基于熱釋電紅外傳感器的報警系統(tǒng)

word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯基于熱釋電紅外傳感器的報警系統(tǒng)[摘要]:本設(shè)計主要通過熱釋電紅外傳感器對目標(biāo)進(jìn)行感測，然后通過轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換將非電量轉(zhuǎn)換為電參量，最后通過報警電路進(jìn)行報警，實現(xiàn)報警功能。產(chǎn)品硬件電路主要有探測發(fā)射電路和接收報警電路兩大部分，本設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，顯示清晰，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。簡單實用，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠，具有較高的應(yīng)用價值。[關(guān)鍵詞]紅外傳感器；熱釋電效應(yīng)；紅外輻射BasedonPyroelectricinfraredsensorAbstract:Thisdesignismainlythroughthepyroelectricinfraredsensorforsensingtarget,Andthentransformedusingconversioncircuitconvertsthepowerelectricparameters,Finallythroughthealarmcircuitwarning,realizethealarmfunction.Thedesignofhardwarecircuitaremainlydetectionemissioncircuitandreceivealarmcircuitoftwoparts.thedesignhassimplestructure,lowcost,cleardisplay,stableandreliable.Simpleandpractical,stronganti-interferenceability,highsensitivity,safeandreliable,hashigherapplicationvalue.Keywords:Pyroelectricinfraredsensor；pyroelectriceffect；Infraredradiation目錄第一章緒論...........................................................................31.1選題的目的和意義:..............................................................11.2報警器的發(fā)展前景...............................................................11.3課題論述總體結(jié)構(gòu)安排...........................................................1第二章紅外傳感器.....................................................................12.1紅外線.........................................................................12.2紅外技術(shù).......................................................................12.3傳感器的定義...................................................................12.4傳感器的組成...................................................................22.5熱釋電傳感器（Pyroelectricinfraredse）nsor.......................................22.6熱釋電傳感器工作原理...........................................................32.7菲涅爾透鏡（Fresnellens）......................................................32.8紅外報警器.....................................................................4第三章報警器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計............................................................13.1電源電路.......................................................................13.2報警執(zhí)行電路...................................................................33.3三極管反相電路.................................................................43.4延時控制電路...................................................................53.5報警電路.......................................................................63.6總體電路圖.....................................................................73.7PCB板圖......................................................................73.83D效果圖......................................................................7第四章Protel實現(xiàn)電路原理圖的繪制及PCB設(shè)計........................................14.1protel軟件介紹................................................................14.2繪畫原理圖過程.................................................................14.2.1打開Protell99.........................................................SE 14.2.2建立新設(shè)計，并設(shè)置保存路徑................................................24.2.3選擇繪制原理圖數(shù)據(jù)庫類型..................................................32.4打開報警電路原理圖........................................................34.2.5.最終完成電路原理圖........................................................44.3PCB人工布局、人工布線設(shè)計..................................................44.3.1設(shè)計流程.................................................................44.3.2網(wǎng)表輸入.................................................................44.3.3規(guī)則設(shè)置.................................................................44.3.4元器件布局...............................................................54.3.5布線....................................................................5第五章總結(jié)..........................................................................1致謝.................................................................................2參考文獻(xiàn).............................................................................3附錄.................................................................................1第一章緒論1.1選題的目的和意義:社會需求是傳感器技術(shù)發(fā)展的強大動力。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，以及計算機(jī)的普及，傳感器在新的技術(shù)革命中的地位和作用更為突出隨著生活水平的不斷提高，人們對自己所處環(huán)境的安全性有了更高的要求。因此各種報警器應(yīng)運而生。許多城市小區(qū)、公共場合都安裝了各種形式的防盜報警器，總的來說可分為主動式和被動式兩種。主動式報警器是通過主動發(fā)射紅外線或超聲波來發(fā)現(xiàn)探測物體。具有損耗高、探測范圍小的缺陷。而被動式報警器探頭本身不發(fā)出任何形式的能量，而是通過被動接收能量來實現(xiàn)探測，可以彌補主動式報警器的一些缺點。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和新型材料的發(fā)展，熱釋電紅外探測器在防誤報能力、控制范圍與可靠性方面有了很大程度的提高，可以滿足多數(shù)環(huán)境下的使用要求，因此本設(shè)計選用熱釋電紅外傳感器來實現(xiàn)報警功能。同時通過本次課程設(shè)計，使我更好的了解紅外報警器的工作原理，知道主動式報警器和被動式報警器工作原理的區(qū)別。通過本次設(shè)計與調(diào)試，提高了自己的動手能力。1.2報警器的發(fā)展前景傳感器是獲取自然領(lǐng)域中各種信息的主要途徑和手段，是構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一。目前傳感器設(shè)計的領(lǐng)域非常廣泛。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說沒有眾多的優(yōu)良傳感器，現(xiàn)代生產(chǎn)業(yè)就失去了基礎(chǔ)。新原理、新材料是發(fā)展傳感器技術(shù)、研究新型傳感器的重要基礎(chǔ)。每一種新原理、新材料的發(fā)現(xiàn)都會伴隨著新的傳感器種類的誕生。傳感器朝著微型化、智能化和多功能化發(fā)展。1.3課題論述總體結(jié)構(gòu)安排第一章敘述了選題的目的及意義第二章則主要介紹了傳感器的定義及其主要組成部分。大體上敘述傳感器的工作原理。第三章主要介紹報警器系統(tǒng)中的各種子電路及重要部件，主要敘述其功能如何實現(xiàn)及在整個報警系統(tǒng)中所起到的作用。第四章是報警器的軟件實現(xiàn)部分，討論應(yīng)用Protel軟件來實現(xiàn)電路原理圖的繪制以及印制板設(shè)計第五章為總結(jié)和展望，總結(jié)本課題設(shè)計的總體思路，產(chǎn)品的功能以及對于產(chǎn)品功能升級等進(jìn)行情景展望。

第二章紅外傳感器2.1紅外線紅外線是一種電磁波，位于可見光紅光外端，是太陽光線中眾多不可見光的一種，是紅外測溫技術(shù)的基礎(chǔ)。由德國科學(xué)家霍肯而于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱紅外熱輻射。紅外線具有：1.熱效應(yīng)2.穿透云霧的能力強。17～18世紀(jì)，許多物理學(xué)家認(rèn)為，光具有波動的性質(zhì)，有一定的傳播速度，波長是它的特征參數(shù)并可以測量?？梢姽獾牟煌?，反映了它們的波長不同。在自然界中，任何高于絕對溫度（-273度）的物體都能產(chǎn)生紅外光譜，按照紅外光的波長范圍不同可分為近紅外波段、中紅外波段、遠(yuǎn)紅外波段。溫度不同的物體，其釋放的紅外光就不同，紅外光的波長與物體溫度高低是相關(guān)的。即溫度越高，波長越短。紅外輻射與物質(zhì)相互作用時能夠產(chǎn)生熱效應(yīng)，能將肉眼看不到的紅外輻射變?yōu)榭蓽y量的物理量，將紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。依?jù)這一原理可做成紅外輻射探測器。2.2紅外技術(shù)紅外技術(shù)是研究紅外輻射的產(chǎn)生、傳播、轉(zhuǎn)化、測量及其應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。紅外技術(shù)的容包含四個主要部分：紅外輻射的性質(zhì)，其中有受熱物體所發(fā)射的輻射在光譜、強度和方向的分布；輻射在煤質(zhì)中的傳播性—反射、折射、衍射合散射；熱電效應(yīng)和光電效應(yīng)等。紅外元件部件的研制，包括輻射源、微型制冷器、紅外窗口材料合濾光電等。紅外技術(shù)在軍事和國民經(jīng)濟(jì)中的作用。由此可見，紅外技術(shù)的研究涉及的范圍相當(dāng)廣泛，既有目標(biāo)的紅外輻射特性，背景特性，又有紅外元部件及系統(tǒng)；既有材料問題，又有應(yīng)用問題。2.3傳感器的定義根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-1987）,傳感器是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器是一種能夠檢測被測量的器件或裝置。被測量可以是物理量、化學(xué)量或生物量。輸出信號要便于傳輸、轉(zhuǎn)換處理和顯示，一般是電參量。輸出信號要正確的反映被測量的數(shù)值和變化規(guī)律。2.4傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成，如圖2-1所示。被測量被測量電參量敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路圖2-1傳感器構(gòu)成框圖敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的其他物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件也叫傳感元件，是將敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換成電參量的元件。轉(zhuǎn)換電路將元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率的電路。如果轉(zhuǎn)換元件的輸出已經(jīng)是電壓、電流，則不需要轉(zhuǎn)換電路。2.5熱釋電傳感器（Pyroelectricinfraredsensor）圖2-2熱釋電傳感器實物圖熱釋電紅外傳感器的主要材料，是鉭酸鋰(LiTao3)、硫酸三甘酞(LATGS)和鈦鋯酸鉛(PZT)，它是在鈦酸鋇一類壓電晶體上，上下表面設(shè)有電極，并在表面加有黑色膜。當(dāng)有紅外線間歇地照射時，其表面溫度上升，使晶體內(nèi)部的原子排列產(chǎn)生變化，即引起自發(fā)極化電荷。稱此現(xiàn)象為熱釋電效應(yīng)，為熱電效應(yīng)之一種。熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的表面電荷是暫時的，只要它出現(xiàn)，便很快被空氣中的各離子所中和。為此，用熱釋電效應(yīng)制作紅外傳感器時，多是在它的元件前面加有機(jī)械式的周期遮光裝置，以便使自發(fā)極化電荷周期性地出現(xiàn)，只有檢測移動物體時不用。如圖2-2所示熱釋電傳感器實物圖。圖2-2熱釋電傳感器實物圖2.6熱釋電傳感器工作原理熱釋電紅外傳感器內(nèi)部的熱釋電晶體具有極化現(xiàn)象，并且隨溫度變化而變化。當(dāng)恒定的紅外輻射照射在探測器時，熱釋電晶體溫度不變，晶體對外呈電中性，探測器沒有電信號輸出，因而恒定的紅外輻射不能被檢測到。當(dāng)交變的紅外線照射到晶體表面時，晶體溫度迅速變化，這時才發(fā)生電荷的變化，從而形成一個明顯的外電場，這種現(xiàn)象被稱為熱釋電效應(yīng)。由于熱釋電晶體輸出的是電荷信號，不能直接使用，需要用電阻將其轉(zhuǎn)變成電壓形式，該電阻阻抗高達(dá)10000兆歐，固引入N溝道結(jié)型場效應(yīng)管接成共漏形式來完成阻抗變換。此報警電路中采用雙探測源熱釋電紅外傳感器，如圖所示。該傳感器將兩個特性相同的熱釋電晶體逆向串聯(lián)，用來防止其他紅外線引起傳感器的誤測。當(dāng)環(huán)境改變時，兩個晶體的參數(shù)會同時發(fā)生變化，這樣可以相互抵消，避免出現(xiàn)檢測誤差。此圖中D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號輸出端。如圖2-3所示。圖2-3雙探測元熱釋電紅外傳感器2.7菲涅爾透鏡（Fresnellens）菲涅爾透鏡，又名螺紋透鏡，多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是根據(jù)光的干涉及擾射以及相對靈敏度和接圖2-3雙探測元熱釋電紅外傳感器2.7菲涅爾透鏡（Fresnellens）一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在1mm左右，特性為面積大、厚度薄及偵測距離遠(yuǎn)。菲涅爾透鏡在很多時候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對精度要求不是很高的場合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測器等。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR上，第二個作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變圖2-4菲涅爾透鏡實物圖化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。菲涅爾透鏡，簡單的說就是在透鏡的一側(cè)有等距的齒紋，通過這些齒紋，可以達(dá)到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。傳統(tǒng)的打磨光學(xué)器材的帶通光學(xué)濾鏡造價昂貴。菲涅爾透鏡可以極大圖2-4菲涅爾透鏡實物圖2.8紅外報警器紅外報警器分為主動式和被動式兩種。主動式紅外報警器，是主動發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物就會彈回來，被報警器探頭接收。如果探頭監(jiān)測到紅外線是靜止不動的，也就是不斷發(fā)出紅外線又不斷反彈的，那么報警器就不會報警。當(dāng)有會動的物體接觸紅外線的時候，探頭就會檢測到異常，就會報警。被動式報警器少了發(fā)射紅外線這一功能。紅外線報警器隊溫度敏感，溫度越高的物體輻射出的紅外線就越強，當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強度的輻射時，就觸發(fā)報警。在室溫條件下，任何物品均有輻射。人是恒溫動物，紅外輻射也最穩(wěn)定。探測器本身不發(fā)射任何能量而是被動接收、探測來自環(huán)境的輻射。探測器安裝數(shù)秒后就能適應(yīng)環(huán)境，在無人或動物進(jìn)入探測區(qū)域時，現(xiàn)場的紅外輻射穩(wěn)定不變，一旦有人體紅外線輻射進(jìn)來，菲涅爾透鏡就能聚焦使熱釋電傳感器產(chǎn)生突變信號，而發(fā)出警報。被動式紅外報警器主要由光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號放大、信號處理和報警電路組成。被動式紅外報警器是指探測器本身不發(fā)出任何形式的能量，是靠接收自然界的能量或能量變化來實現(xiàn)探測。如圖2-5所示其基本結(jié)構(gòu)。被測物體菲涅爾透鏡熱釋電紅外傳感器放大濾波電路電壓比較器驅(qū)動器報警器圖2-5被動式紅外報警器的基本結(jié)構(gòu)

第三章報警器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1電源電路圖3-1電源電路原理圖整流橋?qū)?,2端輸入的10V交流電從而有利于后面的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。直接采用芯片穩(wěn)壓，LM7805將電壓穩(wěn)定在5V直流電壓上，由1端口輸出。LM7805為三端穩(wěn)壓集成電路。常見的穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的LM78XX系列和負(fù)電壓輸出的LM79XX系列。三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子就像普通三極管。LM78或LM79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如LM7805表示輸出電壓為+5V,LM7909表示輸出電壓為9V。LM78/LM79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。因為三端穩(wěn)壓集成電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。最大輸出電流為1.5A,LM78XX系列輸出電壓分別為5V；6V；8V；9V；10V；12V；15V；18V；24V。在LM78XX、LM79XX系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是T0-220和T0-202兩種封裝。如圖所示T0-220封裝的圖形。圖3-2LM7805T0-220封裝圖LM7805參數(shù)表圖3-3LM7805參數(shù)表3.2報警執(zhí)行電路圖3-4報警執(zhí)行電路原理圖CX20106A為紅外線/超聲波接收專用芯片，可以將紅外傳感器接收的信號狀變成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，發(fā)送到CX20106A的引腳。芯片CX20106A的管腳（從左到右）說明：1腳：紅外信號輸入端，接紅外接收管VDL.2腳：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R或減小C,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動。3腳：該腳GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；電容量小則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。4腳：接地端5腳：該腳與電源端VCC接入一個電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0,阻值越大，中心頻率越低。列如，取R=200K歐時fn=42KHZ，若取R=220K歐，則中心頻率f0≈42KHZ。6腳：該腳GND之間接入一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pf，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。8腳：電源正極，4.5～5V。圖3-5CX20106A實物圖3.3三極管反相電路圖3-6圖3-6三極管反相電路原理圖用三極管9013將基極和集電極的電位反相，即在截止?fàn)顟B(tài)和飽和導(dǎo)通狀態(tài)下的兩種情況。且三極管也起增益放大的作用。R6,R7,R8均為偏置電阻，分別取值為10K，5.1K,10K。3.4延時控制電路圖3-7圖3-7延時控制電路原理圖此電路為RC延時電路。IC4為8腳時基集成電路，只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負(fù)載它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。二極管主要起保護(hù)作用，防止繼電器反相電動勢擊穿集成電路。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端3腳：輸出端Vo4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。6腳：TH高觸發(fā)端。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。圖3-8555定時器實物圖3.5報警電路圖3-9圖3-9報警電路原理圖IC5選用KD-9561四聲模擬聲集成電路，SELH1不接，則發(fā)出報警聲，R10=240K以符合芯片要求，BL選用YD100-1型8歐姆，0.5瓦電動揚聲器，由該KD-9761合三極管8050驅(qū)動。3.6總體電路圖圖3-10報警電路總原理圖3.7PCB板圖圖3-11PCB板圖3.83D效果圖圖3-123D效果圖

第四章Protel實現(xiàn)電路原理圖的繪制及PCB設(shè)計4.1protel軟件介紹Protel99SE是澳大利亞ProtelTechnology公司推出的一個全32位的電路板設(shè)計軟件。該軟件功能強大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，使用該軟件設(shè)計者可以容易設(shè)計電路原理圖、畫元件圖、設(shè)計電路板圖、畫元件封裝圖和電路仿真，是夜內(nèi)人士首選的電路板設(shè)計工具。使用電腦設(shè)計電路原理圖和電路板圖是把電子技術(shù)從理論運用到實際的第一步。只有會設(shè)計電路原理圖和電路板圖才能進(jìn)行電子產(chǎn)品的研發(fā)與開發(fā)。本軟件就是從理論走向?qū)嶋H，掌握電子產(chǎn)品開發(fā)的基本技術(shù)。1進(jìn)入Protel99SE環(huán)境使用菜單File/New建立新設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件使用菜單File/New在打開窗口選擇SchematicDocument圖標(biāo),建立新原理圖文件將原理圖打開設(shè)置畫圖環(huán)境添加元件庫將所需元件從元件庫中取出來,放置在圖紙上，并且調(diào)整好位置使用連線工具將元件連起來，設(shè)置元件屬性,對元件進(jìn)行編號進(jìn)行電氣規(guī)格檢查(ERC)建立網(wǎng)絡(luò)表，為制作電路板圖做準(zhǔn)備4.2繪畫原理圖過程由于本設(shè)計所涉及到的電路圖都是由Protell99SE繪制，繪制過程如下：4.2.1打開Protell99SE出現(xiàn)如圖所示界面圖4-1軟件打開后的窗口4.2.2建立新設(shè)計，并設(shè)置保存路徑圖4-2新設(shè)計文件名的選擇與保存路徑的設(shè)置4.2.3選擇繪制原理圖數(shù)據(jù)庫類型圖4-3新設(shè)計數(shù)據(jù)庫窗口2.4打開報警電路原理圖圖4-4新建電路原理圖窗口5.最終完成電路原理圖圖4-5最終完成的電路原圖PCB人工布局、人工布線設(shè)計4.3.1設(shè)計流程PCB的設(shè)計流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個步驟.4.3.2網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLEPowerPCBConnection功能，選擇SendNetlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇File->Import，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來。4.3.3規(guī)則設(shè)置如果在原理圖設(shè)計階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了，因為輸入網(wǎng)表時，設(shè)計規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設(shè)計規(guī)則，必須同步原理圖，保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如PadStacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過孔的大小。4.3.4元器件布局網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會放在工作區(qū)的零點，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動布局。1)手工布局工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫出板邊（BoardOutline）。將元器件分散（DisperseComponents），元器件會排列在板邊的周圍。把元器件一個一個地移動、旋轉(zhuǎn)，放到板邊以內(nèi)，按照一定的規(guī)則擺放整齊。自動布局PowerPCB提供了自動布局和自動的局部簇布局，但對大多數(shù)的設(shè)計來說，效果并不理想，不推薦使用。注意事項布局的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起數(shù)字器件和模擬器件要分開，盡量遠(yuǎn)離去耦電容盡量靠近器件的VCC放置器件時要考慮以后的焊接，不要太密集多使用軟件提供的Array和Union功能，提高布局的效率4.3.5布線布線的方式也有兩種，手工布線和自動布線。PowerPCB提供的手工布線功能十分強大，包括自動推擠、在線設(shè)計規(guī)則檢查（DRC），自動布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工—自動—手工。（1）手工布線自動布線前，先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò)，比如高頻時鐘、主電源等，這些網(wǎng)絡(luò)往往對走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封裝，如BGA，自動布線很難布得有規(guī)則，也要用手工布線。自動布線以后，還要用手工布線對PCB的走線進(jìn)行調(diào)整。（2）自動布線手工布線結(jié)束以后，剩下的網(wǎng)絡(luò)就交給自動布線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA，啟動Specctra布線器的接口，設(shè)置好DO文件，按Continue就啟動了Specctra布線器自動布線，結(jié)束后如果布通率為100%，那么就可以進(jìn)行手工調(diào)整布線了；如果不到100%，說明布局或手工布線有問題，需要調(diào)整布局或手工布線，直至全部布通為止。

第五章總結(jié)通過一段時間的設(shè)計、調(diào)試與仿真，最終完成了本次仿真應(yīng)用試驗設(shè)計，是一個軟件硬件綜合運用的過程。本設(shè)計的特點在于，理