PROTEL课程设计报告.docx

protel课程设计报告所在院系 电气与电子工程学院 学科专业 自动化 一、实习目的：1 了解单片机原理，并能用protel 99 se制作其原理图并生成pcb版图；2 掌握protel 99 se 原理图设计截面，及元件符号库、封装库的设计方法，并能够熟练的运用protel 99 se制作各种功能电路的原理图和排除设计过程中可能产生的错误；3 学会印刷电路板的两种封装形式表贴、双列直插；4 熟悉dsp开发板设计。二、实习内容：1 单片机应用设计部分：1） 包括电原理图设计；2） 原理图元件符号库设计，包括at98c52，62256，7805等元件的设计；3） 印刷电路板设计（150mm*90mm）要求两种封装形式：双列直插及表贴元件封装库设计（dip40）；2 dsp开发板设计部分：1） 电路原理图；2） 元件符号库：tms320c5402 3） 印刷电路板（70mm*70mm），并采用单版面布线，线宽7mil;4） 元件封装库pge144。三、实验要求设计89c51系统板，要求：设置6位数码管，8个发光二极管，6个按键，设复位键和串行口，设置电源指示灯其他口线都由端子引出，并设有+5v输入端子。画出相关原理图熟练掌握建立元件库和封装库的操作过程，严格按照实物布局。四、实验步骤（一）设计原理图及器件的封装 1、设置电路图纸（定义工作平面）假定系统已进入原理图编辑器，提出以下要求：1）. 图纸大小：a2号；2）. 图纸方向：水平方向放置；3）. 标题栏型式：标准型标题栏。具体步骤如下;执行设置图幅命令菜单命令：design命令下options中的document options 对话框设置图纸大小设定图纸方向设置标题栏类型设置electrical grid 自动寻找电气节点2、装入元件库1). 打开原理图管理浏览（编辑）器 在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下，单击设计管理器顶部的browse .sch标签即可打开原理图管理浏览器窗口 2). 装入原理图所需的元件库 3). 单击选择所需的库文件，然后单击add按钮。实例练习： 1).设置电路图纸假定系统已进入原理图编辑器，提出以下要求：a. 图纸大小：b号；b. 图纸方向：水平方向放置；c. 标题栏型式：标准型标题栏。3在设计管理器中选择browse sch页面，在browse区域中的下拉框中选择library，然后单击add/remove按钮，在弹出的窗口中寻找protel99子目录，在该目录中选择library/sch路径，在元件库列表中选择所需的元件库，单击add按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。4放置元件根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的原件，然后用元件管理器的place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。5原理图布线利用protel99提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。6编辑和调整利用protel99所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号和封装进行定义和设定等。7检查原理图使用protel99的电气规则，即执行菜单命令tool/rec对画面的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。 实验原理图8.原理图元件库元件设计：通过原理图元件库编辑器的制作工具来绘制和修改一个元件图形。启动原理图元件库编辑器：首先在当前设计管理器环境下，执行菜单命令“filenew”，系统将显示“新建文件”对话框；从对话框中选择原理图元件库编辑器图标schematic library document， 双击图标或者单击ok按钮，系统便在当前设计管理器中创建一个新元件库文档，此时用户可以修改文档名；双击设计管理器中的电路原理图元件库文档图标，就可以进入原理图元件库编辑工作界面。1）绘制元件（以绘制数码管为例）：点击菜单filenew命令，从编辑器选择框中选中原理图元件库编辑器，然后双击库文件图标，就会进入原理图元件库编辑工作界面；使用菜单命令viewzoom in或按pageup键将元件绘图页的四个象限相交点处放大到足够程度，因为一般元件均是放置在第四象限，而象限交点即为元件基准点；单击原理图上的按钮 ，出现十字光标后按下tab键出现一对话框，将border属性设为medium，单击ok即可；单击画直线工具 ，出现十字光标后，按下tab键弹出对话框，将选项line设为medium，单击ok后可在工作平台上绘制出“日”字，然后执行菜单place/pie charts，绘制小数点；单击绘图工具按钮 ，出现十字光标后按tab键弹出对话框，将name设置为a，number设置为10，electrical设置为passive，选中 show名称和show个数功能，将pin设置为30，单击ok即可；将引脚放到适当的位置，此操作与放置元件相同。依次放好各引脚。2）保存元件和创建元件库文件：绘制好元件后执行菜单命令toolsdescription，在弹出的对话框中将default栏、 description栏和封装形式设置为led.3，然后点击ok按钮就完成了元件属性的设置。 图1-1-5制作完成的数码管元件执行菜单命令toolsrename component，打开new component name对话框，将元件名称改为led.3，然后执行菜单命令filesave，将元件保存到当前元件库文件中；也可保存到指定的文件下，即执行file/save copy as,屏幕上出现对话框后根据要求写入。实验中，总共有四个器件需另行添加到封装库中，他们分别是:开关、二极管、极性电容和数码管。（二） pcb设计：pcb的设计过程：1.规划电路板；2设置参数；3引入网络表；4元件布局和调整；5 布局规则设置；6自动布线与手工调整或手工布线；7存盘与打印。1） 设计的准备工作：创建文件、装载元件库与原理图的设计差不多，不累述，只是创建pcb图文件使用pcb document而已。层面的设置可执行designoption，出现document options对话框，选择layers进入设置对话框，可单击每一工作层面前均有复选框，当只有单击它时才能打开该层面，否则处于关闭状态；单击used on即可使当前pcb文件中正使用的层面都处于打开状态。进入option选项卡可对grid、electrical grid、measurement等选项进行设定。规划电路板：在绘制印刷电路板之前，用户要对电路板设计有一个初步的规划，如电路板采用多大的物理尺寸，采用单层板、双层板还是多层板，各种元器件采用的封装形式以及元件布局位置等，以确定整个电路板的基本框架。2）手动电路板的规划设计：在禁止布线层（keep out layer）上用走线绘制出一个封闭的多边形（一般情况下绘制成一个矩形），多边形的内部即为布局的区域。单击放置工作栏上的按钮 ，有十字光标后即可确定原点；利用按钮 画好一个矩形，然后双击所画的每一条线弹出对话框可对该线的坐标进行精确设置（包括线的粗细），其长宽就是实际电路板的大小。3）元件封装的设置：在生成网络表之前先要将每一个元件的封装设置好，并且要和pcb元件库相匹配，不然没设置好的元件不能调入电路板中。而在放置元件封装之前，先要装入所需的元件封装库，否则，无法调用元件。放置元件封装的操作步骤如下：执行“placecomponent”命令，或用鼠标单击放置工具栏中的 图标，或先按下字母热键p 、松开后按下字母热键c 。执行命令后，系统会弹出放置元件封装对话框。可以在该对话框中输入元件footprint（封装形式）、designator（元件标号） 、comment（元件注释）等参数。如果不熟悉元件封装的，可以单击该对话框中“browse（浏览）”按钮，从装入的元件封装库中浏览、选择所需元件，如图6.2所示。选中元件，单击“place”按钮，可将选择的元件放置到编辑器中。设置元件封装的属性即在原理图中双击元件出现元件属性的设置对话框，将footprint栏写入对应的元件封装即可。4）装入网络表和元件：在元件封装设置完成以后，方可进行此操作。在原理图编辑器执行菜单命令designupdate pcb，弹出对话框选择preview chang按钮可进入一对话框进行错误检查（包括封装检查），并随时返回原理图进行改正。直到无错时点击错误检查对话框的execute按钮将所有元件调入pcb图中（如有错，不能全部调入），并且有“导线”相连。5）元件的布局与布线：这两者都包括自动和手工两种形式，并且都需要规则的设置。自动布局前需要装入网络表，为了使自动布局的结果更符合要求，可以在自动布局之前设置自动布局设计规则。系统提供了两种自动布局方式：“clusterplacer（成组布局方式）”和“statistical placer（统计布局方式）”。自动布局后一般需要进行手工调整布局手工布局实际上就是对元件进行排列、移动、旋转、复制和删除等操作。它适合由分立元件组成的小规模、低密度的pcb图的设计。自动布线前按照某些要求预置布线设计规则，设置完布线规则后，程序将依据这些规则进行自动布线。手工布线前要设置在线设计规则检查，通过主菜单上的“placeline”命令或单击放置工具栏中的放置导线图标来启动布线命令。也可以通过右键菜单中的“interactive routing”命令。在布线过程中可以切换导线模式、切换导线方向、设置光标移动最小间隔。设计规则检查利用设计规则进行检查有两种方式，实时检查（on-line drc） 和分批检查（batch drc）。实时检查是在放置或移动图件的同时，系统自动利用规则进行检查。分批检查的运行是用户控制的，其结果是产生一个报告文件。二、 pcb元件库设计：启动编辑器的方法是在新建文件里选择pcb library document,在弹出的窗口中选择topoverlayer标签绘制。启动此编辑器后在浏览器中显示唯一的pcb元件名字，点击rename进行重命名。在topoverlayer层面绘制pcb元件时与绘制原理图元件差不多，只是对焊盘的设置要求需要符合实际要求：用图标 绘制焊盘后双击焊盘可以对其进行精确坐标（焊盘间距）、标号和大小的设置。对于绘制芯片时还要注意线条的分割间距（也可用精确坐标设置），做到美观。当自己的pcb元件绘制好后(注意封装)，关闭pcb library文件，确认保存。然后在pcb设计界面中browse pcb标签页上的browse框下方找到add/remove,点击按钮，在文件选择框中找到自己的ddb文件，双击文件添加，点击add确认按钮。然后在browse框中看自己的pcb库文件是否出现。下图就是实验得出的pcb板图。 pcb板图五、心得