浅谈Protel DXP教学若干问题

摘要:Protel DXP是一款应用广泛的电子线路设计软件。很多高校开设了该门课程。结合教学实际,谈谈如何使学生快速入门、教学中的注意事项以及教学改革的几点建议。

关键词:Protel DXP;教学;快速入门;注意事项;教学改革

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)13-3452-02

1 引言

作为电子线路方面设计的Protel专业软件可以说是电路设计的最优秀软件。它提供了Windows XP风格的浏览平台、友好的用户界面,其操作简单、设计高效。Protel DXP具有强大的绘图功能,不仅可以绘制原理图,还可以绘制印制电路板(即PCB)图。该软件在电子、机械及航空等领域得到了广泛应用,因此在各高校中广泛开设了这门课程。 依据多年的教学经验和学生学习使用该软件的情况,谈谈如何在有限的时间内,让学生熟练地掌握Protel DXP软件的使用方法。

2 如何使学生快速入门

2.1 理论联系实际,先认识电路图和印制电路板

在学习Protel DXP软件前,可先给学生展示一些现实生活中出现的电路图和印制电路板,激发学生对所要学习的内容产生兴趣,并有一定的感性认识,为接下来的学习打下基础。学校有条件的话,最好能开设电子实训课,让学生熟悉印制电路板的布局和布线规则,这样可以提高学生的学习兴趣,收到更好的教学效果。

2.2 按流程讲授,使学生有清晰完整的设计理念

在Protel DXP绘制原理图和PCB时,要按照步骤一步一步地绘制。所以先要介绍流程,使学生有一个清晰完整的设计理念。

绘制原理图的工作流程如图1所示。

在这里强调一点,在教学过程中,应要求学生在新建原理图之前要先新建一个工程。这样要求可以使学生养成良好的设计习惯。因为在利用Protel DXP设计时,有一系列的工作要做,而不仅仅是画一张电路图。先新建一个工程再新建其他文件便于管理和设计。如果是只画一张原理图而无其他设计,那么只新建原理图也可以。

PCB设计的工作流程如图2所示。

3 教学中注意的问题

Protel DXP包含了原理图设计和PCB电路板设计两个板块。在教学时,可以先介绍原理图设计部分,然后介绍PCB设计部分,分块讲授,逐层深入地进行讲解。

3.1 原理图设计部分

在Protel电子电路板设计中,原理图的设计是其他设计的基础和前提。在原理图设计时,应注意向学生强调以下问题:

1) 放置元件。放置元件前,需做一些准备工作,包括加载元件库和元件搜索。Protel DXP自带了两个元件库,分别是Miscellaneous Devices. IntLib(通用元件库)和Miscellaneous Connectors. IntLib(通用插件库)。对于初学者来说,这两个元件库就基本够用了。注意,为了方便使用,建议在加载元件库时,选择其文件名后缀为*. IntLib的元件库,这样将来就不用再添加封装库了。加载元件库完成后,搜索元件,以备放置元件。搜索元件有三种方法:① 在原理图绘制窗口中右击,然后选择Find Component…菜单项;② 执行菜单ToolsFind Component…命令;③ 在Libraries面板中,单击Search…按钮。

2) 电气对象和非电气对象要区别开来。在教学过程中,常发现学生在初学时容易犯混淆电气对象和非电气对象的错误,常见的有两种:① Wire(导线)和Line(直线)的混淆。常常在本应是电气连接的地方用Line代替了Wire。Wire是电气对象,用于各个元件及方块电路之间的电气连接,而Line是非电气对象,是一种图形,不起任何电气作用。② Net Label(网络名称)和Text String(注释)的错误使用。Net Label是一种无线的导线,具有实际的电气连接意义,使用它能让导线连接的复杂电路图简化。而Text String仅是注释,是文字,所以二者不可混淆。其他电气对象与非电气对象也应该注意区别。

3.2 PCB设计部分

PCB设计是Protel DXP设计的核心内容。之前的工作多是为PCB设计打基础的。PCB设计包括电路板的规划、放置元件并进行布局、设置布线规则、自动布线和手动布线、放置敷铜与补泪滴、生成报表以及设计规则检查等内容。在学习PCB设计时,应注意重点强调以下问题:

1) 规划电路板。规划电路板指设置Protel DXP的工作层和绘制电路板的物理及电气边界。一个PCB板可以有多个工作层,设置时要注意区分各个层的不同作用。Signal Layers(信号层)主要用于放置元件和导线。Internal Planes(内电层)主要用于放置电信号及接地符号。Mechanical Layers(机械层)用于定义PCB板的物理参数,电路板的物理边界就设置在该层。注意,电气边界在Keep-Out Layer(禁止布线)层绘制。不管是电路板的物理边界还是电气边界,都必须是闭合图形。

2) 放置元件。PCB上元件的放置是指元件封装的放置。放置元件封装有两种方式,自动放置和手动放置。自动放置是指从原理图文件中导入网络及元件封装。手动放置和原理图设计中的元件放置类似。

3) 设置布线规则。在PCB板上进行自动布线时,要先设置一定的布线规则,以便使布线效果达到最佳。在设置布线规则时,学生容易出现这样的问题:对某一图元的属性设置时,忘记考虑之前设置好的布线规则,从而在DRC设计规则检查时,出现了很多不合理的地方。所以,应对学生强调进行各项设置时要综合考虑。

4 教学改革的几点建议

4.1 实践教学环节要加强

Protel DXP是一门实践性非常强的应用型课程,教学上应该不仅使学生掌握理论知识,更重要的是让他们学会实践应用。学校应该创造更好的条件,安排在机房上课,做到一人一机,边学边练。用这种方式代替以往的“多媒体授课+机房练习”模式,可以大大提高教学效果和效率。现在我校已经达到这种条件,并安装了教学系统,教师可以一边讲授一边演示,使学生又好又快地接受知识。

4.2 教学考核方式要灵活

教学考核方式不光可以采用统一上机闭卷考试形式,还可以在平时安排测验,在规定时间内完成某一项任务,并且评定成绩。根据多年的教学经验,相比而言,平时安排测验的教学效果更好一些。因为每一次测验就相当于一次考试,这样可以培养学生快速高效完成任务。当然,教学考核方式不应拘限于一种形式,应在实践过程中不断摸索、灵活应用。

5 结论

总之,在教学中要勇于探索和创新,总结经验和教训。如何让学生在有限的时间内取得良好的学习效果是我们每位教师应当深思的问题。

参考文献:

[1] 韩亚萍.Protel DXP基础教程[M].北京:清华大学出版社,2005:140-143.

[2] 方水平.浅谈“电子线路CAD”课堂教学[J].北京工业职业技术学院学报,2006,5(4):27-29.

[3] 李长江.关于“protel dxp”教学若干问题的探讨[J].职业技术,2006(44):36-37.