多功能数字钟的设计课程设计报告

成绩评定表学生姓名周帮飞班级学号1103060416专业通信工程课程设计题目光耦输入板评语组长签字：成绩日期20年月日课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业通信工程学生姓名周帮飞班级学号1103060416课程设计题目光耦输入板实践教学要求与任务:1.认真完成protel软件学习，熟练掌握基本操作。2.绘制光耦输入电路原理图，要求布局符合电器规范、制图美观、可读性好。3.绘制光耦输入电路原理图相应的双面印刷版图。4.提交课程设计报告，要求条理清楚、图文并茂，体现制图的必要过程。工作计划与进度安排:1月6日-7日布置设计任务、查阅资料、学习protel基础知识，1月8日-10日绘制电路原理图及相应的双面印刷版图，1月11日-12日撰写课程设计报告及答辩。指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日目录TOC\o"1-3"\h\u22531引言 11、光耦输出板原理图绘制 2134611.1电路图设计基础和操作步骤 271471.2电路原理图设计的一般步骤 2287432、用PROTEL绘制电路原理图 563652.1创建ddb文件 555662.2新建一个设计 6112312.3元件库的调入 7125792.4放置元器件 9165282.5布线 9179033、电器检查及生成网络表 11312703.1电器检查、修改、调整 11212903.2生成网络表 12306114、PROTELPCB印制板电路的绘制 1327324.1创建PCB文件 13256854.2导入网络表并规划PCB版 1488794.3设置工作参数 14146064.4PCB布线 14299985、心得体会 15232456、参考文献 16光耦输入板的设计引言Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。电路工程设计部分:(1)电路原理设计部分：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlep编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。（2）印刷电路板设计系统：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称Public编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。（3）自动布线系统：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。电路仿真与PLD部分:（1）电路模拟仿真系统：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。（2）可编程逻辑设计系统：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。（3）高级信号完整性分析系统：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。因此Protel是一款使用方便，操作简单，功能强大的EDA工具，在电路设计中应用很普遍，电子类专业的学生有必要对其功能及应用有一定的了解，要做到基本能够熟练操作与应用。本课设的目的就是加强对Protel的操作与应用。1、光耦输出板原理图绘制电路图设计基础和操作步骤印制电路板设计的流程方框图：电路原理图设计产生网络表印制电路板设计；：开始打开protel软件创建设计数据库创建原理图文件图纸设置加载元件库放置元件调整元器件布局位置进行布线及调整存盘打印；2、用PROTEL绘制电路原理图首先打开protel99SE软件，新建一个工程项目即执行菜单命令【FILE】/【NEW】，在弹出的对话框如图所示中将文件格式设置为MSAccessDatabase，文件名改为自己喜欢的名字，存储路径根据需要更改，然后点击“OK”就创建了一个后缀名为DDB的文件，我所做的所有内容都会在这个文件里面了。我的工程中我将它命名为“周帮飞.ddb”。图1创建DDB文件界面用右键、新建、选择SCHEMATICDOCUMENT创建一设计，命名，选择文件路径，然后进入Protel99SE的标准界面。进入Documents目录，用File/New命令，系统弹出文件类型的对话框。我们选择SCH图标，即进入SCH设计系统，同时系统界面变为SCH的设计界面。图2创建SCH文件界面图3绘制原理图界面2.3元件库的调入我们发现，左边多了一个BrowseSCH的选项卡。单击则进入了原理图管理器，Libraries即所使用的元件库图4查找元件界面一般来说，默认元件库MiscellaneousDevices.lib即可满足需要。如需使用其他元件库，例如在本课程设计任务中我需载入sim仿真库，如图点击“Add”，此元件库便加到工作界面。如果要移除此库，点Remove即可。则可按照以下步骤选择新的库文件。点击钮，弹出以下对话框：图5添加库文件界面b.选择路径，指定所要加入的元件库，再按Add按钮，即可将它复制到下面的区域，如下图所示。图6添加原件库界面同样，如果程序加了太多元件库，也可以在下面的区域中指定所要移除的元件库，按Remove按钮即可将它拿掉。一切就绪后，再按OK按钮，我们所指定的元件库也就已经成功添加好了。在元件库元件列表中选中所需器件，双击，移动光标至工作平面的适当位置，在移动的过程中，按空格键可以将元器件进行旋转。单击左键，即可将元件定位到工作平面上了。双击该器件，弹出设计元器件属性的对话框。图7设置原件属性框中各栏的意义如下：LibRef:元件名称。该项是根据放置元件时的名称设置自动提供的，不可更改。Footprint:器件封装，系统自动根据放置元件提供，不可更改。Designator:元件标号，如R1，C2。Part:器件类别或标准值，如1K，0.01u。此外，为更加方便地找寻元件，还可点击左边的“BrowseSch”下的“Find”可以直接搜索，打开直接输入RES系统自动在所有库中寻找到目标元件，之间加入这个库并且点击就可以放置这个元件到所需要的位置。在进行合理布局之后就可以开始布线了，将放置好的元器件各管脚用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，使各原件之间具有用户所设计的电气连接关系。执行画导线命令的方法有两种：一是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiringtools）中的Wiring图标；二是利用菜单命令Place/Wire。执行以上操作后，单击鼠标左键，确定导线的起点，移动鼠标的位置，拖动线头至导线的末端，单击左键，确定导线的终点。最终即可得到电路原理图。并且注意到其中的一些快捷键的用法可大大提升布线效率，如PGUP\PGDN放大缩小,TAB切换属性,E/D剪切修改等。布线时一定要考虑大局，线路拐弯时可以用两个45度角拐过去，这样布出的线路就好看一点。注意总线分支的方向转换用空格键。本次课设要求绘制光耦输入板的电路原理图。如下所示：图8光耦输入板的电路原理图3、电器检查及生成网络表3.1电器检查、修改、调整选择TOOLS菜单下的ERC项，弹出对话框，直接点击OK键即可进行ERC检查，如果有问题将用坐标标注元件的位置。返回电路原理图，改正错误的元件属性，再进行ERC检查，直至完全正确。执行菜单命令Reports/BillofMaterial,系统弹出BOMWizard对话框，按步骤完成.XLS的元器件的清单。方便人们看出原理图中的各个元器件的种类、类型、封装。图9原理图的各个元器件的种类、类型、封装图10原理图的各个元器件的种类、类型、封装执行菜单命令【DESIGN】/【CREATNETLIST】，弹出的对话框中将outputformat选择protel,将netidentifierscope选择网络标号和端口全局有效，下面的选择activesheet然后点击OK就自动生成了网络表，其后缀名为.net。关于网络列表的生成对PCB文件的成功导入至关重要。图11网格表界面图12网格表界面图13网格表界面图14网格表界面图15网格表界面图16网格表界面图17网格表界面图18网格表界面图19网格表界面图20网格表界面图21网格表界面网络表的作用：（1）可用于印刷电路板的自动布局、自动布线和电路模拟程序。（2）可以检查两个电路原理图或电路原理图与印刷电路板图之间是否一致。4、PROTELPCB印制板电路的绘制4.1创建PCB文件同创建sch电路图文件一样，双击进入document,执行右键、新建、PCBdocument即可创建PCB文件。在生成PCB文件之前应保证原理图没有错误，文件生成后将所需要的库文件导入到PCB，否则即使原理图无错误系统也会报错。图22PCB设计界面选择设计/加载网络表再弹出的对话框中按Browse按钮，将弹出文件选择周帮飞.NET文件，点击OK，弹出对话框。若元件封装、原理图均无错误后即可在PCB版上生成元器件。然后就可以开始规划PCB版了，首先在KeepoutLayer或者MutiLayer用线(track)画出一、长方形区域(足以容纳元器件)，以此来确定电路板大小范围。注意板子大小要适中，太大会造成材料的浪费，太小会给后面的连线带来很大的麻烦。元器件导入后，我就开始设置工作参数，在图层堆栈管理器内，根据设计需要，可以将PCB版设计成单面板、双面板和多层板3种。在设定完PCB的类型后，还应当预设工作参数，如相应的布线规则。4.4PCB布线在确保以上步骤正确进行后点击命令菜单【AUTOROUTE】/【ALL】中执行【ROUTEALL】即可进行自动布线，自动布线的前提是已经将边界框好，否则点击自动布线系统将会报错，自动布线选择的是最短路程。最后可得到如下的pcb图。 图23自动布线的生成的PCB6、心得体会这次Protel课程设计的学习，学到了很多关于电路理论方面和实践方面的知识，受益匪浅。对这门课程设计非常感兴趣。不仅锻炼了自己的动手能力，也从一定程度上学会Protel仿真软件的应用，亦加深了对书本上知识上的认识。在Protel99SE课程设计中，最初的盲目乱划乱布线到有条理，有步骤，收获不小，但在中间总是有地方想不过去，后来请教同学，查看资料，最终解决了问题。在Protel课程设计中，首先熟悉下理论上知识，然后重点学习对Protel的使用方法。在了解理论知识前提下，使用Protel对电路图进行绘制，然后进行相应结果与实际的理论上进行一下比较看看是否合理，在对误差进行分