论元器件电气符号与封装有无的组合关系

 引言
Protel最终目的是PCB图形设计，封装是PCB图形设计的必要元素。对初学者而言，原理图设计是PCB图形设计的基础和必要条件，而元件电气符号是原理图设计的必要元素，这是有电气符号和相应的封装的情况。尽管电气符号与封装是多值对应关系，但由于种种原因，软件中还是出现元器件无电气符号、无封装的情况，而同学们在设计电气符号、设计封装及添加封装、创建集成元件库时出现了诸多问题，Protel中原本内容就多，概念也多，这样给初学者带来了更多的困扰，影响了教学效果。
在教学中，梳理列举电气符号与封装有无的四种组合关系，说明创建电气符号、创建封装及追加封装的方法，说明创建集成元件库方法，这样将电气符号和封装绑定在一起，方便以后调用。具体实施时采用“任务驱动”、“教、学、做”一体化教学方式，合理设计任务，通过讲练结合、反复练习，提高了学生实际操作能力，同时希望对初学者有所借鉴。
1 没电气符号，没封装
以MIC为例，说明没电气符号，没封装的情况。在PROTEL 99SE或DXP 2004或AD09元件库中，虽然有MIC驻极体传声器符号，但都没有极性，许多电路图中也没有，给许多初学者带来误导，尤其是在组装“声光控开关”套件时常常出错，因此有必要设计一个带有极性的驻极体传声器电气图形符号，MIC也没有合适的封装。
1.1 设计MIC封装 封装由图形和焊盘两部分组成。MIC封装要求：外型是圆形，直径为10mm，2个焊盘，焊盘间距为8mm，焊盘为通孔式，焊盘直径、通孔大小用默认值，设计知识要点：①创建器件封装库文件并更名，同时启动封装编辑器。②创建器件封装并更名。③绘制外型。④放置焊盘并编辑属性。⑤设置参考点。设计的MIC封装如图1中模型区所示。
1.2 设计MIC电气符号 电气符号由图形和引脚两部分组成，设计知识要点：①创建元器件原理图库文件并更名，同时启动原理图电气符号编辑器。②创建电气符号并更名。③绘制元件图形。④放置引脚并设置其属性。⑤编辑元件属性。设计的MIC电气符号如图1中元件区所示。
1.3 创建MIC集成元件库 集成库的管理模式给元器件库的加载、网络表的导入及原理图与PCB之间的同步更新带来了方便[1]。创建集成元件库的方法如下：
①创建一个集成库：单击【文件】/【创建】/【项目】/【集成元件库Integrated Library】，保存并命名为“我的集成库. IntLib”。
②添加库文件：给新建的集成库文件，添加刚设计的“我的原理图库文件”和对应的“我的PCB封装库文件”。
③给MIC添加封装模型：双击打开刚添加进来的原理图库文件，并切换到【SCH Library】面板中。在模型区域，点击“追加”选择要添加的“Footprint”封装模型。
④编译集成库：单击【项目管理】/【Compile Integrated Library.LIBPkg】，编译后的系统将自动激活【Libraries】面板，如图1所示，这样电气符号和封装就绑定在一起了，生成了MIC集成库。
1.4 调用 启动原理图编辑器，点击右侧“元件库”面板，看到刚设计的集成库文件Integrated Library及其中的内容，选中且放置到工作区，观察电气图形符号大小是否合适。
2 没符号，有封装
以555定时器为例，说明没符号，有封装的情况。为了使学生容易理解555应用电路工作原理，提高电路的可读性，先将软件中原有的555定时器电气符号拷贝出来再对引脚的相对位置作调整，修改创建成心仪的555电气符号，然后加载软件中有与之匹配的封装DIP-8，最后创建555集成库。
2.1 创建555电气符号 ①打开NE555N所在的库，进行“复制”操作。②在“我的原理图库”文件中，“追加”新的器件，进行“粘贴”操作，并保存为“555”。③调整引脚相对位置。④编辑555电气符号属性。比较图2和图3构成的多谐振荡器[2]，就可知自创建555定时器电气符号的必要性。
2.2 添加封装 DIP-8是软件自带，在安装路径PCB文件夹的Dual in pakage库中，给555添加DIP-8封装。
2.3 创建555的集成库 执行【项目管理】/【编译集成库】，创建555的集成库，如图4所示。
3 有符号，没封装
以电桥为例，说明有符号，没封装的情况。软件中有电桥的电气符号，但没有市场上卖的小功率圆形封装，软件中只有方形封装，因此需拷贝原有电气符号，为其设计一个圆形封装并给电气符号追加，最后创建电桥的集成库。
3.1 拷贝电桥电气符号并察看管脚序号和名称
①在“原理图编辑器”界面，打开安装目录下Bridge1电气符号所在的 Miscellance Device.Inlib，选择“Bridge1”，执行“复制”操作。
②在“我的原理图库”文件中，“追加”新的器件并重命名为“BRIDGE”， 执行“粘贴”操作，并察看元器件符号管脚序号和名称，保存。
③编辑新建元件属性，将序号缺省值设置为 “D？”，注释设置“BRIDGE”，如图4的图形区所示。
3.2 创建电桥元件封装
封装要求：外型是圆形，直径为10mm，4个焊盘对角分布，且对角线间距为8mm，焊盘为通孔式，通孔直径取缺省值，设计此封装名为“BRIDGE”，创建BRIDGE封装如图4的模型区所示。
3.3 创建BRIDGE的集成库
给BRIDGE电气符号添加自制的封装，执行“编译集成库”操作，图4为新创建三个元件的集成库。
4 有符号，有封装
PROTEL DXP 2004及以上版本都采用集成库，软件库中有符号、有封装，直接调用，若有时封装不合适，则需重新选择加载即可。但若自创符号和封装时，强调注意
事项：
4.1 创建电气符号注意 ①放置器件引脚，具有电气连接标识的一端放在外侧。②电气符号图形放在坐标原点或原点附近。③引脚“负逻辑”设计方法有两种，一是在引脚名称的每个字母后加“反斜杠”；二是先执行【工具】 / 【原理图优先设定】 / 【Schematic】 / 【Graphical Editing】选项中，选中 “Single＼Negation”复选框[3]，然后在引脚名称的前面加一个“反斜杠”即可。④多套号器件符号电源和接地引脚处理方法是：名称和序号设置完成后，将其“隐藏”。⑤设置元器件电气符号默认序号。
4.2 创建封装注意 ①封装一定与实物实际大小一致，必要时，要用游标卡尺测量实物的有关尺寸。②焊盘序号要与电气符号中引脚序号一致。③封装的丝印，一定是要切换到顶层丝印层（TopOver Layer）。④将序号为1的焊盘设置为原点。
5 结束语
通过列举电气符号与封装有无的四种组合关系，使学生在反复练习操作中完成多个任务，从而构建了创建电气符号、创建封装和加载封装及创建集成库的知识，并获得了相应技能，以“不变”的知识和技能去应对科技日新月异出现的新器件和封装，使学生真正理解了设计PCB图形的含义，取得了好的教学效果。