项目一单片机学习仪电源电路印刷电路板设计及制作.doc

项目一 单片机学习仪电源电路印刷电路板设计与制作项目一 单片机学习仪电源电路印刷电路板设计与制作项目情境创设本课程以单片机学习仪印刷电路板的设计与制作为项目载体，贯彻整个教学过程，本着由浅到深的原则，将该学习仪的电源电路抽取出来组成一个最简单的电子产品，以该产品的设计制作按照工作流程构成项目一的教学内容。通过项目一的学习，让学生初步了解印刷电路板设计制作的工作流程，为后续项目学习打下良好的基础。第一部分 项目任务书任务一 设计任务受理（含原理图输入）（1）需求分析需求分析活动是和客户交流，正确引导客户能够将自己的实际需求用较为适当的技术语言进行表达（或者由相关技术人员帮助表达）以明确项目目的的过程。这个过程中包含了对要设计的印刷电路板基本电路功能和模块电路的确立和设计制作活动。填写需求分析表，以下表单片机学习仪电源电路印刷电路板需求分析表为例。单片机学习仪电源电路印刷电路板需求分析表基本电路功能 外部电源适配器提供的8V以上电压经插座J2引入电源电路，通过D1隔离，经C5、C6、U3、D2、C7及C8构成的稳压电路输出5V稳定电压。J3为5V电压引出插座，为外部电路提供电源供给，U3为中功率三端稳压集成电路，外部电路的供电电流需求因控制在3A以下。SW1为电路电源开关，主要对后续单片机电路供电进行控制。R4及LED为电源指示灯电路，当SW1闭合，LED1指示灯亮，指示灯电路通过网络标号VCC与SW1的输出端相连。模块电路划分 电源电路结构简单，可将其看出一个模块，在元器件布局时注意相关联元器件应该尽量放到一起，如R4及LED1。表1-1 单片机学习仪电源电路印刷电路板需求分析表（2）印刷电路板设计申请（含原理图输入）PCB设计投板申请表中提出投板申请，申请表包含的资料：1、经过评审的，完全正确的原理图，包括纸质文件和电子件；原理图输入包含对硬件设计人员的原理图的导入或者草图的重新绘制。本项目中要求应用Protel DXP软件绘制如图1-1-1所示的单片机学习仪电源电路原理图，通过绘制过程了解该软件设计文档管理方法及原理图编辑器各类菜单及工具的简单操作方法。图1-1-1 单片机学习仪电源电路原理图关于原理图的输入是任务一的重点与难点，涉及大量设计软件Protel DXP的操作，具体方法在第二部分项目学习指导中有详细介绍。2、带有元件编码的正式的BOM（Bill of Material,物料清单），如下表为例；元器件标号实物图元器件标号实物图J2D1J3LED1C5C7C6SW1U3表1-1-2 单片机学习仪电源电路物料清单3、PCB结构图，应标明外形尺寸、安装孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布线区等相关尺寸，以； 图1-1-2 单片机学习仪电源电路PCB结构图4、对于新器件，需要提供封装资料；以上资料经指定的PCB设计部门审批合格并指定PCB设计者后方可开始PCB设计。（3）理解设计要求并制定设计计划1、仔细审读原理图，理解电路的工作条件。2、理解板上的高速器件及其布线要求。 3、对原理图进行规范性审查。 4、对于原理图中不符合硬件原理图设计规范的地方，要明确指出，并积极协助原理图设计者进行修改。 5、 在与原理图设计者交流的基础上制定出单板的PCB设计计划，填写设计记录表，计划要包含设计过程中原理图输入、布局完成、布线完成、信号完整性分析、光绘完成等关键检查点的时间要求。设计计划应由PCB设计师和原理图设计者双方签字认可。关于PCB设计计划表可参考单片机学习仪电源电路PCB设计计划表，如下表1-1-3。单片机学习仪电源电路PCB设计计划表设计过程完成时间原理图输入布局完成布线完成信号完整性分析光绘完成计划确认：表1-1-3 单片机学习仪电源电路PCB设计计划表任务二 设计过程的元器件封装准备为图1-1-1所示单片机学习仪电源电路中的元器件准备封装库，完成封装设置，具体包括元器件封装清单（以表1-1-4单片机学习仪电源电路元器件封装清单为例）及设计电路元器件封装库文件（具体方法参考任务二的学习引导）。元件标号封装名称所在库LED1LED1Power1.PcbLib（自建库）J2POW-INPower1.PcbLib（自建库）D2DIODE-0.4Power1.PcbLib（自建库）D1DIODE-0.4Power1.PcbLib（自建库）R4AXIAL-0.4Power1.PcbLib（自建库）C8CAP1Power1.PcbLib（自建库）C5CAP-47uFPower1.PcbLib（自建库）C7CAP-10uFPower1.PcbLib（自建库）J32PIN-LPower1.PcbLib（自建库）C6CAP1Power1.PcbLib（自建库）U3TO220-HPower1.PcbLib（自建库）SW1POW-DPDTPower1.PcbLib（自建库）表1-1-4单片机学习仪电源电路元器件封装清单对能够在已有PCB 封装库找到对应封装的元件，选用封装时应确认选用的封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等严格一致。对于在PCB 封装库中找不到对应封装的元件，应根据器件资料建立元件封装，保证丝印与实物相符合，特别是新建立的电磁元件、自制结构件元件库是否与元件的资料（承认书、图纸）相符合，新器件的封装应能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）的要求。通过任务的实施使学生对常见元件的封装有一定的了解，学会元件封装的查找，完成单片机学习仪电源电路原理图封装设置。任务三 设计过程的印刷电路板设计与自检为图1-1-1单片机学习仪电源电路设计印刷电路板，通过任务实施使学生了解印刷电路板设计流程，能简单操作软件的PCB编辑器完成网络表创建及板型规划、电路板布局、设置布线约束条件、布线前仿真、布线及设计项目自检等工作。图1-1-3（a）为单片机学习仪电源电路印刷电路板参考图，图1-1-3（b）该印刷电路板的3D效果图。 （a） （b）图1-1-3 单片机学习仪电源电路印刷电路板图及3D效果图任务四 单片机学习仪电源电路印刷电路板制作（热转印法）通过热转印法制作自己设计的单片机学习仪电源电路印刷电路板，通过任务的实施使学生了解并掌握转印法制作印刷电路板的工艺流程，通过制作成功的成就感，培养学生对本课程的学习兴趣。任务五 印刷电路板的维护与技术文档编写印制电路板的维护工作是定期或不定期的对印刷电路板进行测试。技术文档编写阶段的主要工作是将各个过程中技术文档按电路板设计与制作组织结构的要求组合起来，形成一个完整技术文档系统；最后编写单片机学习仪电源电路印刷电路板设计与制作说明书、技术参数文件和帮助文件。第二部分 项目学习引导任务一学习引导 设计任务受理（含原理图输入）引导任务一的学习引导重点讲解设计任务受理过程中的与原理图输入相关的知识点，通过本引导可以完成单片机学习仪电源电路原理图导入和绘制，单片机学习仪电源电路原理图如图1-2-1所示。图1-2-1 单片机学习仪电源电路原理图知识点一 新建设计文档和设置图纸尺寸及版面1.新建设计文档使用Protel DXP进行设计之前，可以先创建项目文档，然后可以在该项目下新建各种设计文档，或添加已存在的设计文档。下面以单片机学习仪电源电路PCB项目为例，创建一个文件名为“Power.PrjPCB”空项目文档。1）新建单片机学习仪电源电路PCB项目文档 方法一：如图1-2-2所示，在Home窗口的“Pick a Task”区中单击“Create a new Board Level Design Project”，此时将显现如图1-2-3所示的项目管理面板“Projects”。 图1-2-2 创建一个新的PCB项目 图1-2-3 项目管理面板方法二：执行菜单命令【File】【New】【Project】【PCB Project】，操作过程如图所示，也将显现如图1-2-3所示的项目管理面板“Projects”。 图1-2-4 菜单命令建立PCB项目文档在图1-2-3所示的“Projects”面板中，系统会自动添加一个新的项目文件，默认文件名为“PCB Project1.PrjPCB”，并在该项目文件下列出“No Documents Added”文件夹。 执行菜单命令【File】【Save Project As】，则显示另存为对话框，如图1-2-5所示。 在图1-2-5中将该项目保存的默认位置该为指定的位置，即修改系统参数设置时所指定的文件夹。然后在文件名输入栏内输入文件名为“Power.PrjPCB”，最后单击按钮保存，并退出当前对话框。保存完成后的项目管理面板如图1-2-6所示。 图1-2-5 项目保存对话框 图1-2-6 保存后的项目管理面板PCB项目文档创建完成以后，就可以在该项目下来设计原理图或PCB线路板。2）新建单片机学习仪电源电路原理图文档原理图文档（*.schdoc或*.sch）是Protel DXP系统下的最基本文档，文档图标是。无论是进行PCB设计，还是进行PLD（包括FPGA）设计，都是先从创建原理图文档开始。可按照以下步骤来创建一个新的原理图图纸： 执行菜单命令【File】【New】【Schematic Sheet】，一个名为“Sheet1.SchDoc”的原理图图纸即出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（链接）到项目。例如，在“Power.PrjPcb”项目下新建一个原理图文档，则该文档自动列在“Power.PrjPCB”项目的“Source Documents”文件夹下，如图1-2-7所示。 执行菜单命令【File】【Save】，则显现文件另存为对话框，类似图1-2-5。将文件保存到与项目文件相同的文件夹中。在文件名栏键入“Power.Schdoc”，单击按钮将以“Power.Schdoc”名称保存，并退出当前对话框。保存完成后的项目管理面板如图1-2-8所示。 图1-2-7 新创建的原理图文档 图1-2-8 保存完成后的项目管理面板双击新建的“Power.SCHDOC”文档，打开原理图编辑器，在原理图编辑器中就可以绘制单片机学习仪电源电路原理图了，如图1-2-9所示。图1-2-9 新建的原理图文档2）设置图纸尺寸及版面设置图纸尺寸及版面步骤如下： 执行菜单命令【Design】【Document Options】，显现文档选项“Document Options”对话框，如图1-2-10所示。在文档选项对话框中可设定原理图文档的多种参数，在此先只修改图纸的尺寸参数。 单击图1-2-10中的“Sheet Options”标签，找到“Standard Styles”栏。单击“Standard styles”输入栏右边的按钮，在弹出的下拉列表中显示出Protel DXP_Sch系统所支持的标准图纸类型，如图1-2-11所示。使用滚动条来向上滚动到“A4”样式并单击选择。 其他选项采用默认设置。 单击按钮关闭对话框，并更新图纸。到此，一张横向放置，幅面为的A4的原理图图纸已经展现在工作区内，接下来可进行其他方面的设置。 图1-2-10 文档选项对话框图1-2-11 设定标准A4图纸自学与拓展1.原理图设计步骤电路原理图设计是设计的基础，原理图设计的大致流程如图1-2-12所示。启动Protel DXP_SCH电路原理图编辑器开 始设置图纸尺寸及版面设置工作环境放置零件并布局检查、校对及线路调整报表输出结 束文档保存及打印原理图布线图1-2-12 原理图设计流程图设计原理图具体步骤如下： (1)启动Protel DXP电路原理图编辑器（AdvSch）启动Protel DXP设计系统后，展现在用户面前的只是一个设计桌面，用户必须通过新建或打开一个原理图文档（*.schdoc或*.sch）来启动原理图编辑器，进入原理图编辑环境才能进行原理图的编辑。 (2)设置图纸尺寸及版面编辑原理图文档（*.schdoc或*.sch）之前，设计者首先应根据实际电路的规模和复杂程度来设置图纸的尺寸、图纸方向及标题栏等。设置合适大小的图纸是设计好原理图的第一步。 (3)设置工作环境设置工作环境包括设置网格大小及类型，光标类型等等。大多数参数都可以用系统默认值，按照个性化设置的设计环境可以大大提高设计效率。 (4)放置零件并布局在这个阶段，用户应根据实际电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置的零件的标识、零件的封装等属性进行定义或设定等。另外，还需要对放置的零件进行合理的布局。(5)原理图布线原理图布线就是利用Protel DXP_Sch提供的各种工具将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。(6)检查、校对及线路调整当原理图绘制完成以后，用户还需要利用Protel DXP_SCH所提供的各种工具对所绘制的原理图进行检查与校对，如有需要，也可以对初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观、正确。(7)报表输出在这阶段，用户通过Protel DXP_Sch提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络列表，通过网络列表为后续的电路板设计做准备。(8)文档保存及打印输最后是文档保存和打印输出，设计工作结束。2.Protel DXP的文档组织结构及项目组文档简介Protel DXP支持各种文件格式，包括原理图文档、PCB文档、网表文件、结构文件和材料清单报表等。为了方便管理各种文档，Protel DXP设计管理器按层次结构及类型对各种文档进行有效的管理，文档的组织结构如图1-2-13所示。工作组文档*.DsnWrkPCB项目文档*.PrjPCBFPGA项目文档*.PrjFpga原理图文档 (*.schdoc、*.sch)PCB文档 (*.pcbdoc、*.pcb)原理图库文档 (*.libsch、*.lib)PCB库文档 (*.libpcb、*.lib)网络列表 (*.net)CAM文件 (*.cam)输出报表 (*.rep) 图1-2-13 Protel DXP文档组织结构图为了对设计项目进行有效的管理，Protel DXP提出了工作组文档（*.DsnWrk）管理方式，将设计项目分类组织到一个工作组文档。一个工作组文档可以管理多个项目文档，既可以是PCB项目文档，也可以是FPGA项目文档。设计工作组文档实际上是一种文本文档，在该文档中建立有关设计项目的链接关系，所有组织到该工作组的各种设计项目，并没有真正包含到该工作组文档，只是通过链接关系组织起来。工作组文档是Protel DXP文档的最高管理形式。本书应用Protel DXP软件主要是做印刷电路板的设计，设计工作组文档基本没有使用的必要，关于工作组文档的新建、打开及更名的操作可参考有关书籍的介绍。知识点二 单片机学习仪电源电路原理图工作环境设置为了方便操作、提高设计效率，在进行正式的设计之前应按照个人的习惯或爱好来设置工作环境，具体按下面步骤操作。 执行菜单命令【Tools】【Schematic Preferences.】，打开原理图“Schematic”参数对话框，如图1-2-14所示。在该对话框可以完成与原理图编辑器有关的全部参数的设置。 单击图1-2-14的“Default Primitives”标签，以显现该标签的内容，如图1-2-15所示。勾选“Permanent”复选项，保持其他标签内的选项为默认值，单击按钮关闭对话框。 图1-2-14 原理图参数设置对话框 图1-2-15 “Default Primitives”标签 执行菜单命令【File】【Save】，保存当前原理图图纸。知识点三 单片机学习仪电源电路原理图元件放置1.加载元件库Protel DXP支持数万种元件，这些元件按生产商及类别，分别保存在不同的原理图库文件内。要想取用某种元件，必须先将该元件所在的库文件加载到当前设计文档中。取用元件有两种方法：一种方法是直接到存放该元件的库中取用，前提是必须知道该元件所在的库，这一点对初学者来说比较困难，但至少要熟练操作常用元器件库及常用连接器件库；另一种办法是启用原理图编辑器所提供的强大的库搜索功能。下面首先介绍加载库文件的方法：1）使用搜索方式加载库文件图1-2-1所示的单片机学习仪电源电路包含一个二极管“IN4001”，下面以查找“IN4001”为例，介绍如何搜索所需要的元件，并将该元件所在的库添加到库文件管理面板上。图1-2-16 库文件管理面板 单击工作区右边的“Libraries”标签，显示库文件管理面板，如图1-2-16所示。 在库文件管理面板内单击按钮，打开库搜索对话框，如图1-2-17所示。 在“Scope”区域内选中“Libraries on Path”选项，并在“Path”区域的“Path”栏内输入库文件所在文件夹。如果在安装过程中接受默认文件夹，则“Path”栏内会显示“C:Program FilesAltiumLibrary”。在“Option”中选择搜索的对象为元器件“Compnents”。确认“Include Subdirectories”被勾选。如果未勾选该复选项，则搜索引擎只能在当前目录内搜索，不包括子目录。文件过滤器“File Mask”一般应该设置为“*.*”。图1-2-17 库搜索对话框 由于我们想查找所有与“1N4001”有关的元件，所以在“Search Criteria”区域的“Name”文本框内输入“* *1N4001*”，其中的“*”号为统配符。 完成以上设置后，单击按钮开始在指定范围内搜索。当搜索进行时将显示“Results”标签。如果输入的规则正确，一个或多个库将被找到并显示在搜索结果对话框内，如图1-2-18所示。本例搜索到一个库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”。图1-2-18 搜索结果 单击“Miscellaneous Devices.IntLib”库以选择它。 双击搜索到的元器件，加载该元件所在的库文件到当前的设计项目中，如果该元件所在的库文件已经加载到了当前的设计项目中，就直接出现放置该元件的操作状态。添加的库将显示在库面板的顶部，如图1-2-19所示。单击选择一个库文件，然后可以在元件列表中选择当前库中的一个元件。当然，也可以在过滤条件输入栏内输入一个条件来快速指向库中符合条件的某个元件。 图1-2-19 加载库文件后的库文件管理面板2）直接添加库文件如果知道元件所在的库文件，可以直接将所用库文件加载到库文件管理面板，具体可按操作步骤如下： 单击库文件管理面板上的“Libraries”标签（参见图1-2-19），弹出可用库文件列表对话框“Available Libraries”，如图1-2-20所示。 单击按钮，显现“打开”对话框，如图1-2-21所示。图1-2-20 可用库文件列表对话框图1-2-21 打开对话框 在“查找范围”栏内指定库文件的所在文件夹，默认文件夹为“C:Program FilesAltiumLibrary”。 在文件窗口内查找并选择需要的库文件，选择后文件名将出现在“文件名”栏的文本框内。由于图1-2-1所示的范例电路中有一个三端稳压器元件“LM7805”，该元件所在的库文件为“C:Program FilesAltium99libschMiscellaneous deviceMiscellaneous Devices.SCHLIB”，所以你可以在图1-2-21中选择该文件。单击按钮加载该库文件，并返回到可用库文件列表对话框。 重复2)4)，可完成多个库文件的加载。最后单击按钮关闭可用库文件对话框，并返回到库文件管理面板。在库文件管理面板上可加载多个库文件，但是，加载过多的库文件将给取用或浏览元件带来不便。因此，在实际使用时最好只加载需要的库文件。多余的库文件可以在“Available Libraries”对话框中，通过单击按钮从可用库文件列表中移除。2. 在原理图上放置元件对于初学者，放置元件之前最好将电路中所用到的元件列表整理出来，以方便放置。表1-1是图1-2-1单片机学习仪电源电路的元件列表。表1-1 范例电路元件列表元件描述元件名元件标识元件参数所在库CAP Pol1电解电容C547uFMiscellaneous Devices.IntLibCAP非电解电容C60.1uFMiscellaneous Devices.IntLibCAP Pol1电解电容C710uFMiscellaneous Devices.IntLibCAP非电解电容C80.1uFMiscellaneous Devices.IntLibRes2电阻R41KMiscellaneous Devices.IntLibDiode 1N4001二极管D1、D21N4001Miscellaneous Devices.IntLibLED0发光二极管LED1Miscellaneous Devices.IntLibSW-DPDT双刀双掷电源开关SW1Miscellaneous Devices.IntLibPWR2.52.5寸电源插孔J2Miscellaneous Connectors.IntLibVOLTREG三端稳压器U3LM7805Miscellaneous Devices.SCHLIBHearder 2连接器J3Miscellaneous Connectors.IntLib下面放置单片机学习仪电源电路的各个元件。1） 取用二极管取用二极管可按下面步骤操作： 执行菜单命令【View】【Fit Document】，（或使用快捷键V，D）使整个原理图纸显示在窗口中。 单击工作区右边的“Libraries”标签，以显示库文件管理面板。 因为二极管“Diode 1N4001”在库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”中，所以在已加载的库文件一栏内，单击“Miscellaneous Devices.IntLib”将库文件设为当前库。 在元件列表中单击Diode 1N4001以选择它，然后单击“Place”按钮（此时已自动变为按钮）。另外，还可以直接双击元件名“Diode 1N4001”。此时光标将变成十字状，并且在光标上“粘附”着一个二极管的轮廓，如图1-2-22所示，说明现在已处于元件放置状态。如果移动光标，二极管轮廓也会随之移动。图1-2-22 处于放置状态下的三极管 在原理图上放置元件之前，首先要编辑其属性。在元件放置状态下按Tab键，则打开元件属性对话框“Component Properties”，如图1-2-23所示。图1-2-23 二极管属性编辑对话框 在元件属性对话框的“Properties”区域内，为“Designator”栏键入“D1”，将其值作为第一个元件的标识，并勾选右面的“Visible”复选项。 在元件属性对话框的“Properties”区域内，为“Comment” 栏键入“1N4001”，将其值作为元件的标识，并勾选右面的“Visible”复选项。 检查“1N4001”所使用的封装形式。由于当前所加载的库文件为整合元件库，这些库已经包括了封装和电路仿真模型。保留其余栏为默认值。 单击按钮关闭属性对话框，并返回元件放置状态。2） 放置二极管放置二极管可按下面步骤操作： 移动粘附有二极管符号到到图纸中间某位置，当对二极管的位置满意后，单击左键（或按Enter键）将二极管放在原理图上。移动光标，你会发现二极管的一个拷贝已经放在原理图纸上了，而光标上仍然粘附着二极管的轮廓，这说明当前还处在元件放置状态且元件标识已自动变为“D2”，如图1-2-24所示。使用Protel DXP的这个功能可以连续放置多个相同型号的元件。图1-2-24 可连续放置多个相同的元件 由于该电路包含两个二极管D1、D2，所以放完D2之后应单击鼠标右键（或按Esc键）退出元件放置状态。光标变为箭头形状。3） 放置电阻放置电阻可按下面步骤操作： 在“Libraries”面板中，确认“Miscellaneous Devices.IntLib”库为当前。 在库名下的过滤器栏内键入“res”来设置过滤条件，此时将在元件列表中列出所有与字符串“res”匹配的元件。选择其中的“Res2”，如图1-2-25所示。图1-2-25 取用电阻 单击“Place”按钮（此时已自动变为），光标变为十字形并粘附一个电阻符号，如图1-2-26所示。图1-2-26 处于放置状态的电阻 按Tab键显示电阻属性编辑对话框，如图1-2-27所示。在“Properties”区域的“Designator”栏中键入“R4”，将其作为第一个电阻的标识。图1-2-27 电阻属性编辑对话框 确认电阻的封装形式为“AXIAL-0.4”。在“Models”区域内单击“Footprint”左边的符号，则显示当前已添加的封装列表，如图1-2-28所示。查看封装列表中是否包含“AXIAL-0.4”，如果不包含该封装形式，可单击下面的按钮，弹出添加新模块对话框，如图1-2-29所示。 图1-2-28 显示封装列表 图1-2-29 添加新模块对话框在模块类型栏“Model Type”内，通过下拉列表指定模块类型为“Footprint”，然后单击按钮，弹出PCB模块对话框，如图1-2-30所示。图1-2-30 PCB模块对话框在“FootPrint Model”区域的“Name”栏内输入“AXIAL-0.4”。如果在“Selected Footprint”窗口内显示有图1-2-30所示的封装模型，说明“AXIAL-0.4”封装模块已经找到，然后单击按钮将“AXIAL-0.4”添加到电阻的封装列表中。在“Parameters forR？-Res2”栏 “Value”行和“Value”列交汇的文本框内输入“1K”。设置完毕单击按钮，返回电阻属性对话框。在选中电阻的状态下，按“空格键”将电阻旋转90（实际上每按压一次“空格键”，可放置组件就会按逆时针方向旋转90，按X键可使组件左右镜像翻转，按Y键可使组件上下镜像翻转）。单击鼠标右键（或按Esc键）退出元件放置状态。4） 放置电容放置电容可按下面步骤操作：图1-2-31 取用电容 由表1-1可知，电容元件也在“Miscellaneous Devices.IntLib”库中，所以在库文件管理面板上应确认该库文件已经是当前库。 在“Libraries”面板的元件列表栏找到“CAP Pol1”，如图1-2-31所示，双击找到的电容，现在光标上将粘附一个电容符号，如图1-2-32所示。图1-2-32 处于放置状态的电容 按Tab键显示电容属性编辑对话框，如图1-2-33所示。在“Properties”区域设置“Designator”为“C5”。图1-2-33 电容属性编辑对话框在“Parameters for C？-CAP Pol1”栏 “Value”行和“Value”列交汇的文本框内输入“47uF”。设置完毕单击按钮，返回电容放置状态，将电容放置到合适的地方。 用放置同样的方法放置电容C6C8，并使Value值分别为0.1uF、10uF和0. 1uF，击鼠标右键（或按Esc键）退出放置模式。 电容放置完成后的布局如图1-2-34所示。图1-2-34 放置完电容后的布局5） 放置发光二极管放置发光二极管可按下面步骤操作： 由表1-1可知，发光二极管“LED0”属于“Miscellaneous Devices.IntLib”库中的元件，所以在库文件管理面板上应确认该库文件已经是当前库。 在“Libraries”面板的元件列表中找到发光二极管，如图1-2-35所示，双击该元件，光标上将粘附一个晶体振荡器的符号。 图1-2-35 取用发光二极管 按Tab键显示发光二极管属性编辑对话框，如图1-2-36所示。在“Properties”区域“Designator”文本框内输入为“LED1”，并勾选“Designator”右边的可视化复选项。图1-2-36 晶体振荡器属性编辑对话框 单击变量列表下面的按钮，显示“Parameter Properties”对话框，如图1-2-37所示。在“Name”栏的文本框内输入字符串“Value”；在“Value”栏的文本框内输入“3mm”。图1-2-37 “Parameter Properties”对话框确认“Type”栏的参数类型为“STRING”，并且“Value”栏的可视化复选项“Visible”被勾选，设置完毕单击按钮，返回发光二极管属性对话框。在对话框的“Properties”单元内，关闭“Comment”栏右边的“Visible”复选项。单击按钮返回放置状态。单击鼠标右键（或按Esc键）退出放置模式。6） 放置其余元件按照双面介绍的方法放置单片机学习仪电源电路中其余的元器件双刀双掷电源开关、2.5寸电源插孔、三端稳压器及连接器。放置完成后的元器件如图1-2-38所示图1-2-38 放置完所有元件的图形7） 保存文件执行菜单命令【File】【Save】（热键F，S）保存你的原理图。知识点四 单片机学习仪电源电路原理图元件布局与布线1.布局调整元件放置完成以后，应注意调整元件布局，保证两个元件之间留有间隔，这样就有大量的空间用来将导线连接到每个元件引脚上。这很重要，因为无法将一根导线从一个引脚的下面穿过然后连接到另一个引脚上，如果你这样做，两个引脚就都连接到导线上了。 移动单个元件。如果你需要移动某个元件（以移动二极管D2为例），可以采用以下几种方法：方法一：只需在该元件上单击并拖动（按下鼠标左键不放）到新的位置，然后释放左键即可。该方法是最常用、最方便快捷的方法。方法二：在二极管D2上（一定要将光标放在元件的符号上）单击鼠标左键，使元件处于选中状态（高亮显示），如图1-2-39所示。图1-2-39 处于选中状态的二极管D2单击标准工具栏上的十字图标（快捷键为E，M，S），此时光标将变成十字形。移动十字光标到二极管D2上并单击左键，二极管D2即粘附在光标上，然后移动粘附有元件的光标到目标位置，单击鼠标左键完成移动操作。在原理图图纸的空白处单击鼠标左键，或单击标准工具栏上的取消选择图标（快捷键为E，D，A），使元件脱离选中状态。 (2) 移动多个对象要同时移动多个对象，可按下面步骤操作： 选中对象。如果要移动的多个对象比较集中，可以单击鼠标左键并拖出一个矩形框，将要移动的对象全部选中；如果要移动的多个对象比较分散，不能用矩形框框住时，可以按下Shift键再用鼠标左键一个一个地单击选择多个对象。 移动对象。单击标准工具栏上的十字图标，此时光标将变成十字形。移动十字光标到选中对象的某个位置并单击左键，此时所有要移动的对象按原来的排列粘附在光标上。然后移动粘附有元件的光标到目标位置，单击鼠标左键完成移动操作。 单击取消选中状态。元件的最终布局如图1-2-40所示。图1-2-40 最终布局2.连接电路所谓连接电路，就是用导线将元件引脚按电气规则连接起来，具体操作步骤如下：1）调整视图 有两种方法调整图纸的大小： 方法一：执行菜单命令【View】【Fit All Objects】（热键V，F），将图纸上所有组件以最大比例显示在窗口中，保证原理图图纸有一个合适的视图。 方法二：使用键盘实现图纸的放大与缩小。当系统处于其他绘图命令时，如果设计者无法用鼠标使用方法一调整视图，此时要放大或缩小图纸，必须采用功能健来实现。 放大：按PageUP键，可以放大绘图区域。 缩小：按PageDown键，可以缩小绘图区域。 放大：按Ctrl键，同时逆时针滚动鼠标的中间转轴。 缩小：按Ctrl键，同时顺时针滚动鼠标的中间转轴。 居中：按Home键，可以从原来光标下的图纸位置移位到工作区中心位置显示。 刷新：按End键，对图纸区的图形进行刷新，恢复正确的现实状态。 上移：逆时针滚动鼠标的中间转轴。 下移：顺时针滚动鼠标的中间转轴。2）连接电路要在原理图中连线，按以下步骤操作： 执行菜单命令【Place】【Wire】（热键P，W），或从Wiring工具栏上单击导线工具按钮进入连线模式，如图1-2-41所示。此时光标将变为十字形状。图1-2-41 启用导线工具 将光标移动到导线的起点位置（一般是元件的电气引脚），此时一个红色的连接标记（大的星形标记）会出现在光标处。这表示光标在元件的一个电气连接点上。 单击鼠标左键（或按Enter键）确定导线的第一个端点。移动光标会看见一根导线从所确定的第一个端点处延伸出来。 将光标移到导线的下一个折点或终点，单击鼠标左键（或按Enter键）确定导线的第二个端点。此时在第一个端点和第二个端点之间的导线就绘制好了。以该点为新的起点，继续移动光标可绘制第二条导线。 如果要绘制的不是连续的导线，可以在完成前一条导线后单击鼠标右键（或按压Esc键），然后将光标移动到另一导线的起点并单击鼠标左键，再按前面的步骤绘制。 完成全部导线的放置以后，需连续单击两次鼠标右键（或按压两次Esc键），退出画导线状态。在绘制导线的过程中，按“空格键”可以切换折线的走向（是上凸还是下凹，是左凸还是右凸）。按Shift+“空格键”可以在90、45、任意及自动连线四种模式间切换导线的放置模式。3）放置电源及地线端口彼此连接在一起的一组元件引脚称为网络（net）。例如，电阻R4的2脚与电源开关SW1的2脚就是同一个网络。单片机学习仪电源电路中有两个电源端口网络（VCC和GND），将其放置在电路中： 执行菜单命令【Place】【Power Port】，如图1-2-42所示，或使用Utilities中的电源工具盒，如图1-2-43所示，一个电源端口将悬浮在光标上。图1-2-42 放置电源端口图1-2-43 Utilities中的电源工具盒 在放置电源端口之前应先编辑电源端口的属性。按Tab键显示“Power Port”对话框，如图1-2-44所示。图1-2-44 网络标签对话框 在“Net”栏键入“VCC”，然后单击按钮关闭对话框。 移动粘附有电源端口的光标到电阻R4的2脚与电源开关SW1的2脚上，当光标接近导线时会显示一个红色的星形标记，如图1-2-45所示，表示可以在该点放置端口。单击鼠标左键放置该端口。图1-2-45 放置VCC电源端口 放置完第一个电源端口后，光标仍然处于放置模式，在放置第二个端口之前再按Tab键进行编辑。 在“Net”栏键入“GND”，单击关闭对话框，分别在由LED1的2脚及J2的1脚、C5的1脚、C6的1脚、C7的1脚及C8的1脚所组成的网络导线上放置地线端口，如图1-2-46所示。单击右键结束网络标签放置模式。 执行菜单命令【File】【Save】（热键F，S）保存电路。放置网络标签时，可按“空格键”改变网络标签的放置方向。网络标签只能放在导线的上方、导线的右方或元件引脚末端。4. 放置电气节点电气节点是两条导线交叉相连的标记。在默认设置下，若一条导线的端点落在另一条导线上，系统会自动放置一个电气节点，如图1-2-47所示。 图1-2-46 放置GND电源端口 图1-2-47 自动放置电气节点的情况当两条导线十字交叉时，系统不会自动放置电气节点，如图1-2-48所示。表示两条导线在电气上是交叉不相连的。如果实际上是电气相连的，此时应手动放置电气节点，具体可按以下步骤操作： 执行菜单命令【Place】【Junction】，或直接单击绘制原理图工具栏上的工具（快捷键为P，J），光标变成十字光标并粘附一个节点，如图1-2-49所示。 图1-2-48 未放置电气节点的情况 图1-2-49 放置电气节点 移动光标到目标位置，单击鼠标左键或按Enter键放置节点。 放置完第一个节点后光标上又粘附一个节点，这表示可以连续放置。要结束节点放置模式可单击鼠标右键或按压Esc键。要删除图纸上某个对象（包括元件、导线、网络标签、电气节点等所有放在图纸上的对象），首先选中该对象（可以选择一个，也可以选择多个），然后按Delete键删除。如果在绘制过程中出现了误操作，可以单击按钮回到上一步，并且可以通过多次单击按钮向前回多步。如果想重复前面的操作，可以单击按钮，并且也可以多次单击。自学与拓展1. 电路组件的通用编辑一通用编辑操作主要包括电路组件的选取、拷贝、剪贴、移动、排列与对齐等，下面分别进行介绍。1）对象的选取“选取”是电路编辑过程中最基本的操作，要删除、拷贝、剪切或移动对象，必须先执行选取操作。若被选中的对象是元件、导线、矩形、文本框、图片等对象时，则根据对象不同，在该对象的四周会显现一个或一个以上的高亮可控手柄，如图1-2-50所示；若被选中的对象为电气节点、网络标签、文本字符串、超级图纸连接器、“No ERC”标记、电源端子以及PCB布线标记等对象时，在该对象的四周会显现一个高亮的矩形框，如图1-2-51所示。Protel DXP为设计者提供了多种选取对象的方法，下面分别给予介绍。图1-2-50 被选取时显现高亮可控手柄的对象图1-2-51 被选取时显现高亮矩形框的对象单击鼠标左键选取Protel DXP不同于以前版本的最突出的特点之一，就是不再区分“点击”和“单击”操作，并且允许用户直接在对象上单击左键来选取。 (1) 选取单个对象首先将光标移动到需要选取的对象上，然后单击鼠标左键即可。 (2) 选取多个对象要选取多个对象，首先按下Shift键不放，然后用鼠标分别单击需要选取的对象即可。拖动鼠标选取当有多个对象需要选取时，最常用且最简单的方法是直接在图纸上拖出一个矩形框，框内的对象将全部被选中。具体方法如下： (1) 选取集中分布的多个对象在图纸的合适位置，按下鼠标左键，光标变成十字状，如图1-2-52所示，拖动光标至合适位置，释放鼠标左键即可将选中矩形区域内的所有对象，如图1-2-53所示。 图1-2-52 拖动光标选取对象 图1-2-53 被选中的对象在拖动的过程中，不能松开鼠标左键，保持光标为十字状。只有被矩形框完全包含的对象才能被选中。 (2) 选取离散分布的多个对象当多个需要选取的对象分布比较离散时，可按下Shift键不放，然后分别用矩形框将多个对象选中，如图1-2-54、图1-2-55所示。图1-2-54 按下Shift不放再用矩形框拖选其他对象图1-2-55 被选中的多个离散分布的对象 使用标准工具栏上的选取工具在标准工具栏上有一个区域选取工具图标，区域选取工具的功能是选中区域内的对象。启用该命令后，光标变为十字形，在图纸上合适位置单击鼠标左键，然后移动光标到另一位置再单击鼠标左键形成一个区域，此时区域内的所有对象将全部被选中。提示：使用区域选取工具时不需要始终按下鼠标，这也是和拖动鼠标进行选取的惟一区别。菜单中的有关选取命令在菜单【Edit】中有几个关于选取的命令，如图1-2-56所示。图1-2-56 菜单中关于选取的命令 (1) 【Inside Area】命令用于选取区域内的对象，该命令与标准工具栏上区域选取工具的功能完全一致。 (2) 【Outside Area】命令用于选取区域外的对象，与【Inside Area】命令正好相反。 (3) 【All】命令用于选取当前图纸上所有对象，快捷键为Ctrl+A。 (4) 【Connection】命令用于选取指定连接。使用这