protel99se单片机最小系统设计报告.doc

合肥学院课 程 设 计 报 告 题 目： 单片机最小系统板PCB版图设计 系 别：_ 电子信息与电气工程 专 业：_ _通信工程_ 班 级：_11级通信工程2班 学 号： 1105022015 姓 名：_ 朱 凯 _ _ 导 师：_ 倪敏生 张大敏_ _ _ 成 绩：_ _ 2014年 1 月 4 日课程设计任务书设计题目单片机最小系统板PCB版图设计设计类型应用型导师姓名倪敏生张大敏主要内容及目标 学习并掌握EDA软件Protel99se的使用方法； 完成单片机最小系统板原理图及其PCB版图的设计； 完成原理图和PCB版图中部分元件的绘制。具有的设计条件实验室计算机机房，每人1台计算机，设计软件Protel 99se软件及相关电路资料。计划学生数及任务11通信工程2班，每人独立完成设计任务：任务： 绘制单片机最小系统版电路原理图； 电路原理图元器件库的设计； PCB版图设计； PCB版图封装库设计 计划设计进程1、从接题开始收集资料、准备设计2、第1周 学习电路原理图的绘制及PCB板图制作方法；3、第2周 完成单片机最小系统板版图设计任务，同时编写设计报告；参考文献1、Protel 99 SE电路原理图与PCB设计及仿真，机械工业出版社，作者：清源科技2、电路设计与制版protel99高级应用，老虎 工作室 赵晶编著，人民邮电出版社3、protel电路原理图与pcb设计108例，李华嵩编著，中国青年出版社目 录摘 要11电路原理图及元器件库设计21.1 原理图设计21.1.1 启动原理图设计服务器21.1.2 载装元件库21.1.3 元器件放置31.1.4 电路布线31.2 元器件库设计41.3 电气规则检查（ERC）51.4 网络表的生成52 PCB板图设计52.1 PCB板图设计52.1.1 电路板规划52.1.2 手工布局、自动布线63总结7参考文献8单片机最小系统板PCB版图设计摘 要 随着科学技术的蓬勃发展，电子设计自动化EDA技术已经在企业、科研院所、大专院校等部门得到了广泛应用。Protel是目前国内普及率最高的EDA软件之一，Protel 99 SE凭借其强大的功能大大提高了电子线路的设计效率。本设计在使用Protel 99 SE软件的基础上完成了单片机最小系统板PCB版图设计。将单片机最小系统板制作成PCB板其步骤可归纳为：环境设计、创建Schematic Document文件画出原理图、原理图ERC检查、生成网络表、建立PCB Document文件载入网络表、修改封装、元件布局、自动布线、输出打印等。在设计的过程中，学会了电路原理图设计、电路原理图元器件库设计、PCB版图设计及封装库设计，对制作印制电路板中元件的布局布线有了一定的了解，学会了从原理图到PCB版图制作的一切流程。关键字：Protel 99 SE 单片机最小系统板 EDA设计 PCB 电路图1电路原理图及元器件库设计 1.1 原理图设计 1.1.1 启动原理图设计服务器进入Protel 99 SE，创建一个数据库，点击菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。根据设计电路的实际大小、复杂程度和设计方式确定所需图纸的大小，可在Design下拉菜单的Options选项中Standard Style下拉列表框中设置图纸的规格，也可在Custom Style 选项组中自定义图纸的大小。Schematic Document图标如下图【1】所示:图【1】 Schematic Document图标 1.1.2 载装元件库使用鼠标单击设计管理器中的Browse Sch选项卡，然后单击ADD/Remove按钮，屏幕将出现“Change Library File List”对话框。在元件库列表中选择所需的元件库，常见元件库Protel DOS Schematic Libraries.ddb；Analog Devices.ddb；Miscellaneous Devices.ddb，单击ADD按钮，最后单击【OK】按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。如下图【2】：图【2】添加元件库 1.1.3 元器件放置在图1界面左侧Filte栏里输入所需元器件号，找到所需的元器件，单击【Place】按钮，将元器件放在合适的位置，单击鼠标左键，右击结束该元件的放置。在图纸的合适位置按住鼠标左键，光标变成十字状，拖动光标到合适的位置，松开鼠标，即可以看到矩形区内的元件被选中。元件的旋转首先要在元件所在位置单击鼠标左键中单个元件，并按住鼠标左键，然后按住空格键，就可以让元件旋转90，这样就可以实现元件的旋转。 1.1.4 电路布线在进行连线操作时，可点击电路绘制栏(WiringTools)上的按钮将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针的形状也会从空心箭头变成大十字，就会出现一个可以随鼠标指针移动的预拉线，当鼠标指针移动到连线的转弯点时，每单击鼠标左键一次可以定位一次转弯。连线完后再点击鼠标右键连线就会结束。接着利用Protel 99 SE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。注意：连线时出现火柴头才是有电器意义的连线。通过以上几个步骤的操作，单片机最小电路的原理图如下图【3】所示：图【3】最小单片机原理图 1.2 元器件库设计原理图中大部分元件都可以在元件库里找到，方便直接添加，而其中有些元件在元件库中是找不到的，故需要自己绘制。在当前设计管理器环境下，打开New Document对话框，然后在绘画栏上选择自己要用的工具。在新建环境下画出元件AT24C04和AI89S52，完成后保存，保存元件用Tools-Rename Commponent来保存绘制出的元器件的名称，最后点击Update Schematics更新保存。自己绘制的元件如下图【4】、图【5】所示： 图【4】 元件AT24C04 图【5】元件AI89S52 1.3 电气规则检查（ERC）打开原理图文件，执行菜单命令“Tools” “ERC”。执行该命名后程序自动进入文本编辑器生成相应的检查错误报告，并对系统提示的错误位置进行改正。 1.4 网络表的生成为了便于PCB电路的封装，接着可以生成网络表。打开原理图文件后，执行“Design” “Create Netlist”菜单命令。执行该命令后在出现的对话框中进行对话框设置，对话框设置完后将进入Protel 99 SE的记事本程序，并保存为.net文件，产生网络表。单片机最小电路的网络表如下图【6】所示：图【6】单片机最小电路网络表2 PCB板图设计 2.1 PCB板图设计 2.1.1 电路板规划设计好的元件需要放入PCB板中，所以我们需要规划一个大小合适的PCB板来盛放这些元件。建立文件PCB Libray文件并打开置好原点（origin），在keep outlayer（该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的边界）画出边框。在载入原理图时，执行命令Design/Load Nets,显示的“Load/Forward Annotate Netlist”对话框。单击Browse按钮，打开“Select”对话框。在其中选择上面准备好的“”文件。若显示以上结果没有错误，则表示加载“”无误，否则必须修改原理图，并且必须重新生成“”后重复上述步骤。确认没有错误信息后，单击Execute按钮，加载“”与元件到电路板上。 2.1.2 手工布局、自动布线原理图加载好后，我们可以把元件拖入边框之中，然后手工调整各元件摆放位置，使得PCB板美观，实用。元件布置好后就可以布线了，使用Aoto Route All-ALL打开Autorouter setup选项可以在里面设置布线的要求，设置完成后点击Rout All自动布线。布线之后选择ToolsTearrops 设置泪眼，使得接线更加圆滑。同时需在PCB板上打上四个过孔。 图【7】单片机最小电路原理图的自动布线板图综上各步PCB板制作步骤，单片机最小电路图的PCB板设计如下图【8】所示：图【8】单片机最小电路原理图的PCB板图3总结经过为期两周的EDA课程设计Protel 99 SE 电路设计教程，我真得学到了很多东西。通过Protel 99 SE电路设计，了解了从原理图到PCB制作的一般步骤为环境设计、创建Schematic Document文件画出原理图、原理图ERC检查、生成网表、建立PCB Document文件载入网表、修改封装、元件布局、自动布线、手工调整布线、整体编辑等。但是在设计过程中遇到了些问题，元器件之间的摆放以及连线，拐角与拐角的连接关系等。在PCB的制作中，更加需要去对他进行严格的规划，尤其是要注意每一个不同原件的封装图，生成网络表文件后，读取网络表文件时需要检查有没有错误。如果有错误一定不能急于导入，先检查各元件的配置和设定等，确定无错误了以后再导入PCB文件进行设计。布线尽量科学，清晰，让布线尽量合理。 两周的课程设计已经结束了，我们也算是被老师领进了门，但是在以后的制作过程中一定还会出现更多的问题需要解决，只有不断的实践，不断的发现问题、解决问