Protel 99SE 完整教程：从入门到精通

第一部分：基础入门

什么是 Protel 99SE？

Protel 99SE 是 Protel 公司（现 Altium 公司）于 2000 年推出的电子设计自动化软件，它是一款集原理图设计、PCB设计、电路仿真和PLD设计于一体的综合性设计平台。

• 核心功能：
  • 原理图设计：绘制电路的逻辑连接图。
  • PCB设计：根据原理图设计实际的印刷电路板。
  • 电路仿真：在制作实物前,对电路进行模拟分析。
  • 信号完整性分析：分析高速信号在PCB上的质量。
• 优点：
  • 界面经典，逻辑清晰,非常稳定。
  • 库资源丰富,有大量现成的元器件封装。
  • 在国内高校和中小企业中普及率极高,相关教程和资料非常多。
• 缺点：
  • 仅支持Windows系统,不支持macOS和Linux。
  • 界面和操作方式相对现代EDA软件（如Altium Designer, KiCad）较为陈旧。
  • 3D功能较弱,不支持差分线等高级布线功能。

软件安装与授权

• 获取软件：可以从网上搜索 "Protel 99SE SE2 Service Pack 2",这是最稳定和常用的版本。
• 安装步骤：
  1. 关闭杀毒软件：避免安装过程中被误删文件。
  2. 安装主程序：运行 Setup.exe，按照向导完成安装，建议安装到 C:\Protel99SE 等路径。
  3. 安装补丁：安装 SE2 补丁,修复已知的BUG。
  4. 破解授权：运行破解补丁，通常是一个 .exe 文件，根据说明操作（一般是覆盖原文件或生成注册文件）,这是使用盗版软件的必要步骤。
  5. 安装DXF/DWG Filter：如果需要导入/导出CAD文件,需要安装这个过滤器。

软件界面初识

启动 Protel 99SE 后,主界面由几个关键部分组成：

1. 设计管理器：左侧的树状结构，是整个设计的核心，它包含了设计团队、导航器、浏览器和剪贴板四个标签页。
   • 设计团队：用于管理文件和访问服务器。
   • 导航器：在原理图和PCB中快速定位元器件。
   • 浏览器：显示当前打开的文件或库中的内容。
2. 菜单栏：File, Edit, View, Place, Design, Tools, Reports, Windows, Help,所有操作都可以通过菜单完成。
3. 工具栏：常用功能的快捷图标，如文件操作、缩放、视图切换等。
4. 工作区：中间最大的区域,用于绘制原理图或PCB。
5. 状态栏：位于右下角，显示光标坐标、当前栅格等信息。

第二部分：核心功能详解

原理图设计

这是PCB设计的第一步,目的是绘制出清晰的电路逻辑图。

设计流程：

1. 创建新设计数据库：

   • File -> New...，选择 Design Storage Type 为 File based，输入文件名（MyProject.Ddb），点击 OK。
   • 在设计管理器中，右键点击 Documents 文件夹，New...，选择 Schematic Document，重命名为 Sheet1.Sch。

2. 设置图纸：

   • 右键点击 Sheet1.Sch -> Properties。
   • 设置 Standard Style（如 A4）、Orientation（横向/纵向）、Title Block（是否显示标题栏）等。

3. 加载元器件库：

   • 打开设计管理器的 Browse Sch 标签页。
   • 点击 Add/Remove... 按钮，找到 Protel 99SE 的 Library\Sch 目录。
   • 常用库有：
     • Miscellaneous Devices.lib：基本元器件（电阻、电容、二极管等）。
     • Protel DOS Schematic Libraries：各种元器件的逻辑符号库。
   • 选择需要的库，点击 Add，OK。

4. 放置元器件：

   • 在 Browse Sch 标签页的下拉菜单中选择元器件库。
   • 在元器件列表中找到所需元件（如 RES2 是电阻，CAP 是无极性电容），双击或点击 Place。
   • 在图纸上点击放置元器件，放置后可以按 空格 键旋转，按 X 或 Y 键翻转。
   • 按 Tab 键可以编辑元器件的 Designator（位号，如 R1, C1）和 Part Type（型号/阻值，如 10k, 104）。

5. 电气连接：

   • 导线：Place -> Wire 或按 P+W，点击一个元器件引脚开始画线，点击另一个引脚或导线结束。注意：必须连接到元器件引脚的热点上，否则电气连接无效。
   • 网络标号：Place -> Net Label，对于复杂的电路，用导线连接所有同名网络标号的引脚，可以实现电气连接,这是实现总线连接的关键。
   • 总线：Place -> Bus，用于表示一组相关的导线（如数据总线 D0-D7），总线本身不导电,需要配合总线分支和网络标号使用。
   • 电源和接地：Place -> Power Port，可以放置 VCC, GND 等符号，注意设置其 Style（样式）和 Net（网络）。

6. 编译与检查：

   • Design -> Create Netlist...，生成网络表,这是原理图和PCB之间的桥梁。
   • Tools -> ERC...，进行电气规则检查，检查是否有未连接的引脚、多个输出引脚并联等错误,根据错误报告修改原理图。

PCB设计

PCB设计是将原理图的逻辑连接转化为物理电路板的过程。

设计流程：

1. 创建PCB文件：

   • 在同一个设计数据库的 Documents 文件夹下，New... -> PCB Document，重命名为 PCB1.Pcb。

2. 规划PCB：

   • 双击 PCB1.Pcb 进入PCB编辑器。
   • 板框设置：
     • 将工作层切换到 Keep-Out Layer（禁止布线层）。
     • Place -> Line 画出一个闭合的矩形框,这就是PCB的物理边界。
   • 设置原点和栅格：
     • Edit -> Origin -> Set，在板框的一个角点击,设置原点。
     • View -> Toggle Units 切换单位（mm/mil）。
     • 右键点击工作区 -> Options...，设置 Snap Grid 和 Component Grid。

3. 加载元器件封装库：

   • 打开设计管理器的 Browse PCB 标签页。
   • 点击 Add/Remove...，找到 Library\Pcb 目录。
   • 常用库有：
     • General IC.lib：通用IC封装。
     • Miscellaneous.lib：电阻、电容、连接器等常用封装。
     • Transistors.lib：三极管封装。
   • 加载所需库。

4. 导入网络表与元器件：

   • 这是连接原理图和PCB的关键步骤。
   • 在PCB编辑器中，Design -> Load Netlist...。
   • 点击 Browse...，选择之前生成的网络表文件（通常是 netlist 文件夹下的 .net 文件）。
   • 点击 Execute，如果一切正常，所有元器件和它们的飞线（预拉线）就会出现在PCB图上。
   • 注意：如果导入失败，通常是原理图有ERC错误、元器件没有封装或封装名不匹配。

5. 元器件布局：

   • 这是PCB设计中最具创造性的一步,直接影响电路性能和美观。
   • 原则：
     • 按照原理图功能模块布局,相关元器件靠近放置。
     • 考虑信号流向,通常从左到右或从上到下。
     • 考虑散热、接口位置、安装孔等。
     • 尽量减少飞线交叉和长度。
   • 操作：用鼠标拖动元器件，按 L 键可以快速切换工作层显示。

6. 布线：

   • 设置设计规则：Design -> Rules...，这是最重要的一步！
     • Routing Layers：设置哪些层用于布线（如顶层 TopLayer，底层 BottomLayer）。
     • Routing Width：设置不同网络的线宽，通常地线最宽，电源线次之,信号线最细。
     • Clearance Constraint：设置导线、焊盘、过孔之间的安全距离。
   • 手动布线：
     • Place -> Track 或按 P+T。
     • 点击元器件焊盘开始布线，Protel 99SE 支持推挤功能,可以自动移动已有导线。
     • 过孔：布线过程中按 数字键+2（如 1+2）可以放置过孔,切换到另一层布线。
   • 覆铜：
     • Place -> Polygon Plane。
     • 设置 Net（选择要覆铜的网络，如 GND）。
     • 设置 Layer（覆铜所在层）。
     • 设置 Track Width（网格线宽）和 Grid Size（网格大小）。
     • 沿着板框画一个闭合多边形，完成后，Tools -> Pour Polygons 执行覆铜。

7. DRC设计规则检查：

   • Tools -> Design Rule Check...。
   • 勾选需要检查的项目，点击 Run DRC。
   • 系统会生成 .DRC 报告文件，并高亮显示PCB上的违规之处,根据报告修改设计。

8. 输出制造文件：

   • Gerber文件：PCB厂家的核心生产文件。
     • File -> Export...，选择 Gerber。
     • 设置各层对应Gerber文件（如顶层铜皮、底层铜皮、丝印层、阻焊层、钻孔层等）。
     • 生成 .gbl, .gtl, .gts 等文件。
   • 钻孔文件：
     • File -> Export...，选择 NC Drill。
     • 生成 .drl 或 .xln 文件,告诉厂家钻孔的位置和大小。
   • BOM物料清单：
     • 在原理图编辑器，Reports -> Bill of Material,可以生成元器件清单。

第三部分：实用技巧与注意事项

1. 快捷键是效率的关键：

   • V+F：显示所有对象。
   • End：刷新屏幕。
   • PageUp/PageDown：放大/缩小。
   • Ctrl+鼠标滚轮：快速缩放。
   • Tab：编辑对象属性。
   • Delete：删除对象。
   • X/Y：水平/垂直翻转。

2. 原理图与PCB的同步：

   • 如果在原理图中修改了元器件（如更改位号或引脚），可以回到PCB中，Design -> Update PCB... 来同步更新。
   • 同样，在PCB中修改了元器件位号，也可以回到原理图 Design -> Update Schematic... 同步。

3. 封装管理：

   • 如果一个元器件没有封装，可以在原理图中双击它，在 Footprint 栏中手动添加封装名（如 AXIAL-0.4）。
   • 对于复杂的封装,可以在PCB中手动绘制。

4. 栅格的重要性：

   • 始终将 Snap Grid 设置为合适的值（如 50mil 或 100mil），这能让元器件对齐,布线更工整。

5. 备份：

   • Protel 99SE 的设计数据库 .Ddb 文件就是整个项目的备份,定期复制这个文件即可。

第四部分：学习资源推荐

• 视频教程：
  • Bilibili (B站)：搜索 "Protel 99SE 教程"，有大量从入门到精通的系列视频，例如up主"凡亿教育"、"硬汉玩电子"等都有相关内容，视频教程直观易懂,适合初学者。
• 图文教程：
  • CSDN、博客园、电子发烧友：搜索关键词，可以找到很多详细的图文步骤、常见问题解答和技巧分享。
• 书籍：

  《Protel 99SE电路设计与仿真教程》（等高校教材类书籍），内容系统,但可能略显陈旧。

学习 Protel 99SE 的最佳路径是 “模仿 -> 实践 -> 创新”，找一个简单的电路（如LED闪烁电路），跟着教程完整地走一遍从原理图到PCB输出的全过程，当你亲手打样出第一块PCB板时，所有的理论知识就都变得具体和深刻了,祝你学习顺利！