基于單片機的protel課程設(shè)計報告

1、<p>　　PROTEL課程設(shè)計報告</p><p>　　專業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b&

2、gt;　　教師：</b></p><p><b>　　電氣與電子工程學(xué)院</b></p><p><b>　　2012.6.2</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　Protel 99SE是一種基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計

3、軟件。該軟件功能強大，提供了原理圖設(shè)計、電路混合信號仿真、PCB圖設(shè)計、信號完整性分析等電子線路設(shè)計需要用的方法和工具，具有人機界面友好、管理文件靈活、易學(xué)易用等優(yōu)點，因此，無論是進行社會生產(chǎn)，還是科研學(xué)習(xí)，都是人們首選的電路板設(shè)計工具。</p><p>　　本課程設(shè)計過程中，通過學(xué)習(xí)和使用Protel 99SE軟件對一些單片機系統(tǒng)（以51系列為主）進行原理圖設(shè)計繪制（Schematic）和電路板的印制（ PCB

4、），來達到熟悉和掌握Protel 99SE軟件相關(guān)操作的學(xué)習(xí)目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：Protel 99SE 單片機 原理圖（Schematic） PCB</p><p><b>　　正 文</b></p><p>　　Protel 99SE 由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計（Advanced Schematic）和多層印刷

5、電路板設(shè)計（Advanced PCB）。Advanced Schematic用于電路原理圖的設(shè)計，為印制電路板的設(shè)計打好基礎(chǔ)；Advanced PCB用于印制電路板的設(shè)計，產(chǎn)生最終的PCB文件，直接聯(lián)系到印制電路板的生產(chǎn)。</p><p>　　正文部分共分為四大部分，第一部分為關(guān)于Protel 99SE軟件的操作使用方法；第二部分為聯(lián)系內(nèi)容：按照單片機理論考試中最后一道綜合設(shè)計題或單片機上機實驗考題畫出硬件電路的

6、原理圖；第三部分為89C51系統(tǒng)板的設(shè)計（原理圖和PCB圖）；第四部分為自己上網(wǎng)檢索其他型號單片機，畫出相關(guān)原理圖和PCB圖。</p><p>　?。ㄒ唬╆P(guān)于Protel 99SE軟件的操作使用方法</p><p>　　Protel 99SE的操作主要包括以下四項：編輯器的啟動、原理圖</p><p>　　的繪制、Protel99SE印制板編輯器的啟動、PCB的設(shè)計

7、</p><p>　　1.啟動SCH99SE編輯器 </p><p>　　進入Protel99SE，新建項目數(shù)據(jù)庫文件，進入圖1-8所示的界面后，雙擊Documents選項卡，可以定義新文件夾并確定文件存放位置，然后執(zhí)行File→New，屏幕彈出New Document對話框，如圖1-9所示，在Documents下建立新文檔，圖中為新建原理圖，即雙擊 圖標，新建原理圖文件，如圖2-1

8、所示，系統(tǒng)默認文件名為Sheet1，此時可以直接修改文件名，圖中改名為amp。 </p><p>　　雙擊文件圖標，進入編輯器。</p><p><b>　　2.原理圖的繪制</b></p><p>　　原理圖繪制是印制板設(shè)計的基礎(chǔ)工作，其設(shè)計步驟如下，根據(jù)實際情況可以進行適當(dāng)調(diào)整 ：⑴新建原理圖文件。 ⑵設(shè)置圖紙和工作環(huán)境。 ⑶裝載元器件庫。

9、⑷放置所需的元器件、電源符號等。 ⑸元器件布局和連線。 ⑹放置標注文字等進行電路標注說明。 ⑺電氣規(guī)則檢測、線路、標識調(diào)整與修改。 ⑻產(chǎn)生相關(guān)報表。 ⑼電路圖存盤及輸出。</p><p>　　3. Protel99SE印制板編輯器的啟動</p><p>　　進入Protel99SE的主窗口后，執(zhí)行菜單File→New建立新的設(shè)計項目，單擊OK按鈕，在出現(xiàn)的新界面中指定文檔位置，再次執(zhí)行Fi

10、le→New，屏幕彈出新建文件的對話框，單擊圖標 ，系統(tǒng)產(chǎn)生一個PCB文件，默認文件名為PCB1.PCB，此時可以修改文件名，雙擊該文件進入PCB99SE編輯器，如圖4-15所示。 </p><p><b>　　4.PCB的設(shè)計</b></p><p>　　PCB的設(shè)計有兩種方式，第一，手工設(shè)計PCB。手工設(shè)計PCB是用戶直接在PCB軟件中根據(jù)原理圖進行手工放置

11、。</p><p>　　元件、焊盤、過孔等，并進行線路連接的操作過程，手工設(shè)計的一般步驟如下： ⑴規(guī)劃印制電路板。 ⑵放置元件、焊盤、過孔等圖件。 ⑶元件布局。 ⑷手工布線。 ⑸電路調(diào)整。 ⑹輸出PCB。</p><p>　　第二，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表方式。此次課程設(shè)計采用的是導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表的方法來生成的PCB，即原理圖設(shè)計好的基礎(chǔ)上，生成網(wǎng)絡(luò)表，然后在新建的PCB文件中，通過導(dǎo)入該網(wǎng)絡(luò)表，來生成相應(yīng)P

12、CB，這種方法適用于原理圖已設(shè)計好的情況。</p><p>　　限于篇幅關(guān)系，以上部分只對Protel 99SE的基本操作進行了概括性介紹，詳細操作請查閱相關(guān)資料。</p><p>　?。ǘ┌凑諉纹瑱C理論考試中最后一道綜合設(shè)計題或單片機上機實驗考題畫出硬件電路的原理圖</p><p>　　1.使用Protel 99SE繪制該原理圖時，應(yīng)將單片機的外圍電路（晶振、復(fù)

13、位、片選等）接好，不要遺漏。</p><p>　　2.通過編輯器的啟動、原理圖的繪制這兩步操作，并通過了電氣規(guī)則檢測，產(chǎn)生相關(guān)報表，最后電路圖存盤及輸出，具體詳細操作步驟已在前文介紹，此處不再贅述。</p><p>　　3.所需元器件：芯片89C51，極性電容，電容，電阻，晶振，開關(guān)，電源。</p><p><b>　　4.原理圖截圖</b>&

14、lt;/p><p>　　(三)89C51系統(tǒng)板的設(shè)計（原理圖和PCB圖）</p><p><b>　　1.設(shè)計要求如下：</b></p><p>　　在STC單片機系列中選一款，畫出原理圖和板圖，要求：</p><p><b>　　(1)設(shè)復(fù)位鍵。</b></p><p>　　(

15、2) 設(shè)電源指示燈。</p><p>　　(3) 6位數(shù)碼管（或4個），16（或8個）個發(fā)光二極管(串口驅(qū)動)</p><p>　　(4)6個（或4個）按鍵。</p><p>　　(5)設(shè)232口轉(zhuǎn)換，可在線編程（或有編程/運行兩種工作模式）。</p><p>　　(6)其他口線都由端子引出，并設(shè)有+5V輸入端子。</p>&l

16、t;p>　　(自己上網(wǎng)查STC系列芯片及管腳管腳)</p><p>　　2.元器件：芯片STC89C51，芯片74LS164，數(shù)碼管，發(fā)光二極管，開關(guān)，晶振，電阻，電容，極性電容，電源。</p><p><b>　　3.步驟</b></p><p>　?。?）接晶振電路和復(fù)位電路。</p><p>　?。?）設(shè)置電

17、源指示燈，由電阻和發(fā)光二極管組成。</p><p><b>　?。?）接數(shù)碼管。</b></p><p>　?。?）接發(fā)光二極管，電阻和開關(guān)組成的電路。</p><p>　　（5）設(shè)置串行口控制電路。</p><p>　　（6）將口線都由端子引出，并設(shè)有+5V輸入端子。</p><p>　?。?）

18、進行電氣規(guī)則測試，生成該電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件，生成該電路原理圖的元器件材料清單列表。</p><p>　　（8）制作與修改PCB原件封裝，直至封裝完全正確。</p><p>　　（9）生成、布局并接線PCB圖，直至完全正確。</p><p>　?。?0）整理實驗的原理圖、PCB圖以及其他文件。</p><p><b>　　4.原理

19、圖和PCB</b></p><p><b>　　圖一 原理圖</b></p><p><b>　　圖二 PCB圖</b></p><p>　　圖三 自制開關(guān)封裝圖</p><p>　?。ㄋ模┳约荷暇W(wǎng)檢索的ATMEGA16型單片機的最小系統(tǒng)</p><p&g

20、t;　　1.元器件：芯片ATMEGA16，電阻，電容，極性電容, 串口，晶振，電源。</p><p><b>　　2.步驟</b></p><p>　　（1）接芯片ATMEGA16電源并用開關(guān)控制芯片的工作</p><p><b>　?。?）接晶振電路</b></p><p><b>　　

21、（3）接芯片引腳</b></p><p>　　（4）進行電氣規(guī)則測試，生成該電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件，生成該電路原理圖的元器件材料清單列表</p><p>　?。?）制作與修改PCB原件封裝，直至封裝完全正確</p><p>　?。?）生成、布局并接線PCB圖，直至完全正確</p><p>　?。?）整理實驗的原理圖、PCB圖以及其

22、他文件</p><p><b>　　3.原理圖和PCB</b></p><p><b>　　圖四 原理圖</b></p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過此次Protel課程設(shè)計實習(xí)，基本達到了對Protel 99SE軟件有初步認識和熟悉，并掌

23、握了使用Protel 99SE軟件進行電路圖的設(shè)計和繪制的方法。 </p><p>　　首次接觸Protel 99SE軟件時，對各個元件的查找和對元件庫的管理和添加是第一個難點，其次就是對于繪制原理圖的一些細節(jié)把握還不夠到位，比如在繪制原理圖元件時要注意元件一般的尺寸大小，不能太大也不能太小了，還有元件管腳電氣屬性的設(shè)置的方法。原理圖的繪制完成后便是修改名稱和添加元件庫了。這些基本方法都掌握后, 就可以繪制一些基

24、本的原理圖了, 繪制圖形要注意元件的擺放和整體的布局，繪制的原理圖要求美觀，清晰。</p><p>　　繪制完原理圖之后便是學(xué)習(xí)制作 PCB 的封裝了。元器件封裝是Protel較難也很關(guān)鍵的一步,制作 PCB 要以元件實物的型號和大小為依據(jù)，實物元件的種類繁多，所以要以具體情況具體要求來制作 PCB 封裝。PBC封裝尺寸的大小更注重在管腳的距離上，管腳距離的大小決定了實物元件能否安裝在電路板上。要從原理圖生成 P

25、CB 就要保證每個元件都有對應(yīng)的封裝,不僅大小要對應(yīng)，符號也要一一對應(yīng)。</p><p>　　特別需要注意的是，當(dāng)某個元件在庫中找不到與之對應(yīng)的封裝號時，我們應(yīng)該在庫中自己繪制出其封裝形式。在這些步驟都完成后就可以從原理圖生成 PCB 圖了,當(dāng)然剛開始做的時候錯誤是在所難免的，但通過自己的努力練習(xí)，并向老師和同學(xué)請教，找到錯誤的根源所在，及時改正，最終完成了設(shè)計任務(wù)。當(dāng)然，最后檢查的時候，必須保證從原理圖生成 P

26、CB 時要保證每個元件都是正確的，保證每個元件都被導(dǎo)入了，而沒有遺漏。</p><p>　　最后一步是布局和布線。由于初學(xué)原因，采用的電腦自動布線。在此期間，老師給我指出了諸多錯誤及不合理之處，所以，以后自己要多從手動布線方面多下功夫，不斷提高自己的布線技巧。當(dāng)然，僅僅四天的實習(xí)還遠遠不夠，今后自己還要多下功夫，爭取真正作出更為細致且精美的圖來。</p><p>　　最后，通過此次課程設(shè)計