簡易門鈴電路的設(shè)計(jì)

1、題目：簡易門鈴電路的設(shè)計(jì)CAD課程論文331 電路功能和性能指標(biāo)簡易門鈴是一種簡單的門鈴電路，它由分立元件和中規(guī)模集成芯片的構(gòu)成，主要采用NE555 定時(shí)器電路和揚(yáng)聲器組成門鈴，利用多諧振蕩電路來制作一簡易單音門鈴電路。它主要由一個(gè)NE555、一個(gè)47uf的電容、一個(gè)0.047uf電容、一個(gè)0.01uf電容、一個(gè)36k 的電阻、一個(gè)30k 的電阻、兩個(gè)22k電阻、一個(gè)喇叭、兩個(gè)IN4148 高速開關(guān)二極管、一個(gè)9013三極管、一個(gè)開關(guān)和一個(gè)6v電源組成。NE555作為多諧振蕩器，發(fā)出脈沖波。與傳統(tǒng)的門鈴相比，其可靠性、抗干擾性都較好，應(yīng)用領(lǐng)域也相對較廣泛。2 原理圖設(shè)計(jì)2.1 原理圖元器件制作

2、方法和步驟： 右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目文件，選擇追加新文件到項(xiàng)目中，在二級菜單下選擇SchematicLibrary。 在放置菜單中，選擇放置矩形。 在放置菜單中選擇放置引腳。 在放置引腳時(shí)，按Tab鍵，選擇引腳屬性。圖1注： 在放置引腳的過程中，引腳有一端會附帶著一個(gè)形灰色的標(biāo)記， 該標(biāo)記表示引腳端是用來連接外圍電路的，所以該端方向一定要朝外，而不能向著矩形的方向。若需要調(diào)整引腳的方向，可按鍵盤撒花上的空格鍵，每按一次，可將引腳逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。2.2 原理圖設(shè)計(jì)步驟：創(chuàng)建 PCB 工程項(xiàng)目，執(zhí)行File New Project PCB Project， 在彈出對話框中選擇 Protle Pcb 類型并點(diǎn)

3、擊OK。將新建默認(rèn)名為“PCB Project1.PrjPCB”的項(xiàng)目保存，命名為“簡易門鈴”。創(chuàng)建原理圖，在該項(xiàng)目文件名上點(diǎn)擊右鍵，選擇追加新文件到項(xiàng)目中，在二級菜單下選擇Schematic。保存項(xiàng)目目錄下默認(rèn)名為“Sheet1.SchDOC”的原理圖文件。并命名為“簡易門鈴” 。 繪圖環(huán)境其他參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置。2編譯原理圖步驟： 在原理圖編輯頁面，執(zhí)行“Project Compile PCB Project 簡易門鈴.PRJPCB”菜單命令。 在 Messages工作面板中，出現(xiàn)提醒為“Warning”的檢查結(jié)果可以忽略。生成項(xiàng)目元器件庫步驟： 在原理圖編輯頁面，執(zhí)行“Design Mak

4、e Schemaic Library”菜單命令，在彈OK 按鈕。2.3 原理圖報(bào)表生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表步驟： 執(zhí)行“Design Netlist For Project Project”菜單命令，系統(tǒng)自動生成Protel網(wǎng)絡(luò)表，默認(rèn)名稱與項(xiàng)目名稱相同，擴(kuò)展名為“簡易門鈴.NET”。網(wǎng)絡(luò)表的作用是為PCB 設(shè)計(jì)提供元器件信息、管腳連接關(guān)系信息及必要仿真操作信息。網(wǎng)絡(luò)表是聯(lián)系原理圖和PCB 的橋梁。網(wǎng)絡(luò)表中第二對方括號內(nèi)的內(nèi)容表示元器件C1 的相關(guān)信息，即名稱為C1，封裝形式為RB7.6-15，描述為47uF/25V。電氣連接：第一對原括號內(nèi)的內(nèi)容表示網(wǎng)絡(luò)名稱為VCC，和該網(wǎng)絡(luò)相連接的引腳有5 個(gè)，

5、 分別為 +6V 的 1 腳 （ +6v-1 ） ， Q1 的 1 腳 （ Q1-1） ， R2 的 2 腳 （ R2-2） ，S1 的 2 腳（S1-2） ， U1 的 8 腳（ U1-8） 。生成原理圖簡易元器件清單步驟： 在Reports下拉菜單中選擇點(diǎn)擊“ Simple BOM”， 系統(tǒng)將自動生成簡易材料清單報(bào)表。保持默認(rèn)設(shè)置時(shí)，生成2 個(gè)報(bào)表文件，分別為“簡易門鈴 .BOM”和“簡易門鈴.CSV”。圖6注：在完成原理圖報(bào)表的操作步驟時(shí)，需要注意的是按照操作順序按成就可以，生成報(bào)表的步驟相對于其他的一些操作步驟要簡單很多，生成原理圖報(bào)表沒有什么特別需要注意的地方。3 PCB 設(shè)計(jì)3.1

6、 元器件封裝制作步驟：在項(xiàng)目文件上點(diǎn)擊右鍵，選擇追加新文件到項(xiàng)目中，在二級菜單中選擇PCBLibrary。在“編輯”菜單下拉菜單中選擇“跳轉(zhuǎn)到”的二級菜單中選擇“參考”。設(shè)置基準(zhǔn)參考點(diǎn)，便于定位放置封裝的焊盤。在放置焊盤之前，應(yīng)將“Multi-Layer”設(shè)置為當(dāng)前層。執(zhí)行“Place Pad”菜單命令，光標(biāo)變成“十”字形，然后將第一個(gè)焊盤放置在基準(zhǔn)點(diǎn)。在放置前，按 Tab鍵，設(shè)置焊盤的編號為1。設(shè)置跳轉(zhuǎn)柵格最小單位為10mil。焊盤上下間隔為100mil，左右間隔為300mil 的標(biāo)準(zhǔn)距離。繪制封裝外形，將當(dāng)前層設(shè)置為Top Overlay，然后選擇菜單“放置”“直線” 。選擇 “簡易門鈴

7、.SCHLIB”文件， 然后點(diǎn)擊右下角SCH， 在上拉菜單中選擇“ SCHLibrary”，在模型信息框，點(diǎn)擊“追加”，在彈出的“加新的模型”對話框中選擇 “ Foot tprint”。在“ PCB模型”對話框中，點(diǎn)擊瀏覽，選擇剛才設(shè)計(jì)的元器件封 裝，點(diǎn)擊確定。7注： 在設(shè)計(jì)封裝的時(shí)候，過程比較多，需要設(shè)置的參數(shù)也相對于其他步驟要繁瑣，需要注意的是，繪制PCB 封裝時(shí)，一定要設(shè)置基準(zhǔn)參考點(diǎn)。通?？蓪⒒鶞?zhǔn)參考點(diǎn)設(shè)置為1 號焊盤中心位置。系統(tǒng)默認(rèn)長度為英制單位，即mil ，也可以更改為公制單位，可通過菜單命令“View Toggle Units”設(shè)定。需要注意的是，在創(chuàng)建封裝時(shí)，一般應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的最

8、小焊盤間距，即 100mil， 這樣便于與標(biāo)準(zhǔn)封裝符號統(tǒng)一，也有利于制作PCB 時(shí)進(jìn)行元器件布局和布線。3.2 PCB設(shè)計(jì)步驟：創(chuàng)建 PCB 文件， 在項(xiàng)目文件中，單擊右鍵，選擇 “追加新文件到項(xiàng)目中PCB”。設(shè)置物理邊界，設(shè)置當(dāng)前層為“Mechanical 1”，然后在菜單中選擇“放置直線”設(shè)定 PCB 板的物理邊界，然后選擇菜單欄中“設(shè)計(jì)PCB 板形狀根據(jù)選定的元件定義”。其他 PCB 參數(shù)設(shè)定均采用默認(rèn)設(shè)置。加載 PCB 數(shù)據(jù)， 在原理圖編輯器中，在原理圖文件上，點(diǎn)擊右鍵，選擇 “ CompileDocument 簡易門鈴.SCHDOC”。然后點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)Update PCB Docume

9、nt簡易門鈴PCBDOC”。在項(xiàng)目變化訂單對話框中，單擊“Validate Change（使變化生效）s”，系統(tǒng)將對所有的元器件信息和網(wǎng)絡(luò)連接信息進(jìn)行檢查。檢查無誤后，單擊“ExecuteChanges（執(zhí)行變化）”。8刪除“ Room”，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“Room”區(qū)域內(nèi)的任何空白位置選中“Room”，10按鍵盤上的“Delete”鍵刪除。調(diào)整元器件布局，選中所有元器件，將選中的所有元器件移動至黑色編輯區(qū)域內(nèi)。然后根據(jù)在邊界內(nèi)布局。設(shè)定自動布線規(guī)則，點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)規(guī)則” ，在導(dǎo)線寬度（Width）設(shè)計(jì)規(guī)則上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 “新建規(guī)則”， 在 “第一個(gè)匹配對象的位置”選項(xiàng)區(qū)選定 “網(wǎng)絡(luò) （ Net）

10、 ”， 然后點(diǎn)擊 “全部對象”右側(cè)的下拉菜單，從網(wǎng)絡(luò)列表中選擇VCC。在 “約束 （ Constraints） ” 區(qū)域中， 將導(dǎo)線寬度的三個(gè)約束值均設(shè)置為“ 40mil”。使用同樣的方法，設(shè)置地線GND 的線寬約束，設(shè)置線寬的三個(gè)約束值均為“ 30mil”。設(shè)置完后，點(diǎn)擊確定。自動布線，選擇菜單欄“自動布線全部對象” 。完成如上圖所示。生成項(xiàng)目的封裝庫操作步驟：選擇當(dāng)前工作頁面為PCB 編輯頁面。執(zhí)行菜單命令“Ddsign Make PCBLibrary”，系統(tǒng)將生成與項(xiàng)目同名的封裝庫文件，擴(kuò)展名為“PcbLib”注：在加載PCB 數(shù)據(jù)的時(shí)候，相應(yīng)的“Message”欄會顯示錯(cuò)誤信息，提示用

11、戶需要對該對象進(jìn)行檢查和修改，需要注意的是在加載前需要檢查元器件的封裝是否對應(yīng)。3.3 PCB設(shè)計(jì)后處理PCB 補(bǔ)淚滴操作步驟：執(zhí)行“Tools Teardrops”菜單命令，打開淚滴設(shè)置對話框。這里全部采用默認(rèn)設(shè)置，單擊“OK”按鈕完成補(bǔ)淚滴操作。11PCB 放置敷銅操作步驟：單擊 PCB 工作頁面下的工作層標(biāo)簽“Top Layer”，將當(dāng)前工作層設(shè)定為頂層。點(diǎn)擊 PCB 布線工具欄上的放置敷銅按鈕，彈出敷銅屬性設(shè)置對話框，將“ Connect to Net”設(shè)置為“GND”，同時(shí)勾選“Remove Dead Coppe”r。單擊“ OK”按鈕，光標(biāo)變成“十”字形，設(shè)置敷銅范圍區(qū)域。構(gòu)建一個(gè)

12、封閉21將當(dāng)前工作層切換為底層，步驟同上。12生成 PCB 信息報(bào)表步驟：在 PCB 編輯器中，執(zhí)行“Reports Borad Information”菜單命令，打開PCB信息對話框。131415生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)表操作步驟：在 PCB 編輯器中，執(zhí)行“Reports Netlist Staus”菜單命令，系統(tǒng)將自動生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)報(bào)表。圖 16注：在放置敷銅時(shí)，形狀可以是任意多邊形，但必須是封閉的，否則無法放置敷銅。在放置敷銅邊界線的時(shí)候，通常距離電路板邊緣20-50mil。4 心得體會課程論文中遇到的問題及解決方法在制作 PCB 封裝的時(shí)候，開始是按照書上的步驟進(jìn)行操作，但是書本上繪制電容器為例子

13、。我在繪制NE555P 集成塊封裝的時(shí)候，遇到的問題是，不知道焊盤的間距。于是在網(wǎng)上檢索NE555P的相關(guān)信息，網(wǎng)上給出的方法是，找到官方庫中NE555P的封裝，然后用測量工具，測量系統(tǒng)自帶的封裝尺寸。第二個(gè)問題又來了，NE555P 的封裝不知道在系統(tǒng)自帶的那個(gè)庫文件里面，書本上的介紹有限，于是只能在網(wǎng)上檢索NE555P 的封裝在那個(gè)庫文件，找到了庫文件，最后測量時(shí)，測量單位一個(gè)是英制，一個(gè)是公制，準(zhǔn)備在網(wǎng)上去換算的，最后在嘗試了在“查看菜單中切換點(diǎn)位”，問題解決了，最后測量引腳上下間距是100mil，左右間隔是300mil。 在設(shè)計(jì)過過程中，其他的問題都能一一在書本上找到解決的辦法。心得體會

14、學(xué)習(xí)這門課程最大的收獲就是，讓我學(xué)會了一些基本電路圖的繪制，剛接觸Protel DXP 軟件時(shí)，對其操作什么都不會，但是在老師講解和操作指導(dǎo)后，以及自己的努力下。慢慢的會做了。開始會新建原理圖文件和PCB 文件，但都不會查找元器件和繪制元器件。剛開始做Protel DXP 時(shí)，最難的是對元件的查找和對元件庫的管理和添加，還有 PCB 封裝的繪制的確對于不懂Protel DXP 的我們，實(shí)在很難找到成功的感覺，往往錯(cuò)誤百出，到處都存在問題，每一個(gè)詳細(xì)的步驟都要認(rèn)真記下，不然后期都不會操作。隨著對Protel DXP 的了解，我也慢慢地開始有感覺會做了。開始學(xué)習(xí)原理圖元件的繪制了，在做原理圖繪制之

15、前要打開原理圖繪制界面，在繪制原理圖元件時(shí)要注意元件一般的尺寸大小適中，還有元件管腳電氣屬性的設(shè)置和消箭頭的一些簡單的方法。原理圖的繪制完成后便是修改文件名稱和添加元件庫了。只要對這些基本方法都掌握后，就可以繪制一些基本的原理圖了，繪制圖形時(shí)一定要注意元件的擺放，以及原理圖要求美觀，清晰等等。PCB 的封裝，是做Protel DXP 很難的一步，制作圖時(shí)都要以元器件實(shí)物的型號和大小為依據(jù)，實(shí)物元件的種類繁多，以種類的不同大小又不一，所以要以對待不同的PCB 封裝是不一樣的。PBC 封裝尺寸的大小主要在管腳的距離上，管腳距離的大小決定了實(shí)物元件能否安裝。要從原理圖生成PCB 就要保證每個(gè)元件都有

16、對應(yīng)的封裝。不僅大小要對應(yīng)符號也要對應(yīng)。在這些步驟都完成后就可以從原理圖生成PCB 了。 在從原理圖生成PCB 時(shí)要保證每個(gè)元件都是正確的，確保每個(gè)元件都被導(dǎo)入。PCB 生成后最主要的工作就是對元件的布局和布線了， PCB 元件的布局的要求是功能元件要盡量在一起，主要功能集成塊要放在電路板中央，重元件要有支架，開關(guān)和發(fā)熱元件靠邊放，高頻部分布線要盡量短，最后元件擺放要整齊美觀，元件布局好后就是布線了，布線可以是單層，雙層和多層的，布線后盡量不要存在飛線，布局好后就是布線了，依實(shí)際情況可PCB就制作完成了，可以進(jìn)行3D 仿真觀察。 Protel 的學(xué)習(xí)注重實(shí)際練習(xí)，練習(xí)多了便有了經(jīng)驗(yàn),經(jīng)驗(yàn)積累多

17、了便有了感覺， 有了感覺便學(xué)會了Protel 所以在以后的學(xué)習(xí)中我定會從實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)練習(xí)。學(xué)習(xí)這門課程收獲最重要的一點(diǎn)就是學(xué)習(xí)的方法，學(xué)會了如何查找問題，分析問題，解決問題。本學(xué)期在老師熱情指導(dǎo)下，我熟練掌握了Protel DXP 2004這款軟件。在此對老師表示衷心的感謝！5 參考文獻(xiàn)1 陳學(xué)平 .Protel 2004 快速上手M. 北京：人名郵電出版社，2005.2 李小堅(jiān)， 趙山林， 馮曉君， 等 .Protel DXP 電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程M.2 版 .北京：人名郵電出版社，2009.3 王冬，來羽，王會良.Protel DXP 2004應(yīng)用 100例 M. 北京：電子工業(yè)出版社， 2011.4 劉剛，彭榮群，范中奇.Protel DXP 2