音乐门铃设计.docx
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音乐门铃设计
1Protel99SE的软件学习
1.1Protel99SE的概述
1.1.1Protel99SE的组成
Protel99SE软件具有极为全面的工具、文档管理和设计项目的组织功能，使用户更轻松的驾驭电子电路设计的全过程，成为众多电子电路设计自动化的首选。
Protel99SE主要由两部分组成，每个部分各有几个模块：
第一部分是由电路设计部分，包括：
（1）电路原理图设计软件AdvancedSchematic99。
（2）印制电路板图设计软件AdvancedPCB99。
（3）印制电路板图自动布线软件AdvancedRoute99。
在Protel99SE中提供了大量的元器件模型，同时允许用户通过网络下载更新元器件模型，通过该软件提供的元器件库管理工具，用户可以方便的对设计中常用的元器件进行分类整和，可大大提供工作效率。
除此之外，还有如下特性：
方便的查找功能，优越的混合信号电路仿真，简便的同步设计，强大的规则检查功能，增强的手动推挤步线方式，新的步线到脚分格，精确的信号完整性分析，增强的元器件布局工具，可以实现对原理图的自动布局。
第二部分是电子电路的仿真和可编程逻辑元器件设计部分，包括：
（1）电子电路仿真软件AdvancedPLD99。
（2）高级信号完全性分析软件AdvancedIntegrity99。
（3）可编程逻辑元器件设计软件AdvancedPLD99。
1.1.2Protel的发展
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。
CAD技术的应用，大推动了电子\微电技术的进步，技术的进步和市场竞争，又导致CAD技术的不断完善，构成了计算机应用技术的一个重要分支：
包括时间辅助工程（ComputerAidedEngineering，CAE）、计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）、计算机辅助测试（ComputerAidedTest，CAD）、计算机辅助质量保障（ComputerQualityAssuranee，CAQ）。
这些技术相互交叉，密不可分，因此，有人CAD的复数形式把它们统称CADS，在CAD之前冠以电子（Electronic）的英文字头，用ECAD表示电子领域CAD系统。
尽管ECAD技术的应用获得了巨大成绩，但并没有把人从繁重的设计工作中彻底解放出来。
在设计工作中，始终是人和计算机协同工作，人是设计工作的主体，计算机是辅助人工作的工具。
由人确定设计要求，进行总体设计，提出很具体的方案，计算机接受“人”给的设计信息后，靠高存储量的记忆能力和高速运算，对设计方案进行模拟、检验、数据处理。
整个设计过程中，计算机完成某些设计步骤的自动化程度还不高，各设计环节间的衔接不够通畅，设计资源的利用还不够充分，出现错误或设计不理想时，要由人进行大量、繁琐的修改。
也就是说，人的积极因素和智慧因素未得到更充分的发挥。
Protel99SE中提供了两种文件管理方式，一种是标准的WindowsFilesystem方式，该方式该文件分散组织在用户指定的文件夹中，另外一中方式就是采用综合数据库来管理文件，所有与设计有关的文件，如文本文件，原理图文件，PCB文件，输出文件等，均以数据库的形式集中组织在一起，可以实现高度有效，快捷的管理。
使用项目组促进设计协作项目组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的信息，确保整个设计组的工作协调配合，可大大提高设计效率，同时通过设定权限保证文件系统的安全。
Protel99SE适应电子技术的发展，是目前电子CAD领域应用最为广泛的辅助设计软件之一。
Protel99SE主要应用于电子电路原理图的设计、电路板的设计和绘制以及电子电路逻辑分析和仿真等，他具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、完善有效的检测工具、灵活有序的设计管理手段，它为用户提供了极其丰富的原理图元器件苦、PCB元器件库以及出色的在线库编辑和库管理，良好的开放性还使他可以兼容多种格式的设计文件，使用户可以轻松地控制电子线路设计的全过程。
1.1.3Protel的特点
Protel99SE是32位代码优化的电子电路图设计软件，其集成了超过6000种元件于电路原理图设计系统中，它有如下特点：
（1）支持网络设计
这个功能在进行大规模电路设计时特别有用，在智能工作组软件的管理下，可以吧一个大的电路设计任务分成若干个子电路，让多个设计者通过网络安全的进行设计，最后在统一起来，适应了大工业生产发展。
（2）添加了自动布局和信号完整性规则设计
虽然在设计电路时电路元件的布局往往是依赖于电路设计者的经验，但Protel99SE得此项功能已经达到专家级水平。
（3）添加了更新功能
从电路原理图到印制电路版图的更新功能，使两个设计软件之间的联系得以加强。
（4）改进了电路的仿真功能
使用Protel99SE时，在电路原理图设计完毕后可直接进行电路仿真。
电路仿真技术是电路的设计周期大为缩短，极大的降低了研制成本，提高了工厂的效益，受到了厂家的一致欢迎。
（5）添加了智能化自动布线技术
在自动布线规则的引导下，Protel99SE自动布线的成功率几乎达到80%，即便是不能完成正确布线，软件也会指出错误的地方，供操作人员进行改正。
1.1.4Protel99SE存在的问题
尽管Protel99SE表现出众，但任然存在一些问题，尤其对中文使用者来说，至今在印制电路板的设计中无法放置汉字，给生产带来了诸多不便。
现在这个问题国内已有人在进行研究并取得了一些成果。
此外，Protel99SE对计算机系统的资源消耗过大，对计算机的系统配置要求较高，否则自动布线的运行速度就会很慢。
1.1.5运行Protel99SE的计算机的硬件配置：
1.建议硬件基本配置
CPU：
PentiumⅡ。
内存：
64MB以上。
显示：
在16位真彩色下分辨率要能达到824×768。
硬盘：
安装完Protel99SE后，至少还有300M以上的空间。
显示器：
最好是17英寸。
2.操作系统
MicrosoftWindowsNT4.0或以上版本（含中文版）。
MicrosoftWindows95/98/2000或以上版本（含中文版）。
1.2原理图设计基础
1.2.1电路原理图的设计步骤
在Protel99SE中，设计电路板最基本过程有以下3个步骤：
1.电路原理图的设计
电路原理图的设计主要是利用Protel99SE中的原理图设计系统AdvanceSchematic99来绘制一张电路原理图。
在这一部中，可以充分利用其所提供的各种原理绘图工具、丰富的在线库、强大的全局编辑能力以及便利的电气规则检查,来达到设计目的。
2.产生网络表及其他报表
网络表是电路板自动布线的灵魂,也是原理图设计与印制电路板设计的主要接口。
网络表可以从电路原理图中获得,也可以从印制电路板中提取。
其他报表则存放了原理图的各种信息。
3.印制电路电路板的设计
印制电路板设计是电路设计的最终目标.利用Protel99SE的强大功能实现电路板的版面设计,完成高难度的布线以及输出报表等工作。
概括地说,整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图,并且生成网络表,然后进行布局,再人工布线或根据网络表进行自动布线.前面谈到的这些内容都是设计中最基本的步骤。
在此补充一下,原理图设计完成后,我们可用电路信号仿真进行验证调整,电路信号仿真是原理图设计的扩展,为用户提供一个完整的从设计到验证的仿真设计环境。
它与Protel99SE原理图设计服务器协同工作以提供一个完整的前端设计方案。
除此以外,用户还可以用Protel99SE的其它服务器,如创建、编辑元器件和零件封装库等。
1.3进行电路原理图绘制的操作步骤
1.3.1Protel99SE的界面介绍
在确认计算机已经安装Protel99SE软件后，用鼠标点击桌面上的“开始”→“程序”→“Protel99SE”图标，即可进入Protel99SE。
如图1.1所示：
图1.1Protel99SE界面
1.3.2Protel99SE的菜单栏
1.File菜单
主要用于文件的管理,包括文件的打开、新建等.选项及功能如下:
（1）New新建一个空白文件,文件的类型为综合型数据库,格式“ddb”.
（2）Open打开并装入一个已经存在的文件,以便进行修改.
（3）Exit退出Protel99SE.
2.View菜单
用于切换设计管理器、状态栏、命令行的打开与关闭，每项均为开关量，鼠标单击一次，其状态改变一下。
3.Help菜单
用于打开帮助文件。
1.3.3新建文件夹
如图1.2在Protel99SE主窗口中，单击菜单File-New,弹出“新建设计数据库”对话框：
图1.2菜单File-New
如图1.3所示。
在该对话框中，DesignStorageType选项表示数据库形式，默认选择是MSAccessDatabase（数据库形式）；DatabaseFileName选项表示数据库文件名；点击Browse…按钮，可选择文档放置路径，点击OK按钮确认，关闭该对话框，并
双击文件夹Documents，进入该文件夹，单击菜单File-New，在弹出的“新建文件类型选择”对话框中，如图1.4所示，选中SchematicDocument图标，以建立一个原理图文件（.Sch）。
点击OK按钮。
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图1.4新建文件类型选择
回到Proetl99SE窗口后，修改原理图文件名，然后双击该文件图标，进入原理图设计窗口，如图1.5所示。
图1.5原理图设计窗口
1.4.1设置图纸
Protel99SE默认的图纸尺寸是B型图纸，用起来不方便，应当根据实际电路的大小来设置图纸的尺寸的类型。
这里以A4为例。
在如图1.8所示，在画图区下点击鼠标右键。
图1.6原理图设计窗口
点击后会出现图1.7所示，单击DocumentOptions…后出现图1.10所示，在它上面可以改图纸大小。
图1.7DocumentOptions…菜单
1.4.2添加仿真元器件库
在设计电路原理图时，要先装入元器件库，然后才能在元器件库中取出元器件将其放入图纸中。
步骤1：
首先在设计管理器中选择Browse.Sch页面，如图1.11所示。
在该页面的Browse区域的下拉框中选择Librarie
图1.11Browse.Sch页面
步骤2：
单击Add/Remove按钮，在弹出的窗口上部搜索下拉框中，选择Protel99SE所在的文件夹，再选择路径：
Protel99SE文件夹/Libraries\Sch,在元器件库显示窗口找到Sim，如图1.12所示，单击窗口下部的Add按钮，就可以看到在窗口中的SelectedFiles区域将显示仿真元器件库Sim的路径，最后单击OK按钮，添加完毕。
图1.12添加Sim库
此时在Browse.Sch标签的元器件库列表中，会发现MySchLib.lib，表示该库已经被加载，其中的元器件可以被使用了。
1.4.3原理图仿真：
2电子设计-音乐门铃
2.1设计目的
音乐门铃是一个比较小而有趣的制作物品，它可以帮助主任并且提醒主任有客人来访，减少客人在门外是时间。
还能起到一定的装饰作用。
2.2电路工作过程
电子门铃样包括一下几个主要部分：
触发开关、信号发射端、信号接收端、音频功放电路。
当客人来到家门口是，按下触发开关是，会使信号发射端发射一个调频信号通过信号接收端对调频信号的调节。
经过解调后的信号通过音频功放电路发出悦耳的音乐声音，提醒主任有客人来访，主任做出抉择：
开门与否。
工作过程：
每按动一下按钮开关SB，音乐集成电路A的触发端TG变获得正脉冲触发信号，音乐集成电路A工作，起输出端OUT输出一遍内储的音乐电信号，经三极管VT功率放大后，驱动扬声器B发出乐曲声;与次同时，并接在B两端的发光二极管VD也会随音乐闪闪发光
2.3电路原理图
A：
电路的核心元件，是一片有ROM记忆功能的音乐集成电路。
ROM的英文缩写词，中文意思是：
“只读存储器”，也就是说存储器内容已经固定，只能把内容“读”出来。
音乐集成电路A内储什么曲子，完全由ROM的内容决定。
它实际上是一种大规模CMOS电路，它内部线路和睦复杂，这里不作介绍，我们只要清楚它的外接引脚功能及用法就可以。
B：
（喇叭）：
发声原件。
VT：
三极管，可用9013或9014，可姜集成电路输出的点讯号进行放大，从而保证喇叭发声较大。
G（电源）：
电路的原动力，有了它，电路方可正常工作，姜像每天的饭菜一样，必不可少。
C：
交流旁路电容器，作用是防止音乐集成电路A受杂波感应误触发。
因为音乐集成电路A的TG脚输入阻抗很高，当按钮开关SB的引线较长是，特别是引线与室内220V交流电源线靠的较近时，没开关一次电灯或家用电器就会造成集成电路误触发，是门铃自鸣一次。
有了电容器C就能有效消除这种外干扰，使门铃稳定，可靠的工作。
发光管：
用于光显示，随音乐起伏闪烁，有一定的装饰效果。
SB：
开关按钮
2.4原件的选择
VD：
最好选用￠5mm的红色发光二极管。
电阻器：
用RTX-1/8W型碳膜电阻器。
B用8欧姆0.25瓦的发生器
SB：
双刀开关
G：
5V电池
3.焊接工艺介绍
焊接是使用加热将金属连接在一起的方法，通过加热手段，使要连接的金属在接触面产生原子间的相互扩散运动和相互融合并最终形成牢固永久的结合面，这一过程就是焊接，其间形成的连接点是焊点。
3.1焊接具备条件及要求
被焊接金属材料应具有良好的可焊性。
被焊金属材料应清洁。
清除表面氧化膜的方法：
第一通过助焊剂直接清除；第二采用化学方法清除氧化膜；第三采用机械刮削方法清除氧化膜。
使用合适的焊料。
使用合适的助焊剂。
助焊剂的选用必须依据被焊件的材料性质，表面状况，焊接方法来确定。
焊接时应具有适当的温度。
需要强调的是,不但焊锡要加热到熔化,而且应当同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度.
焊接时应具有适当的焊接时间。
3.2焊接操作基本步骤
步骤1：
准备焊接将烙铁头和焊接物靠近焊接物
步骤2：
焊接物加热将烙铁头接触焊接物
步骤3：
焊接溶解将焊丝接近焊接物使之溶解
步骤4：
焊丝离开见到焊锡中之助焊物流出时，将焊丝拿开
步骤5：
烙铁离开将烙铁头按照箭头方向加速离开
3.3焊接过程中常见问题
虚焊：
看似焊住其实没有焊住，主要原因是焊盘和引脚脏，助焊剂不足或加热时间不够。
（2）短路：
有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路。
（3）偏位：
由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内。
（4）少锡：
少锡是指锡点太薄，不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。
（5）多锡：
零件脚完全被锡覆盖，即形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好.。
（6）锡球、锡渣：
PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣，会导致细小管脚短路
4安全用电
1、不超负荷用电。
家庭使用的用电设备总电流不能超过电度表和电源线的最大额定电流。
2、安装保护器。
家庭用电一定要安装过压跳闸、漏电跳闸双功能保护器，以使在家电设备漏电、人身触电、供电电压太高或太低时自动跳闸切断电源，保护人身和设备的安全。
3、用电设备外壳要可靠接零。
三芯插座的接地插孔，一定要做可靠保护接零（地）线连接，三芯插头的接地桩头，一定要做可靠的与用电设备的铁外壳连接。
以防用电设备的绝缘击穿或外壳带电发生人身触电。
4、把好产品质量关。
所有的电源设备（导线、闸刀开关、保护器、插头、插座），家庭用电设备都要选用国家指定厂家生产、并经技术质检合格的产品，不能图便宜买“三证”的假冒产品。
5、安装布线符合要求。
电源插座安装要高于地面1.6米，以防脱离电源触电和保证幼童安全，临时用电不能胡拉乱接，用完后应立即拆除。
6、严禁使用代用品。
不能用铜丝、铝丝、铁丝代替保险丝；不能用信号传输线代替电源线；不能用医用白胶布代替绝缘黑胶布；不能用漆包线代替电热丝自制电热褥等代用品。
4.1安全用电方法
电冰箱、电视机、洗衣机、空调器等家用电器的普及，为人们的生活带来了诸多便利。
但是，要注意电源的安全使用，以避免不必要的伤害。
带金属外壳的电器应使用三脚电源插头。
有些家电出现故障或受潮时外壳可能漏电。
一旦外壳带电，用的又是两脚电源插座，人体接触后就有遭受电击的可能。
耗电大的家用电器要使用单独的电源插座。
因为电线和插座都有规定的载流量，如果多种电器合用一个电源插座，当电流超过其额定流量时，电线便会发热，塑料绝缘套可能熔化导致燃烧。
电压波动大时要使用保护器。
日常生活中，瞬间断电或电源电压波动较大的情况时有发生，这对电冰箱是—个威胁。
若停电后又在短时间（3～5分钟）内恢复供电，电冰箱的压缩机所承受的启动电流要比正常启动电流大好几倍，可能会烧毁压缩机。
4.2安全用电原则
（1）不靠近高压带电体（室外高压线、变压器旁），不接触低压带电体。
（2）不用湿手扳开关，插入或拔出插头。
（3）安装、检修电器应穿绝缘鞋，站在绝缘体上，且要切断电源。
（4）禁止用铜丝代替保险丝，禁止用橡皮胶代替电工绝缘胶布。
（5）在电路中安装触电保护器，并定期检验其灵敏度。
（6）下雷雨时，不使用收音机、录像机、电视机、且拔出电源插头，拔出电视机天线插头。
暂时不使用电话，如一定要用，可用免提功能。
（7）严禁私拉乱接电线，禁止学生在寝室使用电炉、“热得快”等电器。
缆、电线的下面
致谢词
为期一周的课程设计结束了，在次过程中多亏老实和同学的帮助才使我能顺利的完成设计，在此，特别的感谢段老师和同学的帮助，感谢学校图书馆为我们提供了良好的环境。
谢谢！
参考文献
1.童兴生.实用电子工程制图【M】.北京：
高等教育出版社，2008.4
2.刘进峰，电子制作实训【M】.中国劳动社会保障出版社，2006
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