单片机原理及应用(第十章MCS-51单片机应用系统设计III).ppt

1,第十章 MCS-51单片机应用系统设计之 硬件开发工具Protel99,10-1 主要内容,1. 原理图设计系统,Sch 原理图编辑器,Schlib 零件库编辑器,2. 印刷电路板设计系统,PCB 电路板编辑器,PCBlib 零件封装编辑器,2,设计管理器,浏览 管理器,菜单栏,主工具栏,文件切换标签,设计主页面,状态栏,命令栏,设计 浏览器,设计浏览器主菜单,3,1. 设计任务的新建,步骤：,(1)点击FileNew Design.,(2)在Database File Name 中设置数据库文件名称，点击Browse选择新文件所存放的文件夹,设置密码,10-2 基本操作,4,2. 设计文档的新建,设计文档包括：原理图、印刷电路板设计图、文本等,步骤：在打开或新建一个设计任务数据库文件后：,（1）点击FileNew .,新建 文件夹,新建 PCB 文件,新建 PCBLib 文件,新建Sch 原理图文件,5,(2)选择新文件后，点击OK，新文件即出现在文件夹中,(3)修改文件名，在空白处点击鼠标，即完成新建。,6,一、原理图设计过程,开 始,设置图纸大小,环 境 设 置,放置、排列零件,原理图布线,调 整 线 路,输出相关报表,存 盘 打 印,结束电路图设计,二、简单电路图设计,10-3 原理图设计,7,1.新建设计文件、新建设计文档,2.设置图纸大小：右键(Document Option)、或Design菜单 的Option)后，弹出文件设置对话框后进行设置,8,3.画一个简单电路图,(1)添加零件库,击活Browse Sch,点击Add/Move,装入Protel DOS Schematic Libraries.ddb 和 Miscellaneous Devices.ddb,9,(2)取用零件,1） 点击图标或菜单,10,2）直接从零件库里取,二极管DIODE,电容Capacitor CAP,电位器 Pot,晶体管 PNP NPN,电阻Resistance RES,11,（3）编辑零件名,双击或点击后按Tab键 设置属性,12,13,(4)电源与接地的放置,点击图标或菜单,14,(5)连接线路,一般连接步骤：,1）点击图标 或Place / Wire后，光标处出现大十字,2）将大十字光标置放于连线起点，按鼠标左键置起始点。,3）光标移动则拉出引线，停于某点，单击鼠标左键则可转弯，单击鼠标右键（或按ESC）则结束此线。双击鼠标右键则结束画线。,15,引线属性：双击引线,16,(6)节点及放置,丁字型连线将自动生成节点，十字型连线处的节点需人为放置。,放置方法：点击图标 或Place / Janction.,属性设置:双击节点,出现对话框,17,(7)放置电路输入输出点,放置方法：点击图标 或Place /Port .,Port,18,(8)放置文字,放置方法：点击图标 或Place /Annotation .,放大器,19,电原理图只表示电气连接，而PCB是实际元件的物理连接板。,10-4 PCB设计,20,10.4.1 PCB的种类 单面板：零件集中在PCB的一面，导线则集中在另一面上。单面板布线间不能交叉而必须绕独自的路径,21,双面板：这种电路板的两面都有布线。布线可以互相交错（可以绕到另一面），导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。,22,多层板：多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。 在多层板PCB中，整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层（Signal），电源层（Power）或是地线层（Ground）。如果PCB上的零件需要不同的电源供应，通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。,23,导孔（via）如果应用在双面板上，则打穿整个板子。不过在多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。 埋孔（Buried vias）和盲孔（Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接，不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。,24,顶层走线,底层走线,Via (过孔),Pad (焊盘),铜膜走线,25,电路原理图设计好后，只是在电气上表明了元件的连接情况，最终的具体元件需安装在PCB上，每个电气符号都代表了一个具体的元件，因此要指定每个元件的具体物理形状。,10.4.2 PCB封装,26,元件封装（Footprint）和封装图,DIP14,电阻,二极管,三极管,27,插入式封装：将零件安置在板子的一面，接脚焊在另一面上。这种零件会需要占用大量的空间，并且要为每只接脚钻一个洞，占掉两面的空间，而且焊点也比较大。,28,表面贴装：接脚是焊在与零件同一面，不用钻洞，零件要小。因为焊点和零件的接脚非常的小，要用人工焊接实在非常难。,29,10.4.3 电路板设计流程,（一）电路图电路板,1. 用Sch设计电路图,定义元件封装,通过ERC检查,2. 用Sch的Create Netlist生成网络连接表,3. 进入PCB编辑器,定义板框,引入网络连接表,放置元件(Component),设置布线规则,自动布线,手工调整,保存、打印,（二）直接设计电路板,定义板框,取用并布置元件,1. 进入PCB编辑器,2. 用PCB的网络编辑各焊盘间的网络关系,设置布线规则自动布线手工调整保存、打印,（三）纯手工走线,1. 进入PCB编辑器定义板框取用并布置元件,2. 直接以Place Track命令，一条一条手工走线,30,New新建文件,新建一个PCB文件：File,PCB设计界面,31,加载元件封装库：点击Add/Remove按钮,32,各种参数设置完以后在禁止布线层下面绘制一个禁止布线框：用PlaceTrack 命令画一个框,注意：禁止布线框必须封闭，才能保证元件都在其中,33,加载网络表：用DesignNetlist命令,设定正确的路径选中在原理图中 创建的网络表文件然后点击OK,34,修改或新建元件封装：有些元件封装在PCB库里没有时网络表也会显示错误；用户可以修改已有的元件封装或自己创建来获得需要的封装。,通过元件制作向导修改或新建元件封装,步骤: (1)ToolsMake Library,或FileNew PCB Library,(2) Tools New Component 元件制作向导,35,加载完毕所有 元件都已经放 在了禁止布线 框中,若网络表显示没有错误了可以点击执行（ Execute)加载,36,元件的布局：自动布局或手动布局，可以先利用自动布局然后再用手动布局进行调整。,自动布局：ToolsAutoplace.,37,手动布局：用鼠标左键点击要摆放的元件拖住不放，这时此元件周围的飞线都显示出来，将其拖到合理的位置再释放鼠标释放位置可以参考飞线的况，应以元件之间的飞线最少飞线(预拉)交叉最少为原则。,38,布线：自动布线和手动布线,自动布线：布线之前要先进行一些默认参数的设置,DesignRules,注意：Routing Layers（布线层）必须设置通常都设为水平或竖 直，电源线和地线也应该一致，顶层走水平线底层走竖直线。,39,注意：布线之前Clearance Constraint （走线间距）和Width Constraint（线宽约束）二者至少设置一项。,40,设置完毕以后可以开始自动布线：,Auto RouteSet up弹出对话框,25.0000,设置完单击Route All开始布线，布线结束会弹出布线信息,41,布线完毕检查如果发现有些线不合理，则应该,撤消布线:使用ToolsUn-Route命令,42,手动布线：可以全部都用手动布线完成也可以对自动布线完的结果进行手动调整达到合理的布线要求。,点击完以后光标变成十字状,43,同一层导线的绘制：,单击鼠标左键确定导线的起点，移到终点的位置单击左键两次确定终点，即画完一段导线，可以继续执行画线