Protel99se设计报告

1、 电气信息学院电电气气制制图图与与电电子子线线路路 C CA ADD 课课程程设设计计报报告告课题名称课题名称 红外线遥控调速器的设计红外线遥控调速器的设计 专业班级专业班级 * 学学 号号 * 学生姓名学生姓名 * 指导教师指导教师 评评 分分 2012 年年 12 月月 1 日至日至 12 月月 19 日日课程设计量化评分标准课程设计量化评分标准 指导老师评语：指标指标分值分值评分要素评分要素得分得分原理图设计原理图设计20方案选择合理，分析、设计正确，原理图清楚，结构合理，正确。 设计报告设计报告20报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰，语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全符合规范化要

2、求，用计算机打印成文。 电路板设计电路板设计20过程清晰，布线均匀，布局合理，有设计测试点且位置选择适当。电源线与信号线布线、结构合理。有安装孔设计和丝印布局清晰。 工作态度工作态度20工作量饱满程度，题目难度；工作态度，按时完成设计任务，是否独立完成等。 答辩成绩答辩成绩20思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；分析归纳合理，结论严谨；回答问题有理论根据，基本概念清楚。 总总 评评 成成 绩绩 答辩记录答辩记录1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）答：（1）问题说明：从网络表导入到PCB图中的时候开关提示Node Not Found。 解决方法：在原理图原件库中将开关重新

3、做一次（2）问题说明：在画PCB原件库的时候，有些原件不知道封装形式，不知道 如何做PCB原件库。 解决方法：上网查资料，通过视频学习等等，画出其对应的封装.2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题） 。1）问：如何隐藏PCB图中的铺铜。 答：在PCB图中单击右键，选择OptionsShow/Hide，在Plyqons中选择Hidden，单击OK2）问：说说对 PCB 各个层的了解。 答：1.TOPLAYER顶层，走线的时候尽量在顶层走线，避免在铺地的时候把地分开（红色）.2.BOTTOMLAYER底层，铺地，用，或者在顶层走不开线的时候在底层走，在底层走线尽量要短，如果需要很长，那么最好

4、用过孔在顶层和底层之间穿插走线还有在顶层的元件，有地断要打过孔，在底层的不用打3.KEEPOUTLAYER禁止布线层，设定图纸的边框，边框内部可以放置元件和走线，边框和外部禁止走线.摘摘 要要 本红外线遥控调速器，属于一种电子器械领域；包括红外线发射器、红外线接收及控制器；红外线接收及控制器由电源、前置放大、脉冲计数、晶闸管触发及控制电路组成。所述红外线发射器的电路包括时基电路集成块、红外线发射二极管等；所述电源包括降压电容、电阻器、供电处理集成块；所述红外线前置放大器包括红外线接收二级管，前置放大集成块；所述脉冲计数器包括脉冲计数集成块、二极管、电阻器、电容器；所述控制电路包括三级管、单结晶

5、闸管、双向可控硅等。本实用新型红外线遥控调速器可广泛应用在各类电风扇中，实现了电风扇无触点开关和速度控制，也可大规模生产制成一体的盒式产品供早期无遥控装置的电风扇使用。 关键词：红外发射器 红外接收器 控制器 I目录目录第一章第一章 绪论绪论-11.1 设计目的-11.2 原理设计-11.3 绘图设计-1第二章第二章 集成电路集成电路-22.1 红外线编码发射器电路-22.2 红外线编码接收器电路-3第三章第三章 电路设计电路设计 -33.1 红外线编码发射器电路设计-3 3.1.1 元器件选择 -3 3.1.2 集成芯片资料-3 3.1.3 工作原理 -53.2 红外线编码接收器电路设计-5

6、 3.2.1 元器件选择 -5 3.2.2 集成芯片资料-5 CX20106 芯片-5 LC2200 芯片-63.2.3 工作原理 -7第四章第四章 原理图和原理图和 PCB 图的绘制图的绘制 -74.1 原理图绘制-74.1.1 电路原理图设计的一般步骤-74.1.2 元件库的设计-84.1.3 完整原理-94.2 编译及网络表的生成-94.3 PCB 图的绘制 -10课程设计心得课程设计心得-11参考文献参考文献-11附录一附录一-12附录二附录二-13II0第一章第一章 绪论绪论1.1 设计目的设计目的 电子线路 CAD 课程设计是电子设计自动化的后续实践

7、环节。通过本课程设计，帮组学生进一步领会和深化课堂上学到的有关电子线路 CAD 设计的基本概念、基本原理，掌握原理图绘制，PCB 设计的基本操作方法。通过电子线路 CAD 课程设计，加强学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力，培养学生创新意识，为毕业后从事硬件电子线路系统设计方面的工作打下坚实的实践基础。 电气制图与电子线路 CAD 课程设计实际上是通过 EDA 技术用现代化得设计方法和手段设计由若干单元电路构成的小型电子系统，也就是说，学生在这一过程中要根据每个课程设计题目所给定的总体要求，独立设计、绘制和仿真电路，去实现设计任务做要求的小型电子系统。通过这种综合性训练，要求学生达到以下

8、目的和要求： （1）结合课程中所学的理论知识，独立设计方案。 （2）学习查阅相关手册与资料，通过查阅手册与文献资料，进一步熟悉常用电子器件及其特性，并掌握合理选用的原则，培养独立分析与解决问题的能力。 （3）学会使用常用电子器件（包括中规模芯片、专用芯片和可编程器件） 。 （4）掌握基本的现代电子技术设计工具和 EDA 技术。 （5）熟悉电路板的加工工艺。 （6）认真撰写课程设计报告，培养严谨的作风与科学的态度。1.2 原理设计原理设计 根据功能要求考虑红外线调速器系统方案，设计出系统原理图，并进行参数计算和元器件选择，说明电路的工作原理。1.3 绘图设计绘图设计 1）画出完整的原理图。 2）

9、ERC 电气规则检测。 3）生成网络表及元器件清单。 4）画出所设计电路的 PCB 图，包括规划 PCB 板子大小，元器件布局以及布线，布线方法可根据具体情况使用自动布线（手工调整）或者手工布线两种不同的方式。5）根据具体情况进行电路仿真：仿真参数，类别，结果，仿真中出现的故障，原因以及排除方法。1第二章第二章 集集 成成 电电 路路2.1、红外遥控发射电路、红外遥控发射电路如下图所示为由LC2190芯片为核心构成的红外遥控发射电路。图 a22.2 红外遥控接收电路红外遥控接收电路如下图所示为由 CX20106 芯片为接收部分和 LC2000 组成的红外遥控接收电路。图 b第三章第三章 电电

10、路路 设设 计计3.1、红外编码发射电路设计、红外编码发射电路设计3.1.1、元器件选择 开关SB1到SB6，LC2190，红外发射管VB，NPN管，3V直流电源，晶体整荡器等其他相关电阻电容构成。3.1.2、集成芯片资料 LC2190芯片引脚图，如图下图所示。343.1.3 工作原理 如图 a 所示的红外线编码发射器，SB1 到 SB6 为遥控发射按键，LC2190,R2,C1,C2 组成了频率为 40KHz 的编码产生电路，其中脚 2 外接 RC 震荡回路，调整 R2 的阻值，使LC2190 内部振荡器工作在 38*2 的频率上，再经 2 分频产生约 40kHz 的载频，C2 为脉冲间隔时

11、间定时器，脚 5 外接 LED 工作指示电路，将 LC2190 的 13 脚，12 脚分别通过VD1,VD2 接至脚 8，使其 SB1 到 SB6 均变为单次发射方式，即当按下某一遥控按键时脚 1便输出相应的 40kHz 载波编码脉冲，此脉冲经晶体三极管 VT1 放大后，驱动红外线发射管 VB1 发射出红外线编码信号，因为 LC2190 静态电流小于 1 微安，所以省略了电源开关。3.2 红外接收解码电路设计红外接收解码电路设计3.2.1、元器件选择 红外接收解码电路由 CX20106 专用接收芯片，LC2000，红外接收管 VB2 和其他相关电阻电容组成。3.2.2、集成芯片资料 3.2.2

12、.1、CX20106 芯片1)、内部组成和外形引脚图 CX20106 内部包括前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波电路、积分电路、比较整形电路和自动亮度电平控制电路等，它的内部组成框图如图 13 所示图 13 CX20106 内部组成框图CX20106 的外形和引脚排列如图 14 所示，为单列直插式 8 脚塑封结构图 14 CX20106 外形引脚图52） 、CX20106 集成电路的电性能参数CX20106脚外加典型电压 VDD （5V）时，其各引脚的静态电压如表 1 所示 表 1 CX20106 各引脚静态电压CX20106 引脚12345678电压（V）0（VSS）

13、1.41.05.05.0（VDD）CX20106 的电性能参数如表 2 所示表 2 CX20106 的主要电性能参数参数名称单位最小值典型值最大值工作电压V4.75.017电源电流mA滤波中心频率f0kHz304060电压增益dB747884功耗W0.6工作温度-20+70 LC2200 芯片LC2200 外型引脚图3.2.3 工作原理 CX20106 是红外线接收专用前置放大集成电路芯片，内部包括了放大，限幅，带通滤波，积分比较等电路，它的红外线接收管 VB2 等组成了放大整形电路，把 VB2 所接收的红外编码指令信号变为直流电信号，该电路的特点是用电阻 R2

14、 来调整接收谐振频率，按图 b 所示元件数值，接收谐振频率约为 40kHz，脚 7 为信号输出端，低电平有效，当 VB2接收发射器发来的信号指令时 CX20106 的脚 7 就将棉麻脉冲检出送至 LC2200 的信号输入6端脚 13，经内部解码后就从脚 1，.6 输出相应的高电平指令，由于 LC2200 的脚 12 接 VCC 处于互锁输出工作状态，即 6 路输出中任何时候只有一路为高电平，此高电平经电阻降压，即限流后送至光耦合器 PC 的输入端，输出的受控信号直接触发双向晶闸硅 V，达到调速的目的，本电路也适合台灯调光，只要将风扇的电机换成电灯即可，由于LC2200 的脚

15、6 悬空未接入电路，可以为停止档使用。第四章第四章 原理图和原理图和 PCBPCB 图的绘制图的绘制4.1 原理图绘制原理图绘制打开 Protel DXP 2004 后，在 File 菜单下选择 NewProjectPCB Project，即创建了一个 PCB 项目文件，并保存名为 pro2.PrjPCB。继续在 File 菜单下选择 NewSchematic，即创建了一个原理图文件，并保存为 sheet1.SchDoc。 图表 1 创建的文件列表4.1.1 电路原理图设计的一般步骤电路原理图设计是整个电路设计的基础，一般电路原理图设计的步骤为：1）启动 Protel DXP 电路原理图编辑器

16、，建立一个项目，并且接下来相关原理图设计，元件库设计，PCB 图的绘制都在这个项目中进行。2）设计电路原理图图纸大小及版图，即根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小、方向、网格的大小及标题栏等。3）放置元件。用户根据实际电路的要求，将元件从元件库中找出并防止再图纸上。用户根据需要对元件位置进行调整和修改，并对元件的编号、封装等属性进行设置。4）原理图布线。用户利用 Protel DXP 提供的各种画图工具和指令将元件用导线连接起来，构成一个完整的电路原理图。5）检查原理图。原理图绘制完成后，利用 Protel DXP 提供的电器规则检查功能，检查原理图的连接是否正确，若有错误则对电路图进行修改

17、。6）生成网络表。4.1.2 元件库的设计在这次设计中，有些元件没有元件库，如LC2200、LC2190、CX20106。我们必须自行设计元件的引脚图以及其封装形式。 在7File 菜单下选择NewLibrarySchematic Library，即创建了一个元件库文件。在绘制好其元件库后，还需要匹配对应的元器件封装，可以在系统自带的PcbLib 中进行匹配，也可以自行绘制其元件封装，方法如下：在File 菜单下选择NewLibraryPCBLibrary，即创建了一个PCB 库文件，在此文件中，利用PCB 元件向导（在Tools菜单下PCBNew Component）完成LC2200 或者是

18、CX20106 的引脚封装。完成所有的封装绘制后，命名并保存。在元件库中可以对元器件添加属性，右键选择Model Manager，选择Add Footprint，选择对应的引脚封装形式即可。这样，完成了元件库以及元器件的封装绘制，并联系了两者的对应的关系。以 LC2200 为例说明： （1）点击 File 级联菜单中的 Schematic Library 命令，可以建立一个新的原理图元件库，默认库名为 Schlib1.Schlib。例如在原理图中自行封装的 LC2200 芯片： LC2200 芯片的引脚说明 （2）元件库设计好了之后需要对其进行引脚的封装。点击 File 级联菜单中的 PCB

19、库，对设计好的芯片进行封装。可选择元件向导，由软件按照一定的规律绘制出封装，也可以自行绘制适合的封装形式。例如上 LC2200 片的封装形式为： 91011121314151687654321 LC2200 芯片的封装形式 封装完成后，需要将此芯片的引脚封装追加到该芯片的引脚设置中，才能完成元件库中一个芯片的完整设计。如图，完成装形式的追加。图 4.1.3 芯片封装4.1.3 完整原理8完整的数据采集卡原理图见附录二4.2 编译及网络表的生成编译及网络表的生成首先经过编译检查电路图中是否有错误出现，若没有错误出现，则可以进行对电路图生成网络表，方便工程生产。编译好项目，没有错误之后,点击 De

20、sign/Netlist/Protel 菜单选项，系统将自动生成与项目文件同名的网络表文件，生成的网络表如图所示：图 4.2.1 网络表4.3 PCB 图的绘制图的绘制1）绘制 PCB 板框 鼠标点击 PCB 编辑器绘图区底部标签 Mechanical 1，选中板层 Mechanical 1。选择 PCB 对象放置工具上的防止连线按钮，在层面 Mechanical 1 上绘制矩形作为 PCB 板框。鼠标选中所绘矩形，选中菜单 Design-Define from Selected Objects,系统按照所绘矩形的尺寸确定 PCB 板框。92）设置 PCB 板层数一般情况下，设置 PCB 板层

21、数为一层。当元器件有很多且布线复杂是可以选取多层。3）定义板框大小和禁止布线区4）导入网络表 选择菜单 Design-Import Changes from.，系统调入绘制的原理图文件。3）自动布局4）自动布线选择菜单 Auto Route-All.，系统打开布线策略设置对话框，使用默认的布线策略设置，点击按钮 Route All，系统弹出布线信息。10然后开始对电路进行布线。最终的电路布线结果见附录二第六章第六章 体会心得体会心得 课程设计是我大学学习生活的重要的一项学习任务，是对我对平时学习的综合考核。而也为了使我的综合素质技能可以有一个很大的提高，这次课程设计,我们抽中了第二个课题红外遥控调速器的设计。在为期几周设计过程中，我