遼寧石油化工大學(xué)課程設(shè)計本

1、遼寧石油化工大學(xué)課程設(shè)計本 （第 冊）專業(yè)班級： 生產(chǎn)過程自動化技術(shù)1031班 姓名： 鄒 林 翰 學(xué)號： 實習(xí)、設(shè)計名稱： EDA 技 術(shù) 實 訓(xùn) 實習(xí)、設(shè)計地點： 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 中 心 實習(xí)、設(shè)計時間：2012年 3月12日 至2012年 3月25日 指導(dǎo)教師： 牟 淑 杰 閆 兵 成績： 評閱人： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 前 言 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，電腦軟件越來越多的應(yīng)用到電路設(shè)計中，諸如：Protel等，這些軟件的應(yīng)用使得電路設(shè)計更加的方便，它們的仿真功能更是使得電路設(shè)計更好的與實際結(jié)合。Protel是當(dāng)今電子行業(yè)中常見的EDA工具，能夠完成電路圖的設(shè)計、PCB板的制作與仿真。本課

2、程設(shè)計將從光耦輸入板的原理圖設(shè)計及其印刷板電路板（PCB）的制作加強對Protel 99SE的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。 Protel 99 SE是由早期Protel版本發(fā)展而來的基于 Windows95/98/200環(huán)境下的新一代電路原理圖輔助設(shè)計與繪制軟件，其功能模塊主要包括電路原理圖設(shè)計、印制電路板設(shè)計、可編程邏輯設(shè)計等。它采用數(shù)據(jù)庫的管理方式，是一款非常好用而且實用的電路設(shè)計軟件。本次課程設(shè)計就是由它來完成。Protel 99 SE是Protel公司于2000年推出的基于Windows平臺的第六代產(chǎn)品，它具有強大的自動設(shè)計能力、高速有效的編輯功能、簡捷方便的設(shè)計過程管理PDM，可完整的實現(xiàn)電子產(chǎn)品從

3、電學(xué)概念設(shè)計到生成物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全過程以及這中間的所有分析、仿真和驗證。其主要功能模塊，包括電路原理圖設(shè)計、印刷電路板設(shè)計、無網(wǎng)絡(luò)布線器、可編程邏輯器件設(shè)計、電路圖模擬、仿真等。它集成了電路設(shè)計與開發(fā)環(huán)境。Protel 99 SE 憑借其強大的功能，極大地提高了產(chǎn)品的可靠性，縮短了設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本。今后必然成為廣大電子線路設(shè)計工作者首選的計算機輔助電子線路設(shè)計軟件。 1.課設(shè)中軟件的應(yīng)用1.1 Protel 99 SE 概述Protel 99 SE 是Protel公司于2000年推出的基于Windows平臺的第六代產(chǎn)品，它具有強大的自動設(shè)計能力、高速有效的編輯功能、簡捷方便的設(shè)計過程管

4、理PDM，可完整地實現(xiàn)電子產(chǎn)品從電學(xué)概念設(shè)計到生成物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全過程以及這中間的所有分析、仿真和驗證。Protel 99 SE憑借其強大的功能，極大地提高了產(chǎn)品的可靠性，縮短了設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本。1.2 Protel 99 SE 的系統(tǒng)組成 Protel 99 SE主要由兩大部分組成，分別是電路設(shè)計部分，電路仿真和PLD設(shè)計部分。1. 電路設(shè)計部分Protel 99 SE中，電路設(shè)計部分主要包括原理圖設(shè)計組件、PCB設(shè)計組件和自動布線組件等3個組件。（1）Advanced Schematic99：是原理圖設(shè)計組件，主要用來編輯原理圖，編輯、生成、修改零件封裝和生成各種報表。（2）Adv

5、anced PCB99：是PCB設(shè)計組件，主要用于設(shè)計生成電路板，修改、生成零件封裝以及電路板組件管理。（3）Advanced Route99：自動布線組件，主要用于自動布線。2. 電路仿真和PLD設(shè)計部分電路仿真也包括3個組件，主要有：（1）Advanced PLD99：主要用于可編程邏輯器件的設(shè)計，包括具有語法意識的文本編輯器，用于編譯和仿真設(shè)計結(jié)果PLD以及用于觀察仿真波形；（2）Advanced SIM99：主要用于電路仿真，包括功能強大的數(shù)/?；旌闲盘栯娐贩抡嫫?，可以方便地進行模擬信號和數(shù)字信號的仿真；（3）Advanced Integrity99：主要用于高級信號完整性分析，包括一

6、個高級信號完整性仿真器，能分析PCB設(shè)計和檢查設(shè)計參數(shù)，測試過沖、下沖、阻抗以及信號斜率。1.3 Protel 99 SE 的基本特性 Protel 99 SE的特點是支持模塊化設(shè)計，具有豐富的編輯功能、強大的電氣檢查和向?qū)Чδ堋⑼晟频膸煸芾砗途庉嫻δ芤约胺奖愕耐皆O(shè)計功能等，另外，作為運行于Windows操作系統(tǒng)的完全32位EDA設(shè)計系統(tǒng)，Protel 99 SE還具有 SmartTool、SmartDoc、SmartTeam這三大特性，使產(chǎn)品的開發(fā)有機地結(jié)合到了一起。下面對Protel 99 SE的三大特性進行介紹：1.SmartTool它將所有的設(shè)計工具集成在一個設(shè)計環(huán)境下，讓用戶感

7、到更加獨立、直觀。通過設(shè)計管理器可以訪問所有的Protel工具，而且允許用戶在設(shè)計管理器中編輯非Protel文件。2.SmartDoc所有文件都存儲在一個綜合設(shè)計數(shù)據(jù)庫中，方便了對各種文件的有效管理。 通過這個技術(shù)，不僅能夠包含Protel編輯器生成的文件，還能容納任何Windows應(yīng)用程序建立的設(shè)計文件。3.SmartTeam利用該技術(shù)，多個設(shè)計者可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行同一個電路板的設(shè)計。在Design Explorer中內(nèi)置有組管理功能，為了方便管理設(shè)計組成員，可以定義組成員的權(quán)限，以定義每個成員對于文件的訪問，必要時，可以鎖定文件。另外，Protel還具有信號完整性分析、混合信號仿真等特性，

8、極大地方便了用戶的設(shè)計。1.4啟動Protel 99 SE安裝完P(guān)rotel 99 SE軟件包后，即可運行Protel 99 SE。Protel 99 SE的啟動過程如下。單擊“開始”按鈕，從彈出的菜單中選擇Protel 99 SE命令，或者首先選擇“所有程序”命令，然后從級聯(lián)菜單中選擇Protel 99 SE，屏幕上將出現(xiàn)相應(yīng)的啟動畫面。經(jīng)過幾秒鐘，屏幕上會出現(xiàn)Design Explorer集成環(huán)境。在此集成環(huán)境中，用戶可以設(shè)計自己的電路板，但是要想快速地進行設(shè)計，應(yīng)該熟悉Design Explorer集成環(huán)境的各項功能。1.5軟件操作與設(shè)置Design Explorer集成環(huán)境主要由標(biāo)題欄

9、、菜單欄、工具欄、文檔管理器、工作區(qū)和狀態(tài)欄組成。2. 原理圖與PCB板2.1 原理圖設(shè)計2.1.1 設(shè)計流程一、 新建一個設(shè)計庫1、啟動Protel 99。2、選取菜單File/New來新建一個設(shè)計庫，出現(xiàn)新建對話框。Database File Name處可輸入設(shè)計庫存盤文件名，點擊Browse.改變存盤目錄。想用口令保護所設(shè)計的文件，可點Password選項卡，再選Yes。3、選取File/New.打開New Document對話框，選取Schematic Document建立一個新的原理圖文檔。4、雙擊新建的原理圖文件圖標(biāo)，既進入原理圖編輯模式設(shè)計導(dǎo)航，如果當(dāng)前設(shè)計管理器導(dǎo)航現(xiàn)在處于打開

10、狀態(tài)，執(zhí)行菜 單View/Design Manager命令可以關(guān)閉設(shè)計導(dǎo)航，反之為打 開。設(shè)計管理器以樹狀列表形式顯示，用戶可以通過設(shè)計 導(dǎo)航進行很方便地進行設(shè)計管理操作，通過設(shè)計管理導(dǎo)航，我們可以很清楚地查看當(dāng)前設(shè)計 平臺上設(shè)計數(shù)據(jù)庫的情況，也可以導(dǎo)入其他數(shù)據(jù)庫到當(dāng)前 設(shè)計平臺中。打開設(shè)計管理導(dǎo)航也可以使用鼠標(biāo)單擊工具 條上的 按鈕來實現(xiàn)。二、常用工具欄的打開常用工具欄的打開方式為：執(zhí)行菜單View/Toolbars命 令，在展出的幾個菜單上單擊鼠標(biāo)左鍵即可。圖樣的放大與縮?。涸?繪圖的過程中，我們經(jīng)常要多方位的觀察圖紙，因此放大和縮小顯示狀態(tài)就成了我們最常用的功能。常用的 操作方法如下：（

11、1）放大：按PageUP鍵（2）縮小：按PageDown鍵（3）歸中 按Home 鍵，將原來光標(biāo)的圖樣位置，移到工作區(qū)域中心位置顯示。（4）移動當(dāng)前位置 按Up 鍵可以上移當(dāng)前查看圖樣的 位置，按Down 鍵可以下移當(dāng)前查看圖樣的位置，Left 和 Right 依此類推。三、設(shè)計圖紙大小1、選擇標(biāo)準(zhǔn)圖紙，執(zhí)行菜單 中的Design/Options命令，系統(tǒng)將彈出 Document Options對話框，并在其中選擇Sheet Options 選項卡進行設(shè)置。2、如需要自定義圖紙大小，必須設(shè)置Custom Style欄中選中Use Custom 復(fù)選框，以激活自定義圖紙功能。四、建立原理圖元件庫

12、1、在實際操作中，因為Protel 99附帶的元件庫過于龐大，而我們應(yīng) 用的元器件比較少，所以一般建議建立自己的標(biāo)準(zhǔn)庫。2、打開原理圖的時候，一般系統(tǒng)默認(rèn)帶了一個Miscellaneous在Browse 中切換到libraries。3、點擊左下角的Edit，進入元件庫編輯狀態(tài)，復(fù)制庫中的Miscellaneous Devices.lib到自己的文件夾，作為私有庫。 4、根據(jù)自己的需要自己修改，添加元器件。五、添加元件庫 在放置元件之前，必須先將該元件所在的元件庫載入內(nèi)存才行。如果一次載入過多的元件庫，將會占用較多的系統(tǒng)資源，同時也會降低應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。所以，通常只載入必要而常用的元件庫，其

13、它特殊的元件庫當(dāng)需要時再載入。添加元件庫的步驟如下：1、雙擊設(shè)計管理器中的Sheet1.Sch原理圖文檔圖標(biāo)，打開原理圖編輯器。2、點擊設(shè)計管理器中的Browse Sch選項卡，然后點擊 Add/Remove按鈕，屏幕將出現(xiàn)“元件庫添加、刪除”對話框。3、在自己的設(shè)計文件夾下選取元件庫文件，然后雙擊鼠 標(biāo)或點擊Add按鈕，此元件庫就會出現(xiàn)在Selected Files框中。4、然后點擊OK按鈕，完成該元件庫的添加。六、添加元件現(xiàn)在要將所有可能使用到的元件都放到空白的繪圖頁上。通常用下面兩種方法來選取元件。1. 通過輸入元件編號來選取元件做法是通過菜單命令Place/Part或直接點擊電路繪制工

14、具欄上的按鈕，打開“Place/ Part”對話框，然后在該對話框中輸入元件的名稱及屬性。2. 從元件列表中選取添加元件的另外一種方法是直接從元件列表中選取，該操作必須通過設(shè)計庫管理器窗口左邊的元件庫面板來進行。下面說明如何從元件庫管理面板中取一個LED元件。 首先在面板上的Library欄中選取 Protel dos schematic TTL.lib，然后在Components In Library欄中利用滾動條找到LED并選定它。接下來單擊Place按鈕，此時屏幕上會出現(xiàn)一個 隨鼠標(biāo)移動的 LED 符號，按空格鍵可旋轉(zhuǎn)元件，按下X或Y可在X方向或Y方向鏡像，按Tab鍵可打開編輯元件對話框

15、。將符號移動到適當(dāng)?shù)奈恢煤髥螕羰髽?biāo)左鍵 使其定位即可。3、放置自編元件有很件在元多專用元器件庫中是找不到的，如電路中的AT89C51。對于這些元器件，我們可以利用Protel提供的元件庫編輯器進行編輯。操作過程如下：（1）首先在當(dāng)前設(shè)計管理器環(huán)境下，執(zhí)行菜單命令File/new ，系統(tǒng)將顯示“新建文件”對話框。（2）然后從對話框中選擇原理圖文件編輯器圖標(biāo)。（3）接著雙擊圖標(biāo)或單擊OK按鈕，系統(tǒng)便在當(dāng)前設(shè)計器中創(chuàng)建了一個新元件庫文檔，此時，用戶可以修改文檔名。（4）雙擊設(shè)計管理器中的電路原理元件庫文擋圖標(biāo)，就可以進入原理圖元件庫編輯工作界面。（5）創(chuàng)建一個元件。（6）把自編元件放到原理圖中元件創(chuàng)

16、建完成后，用鼠標(biāo)點擊設(shè)計管理器中Place按鈕，設(shè)計窗口切換到原理圖編輯狀態(tài)，同時出現(xiàn)一個隨光標(biāo)浮動的元件符號。4、放置電源與接地元件常用工具攔的打開方法，執(zhí)行菜單命令 View / Toolbars,展出折疊菜單便出現(xiàn)Wiring Tools 連線工具欄，VCC電源元件與GND接地元件有別于一般的電氣元件。它們必須通過菜單Place/Power Port或電路圖繪制工具欄上的按鈕來調(diào)用，這編輯窗口中會有一個隨鼠標(biāo)指針移動的電源符號，按tab鍵，彈出power port對話框，在對話框中可以編輯電源屬性，在Net欄中修改電源符號的網(wǎng)絡(luò)名稱，在Style欄中修改電源類型，Orientation修

17、改電源符號放置的角度。電源與接地符號在Style下拉列表中有多種類型可供選擇。七、編輯元件Schematic中所有的元件對象都各自擁有一套相關(guān)的屬性。某些屬性只能在元件庫編輯中進行定義，而另一些屬性則只能在繪圖編輯時定義。在將元件放置到繪圖頁之 前，此時元件符號可隨鼠標(biāo)移動，如果按下TAB就可打開Part對話框?！癆ttributes”選項卡中的內(nèi)容較為常用，它包括以下選項。1、Lib 、Ref在元件庫中定義的元件名稱，不會顯示在繪圖頁中。2、Footprint封裝形式。應(yīng)輸入該元件在PCB庫里的名稱。3、Designator流水序號。4、Part Type顯示在繪圖頁中的元件名稱，默認(rèn)值與元

18、件庫中名稱Lib Ref一致。5、Sheet Path成為繪圖頁元件時，定義下層繪圖頁的路徑。6、Part定義子元件序號，如與門電路的第一個邏輯門為1，第二個為2，等等。7、Selection切換選取狀態(tài)。8、Hidden Pins是否顯示元件的隱藏引腳。9、Hidden Fields是否顯示“Part Fields 1-8”、“PartFields 9-16”選項卡中的元件數(shù)據(jù)欄。10、Field Name是否顯示元件數(shù)據(jù)欄名稱改變元件的屬性，也可以通過菜單命 Edit/Change。該命令可將編輯狀態(tài)切換到對象屬性編 輯模式，此時只需將鼠標(biāo)指針指向該元件，然后單擊 鼠標(biāo)左鍵，就可打開Par

19、t對話框。在元件的某一屬 性上雙擊鼠標(biāo)左鍵，則會打開一個針對該屬性的對話框。如在顯示文字U？是雙擊，由于這是Designator流水序號屬性，所以出現(xiàn)對應(yīng)的Part Designator對話框。注意事項：在元件屬性對話框中有Footprint即元件的封裝一 欄，我們按如下設(shè)置：電阻的封裝為AXIAL0.4、發(fā)光二 極管的封裝為LED、TLP521為DIP-16等。在設(shè)定元件屬性時，對 Part選項應(yīng)特別注意。它是針對某些復(fù)合式封裝的元件而設(shè)定的，如邏輯門、運算放大 器等。例如本實驗電路中的74ls14由4組反向器組成，指定不同的元件，其引腳也隨之發(fā)生變化。Part選項選擇 1 時，電路圖上該元

20、件的序號為U1A，其輸入引腳為 1 ，輸出引腳為 2， Part選項選擇 2 時，電路圖上的元件序號為 U1B，其輸入引腳為 3，輸出引腳為 4， Part選項選擇 3 時，電路圖上的元件序號為 U1 ，其輸入引腳為 5，輸出引腳為 6， 依次類推。八、連接電路 所有元件放置完畢后，就可以進行電路圖中各對象間的連線（Wiring）。連線的主要目的是按照電路設(shè)計的要求建立網(wǎng)絡(luò)的實際連通性。要進行操作，可單擊電路繪制工具欄上的 按鈕或執(zhí)行菜單Place/Wire將編輯狀態(tài)切換到連線模式，此時鼠標(biāo)指針由空心箭頭變?yōu)榇笙伦?。只需將鼠?biāo)指針指向欲拉連線的元件端點，單擊鼠標(biāo)左鍵，就會出現(xiàn)一條隨鼠標(biāo)指針移動

21、的預(yù)拉線，當(dāng)鼠標(biāo)指針移動到連線的轉(zhuǎn)彎點時，單擊鼠標(biāo)左鍵就可定位一次轉(zhuǎn)彎。當(dāng)拖動虛線到元件的引腳上并單擊鼠標(biāo)左鍵，可在任何時候雙擊鼠標(biāo)左鍵，就會終止該次連線。若想將編輯狀態(tài)切回到待命模式，可單擊鼠標(biāo)右鍵可按下Esc鍵。九、 ERC 電氣規(guī)則檢查Protel 99 se 在產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表之前，可以利用軟件來測試用戶設(shè)計的電路原理圖，執(zhí)行電氣法則的測試工作，以便能夠找出人為的疏忽。執(zhí)行完測試后，能生成錯誤報告并且在原理圖中有錯誤的地方做好標(biāo)記，以便用戶分析和修改錯誤。電氣規(guī)則檢查可檢查電路圖中是否有電氣特性不一致 的情況。例如，某個輸出管腳連到另一個輸出管腳就會造成信號沖突，未連接完整的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽會造成信

22、號斷線，重復(fù)的流水序號會使Advanced Schematic 無法分出 不同的元件等。以上這些都是不合理的電氣沖突現(xiàn)象， ERC 會按照用戶設(shè)置以及問題的嚴(yán)重性分別以錯誤（Error)或警告（Warning)信息來提請用戶注意。2.1.2 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表我們繪制電路原理圖的主要目的就是為了將設(shè)計電路轉(zhuǎn)換出一個有效的網(wǎng)絡(luò)表，以供其他后續(xù)處理程序（例如PCB程序或仿真程序）使用。在由繪圖頁產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表時，使用的是邏輯的連通性原則，而非物理的連通性。也就是說，只要是通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽所連接的網(wǎng)絡(luò)就被視為有效的連接，而并非需要真正的有連線將網(wǎng)絡(luò)個端點實際地連接在一起。網(wǎng)絡(luò)表的內(nèi)容主要為各元件的數(shù)據(jù)（流水序號、元

23、 件類型與包裝信息）以及元件間網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)。產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表的步驟：1、執(zhí)行菜單命令Ddsign/Create Netlist；2、執(zhí)行完菜單命令后，會出現(xiàn)如圖1-51所示對話框。里面有些相關(guān)設(shè)置，我們暫且不管，用系統(tǒng)默認(rèn)值即可；3、單對話框中的OK按鈕，系統(tǒng)產(chǎn)生并以文件的形式列出網(wǎng)絡(luò)表，文件名默認(rèn)與原理圖一樣，只是它的擴展名如 .net。2.2 PCB板圖設(shè)計一 新建PCB文件1、選取File/New.打開New Document對話框，選取 PCB Document建立一個新的PCB 文檔2、雙擊新建的 PCB 文件圖標(biāo)，即可進入 PCB 印制電路3、畫面的放大、縮小及相關(guān)操作(1)當(dāng)前窗口畫

24、面的放大和縮小 1）菜單命令:放大“View/Zoom In”，縮小“View/Zoom Out”； 2）鍵盤上的快捷鍵：放大PageUp，縮 小PageDown；(2)在當(dāng)前窗口中顯示整張圖紙菜單命令：“View/Fit Document”；(3)選擇畫面的一個矩形區(qū)域放大 菜單命令：“View/Area”；(4)僅顯示圖紙中的印制電路板 菜單命令：“View/Fit Board”；(5)恢復(fù)上一次顯示的畫面 菜單命令：“View/Zoom Last”；若反復(fù)執(zhí)行改命令，畫面將在最近兩個比例畫面之間 反復(fù)切換。(6)以當(dāng)前的光標(biāo)為中心顯示畫面 1）菜單命令：“View/Pan”； 2）鍵盤上

25、的快捷鍵：Home。(7)畫面的刷新 菜單命令：“View/Refresh”。二 規(guī)劃電路板在繪制電路板之前，用戶要對線路板有一個初步的規(guī)劃，比如說電路板采用多大的物理尺寸，采用幾層電路板，是單層板還是雙層板，各元件采用何種封裝形式及安裝位置等。這是一項極其重要的工作，是確定線路板設(shè)計的框架。1、設(shè)置板層Protel99的PCB工作窗口提供了多達(dá)32層的繪圖 平面，通?？梢酝瓿?6層印制電路板自動布線，用手工布線時甚至可達(dá)到20層以上，可以在任何層面上繪圖。Protel99把32層的繪圖平面加上8個其它輔助層， 分成幾個不同類型的專用工作層面。執(zhí)行菜單命令 Dedign/Options ，系統(tǒng)

26、將彈出Document Options 對話框，我們可以在對話框中選擇所需要的工作層各層面介紹（1）Signal Layers(信號層)Protel99提供了16個信號層：Top(頂層)、Bottom(底 層)和Mid1-Mid14(14個中間層）。信號層就是用來完成印制電路板銅箔走線的布線層。在設(shè)計雙面板時，一般只使用Top(頂層)和Bottom(底層)兩層，當(dāng)印制電路板層數(shù)超過4層時，就需要使用Mid(中間布 線層)。（2）Internal Planes(內(nèi)部電源/接地層)Protel99提供了Plane1-Plane4(4個內(nèi)部電源/接地層)。 內(nèi)部電源/接地層主要用于4層以上印制電路板

27、作為電源和接 地專用布線層，雙面板不需要使用。（3）Mechanical Layers(機械層)機械層一般用來繪制印制電路板的邊框(邊界)，通常只需使用一個機械層。有Mech1-Mech4(4個機械層)（4）Drkll Layers(鉆孔位置層)共有2層：“Drill Drawing”和“Drill Guide”。用于繪制鉆孔孔徑和孔的定位。（5）Solder Mask(阻焊層)共有2層：Top(頂層)和Bottom(底層)。阻焊層上繪制的時印制電路板上的焊盤和過孔周圍的保護區(qū)域。（6）Paste Mask(錫膏防護層)共有2層：Top(頂層)和Bottom(底層)。錫膏防護層主要用于有表面貼

28、元器件的印制電路板，這時表帖元器件的安裝工藝所需要的，無表帖元器件時不需要使用該層。（7）Silkscreen(絲印層)共有2層：Top(頂層)和Bottom(底層)。絲印層主要用于繪制文字說明和圖形說明，如元器件的外形輪廓、標(biāo)號和參數(shù)等。（8）Other(其它層)共有8層：“Keep Out(禁止布線層)”、“Multi Layer(設(shè)置多層面)”、“Connect(連接層)”“DRC Error(錯誤層)”、2個“VisibleGrid(可視網(wǎng)格層)”、“Pad Holes(焊盤孔層)”和“Via Holes(過孔孔層)”。其中有些層是系統(tǒng)自己使用的，如Visible Grid(可視網(wǎng)格層

29、)就是為了設(shè)計者在繪圖時便于定位。而Keep Put(禁止布線層)是在自動布線時使用，手工布線不需要使用。目前人們常用的是單面板和雙面板。2、設(shè)置參數(shù)單擊Options 選項卡，可進行格點設(shè)置、 電氣柵格設(shè)置、計量單位設(shè)置等。3、設(shè)置板框電路板的板框就是它的物理尺寸，同時也是它的電氣邊界，即PCB板的布局將在這個電氣輪廓中進行。電路板規(guī)劃并定義電氣邊界的方法有兩個，一個是利用系統(tǒng)提供的板框向?qū)碜?，一個是人工手動設(shè)置，我們以第二種方法為例來講解。（1）用戶用鼠標(biāo)單擊編輯區(qū)下方的標(biāo)簽Keepout/Track，即可將當(dāng)前的工作層 設(shè)置為禁止布線層。（2）執(zhí)行菜單命令 Place/Track,或用

30、鼠標(biāo)單擊Placement Tools 工具欄中的 按鈕。（3）執(zhí)行完該命令后，光標(biāo)會變成十字。將光標(biāo)移動到適 當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵，即可確定第一條板邊的起點。然后 拖動鼠標(biāo)，將光標(biāo)移動到適當(dāng)位置，單擊鼠標(biāo)單擊鼠標(biāo)左 鍵，即可確定第一條板邊的終點。用戶在命令狀態(tài)下，按 Tab 鍵，可進入Tack 屬性對話框，此時可以設(shè)置板邊的寬度和層面。（4）用同樣的方法繪制其他三條板邊，并對各邊進行精確編輯，使之首位相連。我們本次課程設(shè)計繪制一個4120mm*4120mm的電路板。（5）單擊鼠標(biāo)右鍵，退出該命令狀態(tài)。三 裝入元件庫根據(jù)設(shè)計的需要，裝入設(shè)計印制電路板所需要使用的幾個元件庫。其基本步驟如下。（1）

31、執(zhí)行菜單命令Design/Add/Remove Library（2）執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會彈出“添加刪除元件庫”對話 框，如圖1-67所示。在該對話框中，找出原理圖中的所有元件所對應(yīng)的元件封裝庫。選中這些庫，用鼠標(biāo)單擊按鈕Add ,即可添加這些元件庫。在制作PCB時比較常用的元件封裝庫有Advpcb.ddb、General IC.pcb等，用戶還可選擇一些自己設(shè)計所需的元件庫。（3）添加完所有需要的元件封裝庫，然后單擊OK按鈕完成操作，程序即可進入將所選定的元件庫裝入。四 網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入網(wǎng)絡(luò)表是電路板自動步線的靈魂，也是電路原理圖設(shè)計系統(tǒng)與引制電路板設(shè)計系統(tǒng)的接口。因此，這一步也是非常重要的

32、環(huán)節(jié)。只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入之后，才可能完成對電路板的自動布線。網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入過程實際上是將原理圖設(shè)計的數(shù)據(jù)裝入印制電路板PCB的過程。下面我自己新建一個封裝形式，如圖2-2-1所示，操作步驟如下：（1） 執(zhí)行菜單命令File/New ，系統(tǒng)彈出新建文件。（2） 選擇 PCB Library Document 圖標(biāo)，單擊 OK按鈕，即可建立元件封裝編輯文檔，此時用戶可以修改文檔名。（3）此時雙擊設(shè)計管理器中的元件封裝文檔圖標(biāo)，就可以進入元件封裝編輯界面。（4）單擊 PCB Lib Placement Tools工具欄中按鈕，放置焊點用鼠標(biāo)單擊層棉切換選項卡中的 ToopOver，然后選擇工具欄中

33、 按鈕，繪制如圖所示符號。（5）執(zhí)行菜單命令 Tools/Rename Coment 命令，元件名對話框，輸入TLP521 單擊 OK 按鈕即可實現(xiàn)元件重新命名。（6） 執(zhí)行菜單命令 File/Save 或單擊工具欄中的 圖標(biāo)，保存文件網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入步驟如下：1、首先執(zhí)行菜單命令Design/Load Nets。2、執(zhí)行完該命令后，系統(tǒng)會彈出“裝入網(wǎng)絡(luò)表與元件”對話框。3、在Netlist File 輸入選項框中輸入文件名，如果不知道網(wǎng)絡(luò)表所在位置，可以單擊對話框中的 Browse 按鈕，則系統(tǒng)彈出 “網(wǎng)絡(luò)表文件選擇”對話框，在該對話框中，用戶可以選取網(wǎng)絡(luò)表目標(biāo)文件。Protel 提供了兩

34、種布局方式，分別是自動布局和手動布局，我們可以根據(jù)自己的愛好和線路的復(fù)雜程度靈活 選擇，大學(xué)的時候我們常用的方式是先執(zhí)行自動布局操作，然后再對不滿意的地方或特殊元件進行手動調(diào)整；但老師說工作后會發(fā)現(xiàn)自動布局根本沒有用的機會，而且自動布局的效果不堪入目，在實際應(yīng)用中都需要根據(jù)外殼和功能之類的進行布局，以達(dá)到設(shè)計美觀、使用方便、抗干擾性強等目的。所以要認(rèn)真對待手動布線。五 布線 自動布線在印制電路板布局結(jié)束后，便進入電路板的布線過程，一般用戶先是對電路板布線提出某些要求，然后按照這些要求來預(yù)制布線設(shè)計規(guī)則。預(yù)制布線設(shè)計規(guī)則是否合理將直接影響布線的質(zhì)量和成功率。設(shè)置完布線規(guī)則后，程序?qū)⒁罁?jù)這些規(guī)則進

35、行自動布線。所以，自動布線之前，首先要進行參數(shù)設(shè)置。1、自動布線參數(shù)設(shè)置（1）首先執(zhí)行菜單命令 Design/Rules ，系統(tǒng)將會彈出布線參數(shù)對話框，在此對話框中可以設(shè)置布線參數(shù)。（2）使用鼠標(biāo)左鍵單擊Routing 選項卡，即可進入布線參數(shù)的設(shè)定。（3）布線規(guī)則一般都集中在規(guī)則類選項卡（Rule Classes)中。在該選項卡中可以設(shè)置：走線間距約束、布線拐 角模式、布線工作層面、布線優(yōu)先級、布線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、過孔的類型、走線寬度等。大部分參數(shù)設(shè)置我們都可以使用系統(tǒng)默認(rèn)值，用戶應(yīng)該根據(jù)自己線路情況進行設(shè)置。（1）設(shè)置工作層面（Routing Layers) 對于雙面板而言，一般將頂層布線設(shè)置

36、為沿垂直方向，將底層布線設(shè)置為沿水平方向。使用鼠標(biāo)雙擊Routing Layers 選項，系統(tǒng)將會彈出 “布線工作層面”對話框。 該對話框主要設(shè)置兩部分內(nèi)容： 定義范圍（Rule /scope) 該操作項用于規(guī)定本規(guī)則的 使用范圍，在此可以設(shè)置為 Whole Board 。定義屬性（Rule attributes) 在 Toplayer 層右邊的下拉框中選擇 Vertical (垂直）。（2）設(shè)置走線寬度 （Width Constraint) 根據(jù)電路抗干擾性和實際電路電流的大小，應(yīng)將電源和地線或某些特殊線加寬。2、自動布線布線參數(shù)設(shè)置好后，就可以利用 Protel 99 se 提供 的具有世

37、界一流技術(shù)的無網(wǎng)格布線器，進行自動布線了。 執(zhí)行自動布線的方法主要有全局布線、對選定網(wǎng)絡(luò)進行布線、對兩連接點進行布線、指定某個元件布線、指定區(qū)域進行布線等。se 提供 的具有世界一流技術(shù)的無網(wǎng)格布線器，進行自動布線了。 執(zhí)行自動布線的方法主要有全局布線、對選定網(wǎng)絡(luò)進行 布線、對兩連接點進行布線、指定某個元件布線、指定 區(qū)域進行布線等多種。我們這里用全局布線。（1）執(zhí)行菜單命令 Auto Route /All，系統(tǒng)彈出自動布線設(shè)置對話框。（2）單擊 Route all 按鈕，程序就開始對電路板進行自動布線，完成布線。 手動布線Protel 99se 的自動布線功能雖然非常強大，但是自動布線時多少

38、也會存在一些另人不滿意的地方。而一個設(shè)計美觀的印制電路板往往都在自動布線的基礎(chǔ)上進行多次修改，才能將其設(shè)計的盡善盡美，下面講如何進行手工調(diào)整。在Tool/Un-Route 菜單下提供了幾個常用手工調(diào)整布線的命令，這些命令可以進行不同方式的布線調(diào)整。ALL 拆除所有布線，進行手工調(diào)整。Net 拆除所選布線網(wǎng)絡(luò)，進行手動調(diào)整。Component 拆除與所選的元件相連的線，進行手動調(diào)整。Connection 拆除所選的一條布線，進行手工調(diào)整。 3. 實 訓(xùn) 設(shè) 計3.1 60s倒計時60s倒計時，將倒計時過程顯示在LED數(shù)碼管上，倒計時循環(huán)進行。此裝置是實際倒計時牌的設(shè)計基礎(chǔ)。顯示器采用共陽數(shù)碼管，

39、靜態(tài)顯示。每1s顯示刷新一次。電路原理圖的設(shè)計大致可以分為以下步驟，如圖3-1-1所示是設(shè)計流程框圖。放置元器件設(shè)置圖紙參數(shù)開始放置元器件進行原理圖布線存盤打印圖紙調(diào)整布線 圖3-1-1電路原理圖設(shè)計流程框圖通過軟件rotel 99 SE我們設(shè)計出60秒倒計時的原理圖如圖3-1-2所示。圖3-1-260s倒計示設(shè)計原理圖根據(jù)原理圖，對圖中的每個元件進行正確的封裝，通過操作軟件，生成網(wǎng)絡(luò)表，網(wǎng)絡(luò)表如圖3-1-3所示： 圖3-1-3 生成的網(wǎng)絡(luò)表PCB設(shè)計工作的主要步驟用圖3-1-4所示的制作流程圖表示。 設(shè)置參數(shù)裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝 開 始規(guī)劃電路板布 線元件的布局結(jié) 束 保存及打印手動調(diào)整 圖

40、3-1-4 PCB制作流程圖 在PCB編輯器中裝入所需的PCB元件庫后，便可以開始裝網(wǎng)絡(luò)表和元件了。圖3-1-5為生成的網(wǎng)絡(luò)宏信息。 圖3-1-5 生成的網(wǎng)絡(luò)宏信息執(zhí)行菜單命令A(yù)uto Route/All,將彈出自動布線規(guī)則設(shè)置對話框，如圖3-1-6所示。 圖3-1-6 自動布線規(guī)則設(shè)置對話框裝載完元件后，將對元件進行布局，一般自動元件布局結(jié)果就是把元件散開分布，所以此處直接采用手動元件布局。完成對元件的布局后，將進行電路圖的自動布線。完成自動布線，為了保證電路板按照預(yù)定方式工作運行，并增加系統(tǒng)的可靠性，對自動布線的電路進行手工調(diào)整布線，結(jié)果如圖3-1-7所示。 圖3-1-7 60s倒計時布線

41、后的PCB板圖3.2 A/D接口轉(zhuǎn)換操作步驟：（1）準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表文本。打開素材文件中的原理圖如圖3-2-1所示。 圖3-2-1 A/D接口電路原理圖A/D轉(zhuǎn)換器是用來通過一定的電路將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量。 模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號。但在A/D轉(zhuǎn)換前，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號。 A/D轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號可以有8位、10位、12位和16位等。 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理 主要介紹以下三種方法： 逐次逼近法 雙積分法 電壓頻率轉(zhuǎn)換法 A/D轉(zhuǎn)換四步驟：采樣、保持、量化、編碼。 8051單片機與AD574的

42、接口電路，除了芯片8051和AD574外，還使用了三態(tài)鎖存器74LS373和74LS00與非門電路，邏輯控制信號有8051的數(shù)據(jù)口p0發(fā)出，并有三態(tài)鎖存器74LS373鎖存到輸出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574的工作過程。A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過P0數(shù)據(jù)總線連至8051。（2）此處采取默認(rèn)設(shè)置，單擊OK按鈕，則生成網(wǎng)絡(luò)表文件。 （3）準(zhǔn)備好網(wǎng)絡(luò)表后，新建一個空的PCB文件。執(zhí)行菜單命令File/New Documents對話框。（4）選擇PCB Documents圖標(biāo)，新建PCB文件，默認(rèn)文件名稱為PCB1.pcb。（5）打開新建的PCB文件，接下來將定義一個新的PCB板。設(shè)置PCB工作層面:執(zhí)行菜單命令Design/Options，彈出Document Options