~ 單片機課程設(shè)計

1、Protel軟件的認識與使用實習報告 學院：信息科學與工程學院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：姓名：學號：指導教師：實習時間：200課程實習任務(wù)書課程實習題目：Protel軟件的學習與PCB板的制作基本內(nèi)容：本次實習主要是應用上學期學過的單片機原理的知識進行解讀實際原理圖和繪制PCB圖，通過學習和使用Protel軟件，使我們對PCB板的繪制過程有個詳細的了解，并能初步的掌握Protel軟件的使用方法。對今后的學習和工作打下堅實的基礎(chǔ)。目 錄課程實習任務(wù)書- 1 -1 緒論- 3 -1.1 實習背景- 3 -1.2 實習目的- 3 -1.3 實習內(nèi)容- 3 -1.4 實習步驟- 3

2、 -2 硬件具體設(shè)計- 4 -2.1 6N137- 4 -2.2 AS1117- 5 -2.3 C8051F040- 6 -231 CIP51處理器特性- 6 -232 看門狗復位（Watchdog Timer Reset）- 8 -233 晶振- 8 -2.4 串行通訊接口- 9 -241 RS232C- 9 -2.5 電阻電容等電子器件- 10 -251 電阻- 10 -252 電容- 11 -253 二極管- 11 -254 晶體管- 12 -255 常用器件的圖形符號- 13 -3 軟件Protel2004DXP運用方面的知識- 15 -3.1 軟件基本操作步驟- 15 -3.2 原理

3、圖設(shè)計系統(tǒng)- 16 -3.3 原理圖常用工具介紹- 18 -3.4 原理圖編輯器其他功能介紹- 19 -3.5 印制電路板設(shè)計系統(tǒng)- 20 -3.6 單面板的制作- 20 -3.7 雙面板的設(shè)計- 23 -參考文獻- 26 -附錄- 27 -附錄1 實習心得體會- 27 -附錄2 電路原理圖- 27 -附錄3 PCB板圖- 28 -1 緒論1.1 實習背景 當今的電子技術(shù)飛速發(fā)展,人們對電子產(chǎn)品的需求也是非常大。這就需要電子產(chǎn)品技術(shù)人員能不斷的推陳出新，研制出高性能的電子產(chǎn)品來，并盡快的投放市場，以滿足大眾的需要。而電子產(chǎn)品的設(shè)計是一個復雜的系統(tǒng)工程，以往技術(shù)人員用人工手繪電路圖的做法在現(xiàn)在的

4、快節(jié)奏的工作過程中已不能很好的實現(xiàn)即定目標，時間對電子產(chǎn)品的推出同樣是非常重要的。因此，利用計算機的快捷便利的特性，基于這個平臺電子技術(shù)人員掌握一種軟件來繪制電路圖是有必要的。由于使用計算機設(shè)計電子產(chǎn)品使其更新?lián)Q代的速度加快。也就促進了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。Protel2004就是這樣一款優(yōu)秀的軟件，掌握了這樣一個工具對我們今后的工作和學習都是有很大的幫助。1.2 實習目的1. 通過本次課程實習，熟練掌握Protel DXP軟件。2. 了解PCB板的制作過程。3. 加深對單片機知識的理解。4. 提高學生理論聯(lián)系實際的能力以及動手能力。1.3 實習內(nèi)容用Protel DXP軟件繪制PCB版圖。1.4

5、實習步驟1生成PCB圖。2對PCB圖進行原件排版。3手工完成PCB圖的器件。4完成設(shè)計說明書。 2 硬件具體設(shè)計2.1 6N1376N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個850 nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。圖1 6N137特性：轉(zhuǎn)換速率高達10MBit/s;擺率高達10kV/us;扇出系數(shù)為8;邏輯電平輸出;集電極開路輸出;工作參數(shù)：最大輸入電流，低電

6、平：250uA 最大輸入電流，高電平：15mA 最大允許低電平電壓(輸出高)：0.8v 最大允許高電平電壓：Vcc 最大電源電壓、輸出：5.5V 扇出(TTL負載)：8個(最多) 工作溫度范圍：-40C to +85C 典型應用：高速數(shù)字開關(guān)，馬達控制系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換等 圖2 6N137光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳 6N137光耦合器的使用需要注意兩點：第一是6N137光耦合器的第6腳Vo輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個電阻；第二是6N137光耦合器的第2腳和第3腳之間是一個LED，必須串接一個限流電阻。2.2 AS1117圖3 AS1117實物圖圖4 AS1117應用電路圖2.3 C80

7、51F0402.3.1 CIP51處理器特性C8051F系列單片機為CIP51處理器，在指令集上與傳統(tǒng)MCS51完全兼容；然而在系統(tǒng)構(gòu)架、外圍設(shè)備等方面有了很大的改進，使得集成度更高，運行速度更快。相比傳統(tǒng)51，C8051F040有以下特征：1） 低電壓供電（2.73.6V），輸入端口兼容5V電平，輸出有開漏和推挽模式。在開漏模式下，邏輯1時端口為高阻態(tài)，可通過上拉電阻接至5V，使得邏輯1狀態(tài)下，輸出為5V電平，可與5V供電芯片相容。2） 集成JTAG調(diào)試器，可在線調(diào)試和下載。3） 多復位源，有看門狗復位、電源電平監(jiān)視復位、時鐘失步復位及比較器復位等，以滿足各種需求。4） 處理器最高運行時鐘可

8、達25MHz，可用片內(nèi)時鐘（誤差2），也可用外部時鐘。外部時鐘也提供了多種接法，既可接入高精度晶振高速穩(wěn)定運行，也可接入RC振蕩。低頻運行可降低功耗，且可動態(tài)改變系統(tǒng)時鐘源。5） 2個12位DAC模塊，DAC為電壓輸出型，與DAC0832（電流型）不同，輸出無需再接運放將電流轉(zhuǎn)化為電壓。6） 1個12位ADC模塊和1個8位ADC模塊。12位ADC帶有一個HVDA通道，可接入最大差壓為60V的測量模擬信號，并有可編程增益運放。7） 1個芯片溫度傳感器，可檢測芯片溫度。8） 3個史密斯比較器模塊。9） 集成CAN控制器（2.0B），帶有32個消息對象，每個消息對象有獨立的地址。10) 5個定時器，

9、其中T2，T3和T4為增強型定時器，可靈活配置成頻率可調(diào)方波輸出和事件捕捉。11) 6個PCA模塊，可實現(xiàn)PWM輸出、方波輸出和事件捕捉等。12) 1個SPI串行外圍設(shè)備接口控制器。13) 1個SMBUS總線控制器，與總線完全兼容。14) 1個帶硬件地址控制的串行總線UART0和1個普通串行總線UART1。15) 2個外部事件中斷。16) 中斷源一共可達20個。17) 64KB Flash ROM，256字節(jié)片內(nèi)內(nèi)存和4KB外部內(nèi)存。18) 引入交叉開關(guān)配置，可靈活將外圍設(shè)備配置到P0P3口（但是各設(shè)備存在優(yōu)先級，不能顛倒次序存在于P口）。圖5 C8051F0402.3.2 看門狗復位（Wat

10、chdog Timer Reset）MCU（Micro Controller Unit）內(nèi)置可編程看門狗WDT（Watchdog Timer），并不依賴于系統(tǒng)時鐘。WDT溢出會使系統(tǒng)強制進入復位狀態(tài)，所以在程序執(zhí)行一段時間后，需將WDT重新啟動，且重載間隔需小于WDT的溢出間隔。當一些干擾或程序異常使系統(tǒng)進入死機狀態(tài)時，可利用看門狗超時復位使程序得以重新運行。對看門狗的重載往往是在定時中斷中完成的。當看門狗復位后，WDT默認是開啟的，且以最大超時間隔監(jiān)視復位。若系統(tǒng)不想使用看門狗復位，則應在程序開頭將看門狗禁止?？撮T狗復位不影響引腳。2.3.3 晶振 C8051F040內(nèi)含一個可編程內(nèi)部晶振和

11、一個外部晶振驅(qū)動器。內(nèi)部晶振可以禁用，也可改變其振蕩頻率，這些均可通過OSCICN和OSCICL寄存器操作得以實現(xiàn)。MCU共有5種起振方式：外部石英晶振，其旁路電容一般取值為2030pF；外部RC振蕩；外部電容振蕩；外部CMOS時鐘輸入；內(nèi)部可編程晶振。圖6 晶振2.4 串行通訊接口2.4.1 RS232CRS-232C是個老資格的通訊標準,早期的PC機、PC/XT/AT，286，386，486，586乃至目前的奔騰系列機都配備有這個標準的通訊接口，而且不止一個通道。標準的接口是DBF/9形式的。它的設(shè)計目的是連接個人電腦的串行外圍設(shè)備，如打印機、鍵盤、游戲控制器等。特點：l 硬軟件成熟，配用

12、的設(shè)備多；l 協(xié)議規(guī)范，多數(shù)廠家支持；l 結(jié)構(gòu)簡單，方便操作；l 距離短，速度慢，不支持網(wǎng)絡(luò)，共地。電平標準和接口方法：l RS-232C的電平標準是負邏輯高電壓的，三線制:l 邏輯“0” : +5V-+15Vl 邏輯“1” : -5V-15V優(yōu)點：噪聲容限提高，抗干擾能力增強，支持全雙工方式缺點：電源復雜，共地，無法實現(xiàn)隔離，不支持多機網(wǎng)絡(luò)圖9 RS-232C應用簡圖圖10 RS-232C應用電路圖2.5 電阻電容等電子器件任何電路都是由一些元器件組成的，了解這些元器件的基本特性、主要參數(shù)、測試識別方法，以及應用中的注意事項是非常必要的。下面著重介紹一些常用器件（電阻、電容、二極管、晶體管、

13、顯示器件）、貼片元器件的相關(guān)內(nèi)容。2.5.1 電阻 電阻是電路元件中應用最廣泛的一種，其質(zhì)量的好壞對電路工作的穩(wěn)定性有極大影響。電阻在電路中的主要用途是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，還作為分流、限流、分壓、偏置、消耗電能的負載等。1）電阻分類 固定式電阻又分為膜式電阻、實芯式電阻、金屬線繞電阻和特殊電阻。膜式電阻包括碳膜電阻、金屬膜電阻、合成膜電阻和氧化膜電阻；實芯式電阻包括有機實芯電阻和無機實芯電阻；特殊電阻包括MG型光敏電阻和MF型熱敏電阻。 可變式電阻分為滑線式變阻器和電位器，其中電位器應用較多。電位器是一種有三個接頭的可變式電阻器，其阻值在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。按其電阻體的材料可分為薄膜

14、和線繞兩種。薄膜又分為小型碳膜電位器、合成碳膜電位器和有機實芯電位器等。按其結(jié)構(gòu)分單聯(lián)、多聯(lián)、帶開關(guān)、不帶開關(guān)等；按其阻值隨轉(zhuǎn)角變化分線和非線性電位器；按其用途可分為普通電位器、精密電位器、功率電位器、微調(diào)電位器和專用電位器。2）選用電阻常識 根據(jù)電阻的具體要求、電子設(shè)備的技術(shù)指標和電路中信號頻率高低等選用電阻的型號誤差等級，并應選用額定功率大于實際消耗功率的1.52倍。 可用幾個電阻串并聯(lián)得到需要的電阻值，可以串并聯(lián)小功率的電阻代替大功率電阻。電阻的絕緣性能要好，不能有脫漆現(xiàn)象。2.5.2 電容電容是一種儲能元件，其容量的大小表示能貯存電能的大小，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換

15、等。電容的特性主要是隔直流信號通交流信號，其對交流信號的阻礙作用稱為容抗。 電容分類 （沒有極性的普通電容器、有極性的電解電容）普通電容器： 固定電容器。指一經(jīng)制成后，其電容量不能再改變的電容器。一般按電介質(zhì)來分，可分為紙介電容器、有機薄膜電容器、云母電容器、玻璃釉電容器、瓷介電容器。 可變電容器。其電容量可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。有單聯(lián)可變電容和雙聯(lián)可變電容。 半可調(diào)電容器。其電容量可在小范圍內(nèi)變化。適用于整機調(diào)整后電容量不許經(jīng)常改變的場合。2.5.3二極管在電子電路中經(jīng)常用到半導體二極管，它在許多電路中起著重要的作用，是誕生最早的半導體器件之一，其應用非常廣泛。常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極

16、性保護、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。1、分類 按照所用的半導體材料，可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(si管)。按照不同用途，二極管分普通二極管和特殊二極管，特殊二極管又分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、光敏二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。2、二極管的標識 二極管的識別很簡單，小功率二極管的N極(負極)，在二極管外表大多采用一種色圈標出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極(正極)或N極(負極)，也有采用符號標志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別，長腳為正，

17、短腳為負。3、二極管的導電特性 二極管最重要的特性就是單向?qū)щ娦浴Ｒ簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟拢瑢娮韬苄。欢诜聪螂妷鹤饔孟聦娮铇O大或無窮大。在電路中，電流只能從二極管的正極流人，負極流出。 1)正向特性 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端。負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二級管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V)以后，二極管才能真正導通。導通后二極管兩端的電壓基本保持不變(鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V)，稱為二極管的

18、“正向壓降”。2)反向特性 在電子電路中，二極管正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。2.5.4 晶體管晶體管是內(nèi)部含有兩個PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型，這兩種類型的晶體管從工作特性上可互相彌補。PNP型晶體管有：A92、9015等型號；NPN型晶體管有：A42、9012、9013、9014、901 8等

19、型號。我國生產(chǎn)的鍺晶體管多為PNP型，硅晶體管多為NPN型，它們的結(jié)構(gòu)原理是相同的。晶體管在電路中對信號具有放大作用和開關(guān)作用。常用于多級放大器中間級，低頻放大輸人級、輸出級或作阻抗匹配用高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路中。 (1)晶體管分類 按導電類型分NPN型晶體管和PNP型晶體管，按頻率分高頻晶體管和低頻晶體管，按功率分大功率、中功率、小功率晶體管等。(2)晶體管的主要參數(shù)、：集、射極擊穿電壓 ：共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) ：共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) ：集電極最大允許電流 ：集電極最大允許耗散功率2.5.5 常用器件的圖形符號圖11 電阻器、電容器、電感器和變壓器圖12 半導體管圖13 其他電

20、器圖形符號3 軟件Protel2004DXP運用方面的知識3.1 軟件基本操作步驟3.1.1電路板設(shè)計的基本步驟 1、原理圖的設(shè)計 原理圖的設(shè)計主要是利用Protel的原理圖設(shè)計系統(tǒng)繪制一張電路原理圖。設(shè)計者充分利用Protel所提供的強大而完善的原理圖繪制工具、測試工具、模擬仿真工具和各種編輯功能，來實現(xiàn)其目，最終繪得一張正確、精美的電路原理圖，以便為接下來的工作做好準備。 2、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表 網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計與印制電路板設(shè)計之間的橋梁和紐帶，它是印制電路板設(shè)計中自動布線的基礎(chǔ)和靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以由原理圖生成，也可以從已有的印制電路板文件中提取。 3、印制電路板的設(shè)計 印制電路板的設(shè)計主要是

21、針對Protel的另外一個強大的設(shè)計系統(tǒng)印制電路板設(shè)計系統(tǒng)PCB而言的。簡而言之，電路板的設(shè)計過程首先是繪制電路原理圖，然后由電路原理圖文件生成網(wǎng)絡(luò)表，最后在PCB設(shè)計系統(tǒng)中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)表完成自動布線工作；也可以根據(jù)原理圖直接進行手工布線而不必生成網(wǎng)絡(luò)表。3.1.2啟動Protel 在windows桌面選擇開始/程序/Protel/Protel選項，即可啟動。3.1.3啟動各種編輯器 Protel針對最常用的操作和文件共有8個編輯器，分別是文件夾編輯器（Document Folder）、印制電路板編輯器（PCB Document）、印制電路元件庫編輯器（PCB Library Document）、

22、原理圖編輯器（Schematic Document）、原理圖元件庫編輯器（Schematic Library Document）、表格編輯器（Spread Sheet Document）、文本編輯器（Text Document）、波形編輯器（Waveform Document）。首先創(chuàng)建新的或打開已經(jīng)存在的設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件，然后在該設(shè)計數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建新的或打開已經(jīng)存在的文件，最后在設(shè)計管理窗口中用鼠標單擊該文件，或者在工作窗口中用鼠標雙擊該文件圖標即可啟動相應的編輯器。 下面著重介紹一下啟動原理圖編輯器和印制電路板編輯器的步驟： 1、創(chuàng)建一個新的設(shè)計文件：執(zhí)行菜單命令file/new，出現(xiàn)new

23、design database對話框，系統(tǒng)默認文件名為mydesign.ddb，單擊browse可選擇文件的存儲位置，單擊ok即可； 2、打開數(shù)據(jù)庫文件夾：為了便于管理，通常將一個設(shè)計項目所包含的各種文件都保存在同一個或幾個文件夾中。單擊mydesign.ddb/documents，即可打開數(shù)據(jù)庫文件夾； 3、啟動原理圖編輯器：執(zhí)行file/new，出現(xiàn)new document對話框，選中schematic documents，單擊ok即可創(chuàng)建，出現(xiàn)sheet1，雙擊即可啟動； 4、啟動印刷電路板原理編輯器：執(zhí)行file/new，在new document對話框雙擊pcb documents，

24、出現(xiàn)pcb1，雙擊即可啟動。3.2 原理圖設(shè)計系統(tǒng)3.2.1原理圖的設(shè)計步驟 1、設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息； 2、裝入所需要的元件庫； 3、放置元件； 4、電路圖布線； 5、調(diào)整檢查和修改； 6、補充完善； 7、保存和打印輸出。3.2.2進入原理圖設(shè)計系統(tǒng) 即啟動原理圖編輯器。3.2.3畫面管理 1、窗口的打開、關(guān)閉和切換 1）設(shè)計管理器的打開和關(guān)閉：view/design manager。通常，設(shè)計管理器的窗口為項目瀏覽器（explorer）和當前運行的編輯器的瀏覽器所共用，如原理圖瀏覽器（browse sch）。 2）工作窗口的切換：單擊工作窗口上部的標簽。 2、工具欄的打開與關(guān)閉：vi

25、ew/toolbars 其中，main tools為主工具欄，writing tools為畫原理圖工具欄，drawing tools為畫圖形工具欄，power objects為電源及接地符號工具欄，digital objects為常用器件工具欄，PLD tools為可編程邏輯器件工具欄，simulation sources為模擬仿真信號源工具欄。 3、狀態(tài)欄的打開與關(guān)閉：view/status bar 4、命令行的打開與關(guān)閉：view/command status 5、繪圖區(qū)域的放大與縮小 1）非命令狀態(tài)下：放大view/zoom in；縮小view/zoom out；不同比例顯示view/x

26、%；繪圖區(qū)填滿工作區(qū)view/fit document；所有對象顯示在工作區(qū)view/fit all objects；放大顯示用戶選定區(qū)域view/area或者view/around point；移動顯示位置view/pan；刷新畫面view/refresh。 2）命令狀態(tài)下：放大pageup；縮小pagedown；位移home；刷新end。3.2.4設(shè)置圖紙參數(shù)：design/options 在document options對話框中設(shè)置或更改圖紙屬性。其中主要有：圖紙尺寸standard ，我們對圖紙的要求是標準圖紙A；圖紙方向orientation，水平（landscape）或垂直（po

27、rtrait）；圖紙標題欄title block：標準型（standard）和美國國家標準協(xié)會模式（ANSI）等等，其他不再累述。3.2.5裝入元件庫 打開原理圖瀏覽器，單擊browse sch；在browse中選libraries；單擊add/remove；出現(xiàn)對話框，選中所需庫文件（后綴名為.ddb，該類文件存放在Protel99安裝目錄下的libraries/sch目錄下）；單擊add，所選文件將出現(xiàn)在selected files列表框中，單擊ok，裝入成功。若想移出所選文件，單擊remove。3.2.6放置元件 1、裝入所需元件庫；在browse中選libraries；選中所需元件庫，

28、在庫中選定所需元件，單擊place，移動鼠標至適當位置，單擊左鍵放置；再擊去放置一個相同元件；單擊右鍵退出該狀態(tài)。 2、刪除元件： 1）刪除一個元件：選中一個元件，再按delete。 2）刪除多個元件：選中多個文件，執(zhí)行edit/delete。 3、元件位置的調(diào)整 1）移動單個文件：選中元件按左鍵不放，移至適當位置松左鍵； 2）移動多個文件：執(zhí)行edit/toggle seledtion，單擊逐個選中，擊右鍵退出選擇狀態(tài)，單擊其中一個移動，元件組便被移動； 3）選擇的取消：執(zhí)行edit/deselect或利用edit/toggle selection的開關(guān)特性； 4）元件的旋轉(zhuǎn)：單擊元件并按住

29、左鍵不放，按space（逆時針轉(zhuǎn)90度）或者x（左右對調(diào)） 或者y（上下對調(diào)）； 5）編輯元件的屬性：雙擊元件，彈出對話框，修改。3.2.7繪制電路原理圖 1、工具和方法：利用原理圖工具欄（writing tools），直接單擊欄上的各個按鈕，即可選擇相應的工具進行繪制工作； 2、畫導線：單擊原理圖工具欄中畫導線按鈕，將光標移至起始點，單擊；移動光標至終點單擊；需轉(zhuǎn)折時，每折一次單擊一下；單擊右鍵完成一條導線的繪制；可繼續(xù)繪制下一條導線，繪制完畢單擊右鍵退出繪制導線狀態(tài)；可雙擊導線設(shè)置參數(shù)； . 3、放置電源及接地符號：單擊工具欄中的相應符號，移動光標至適當位置，單擊左鍵放置，右鍵退出，雙擊設(shè)

30、置； 4、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)符號： 單擊工具欄中Net按鈕，移至適當位置粘貼，雙擊設(shè)置； 5、畫總線：place/bus，同2） 6、畫總線分支圖： place/bus entry，同2）；在命令狀態(tài)下按space改變分支方向； 7、制作電路的輸入/輸出端口： Place/port，雙擊設(shè)置； 8、放置線路節(jié)點：place/junction或tools/preferences中選auto-junction，則在“T”形導線交叉點處自動放置一個節(jié)點； 9、放置元件：place/part。3.2.8文件管理：包括原理圖文件的創(chuàng)建、打開、關(guān)閉、保存、 刪除等操作3.2.9設(shè)置打印機及打印輸出原理圖3.2.10

31、生成網(wǎng)絡(luò)表文件：執(zhí)行design/create netlist。3.3 原理圖常用工具介紹3.3.1介紹畫圖形工具（drawing tools） 用drawing tools繪制的圖形主要起標注的作用，并不代表任何電氣含義，這也是drawing tools和writing tools的主要區(qū)別。 各按鈕的功能：左起依次為繪制直線、繪制多邊形、繪制橢圓弧、繪制貝賽爾曲線、添加文字標注、添加文本框、繪制矩形、繪制圓角矩形、繪制橢圓、繪制扇形、粘貼圖片、粘貼復制圖件；3.3.2在原理圖中添加文字：1、添加文字標注：place/annotation 2、添加文本框：place/text frame，在

32、十字光標處擊tab鍵設(shè)置3.3.3粘貼圖片：place/drawing tools/graphic3.3.4原理圖的編輯 1、圖件的選擇：執(zhí)行edit/toggle selection，單擊逐個選擇；或者執(zhí)行edit/select；或者用鼠標框選一組圖件； 2、圖件的拷貝、剪切、粘貼和刪除：edit/copy、edit/cut、edit/paste和edit/clear； 3、改變圖件的層： *將某一圖件移到最上或最下層：edit/move/bring to front或send to back； *將目標圖件移至某一參考圖件的上層或下層：執(zhí)行edit/move/bring to front

33、of或send to back of，光標變成十字形狀，將光標移至目標圖件上單擊，目標圖件暫時消失，然后將光標移至參考圖件上單擊，此時目標圖件出現(xiàn)在參考圖件上層或者下層； 4、圖件的排列和對齊：執(zhí)行edit/align/align，彈出對話框；該對話框分渺兩部分，左邊部分是水平排列選項（horizotal alignment），兗各項含義由上至下依次為：位置不變、全部靠左對齊、全部靠中間對齊、全部靠右對轐、平均分布；右邊部分是垂直排列選項（vrtical alignment），其各項含義由上至下依次為：位置不變、全部頂端對齊、全部靠中間對齊瀁全部底端對齊、平均分布。3.4 原理圖編輯器其他功能

34、介紹3.4.1建立原理圖項目元件庫 指按照本項目電路原理圖上的元件所產(chǎn)生的元件庫，建立項目元件庫有利于文件的保存和交換。執(zhí)行命令design/make project library，程序會自動在當前的設(shè)計數(shù)據(jù)庫中對原理圖項目文件建立相應的項目元件庫，并自動進入原理圖元件庫編輯器。項目元件庫文件的文件名與項目文件的名稱相同，后綴為.lib。3.4.2利用原理圖瀏覽器管理圖件 在該窗口中browse逍項下的下拉列表框中，選擇primitives選項之后瀏覽器窗口就會切換成圖件瀏覽窗口，用戶可以對原理圖中種圖件進行管理包括查找、屬性編輯等。3.4.3整體變換（以改變線路節(jié)電大小為例） 雙擊任何一個

35、電路節(jié)電，會彈出節(jié)電屬性對話框，在該對話框中單擊global即可打開整體變換對話框。在這里，將size選項設(shè)定為same，在copy attributes復選框中選size選項，在chang scope下拉列表中選擇chang matching items in current document選項，表示對當前原理圖文件中具有相同尺寸的節(jié)點進行相同的變換，設(shè)定匹配規(guī)則后，單擊確認即可。3.5 印制電路板設(shè)計系統(tǒng)3.5.1印制電路板的布線流程：基本可以劃分為以下幾個步驟1、繪制原理圖及生成網(wǎng)絡(luò)表（本組使用手工布線故可以不生成網(wǎng)絡(luò)表）； 2、規(guī)劃電路板； 3、啟動Protel2004印制電路板編輯

36、器； 4、設(shè)置參數(shù)； 5、裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件的封裝； 6、布置元件； 7、自動布線與手工調(diào)整（本組使用手工布線）； 8、印制電路板文件的保存及打印輸出。3.5.2啟動Protel2004-PCB編輯器3.5.3PCB編輯器的畫面管理：同原理圖的畫面管理。3.6 單面板的制作3.6.1準備電路原理圖與網(wǎng)絡(luò)表：文件名分別為sheet1.sch與3.6.2規(guī)劃電路板1、規(guī)劃電路板的物理邊界： 1）設(shè)定當前工作層面為mech1：單擊工作窗口下方的mech1標簽即可； 2）確定電路板的下邊界：執(zhí)行place/track，光標變成十字形，移動光標，狀態(tài)欄最左側(cè)會顯示光標當前所在位置的坐標

37、。移動光標至（0，0）處，單擊確定下邊界起點，拖至（2000，0）單擊確定下邊界終點。雙擊繪制好的下邊界，可以修改屬性； 3）確定其他邊界：方法同2），電路板物理邊界的四個頂點坐標分別為（0，0），（2000，0），（2000，1500），（0，1500）。注意，在確定其他三條邊界線的終點時，需要單擊兩次； 4）繪制完后，單擊右鍵即可退出。 2、確定電路板的電氣邊界：電氣邊界是用來限定布線和元件放置位置的范圍，它是通過在禁止布線層繪制邊界來實現(xiàn)的。通常應將電氣邊界的范圍與物理邊界的范圍規(guī)劃成相同大小。方法與物理邊界的規(guī)劃方法相同，只是應將當前工作層面設(shè)定為禁止布線層（keep out laye

38、r）。3.6.3網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入1、裝入元件庫：在browse pcb下拉表中選libraries，單擊add/remove，在Protel99安裝目錄下的library/pcb/generic footprints中選后綴名為ddb的文件，按add添加到selected files選框中，單擊ok裝入成功；2、利用網(wǎng)絡(luò)表文件裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件：在pcb中執(zhí)行菜單命令design/netlist，選擇所需網(wǎng)絡(luò)表文件（后綴名為.net），單擊ok確定，此時程序開始自動生成相應的網(wǎng)絡(luò)宏，正確生成所有網(wǎng)絡(luò)宏之后，單擊execute按鈕即可開始裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件。注意：如果生成網(wǎng)絡(luò)宏時出現(xiàn)錯誤，建議解決

39、了錯誤后再裝入，而不要強行裝入。3.6.4元件布局1、元件的自動布局：tools/auto place 2、手工調(diào)整元件布局 1）設(shè)定刪格的間距和光標移動的單位距離：執(zhí)行design/options，在出現(xiàn)的options對話框中選擇options選項卡，設(shè)定各項參數(shù)，最后單擊ok確定； 2）移動元件：單擊元件選中，按住左鍵不放，移動至適當位置松開左鍵； 3）旋轉(zhuǎn)元件：單擊元件按住左鍵不放，按空格鍵或者x鍵y鍵，可調(diào)整元件的放置方向； 4）調(diào)整好元件布局后，為了以后的自動布線和手工調(diào)整，最好將各個元件的管腳移動到柵格上，執(zhí)行命令tools/align components/move to gr

40、id，在隨后出現(xiàn)的對話框中輸入格點的間距，單擊ok確定。 3、元件標注的調(diào)整：雙擊想要編輯的元件標注，在隨后出現(xiàn)的對話框中編輯；單擊選中編輯后的元件標注，拖動至適當位置松左鍵。 3.6.5手工布線（自動布線）通常我們采用手工布線，本次實習我們也均采用手工布線。所謂自動布線就是程序根據(jù)用戶設(shè)定的有關(guān)布線參數(shù)和布線規(guī)則，依照一定的程序算法，按照實現(xiàn)生成的網(wǎng)絡(luò)宏自動在各個元件之間進行連線從而完成印制電路的布線工作。3.6.6PCB放置工具欄（placement tools）介紹最常用工具，從第一行左起第一、二、三、四個按鈕和第二行第一個按鈕，其功能分別為繪制導線、放置焊盤、放置過空、放置字符串和放置

41、元件。具體介紹如下： 1、繪制導線：單擊放置工具欄中的第一個按鈕，光標變成十字形狀，即可開始繪制導線；方法同原理圖中導線的繪制； 2、放置焊盤、過孔：方法同上； 3、放置字符串：單擊放置工具欄中的第四個按鈕，光標變成十字形狀并帶著一個缺省的字符串出現(xiàn)在工作區(qū)，按tab鍵，則會出現(xiàn)字符串屬性對話框，在該對話框內(nèi)修改； 4、放置元件： 1）單擊放置工具欄中的放置元件按鈕，在出現(xiàn)的對話框中輸入元件的封裝形式、序號、注釋等參數(shù)，單擊ok確認；如果用不太清楚元件的封裝形式，可以單擊對話框中的add/remove按鈕來添加/刪除元件庫，然后在庫中尋找所需元件，找到后單擊close退出該對話框； 2）此時光

42、標變成十字形狀并帶著選定的元件出現(xiàn)在工作平面上，單擊左鍵可將元件放置在當前光標所在位置；雙擊元件進入元件屬性對話框，可設(shè)置元件屬性。3.6.7手工調(diào)整 1、調(diào)整布線 1）拆除原有布線：tools/un-route/connection，光標變成十字形狀，將光標移至所要拆除的導線上，單擊確認即可； 2）手工布線：同（六）中繪制導線法； 2、增加信號輸入/輸出接口 對比原理圖我們會發(fā)現(xiàn)PCB圖中缺少信號的輸入/輸出接口。增加接口的具體操作步驟如下： 1）切換工作層面到bottom layer； 2）放置元件； 3）調(diào)整元件位置及標注； 4）設(shè)置元件焊盤的網(wǎng)絡(luò)； 5）手工將輸入/輸出接口的各引腳與其

43、它元件的相應引腳相連； 3、加寬電源/接地線 將光標移動到電源線或地線上，雙擊；在出現(xiàn)的對話框中設(shè)定線寬，然后單擊global按鈕即可進入整體修改對話框；在對話框中將attributes to match by功能區(qū)中的net選項設(shè)為same，在copy attributes功能區(qū)選中width選項，單擊ok確認； 4、添加注釋文字：執(zhí)行place/string，光標變成十字形妝并帶著一個字符串出現(xiàn)在工作平面中，按tab鍵，會出現(xiàn)字符串對話框，在該對話框中修改；將光標移動到適當位置，單擊將該字符串放置在當前位置。3.6.8文件管理：同原理圖的文件管理3.6.9打印輸出 3.7 雙面板的設(shè)計 雙

44、面板與單面板相比除布線多出一個層面外，其余工作都相當類似。在自動布線之前，需要同樣的準備步驟：準備電路原理圖及相應的網(wǎng)絡(luò)表、規(guī)劃電路板、裝入網(wǎng)絡(luò)表與元件及元件的布局。這些工作前面已敘述過，在這里簡單回顧一下，并介紹其中的不同之處。3.7.1雙面板布線前的準備工作1、布線前的準備 1）準備原理圖和網(wǎng)絡(luò)表 2）規(guī)劃電路板的尺寸 3）裝入網(wǎng)絡(luò)表與初始PCB圖的形成 4）元件的自動布局 2、電路板元件布局的調(diào)整 1）排列元件：選擇進行排列的元件：執(zhí)行edit/select/inside area； 執(zhí)行命令后，鼠標變成十字形狀，移動光標選擇待選元件處于虛線框中，最后單擊確定； 執(zhí)行命令tools/al

45、ign components，出現(xiàn)下拉菜單，根據(jù)需要選擇菜單中的不同排列方式，調(diào)整元件排列。 2）元件排列方式簡介 * align命令：其對話框中的各個選項的具體功能同6.3的（四）-4所述； * sort and arrange components命令：將選取元件按照其封裝形式進行排列； * auto align命令：自動排列同樣封裝的元件；執(zhí)行此命令后，鼠標變成十字形狀，然后單擊選擇元件；當拖動該元件時，拖動時接觸的同樣封裝形式的元件之間會自動實現(xiàn)垂直或水平對齊排列； * auto select命令：自動選擇同樣封裝的元件；執(zhí)行此命令后，單擊一個元件，一定范圍內(nèi)的所有封裝形式相同的元件都

46、被選中； * options命令菜單：共有八個選項，介紹四個：expand vertical/expand horizontal在垂直/水平方向上增大選取元件的平均間距；contract vertical/contract horizontal在垂直/水平方向上減小選取元件的平均間距； * shove命令：推擠元件；執(zhí)行此命令后，光標變成十字形狀，單擊進行推擠的基準元件，如果基準元件與周圍元件之間的距離小于容許距離，則以基準元件為中心，向四周推擠其他元件；但當元件之間的距離大于安全距離時，則不執(zhí)行推擠過程； * set shove depth命令：設(shè)置推擠的次數(shù)； * move to grid命令：將選取元件移動到柵格上；在彈出的對話框中輸入柵格的數(shù)值參數(shù)，即可實現(xiàn)元件的移動； 3）元件布局調(diào)整：同單面板元件布局的調(diào)整3.7.2自動布線過程（了解內(nèi)容） 1、布線規(guī)則 1）對工作層面的要求： * 信號層：對雙面板而言，信號層必須且只能有兩個，既頂層（top layer）和底層（bottom layer），這兩個工作面必須設(shè)定為打開狀態(tài)； * 絲印層：只需打開頂層絲印層； * 其他層面：一般打開禁止布線層（keep out layer）和（multi-layer）； 2）布線的要求： * 安全間距容許值：通常定義為10mil