2013年9月17日 星期二

Protel 99 SE系統軟體 (5)


在主功能表中,按File > New命令案),產生New Design Database對話盒

Protel 99 SE軟體把所有檔案都儲存在設計資料庫中,可以有兩種格式
存在,
一種是單一設計資料庫,
另一種是標準檔案和資料夾,可以在Design Storage Type格子中(圖2-1對話盒),選擇所要的格式,如下所示:

(1) MS Access Database:所有檔案都放在單一設計資料庫(即設計檔案)。
(2) Windows File System:所有檔案都放在資料夾中。

通常都會使用MS Access Database格式,管理所有電路檔案,所以採用預設值(MS Access Database)。

在圖2-1對話盒中,其餘參數說明如下:
1. Database File Name:設定資料庫的名稱,副檔名為ddb,預設名稱為MyDesign1.ddb,最好修改成適合的資料庫名稱。
2. Database Location:設定資料庫的路徑,按Browse鍵,產生Save As對話盒,

選擇所要的路徑和檔案名稱,按存檔(S)鍵,可以決定需要的路徑。


除了上面的方法外,還可以利用下列方式,開啟另一個新的設計檔案,
在圖2-3對話盒中,按File > New Design命令,產生New Design Database對話
盒(圖2-1),由於已經有MyDesign1.ddb設計檔案存在,所以設計檔名稱為

MyDesign2.ddb。




在圖2-3對話盒中,按File > New命令,產生New Document對話盒


點選Schematic Document圖示,按Ok鍵,或是在Schematic Document圖示上,連按Mouse左鍵兩次,產生Sheet1.Sch圖示

此時可以修改Sheet1.Sch圖示的名稱,輸入新的Sch檔案名稱。
在Sheet1.Sch圖示上,連按Mouse左鍵兩次,進入Sheet1.Sch檔案編輯器,就可以開始編輯Sheet1.Sch電路圖






Protel 99 SE系統軟體 (4)

印刷電路板(PCB)是建立電路的基礎,把元件焊接在電路板上,印刷電路板提供各元件之間的電氣連接路徑,形成實際的電路圖,這些連接路徑是由銅箔線而形成連線,銅箔線是由蝕刻而形成的。


一般而言,在印刷電路板上面是銅箔連線,形成各元件接腳之間的連接,而銅箔連線必須放在絕緣的基板上,常見的基板材料有:CEM-3、FR-4、G-10...這些材質大都是玻璃纖維所組成的,由於基板是絕緣的,所以上下層的銅箔才不會形成短路。


一般電路板的製作過程是:曝光->顯像->蝕刻->鑽孔->銲接。

對於電路板上面所使用的元件,大概可以分為兩種:


(1) 針腳式(Through hole)元件:針腳式元件放在電路板上層,元件接腳是在板子下層銲接,所以這種元件的銲點必須鑽孔這種元件的銲點形狀有兩種:矩形和圓形,一般參考接腳是採用矩形,其餘都是圓形。這種元件是傳統式元件,體積比較大,通常是在學生製作PCB電路板時使用。

(2) 表面粘貼元件(SMD):SMD元件放在電路板上層,元件接腳也在上層焊接,所以不用鑽孔,這種元件都是用在工廠中,元件體積比較小,所以是商業化印刷電路板最常用的元件。


目前較常使用的PCB電路板是2、4、6層,更多的佈局層並不時常使用,因為佈局層太多,會造成故障率提高,所以成本相對比較高,因此用到的機會不高。


在PCB電路板中,具有電氣特性的項目,只有銲點(Pad)、導孔(Via)、連線(Track)、弧形(Arc),其他項目大部分都不具備電氣特性,如下圖所示:

在印刷電路板中,只有銅箔才具有電氣特性,才可以傳導電流,所以連線(Track)、銲點(Pad)...都是表示銅箔的區域,電路板的銅箔阻抗大約為:

R=0.00017/(w*t) [表示每1公分的阻抗值] 
w是銅箔的寬度
t是銅箔的厚度


當銅箔厚度為0.07mm,寬度為1mm,1公分銅箔的阻抗值大約是0.0024
歐姆,雖然阻抗值很小,但是銅箔長度比較長時,也會具有不小的阻抗存
在,這會影響電路的工作情形,必須加以注意。

銅箔會有電容和電感效應,造成高速的電路會有過大時間延遲出現,所以這些效應也必須加以了解,分別說明如下:

(1) 銅箔之間會形成電容效應,兩個平行銅箔連線會產生大約0.2~0.4PF/cm的電容值(長度為0.6mm左右)。

(2) 兩個平行的銅箔連線會形成電感效應,大約會產生2~10nH/cm的電感值(長度為0.6mm左右)。

因為上面的電容和電感效應,電路板因此而形成的延遲時間,大約為0.06ns/cm,所以要想辦法減輕這些效應。

過大的電流會把銅箔燒斷,銅箔厚度為0.035mm,銅箔寬度為0.25mm,當電流值達到5A時,就可能會把銅箔燒斷。

一般而言,PCB電路板是由電路圖開始,轉換成串接檔,利用串接檔表示電路圖,再載入到電路板編輯器中,電路圖元件會轉換成相對的電路板元件,此電路板元件就是元件外形圖(Footprint),並且電路元件的連接情形是以標示線方式表示,以標示線顯示在電路板中,所以在電路板編輯器中,可以看見元件外形圖和標示線,另外每一個銲點上,都有連線名稱存在,再執行放置和佈線功能,就可以完成PCB電路板。


Protel 99 SE系統軟體 (3)

工具列的按鈕都是一些較常使用的功能,所以可以使用工具列的按鈕功能,以提升設計的速度,有些工具列並不是隨時顯示在視窗中,必須切換顯示,才能看到這個工具列,開啟電路圖編輯器,接下來,要介紹工具列的按鈕功能:

1. 主工具列(Main Toolbar):
提供一般的功能命令,按View > Toolbars > Main Tools命令,可以切換顯示主工具列

2. 畫電路圖工具列(Wiring Tools):
提供畫電路圖的功能命令,可以畫電路圖,按View > Toolbars > Wiring Tools命令,可以切換顯示畫電路圖工具列

3. 繪圖工具列(Drawing Tools):
提供一般繪圖的功能命令,按View > Toolbars > Drawing Tools命令,可以切換顯示繪圖工具列,

4. 電源項目工具列(Power Objects Tools):
提供放置電源符號項目的功能命令,按View > Toolbars > Power Objects命令,可以切換顯示電源項目工具列

5. 數位項目工具列(Digital Objects Tools):
提供放置數位電路項目的功能命令,按View > Toolbars > Digital Objects命令,可以切換顯示數位項目工具列

6. 模擬電源工具列(Simulation Sources Tools):在模擬電路時,提供放置模擬電源項目的功能命令,按View > Toolbars > Simulation Sources命令,可以切換顯示模擬電源工具列

Protel 99 SE系統軟體 (2)

File > Open命令,產生Open Design Database對話盒,設計檔案(Design files)是Protel軟體中的資料庫檔案,所有的檔案都放在這個設計檔案中,副檔名是ddb。

在設計檔案的資料夾狀態下,所以可以看見這個設計檔案中的所有檔案(圖示方式顯示),這個畫面主要分成兩個部分:設計總管和工作視窗,分別說明如下:

1. 設計總管:由於目前是在設計檔案的畫面中,所以設計總管只看見設計檔案的檔案結構,按+鍵,可以展開上層檔案,按-鍵,可以取消顯示下層檔案 

按View > Design Manager命令,可以切換顯示設計總管。如果開啟電路圖編輯器(在*.Sch圖示上,連按Mouse左鍵兩次),在設計總管中,可以看見兩個標籤(上面部分),分別是Explorer(檔案結構)和Browse Sch(Sch設計面板)


(1) Explorer標籤:內容是這個設計檔案的檔案結構。
(2) Browse Sch標籤:內容是電路圖編輯器的專用設計面板,提供設計電路圖所需要的項目,例如:元件庫...等。(如果是開啟PCB編輯器,Browse Sch標籤就會變成Browse Pcb標籤,就是設計電路板的PCB設計面板)。




4. 命令狀態行(Command Status):命令狀態行顯示目前命令的狀況。 
上圖表示:沒有執行任何命令,準備接受下一個命令,

按View > 
Command Status命令,可以切換顯示命令狀態行,v表示命令狀態行已經顯示在視窗中。

Protel 99 SE系統軟體 (1)

Protel 99 SE系統軟體是一套印刷電路板(PCB)的輔助設計軟體
1. 電路圖編輯器(Schematic 99):可以利用這個功能,進行電路圖的編輯工作,產生所需要的電路圖,才能進行下一步的編輯和分析工作。

2. 電路模擬器(SIM 99):可以對電路圖進行模擬分析工作,可以進行許多種分析方法,例如:偏壓點分析、頻率響應分析...可以看到電路圖的分析波形,了解電路的工作情形,產生符合規格的電路圖。

3. 電路板編輯器(PCB 99):使用電路圖編輯器所產生的電路圖,產生電路板編輯器所需要的基本資料(Protel格式的串接檔),根據串接檔的內容,可以知道需要使用那些元件和元件之間的連接情形,利用這些資料,可以編輯印刷電路板。

4. 佈線程式(Route 99):可以完成電路板的佈線工作。 


圖1-2是軟體的操作流程,你必須建立電路圖,進行電路圖的模擬工作,得到電路的工作情形(波形分析),才能進行電路板的設計工作。

電路圖中的元件可以在SchLib功能中設計,但是一般都採用系統所提供的元件庫,因為系統提供非常多的元件庫,所以元件足夠使用,如果仍然找不到所要的元件,可以利用此功能,進行元件的編輯工作。

同樣地,在電路板中的元件也可以利用PcbLib功能設計,但是Protel軟體已經提供足夠的元件庫,所以需要編輯元件的機會不是很高,如果找不到所要的PCB元件,可以利用PcbLib功能,進行電路板元件的設計工作。

DHT11 (Node-Red) +PostgreSQL 模擬

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