Nút bấm dùng để tạo điểm nối các dây dẫn trong mạch 2)Một số thao tác khi vẽ mạch nguyên lí : Mạch ngyên lí có thể được tạo nên bởi các thao tác đơn giản như thêm linh kiện, nối dây…nhưng nếu kết hợp thêm một số thủ thuật nhỏ thì thời gian vẽ mạch sẽ được rút ngắn, quá trình vẽ mạch sẽ không trở nên nhàm chán. Sau đây là một số thủ thuật đơn giản : a)Tạo bản vẽ mới : Khi chạy Protel 99 SE lần đầu tiên ta thu được màn hình sau :


Bấm chuột trái vào File/New sẽ thu được : Ở cửa sổ trên là loại dữ liệu mà ta muốn lưu trữ, nếu chọn MS Access Database thì toàn bộ bản thiết kế của ta(gồm mạch nguyên lí, mạch in, mạch mô phỏng, file kiểm tra lỗi, file sơ đồ chân nối…. ) sẽ được lưu trữ trên một file duy nhất (dạng *.ddb), còn Windows System File có nghĩa là bản thiết kế của ta sẽ được lưu trữ thành các file riêng lẻ trên đĩa trong đó file mạch nguyên lí có dạng *.sch, file mạch in có dạng *.pcb….. Bấm OK rồi tiếp tục chọn File/New :


Sẽ thu được : Bấm vào Schematic Document để tạo mạch nguyên lí, PCB Document để tạo mạch in, Schematic Library Document để tạo một linh kiện mới, PCB Library Document để tạo một kiểu chân mới (foot print) cho link kiện. Do có ý định tạo mạch nguyên lí nên ta sẽ bấm vào biểu tượng Schematic Document. Khi đó màn hình hiện ra sẽ có dạng như sau :


Và điều đó cũng có nghĩa là ta đã tạo được một bản vẽ mới b)Chuyển đổi các chế độ nối dây : Protel 99 có 6 chế độ nối dây. Đó là : chế độ góc bất kì(cho phép dây nối được đặt ở bất kì góc nào), chế độ đường thẳng 90/90 (bắt buộc dây nối phải đi theo chiều nằm ngang hay thẳng đứng), chế độ nối dây 45/90 (dây nối có góc đi dây là 00, 450, 900, 1350, 1800, 2250 , 2700 hay 3150 ), chế độ nối dây tự động (dây được nối từ điểm đầu tiên mà ta click chuột trái đến điểm click chuột trái tiếp theo sau đó Protel sẽ tự đi dây) Ở chế độ nối dây tự động như hình bên luôn có một đường thẳng nét đứt nối điểm đầu và vị trí con trỏ hiện tại, sau khi chọn điểm cuối thì đường nét đứt sẽ được thay thế bằng đường nối dây. c.Thao tác nối dây : để nối dây trong mạch nguyên lí ta làm như sau : 1.Phóng to bản vẽ bằng cách bấm phím PageUp cho đến khi có thể nhìn thấy lưới trên bản vẽ. 2.Chọn Place/Wire hoặc phím tắt P, W hoặc bấm nút trên thanh Wiring Tools 3.Bấm chuột trái hay phím Enter để định nghĩa điểm bắt đầu của đoạn dây nối 4.Di chuyển con trỏ đến bất kì điểm nào trên bản vẽ, bấm chuột trái hay Enter để kết thúc đoạn dây nối đầu tiên. 5.Di con trỏ đến điểm tiếp theo, lại bấm chuột trái hay Enter để tạo đoạn dây nối mới là sự mở rộng của đoạn dây sẵn có. Tiếp tục như thế đến khi hoàn thành việc nối dây. 6.Bấm chuột phải khi muốn kết thúc việc nối đoạn dây hiện tại d.Di chuyển một đối tượng trên bản vẽ :


D03 Q0 2

D14 Q1 5

D27 Q2 6

D38 Q3 9

D413 Q4 12

D514 Q5 15

D617 Q6 16

D718 Q7 19

OE1

LE11

U1

G74HC373

Khi muốn thay đổi vị trí của linh kiện trên sơ đồ mạch nguyên lí mà muốn giữ nguyên các dây nối sẵn có giữa nó với các linh kiện khác thì ta phải sử dụng thao tác di chuyển đối tượng ( Drag Objects ). Có 2 thao tác di chuyển đối tượng là thao tác di chuyển một đối tượng đơn và di chuyển một nhóm đối tượng • Di chuyển một đối tượng đơn : để di chuyển một đối tượng đơn ta đặt con trỏ lên trên đối tượng, bấm và giữ nguyên phím Ctrl cho đến khi bấm chuột trái, sau đó nhả phím Ctrl nhưng vẫn bấm chuột trái trong khi di chuyển đối tượng đến vị trí mong muốn thì nhả nốt chuột trái. • Di chuyển một nhóm đối tượng : để di chuyển một nhóm đối tượng thì đầu tiên chúng phải được chọn sau đó vào Edit/Move/Drag Selection rồi di chuyển chúng đến vị trí mong muốn. • Một số chú ý khi di chuyển đối tượng : 1.Nếu dây nối dày đặc, bạn có thể nhận ra những dây nối nổi trên các dây nối khác khi di chuyển đối tượng, những dây nối này sau đó sẽ được nối vào các dây khác bởi chế độ Auto Junction làm sai quá trình nối dây. Phải vào Tools\Prefernces để bỏ chọn chế độ Auto Junction và Enable In – Place Editing. 2.Ởchế độ kéo trực giao ( Drag Orthogonal ), các dây có một đoạn đè lên nhau trong khi đang di chuyển đối tượng sẽ được nối với nhau ở 2 đầu và loại bỏ phần chung đó. Vì vậy khi di chuyển đối tượng phải chú ý không để các dây đè lên nhau. 3.Bấm CTRL + SPACEBAR để quay đối tượng trong khi đang di chuyển Ví dụ về di chuyển đối tượng :

Hai linh kiện G74HC373 (U1) và 1 đầu nối 8 chân (X1)có chân được nối dây với nhau

Di chuyển X1 (Ctrl + Click chuột trái và giữ nguyên,sau đó nhả CTRL và di chuyển X1


12345678

X18 HEADER

D03 Q0 2

D14 Q1 5

D27 Q2 6

D38 Q3 9

D413 Q4 12

D514 Q5 15

D617 Q6 16

D718 Q7 19

OE1

LE11

U1

G74HC373

Trong khi đang di chuyển bấm Ctrl + SpaceBar để quay X1 Trong khi đang di chuyển ta cũng có thể thay đổi chế độ nối dây nếu bấm phím SpaceBar với điều kiện linh kiện đang được di chuyển phải có vị trí giống như lúc ban đầu nó được đặt và bản vẽ (góc quay = 00 ) khi bắt đầu được di chuyển Cuối cùng ta click chuột trái để cố định vị trí của X1 e.Tìm một linh kiện : Thêm một thư viện vào Protel thì rất dễ nhưng khó có thể nhớ hết linh kiện nào nằm trong thư viện nào. Để giải quyết khó khăn đó, Protel cung cấp chức năng cho phép tìm kiếm linh kiện theo tên rất tiện lợi. Để tìm kiếm một linh kiện, vào Tools\ Find Component… giả sử cần tìm IC 74245


Các thư viện chứa linh kiện cần tìm tên các linh kiện thoả mãn Sau đó ta có thể bấm vào Add to Library List để thêm thư viện chứa linh kiện cần tìm vào danh sách các thư viện dùng để vẽ mạch hay bấm vào Place để chèn linh kiện cần tìm vào bản vẽ. Một số chú ý khi tìm kiếm linh kiện : • Cho phép dùng dấu * để thay thế cho một xâu kí tự trong tên linh kiện (VD tìm

linh kiện *74*245* thì kết quả tìm kiếm có thể là SN74LS245 hay 74HC245) • Tìm kiếm “by Library Reference” thường đơn giản và có tốc độ tìm kiếm cao

hơn “by Description” • Bản Protel 99 SE có không nhiều các linh kiện cần thiết cho việc vẽ mạch trong

các thư viện đi kemf theo nó, để có các linh kiện đầy đủ hơn ta có thể tận dụng các linh kiện của bản Protel 320 hay Protel 98 bằng cách chèn các thư viện đó vào Protel 99 SE

f.Cách nối dây : Bấm chuột phải 1 lần sẽ ngừng nối đoạn dây hiện tại, nháy kép chuột phải hoặc bấm ESC sẽ kết thúc chế độ nối dây g.Làm việc với các thư viện của Protel 99 SE : Các thư viện của Protel 99 SE được lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu (Design Database) giống như các bản thiết kế mà ta tạo ra. Các thư viện này được lưu trữ ở trong thư mục C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch. Chỉ có 3 thao tác với các thư viện của Protel 99 SE là mở một thư viện có sẵn, thêm một thư viện vào danh sách các thư viện được sử dụng để vẽ mạch và tạo một thư viện mới. *)Mở 1 thư viện có sẵn : Thao tác này nhằm mục đích sửa lại các linh kiện trong một thư viện có sẵn. Tuy nhiên ta chỉ nên sửa các thư viện do ta tạo ra, không nên sửa các thư viện đi kèm theo Protel 99 SE vì chúng đã được chuẩn hoá, nếu sửa có thể gây nên các sai lệch. Để mở 1 thư viện có sẵn cũng giống như mở 1 bản thiết kế có sẵn. Ta chỉ việc vào File\Open rồi chỉ đường dẫn đến thư viện định mở và bấm vào nút Open để mở. *)Thêm một thư viện vào danh sách các thư viện dùng để vẽ mạch :


Sau khi tạo 1 file *.sch mới ta bấm vào Browse Sch và ở mục Browse ta chọn Libraries như hình bên Tiếp đó bấm vào nút Add/Remove để thêm thư viện Sẽ thu được :


Ở mục Files of type nhận thấy Protel 99 SE cho phép thêm vào danh sách 2 loại thư viện là dạng *.ddb và dạng *.lib. Muốn thêm thư viện nào ta chỉ việc nháy kép vào thư viện đó để Protel 99 SE tự động thêm chúng vào danh sách. Cuối cùng bấm OK để kết thúc việc thêm thư viện. Chú ý : 1.Các file thư viện thường dùng là Intel Databooks.ddb, Motorola Databooks.ddb, NSC Databooks.ddb, NSC Converter.ddb. Tất cả chúng đều nằm trong C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch. 2.Các linh kiện nằm trong cac file thư viện đi kèm Protel 99 SE tuy khá phong phú nhưng vẫn không đầy đủ, nhiều linh kiện cần thiết không có (như đầu nối DB25). Thông thường ta phải sử dụng thêm các file thư viện của Protel 320 hay Protel 98 (các file dạng *.lib). *)Tạo một thư viện mới và tạo linh kiện mới: Trước khi tạo một thư viện mới ta phải có một cơ sở dữ liệu thiết kế (Design Database) để lưu trữ thư viện muốn tạo vào trong đó. Sau đó vào File\New…


Chọn Schematic Library Document rồi bấm OK. Ngay sau đó sẽ có một biểu tượng của thư viện mới hiện ra với cái tên là Schlib1.lib. Chọn thư viện đó (bằng cách click chuột trái một lần lên đó) rồi bấm F2 để đổi tên thư viện (giả sử ta đặt tên cho thư viện là Mylib.lib). Bấm OK sẽ thu được màn hình sau : Sau đây ta sẽ tạo một linh kiện mới là ADC 0809 để phục vụ cho việc vẽ mạch nguyên lí. ADC 0809 là IC có 26 chân kiểu 2 hàng chân, có 8 kênh vào, 2 đầu vào chọn kênh… Ta sẽ sử dụng 3 nút bấm của thanh Drawing Tools là


- Nút để bắt đầu tạo 1 linh kiện mới trong thư viện - Nút để tạo chân cho 0809 - Nút để tạo hình dáng cho 0809 (hình chữ nhật) Sau đây ta bắt đầu vẽ : B1 : Bấm vào nút Sẽ có một bảng hiện ra yêu cầu nhập tên linh kiện cần tạo, tên mặc định là COMPONENT_2 ta sẽ sửa thành ADC0809. Bấm OK B2 : Bấm vào nút để tạo hình dáng cho 0809 (hình chữ nhật) B3 : Bấm vàzo nút để tạo chân cho 0809


Chú ý : Mỗi khi đặt 1 chân ta phải nháy kép vào nó để : • Mục Name : sửa tác dụng của chân • Để thay đổi số thứ tự chân ta vào mục Number • Với chân linh kiện ở bên phải ta để Orientation là 0 Degrees, với chân linh kiện ở bên trái ta đặt Orientation là 180 Degrees • Với chân nguồn(VCC ) hoặc chân đất (GND) ta phải đánh dấu vào mục Hidden để chúng không hiện lên trên bản vẽ nguyên lí theo quy ước Sau đó bấm OK để kết thúc các thiết lập cho 1 chân của linh kiện Tiếp tục với các chân tiếp theo cho đến hết ta được một linh kiện h.Sao chép nhanh 1 đối tượng : VD : trong khi tụ điện đang ở đầu con trỏ mà ta đổi ý muốn đặt một điện trở. Khi đó phải làm như sau : chỉ con trỏ với cái tụ ở đầu lên trên “đối tượng nguồn” là một điện trở có sẵn trên bản vẽ và bấm phím insert là được. Chú ý : có thể thây đổi thuộc tính của đối tượng trước khi đặt nó vào bản vẽ bằng cách bấm phím Tab i.Nhập một văn bản có sẵn vào bản thiết kế đang được soạn thảo : Văn bản ở đây có thể được hiểu là một file mạch nguyên lí, mạch in… Vào file\Import rồi chỉ đường dẫn đến văn bản cần nhập vào.


Đây thực chất là thao tác sao chép văn bản, văn bản nhập vào không bị mất đi mà nó được tạo thêm một bản sao nữa ở trong bản thiết kế. j.Xuất một văn bản từ bản thiết kế hiện tại : Nháy kép vào biểu tượng Documents của bản thiết kế hiện tại rồi vào File\Export… và chỉ đường dẫn đến vị trí mà ta muốn xuất Chú ý : văn bản được xuất không bị tách khỏi bản thiết kế mà thao tác này sẽ tạo một bản sao của nó ngoaì bản thiết kế. Thao tác nay được ứng dụng để tách riêng file mạch nguyên lí hoặc mạch in ra khỏi bản thiết kế khi ta đã lỡ chọn kiểu dữ liệu cho bản thiết kế là MSAccess Database thay vì Windows System File ở thời điểm tạo một bản thiết kế mới. II.Vấn đề bảo mật trong Protel 99 SE : Cũng như mọi hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác, Protel 99 SE cung cấp các cơ chế liên quan đến vấn đề bảo mật và toàn vẹn dữ liệu thông qua phương pháp dùng mật khẩu (Password). Với mỗi bản thiết kế, người quản trị dự án (administrator) sẽ nắm password chủ và có quyền phân phối các tài khoản khác cho các thành viên khác cũng như hạn chế quyền truy nhập vào bản thiết kế cho từng thành viên trong nhóm thiết kế. Điều này rất quan trọng và cần thiết khi có các bản thiết kế quan trọng cũng như khi một nhóm cùng làm việc trên một bản thiết kế. Đây cũng là điểm mạnh của Protel 99 SE so với các phần mềm EDA cùng loại. 1.Đăng kí tài khoản cho các thành viên : Tài khoản được hiểu là bao gồm tên (Name) và mật khẩu (password). Để đăng kí tài khoản cho các thành viên thì phải tạo ra tài khoản cho người quản trị dự án (administrator) và chỉ người quản trị dự án mới có quyền cấp tài khoản cho các thành viên khác. B1 : Đăng kí tài khoản cho người quản trị dự án Khi tạo bản thiết kế chức năng này chưa được kích hoạt. Việc hạn chế truy nhập vào bản vẽ chỉ có tác dụng khi đã đăng kí tài khoản cho người quản trị dự án. Để làm được điều này vào Design Team rồi vào thư mục Members và nháy kép vào biểu tượng Admin


Sẽ thu được : Nhập mật khẩu vào ô Pasword, nhập lại mật khẩu để kiểm tra vào ô Confirm Password. Bấm OK để kết thúc. Tương tự ta đăng kí tài khoản cho user có tên là Guest *)Để tạo thêm tài khoản cho những cá nhân khác, ở cửa sổ chưa biểu tượng Admin ta click chuột phải và vào New Member :


Sẽ thu được : Ở mục Name ta sẽ sửa thành một cái tên nào đó (VD : Julia) Ở mục Description ta sửa thế nào cũng được (VD : Designer) Điền mật khẩu vào mục password và nhập lại để kiểm tra vào mục Confirm password. Cuối cùng bấm OK là xong. 2.Hạn chế quyền truy nhập vào bản thiết kế : Trong Protel 99 SE có 4 quyền truy nhập đối với bản thiết kế đó là đọc (Read), viết (write), tạo (Create), xoá (delete). Thông thường chỉ có Administrator là được phép có đủ 4 quyền này còn các thành viên khác chỉ được phép có tối đa 3 trong 4 quyền đó. Tuy nhiên khi tạo một tài khoản truy nhập vào bản thiết kế, Protel 99 SE thường mặc định mỗi tài khoản đều có đủ 4 quyền vì thế ta phải hạn chế quyền truy nhập vào bản thiết kế của từng thành viên để tránh cho bản thiết kế bị truy nhập và thay


đổi một cách bất hợp pháp. Để làm được điều đó : truy nhập bản thiết kế với tài khoản của Adminstrator Sau đó vào Design Team\ Permission\All Members


Để hạn chế quyền truy nhập của Guest : ở mục User Scope ta đặt là Guest và ở phần Permission ta lần lượt bỏ các quyền tương ứng. Tương tự cho các tài khoản khác. Lần sau truy nhập bản vẽ với tư cách là Guest : Vì Guest chỉ có quyền đọc bản vẽ nên nếu ta thêm, sửa hay xoá các linh kiện trên bản vẽ và ghi lại (Save) thì sẽ nhận được thông báo :


Nghĩa là Guest không thể thay đổi bản vẽ. Cũng sẽ có những thông báo tương tự khi Guest cố thay đổi các tài khoản trong bản vẽ. III.Vẽ mạch in trong Protel 99 SE : Một trong những chức năng quan trong được tích hợp trong Protel 99 SE là chức năng thiết kế mạch in. Sau đây ta sẽ khảo sát một số điểm quan trọng và một số thủ thuật khi thiết kế mạch in. 1.Chuyển đổi đơn vị đo : Protel 99 SE có hai đơn vị đo là hệ Inch (đơn vị là mil) và hệ mét (đơn vị mm, 1mil = 2,54*10-3 mm). Hai đơn vị này có thể được chuyển đổi qua lại bằng cách vào View\Toggle Units hoặc dùng phím tắt Q(q) 2.Di chuyển nhanh con trỏ : Giữ phím Shift trong khi bấm phím mũi tên sẽ tạo được con trỏ có bước di chuyển dài gấp 10 lần khi không giữ phím Shift 3.Tạo mới, mở, ghi lại một mạch in : • Tạo mạch in mới : Mở bản thiết kế ra rồi vào file\New… sẽ hiện ra một bảng, nháy kép vào biểu tượng PCB Document rồi đặt tên cho mạch in • Mở mạch in có sẵn : Vào File\Open…ở mục file of type chọn PCB98 files rồi chỉ đường dẫn đến file mạch in cần mở. • Ghi lại file mạch in hiện tại : Vào File\Save hoặc Save All 4.Đo khoảng cách trong không gian mạch in : Vào Reports\Measure Distance sau đó bấm chuột trái để xác định điểm bắt đầu đo rồi di chuyển con trỏ đến điểm tiếp theo và lại click chuột trái để xác định điểm kết thúc. Khi đó Protel 99 SE dẽ hiện một bản thông báo cho ta biết khoảng cách giữa hai điểm vừa lựa chọn là bao nhiêu. 5.Kiểu chân (Footprint) của một số linh kiện thông dụng : n linh kiện n Footprint ô tả t ấn (button) UTTON t ấn 4 chân loại chuẩn điện LAR0.2 phân cực hình trụ


điện AD0.1 không phân cực, khoảng cách 2 chân là 0 mil

u nối đồng trục NC ng để nối với cáp đồng trục ystal TAL1 ạch anh chuẩn (loại 2 chân) ode ODE0.4 ode loại nhỏ ode ODE0.7 ode loại lớn thông thường Pxx ại IC 2 hàng chân với xx là số chân

Kiểu chân (Footprint) của một số linh kiện thông dụng :

D T LED0.1 D lớn uồn C Power cắm loại nhỏ D D0.1 circ D chuẩn, khoảng cách 2,54mm ện trở XIAL0.3 otprint chuẩn cho điện trở 0.25W u nối nối tiếp B25/PC ại 25 chân u nối nối tiếp B9/PC ại 9 chân ng tắc P3 ại công tắc on/off

ansistor O92A ansistor thường ansistor O257H ansistor công suất

6. Thay đổi độ rộng của từng đường dây trong mạch in : Trong thực tế đường dây nguồn(VCC) và đất (GND) luôn phải chịu dòng lớn nhất so với các đường dây khác trong mạch vì thế khi thiết kế mạch in chúng phải có độ rộng lớn nhất, tối thiểu cũng phải có độ rộng gấp đôi các đường dây khác. Để làm được điều này ta phải đề ra các quy tắc để Protel 99 SE khi vẽ mạch in phải vẽ dây nguồn và đất với độ rộng là lớn nhất. Nghĩa là ta sẽ đề ra các quy tắc thiết kế mạch in cho Protel 99 SE. Cụ thể như sau : B1 : Để tạo ra các quy tắc thiết kế ta vào Design\Rules…


Sẽ thu được : Ở mục Rule Classes bấm vào Width Constraint sau đó bấm vào nút Add để tạo ra một quy tắc thiết kế mới :


Ở mục All đặt là Whole Board, Rule Name đặt là GND (gì cũng được). Mục Rule Attributes có 3 giá trị lần lượt là chiều rộng tối thiểu, tối đa và mong muốn. B2 : Đặt các giá trị chiều rộng đó cho đường GND : Vẫn ở bảng trên bấm vào Filter Kind thay Whole Board bằng Net Khi đó sẽ thu được :


Ở mục Net ta đặt là GND. Bấm OK là xong. Thế là ta đã đề ra quy tắc thiết kế là mọi đường dây trong mạch nguyên lí có nối với GND thì trong mạch in chúng sẽ có độ rộng min là 1mm, max là 2mm và độ rộng mong muốn là 1,5mm. Làm tương tự như trên nhưng ở Rule Name đặt là Vcc, ở mục Net ta đặt là Vcc thì ta sẽ đường dây trong mạch được quy tắc có nội dung là : mọi nên lí có nốiguy với Vcc thì trong mạch in chúng sẽ có độ rộng min là 1mm, max là 2mm và độ rộng mong muốn là 1,5mm. 7.Chuyển từ mạch nguyên lí sang mạch in : Với những mạch đơn giản, ít linh kiện thì ta có thể vẽ mạch in một cách thủ công (manual), còn với những mạch in phức tạp, nhiều linh kiện, nhiều dây nối việc bố trí vị trí linh kiện và vẽ từng đường dây trên mạch in một cách thủ công tốn rất nhiều thời gian và công sức do đó ta nên dùng chức năng tự động chuyển từ mạch nguyên lí sang mạch in được tích hợp trong Protel 99 SE. Sau khi Protel 99 SE cuyển tự động sang mạch in nếu thấy đường dây nào chưa vừa ý ta có thể chỉnh sửa lại trên mạch in đó. Để chuyển từ mạch nguyên lí sang mạch in ta phải thực hiện các thao tác sau đây : B1 : Vẽ mạch nguyên lí đúng quy tắc : đầy đủ và chính xác • Các linh kiện phải có tên rõ ràng như U1, R1…tên linh kiện bắt đầu bằng một xâu chữ cái, kết thúc là 1 dãy số không bao gồm các kí tự như /, ?, #, $… • Hai chân linh kiện của các cổng ra không được nối với nhau, chân linh kiện của các cổng vào không được nối với nhau. • Mỗi linh kiện phải được điền đủ Footprint • Phải cho hiện chân nguồn và chân đất của các linh kiện để nối chúng tương ứng với nguồn và đất của hệ thống. B2 : Tạo file dạng *.net từ mạch nguyên lí Vào Design\Create Netlist B3 : Tạo file dạng *.pcb rồi nạp file netlist vào B4 : Kiểm tra nếu khi nạp có thông báo lỗi thì sửa từ B1, nếu không có lỗi thì sang B5 B5 : Sắp xếp vị trí các linh kiện trên mạch in, vẽ đường keepout cho


EA31

RST9

XTAL119

XTAL218

AD0 39

AD1 38

AD2 37

AD3 36

AD4 35

AD5 34

AD6 33

AD7 32

A8 21

A9 22

A10 23

A11 24

A12 25

A13 26

A14 27

A15 28

P0 1

P1 2

P2 3

P3 4

P4 5

P5 6

P6 7

P7 8

TXD 11

RXD 10

ALE 30

VC

C40

IC1

AT89C52

GN

D13

VC

C11

IN-0 26msb2-121

2-220

IN-1 272-319

2-418

IN-2 282-58

2-615

IN-3 12-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3

ADD-A25

IN-6 4ADD-B24

ADD-C23

IN-7 5

ALE22

ref(-) 16ENABLE9

START6

ref(+) 12CLOCK10

IC2

ADC0809

U4

11.059MHz

C4150pF

VCC

R1

10k

C2

22p

C3

22p

VCC

R2

15k

192

103

114

125

136

147

158

IC4

DB15

C1

1uF

VCC

VO

2

IC3

mạch in B6 : Thiết lập các quy tắc đi dây B7 : Vào Auto Route\All…\Route All Thế là xong. Sau đây là ví dụ tổng hợp : Thiết kế một hệ vi xử lí gồm 8051 ghép nối với ADC 0809 của National SemiConductor. Đây là nguyên lí cho một hệ thu thập số liệu rồi truyền về cho máy tính trung tâm xử lí. Ta sẽ vẽ mạch nguyên lí đúng quy tắc từ đó chuyển sang mạch in


Nghĩa là các linh kiện trong mạch đều có tên xác định như IC1, IC2, IC3, IC4, C1…C4, R1, R2… • Các IC thường có tên gọi chân nguồn và chân đất rất khác nhau như Vcc và Vss, Vcc và GND, Vcc và Vdd…Điều này sẽ làm cho các chân nguồn của cac IC không được nối với nhau trong mạch in và các chân đất cũng vậy. Để cho chính xác ta phải cho hiện chân nguồn và chân đất của các IC lên bằng cách nháy kép vào IC đó rồi đánh dấu vào Hidden pin và điền kiểu chân tương ứng cho các linh kiện cũng như tên riêng cho từng linh kiện. Ở đây ta nháy kép vào Vi xử lí AT89C52 và điền các thông số cho nó như bảng sau đây :


Footprint là DIP40 nghĩa là AT89C52 là loại 40 chân và 2 hàng chân Designator là IC1 nghĩa là tên riêng của nó là IC1 Cuối cung ta đánh dấu vào mục Hidden Pins để cho phép hiện chân nguồn và chân đất của linh kiện trên mạch nguyên lí và bấm OK để kết thúc phần thiết lập cho AT89C51. • Ta quy ước : Nguồn của hệ thống có tên là Vcc, có kiểu là Bar; đất của hệ thống có tên là GND có kiểu là Power Ground. Sau đó chúng được nối tương ứng vào chân nguồn và đất của các IC. Hai bản trên sẽ hiện ra khi ta nháy kép vào biểu tượng nguồn trên mạch nguyên lí. • Kiểu chân của các linh kiện còn lại là : - Điện trở : AXIAL0.3 - Tụ điện không phân cực : RAD0.1 - Tụ điện phân cực : POLAR0.3 - Ic ổn áp LM7805 : TO220V - ADC0809 : DIP28 - Đầu nối 15 chân : DB15/F


B2 : Chuyển mạch nguyên lí sang dạng *.net Sau khi vẽ xong mạch nguyên lí và điền đầy đủ các thông số cho các linh kiện ta chuyển sang dạng *.net bằng cách vào Design\Create Netlist : Khi đó sẽ có một hộp thoại hiện ra, ta chỉ việc bấm Ok là xong. B3 : Tạo một file mạch in mới Vào File\New… và chọn PCB Document rồi OK. B4 : Thêm các thư viên kiểu chân vào danh sách : Ở trong môi trường PCB bấm vào nút Browse PCB rồi ở mục Browse ta chọn là Libraries :


Sau đó bấm vào nút Add/Remove… : Ta thường thêm 4 file sau đây vào danh sách bằng cách nháy kép vào chúng. Đó là : Advpcb.ddb, General IC.ddb, trasistor.ddb, ModifiedDIL.ddb. B5 : Nạp file Netlist vừa tạo Vào Design\LoadNets…


Sẽ thu được : Mục Status thông báo All Macros Validated chứng tỏ ta vẽ mạch nguyên lí đúng nguyên tắc, quá trình nạp file Netlist đã thành công. Ta chỉ việc bấm vào nút Excute để hoàn tất quá trình nạp file Netlist. Nếu ở mục Status thông báo x error found với x là 1 con số thì có nghĩa là mạch nguyên lí đã bị sai hoặc thiếu ở chỗ nào đó như thiếu kiểu chân của các linh kiện hoặc các linh kiện đấu sai nguyên tắc (VD : hai chân cùng là output hoặc Input đấu với nhau …). Ta phải xem lại mạch nguyên lí với lỗi đấu sai để sửa lại hoặc thêm kiểu footprint cho các linh kiện hoặc là ở file Netlist (dong thứ 2) hoặc là ở mạch nguyên lí. Chú ý : Nếu ta đã sửa lỗi đấu sai chân và đã điền đủ kiều chân mà khi nạp file netlist vẫn báo sai thì một trong những nguyên nhân là chính linh kiện được tạo ra trong các file thư viện của Protel 99 SE không chính xác. Cụ thể là con LM7805 trong file Demo3.lib sai ngay trong khi được tạo. Các chân của nó không hề được đánh số 1, 2, 3 như bình thường mà thay vào đó là các tác dụng của chân đó, đồng thời chân VO thay vì có Electrical Type là output thì lại là Input:


Gặp những trường hợp như vậy ta phải sửa lại bằng cách dùng chức năng mở file thư viện đã có ra để sửa lại. Như trường hợp của LM7805 ta phải sửa ở mục Number là 2 thay cho VO, mục Electrical Type ta sửa là Output thay cho Input. Đây là một trong những hạn chế lớn nhất của Protel 99 SE. B7 : Đặt vị trí các linh kiện : Sau khi bấm nút Excte các linh kiện thường chồng lên nhau vì vậy ta phải đặt lại vị trí các linh kiện bằng cách di chuột trái trên vùng linh kiện chồng lên nhau sẽ hiện ra 1 bảng các linh kiện chồng lên nhau ta chỉ việc chọn 1 linh kiện lôi nó ra vị trí mong muốn :


Cuối cùng thu được : B8 : Vẽ đường bao cho mạch in Đường bao cho mạch in (Keepout layer) là một đường kín (điểm đầu và cuối trùng nhau), nó có thể là tập hợp của đường thẳng và đường cong… Để vẽ đường bao cho mạch in ta bấm vào hộp Keepout Layer ở dưới và vào Place/Keepout/Track cho đơn giản (Vẽ đường bao là các đương thẳng) :


Sau khi điểm đầu và cuối trùng nhau (có vòng tròn) ta nháy kép chuột trái và bấm chuột phải để kết thúc quá trình vẽ đường bao : B9 : Thiết lập các quy tăc nối dây Ở đây ta sẽ thiết lập quy tắc để đường dây nguồn và dây đất trong mạch in to hơn các đường dây khác : - Đầu tiên bấm vào Design\ Rules…


Tiếp đó chọn Width Constraint và bấm vào nút Add : Sẽ thu được :


Vì muốn đường đất trong mạch in to hơn các đường khác nên ta đặt tên quy tắc ở mục Rule Name là GND (cho dễ nhớ). Ở mục Rule attributes ta đặt chiều rộng tối thiểu, tối đa và chiều rộng mong muốn tương ứng là 1mm, 2mm, 1.5mm. - Sau đó ở mục filter kind ta chọn net : Ở mục Net ta chọn GND rồi bấm OK để kết thúc 1 quy tắc :


Để đặt chiều rộng cho đường Vcc ta cũng làm tương tự B10 : Để cho Protel 99 SE tự nối dây vào Auto Route/ All… Sẽ thu được :


Bấm Route All : Bấm yes để đồng ý : Cuối cùng mạch in sẽ là :


8.Chuyển mạch in sang dạng 3D : Để có sự hình dung cụ thể hơn về mạch in, ta chuyển nó sang dạng 3 chiều bằng cách vào View\Board in 3D : Kết quả là :


Ta có thể thay đổi góc nhìn bằng cách di chuột trái rong khung màu đen bên dưới Wire Frame. V.Chuyển đổi dữ liệu từ các chương trình EDA khác : 1.Chuyển đổi mạch nguyên lí : Protel 99 SE có thể trao đổi dữ liệu với rất nhiều chương trình dạng EDA khác như HP-EEsof (công cụ mô phỏng tần số cao), Xilinx FPGA và đặc biệt là OrCAD – một đối thủ cạnh tranh của Protel 99 SE. Protel 99 SE dễ dàng chuyển đổi các file dạng *.DSN được tạo bởi OrCAD thuộc các version tử 9.0 trở xuống. Các bản thiết kế này được chuyển trực tiếp thành các mạch nguyên lí và thư viện của Protel 99 SE. Quá trình chuyển đổi này diễn ra hoàn toàn tự động, ta chỉ phải làm mỗi thao tác đơn giản là nhập file DSN nguyên bản vào bản thiết kế của Protel 99 SE. Để nhập và chuyển file DSN sang dạng dữ liệu của Protel 99 SE ta làm theo 4 bước sau đây : B1 : Tạo một bản thiết kế mới B2 : Vào File\Import… B3 : Chỉ đường dẫn đến file DSN và bấm nút Open B4 : File DSN được nhập vào bản thiết kế và được tự động chuyển đổi VD : ở trong C:\Program Files\OrCAD có file Forcad.dsn ta cần chuyển nó sang Protel 99 SE B1 : Tạo một bản thiết kế mới (hoặc mở 1 bản thiết kế sẵn có) : vào File\New


Sẽ hiện ra 1 hộp thoại, chỉ việc bấm nút OK B2 : Vào File\Import… B3 : Chỉ đường dẫn đến file DSN và bấm nút Open B4 : File DSN được nhập vào bản thiết kế và được tự động chuyển đổi


Sau đó nháy kép chuột trái lên biểu tượng Forcad.dsn


Và chọn No
