电路板protel实验报告小论文.docx

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电路板protel实验报告小论文

单片机实验板论文

题目：

单片机实验板（PCB）设计

系别：

物理与信息科学学院

姓名：

陈文举

专业：

电子信息科学与技术

学号：

班级：

08级电信二班

提交日期：

2011-7-1

实验报告

一、实验目的

1.了解protel软件基本功能及实际操作方法；

2.掌握电路原理图设计和PCB图绘制基础和技能操作；

3.掌握PCB布线和布局的技巧以及注意问题；

4.原理图元件符号和PCB元件封装编辑技能；

5.培养实际电路图绘制和动手操作综合能力；

6.自己能够绘制电路原理图并可以对PCB进行合理布局

二．主要的模块：

1．电路原理图设计模块：

该模块主要包括设计原理图的原理图编辑器，用于修改、生成元件符号的元件库编辑器以及各种报表的生成器。

2.印制电路板设计模块：

该模块主要包括设计电路板图的PCB编辑器，用于PCB自动布线的Route模块。

用于修改、生成元件封装的原件封装编辑器以及各种报表的生成器。

3.可编程逻辑器件设计模块：

该模块主要包括具有语法意识的文本编辑器、由于编译和仿真设计结果的PLD模块。

4.电路仿真模块：

该模块主要包括一个具有强大的数/模混合信号电路仿真器，能提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真。

三．电路原理图的绘制

Protel绘制PCB流程说明

总体上是：

绘制原理图——创建网络表——PCB设计

绘制PCB详细步骤：

1新建设计数据库文件

2再设计数据库文件中新建原理图文件

3绘制原理图（必要时，绘制库元件符号）

4对元件封装

5创建网络表文件

6在设计数据库中新建PCB文件

7导入网络表

8元件布局

9手动与自动布线

10最后做出调整

四电路原理图设计

4.1原理图如下：

制作步骤如下：

新建一个设计数据库文件；新建一个原理图文件（即启动原理图编辑器界面）；加载原理图元件库（根据原理图需要加载元件库）；④绘制原理图，包括：

放置元件、绘制导线、放置电源和接地符号、放置网络标号、放置节点等；⑤属性的编辑：

包括元件及标注、一般导线和总线及分支线等；⑥电路ERC检查；⑦无误后，完成原理图制作；⑧产生网络表；⑨制作PCB图。

4.2单个模块原理图的设计。

（1）发光二极管。

单片机的I/O口驱动LED的负极，电阻为上拉电阻，如图1。

图1发光二极管

（2）时钟及复位电路。

实验板系统的时钟信号由晶振产生，复位电路的按钮开关可以在需要时对系统进行复位，如图2。

图2时钟及复位电路

（3）电源。

电源由整流桥，三端集成稳压电路和滤波等器件组成，如图3。

图3电源

（4）键盘，键盘为4*4型，可作为人机交互的输入工具，如图4。

图4键盘

（5）扬声器，扬声器可以由单片机控制，发出“滴滴”的响声，如图5。

图5扬声器

（6）数码管。

数码管用两个锁存器74HC373控制，一个控制位码，一个控制短码。

锁存器连接在单片机的I/0口，由单片机控制，如图6。

图6数码管

（7）串行通信接口及中断实现按钮。

串行可谓单片机最具特色的功能之一。

这里使用了MAX232作为通信的端口。

中断实验按钮可以触发INT0和INT1中断，电路如图7。

图7串行通信及中断实验按钮

五PCB设计

5.1PCB的大小及形状

首先，确定PCB的大小及形状。

新建一个PCB文件设置其长跟宽，采用标准的矩形，如图8

图8PCB的大小及形状

5.2设置物理及电气边界

分别在Mechanical1和Keep-OutLayer层用直线工具绘制物理边界和电气边界，大小与电路板的大小相同，如图9。

图9物理和电气边界

5.3导出器件

选择Design-ImportChangesFrom命令，将器件导入PCB中，并用鼠标拖动器件进行合理的布局，如图10

图10布局PCB中的器件

5.4规则设置于自动布线

对布线规则进行必要的设置，比如间距，导线宽度等参数，就可以使用Protel2004强大的自动布线动能进行布线了。

选择Auto→RouteAll……命令，单击RouteAll按钮，则系统开始自动布线，布线的结果如图11。

图11自动布线完成

六.实验分析与总结

6.1在制作电路原理图与PCB图过程应当注意的一些问题：

◎绘制原理图时，导线与连线是不同的，看起来两者的颜色和外形都一样，但是用连线代替导线是没有电气意义的；

◎绘制原理图时，注意节点的放置的地方，有时系统会自动给所有导线交叉的地方都加上一个节点；

◎为了提高抗干扰能力，增强系统的可靠性，往往需要电源线、接地线和一些通过电流较大的导线加宽；

◎为了增强电路板的覆铜导线与焊盘（或过孔）连接的牢固性，避免因钻孔而导致断线，需要将导线和焊盘（或过孔）连接处的导线宽度逐渐加宽，形成一个泪滴的样子；

◎注意SCH元件与PCB元件的区别：

有时SCH元件与对应PCB元件在元件引脚编号的定义上是有区别的（比如：

二极管元件、三极管元件、电位器元件等）；

◎在制作印制电路板图时，要注意焊盘和导线的最小尺寸，避免在制板过程中因钻孔或是腐蚀时把所有的铜线断线或是都去除掉；

6.2总结

通过Protel2004软件教程的理论学习与技能操作，我基本学会小电路原理图和印制电路图PCB的绘制步骤以及在设计过程中应当注意那些技巧方法（比如焊盘、导线的尺寸等细小问题）。

Protel的学习不是一朝就能学会的，它是一个持续的过程，只有在不间断的重复的实际演练与操作中，你的水平与能力才会有一定的熟练与提高。