电子设计硬件实践教学指导书.docx
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电子设计硬件实践教学指导书
硬件实习指导书
指导组编
xxx工学院计算机工程系
1.Protel学习指导书1
2.硬件设计实习指导书19
3.成绩评定及实习报告要求21
《Protel实习指导书》
实习一Protel99SE设计环境认识实验
一、实习目的
1、了解Protel99SE绘图环境。
2、了解Protel99SE各个功能模块。
3、了解设置Protel99SE界面环境设置方法。
4、了解设置Protel99SE文件管理方法。
二、实习要求
1、先安装Protel99SE软件。
2、熟悉它的绘图环境,各个功能模块,界面环境,文件管理。
三、实习设备
网络计算机,Protel99SE软件。
四、实习内容及步骤
一)实习内容:
1、熟悉Protel99SE的运行环境,包括所用的机器的硬件与软件环境。
2、学习使用Protel99SE,包括进入Protel99SE主程序、菜单操作,工具拦操作及退出等基本操作。
3、熟悉Protel99SE的绘图环境,各个功能模块,界面环境,文件管理。
二)实习步骤:
1、启动Windows98/2000操作环境。
2、打开目录:
"C:
\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Client99SE.exe",执行protel99se应用程序,启动protel99se。
3、创建一个新的设计数据库文件
步骤:
1).【File】|【New】
2).单击Browse按钮,选择文件的存储位置,Protel99SE默认文件名为“Mydesigh.ddb”。
3).单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。
4、启动原理图编辑器
步骤:
1).【File】|【New】
2).单击SchematicDocument【OK】或直接双击
3).单击Explore下的Sheet1或直接双击工作窗口中的Sheet1
5、启动印制电路板编辑器
步骤:
1).【File】|【New】
2).单击PCBDocument图标【OK】或直接双击。
6、不同编辑器之间的切换
方法:
用鼠标单击标签或者先建立相应的文件,然后双击该文件可以打开相应的编辑器。
7、设置Protel99se的界面环境
1).更改屏幕分辨率
2).界面字体设置
8、在Protel99se中建立自己的设计数据库Design.ddb。
实习二Protel99SE原理图绘制操作实验
一、实习目的
掌握电路原理图的设计步骤。
掌握Portel99SE电路原理图设计工具,图纸设置。
掌握设置网格、电气节点和光标方法。
掌握装载元器件库,放置、编辑和调整元器件。
二、实习要求
1、独立完成。
2、任务完成后讨论。
三、实习设备
网络计算机,Protel99SE软件。
四、实习内容及步骤
一)实习内容:
1、熟悉电路原理图的设计步骤。
2、熟悉电路图设计工具。
3、练习装载元器件库及编辑和调整元器件。
4、练习设置网格、电气节点和光标方法。
二)实习步骤:
1、设置电路图纸(定义工作平面)
假定系统已进入原理图编辑器,提出以下要求:
1). 图纸大小:
A2号;
2)..图纸方向:
水平方向放置;
3). 标题栏型式:
标准型标题栏。
具体步骤如下;
●执行设置图幅命令
●
菜单命令:
【Desigh】【Options】DocumentOptions对话框
●设置图纸大小
●设定图纸方向
●设置标题栏类型
●设置ElectricalGrid自动寻找电气节点
2、装入元件库
1).打开原理图管理浏览(编辑)器
在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下,单击设计管理器顶部的BrowseSch标签即可打开原理图管理浏览器窗口
2).装入原理图所需的元件库
3).单击选择所需的库文件,然后单击ADD按钮。
实例练习:
1).设置电路图纸
假定系统已进入原理图编辑器,提出以下要求:
A.图纸大小:
B号;
B.图纸方向:
水平方向放置;
C.标题栏型式:
标准型标题栏。
2).将库文件“MiscellaneousDevices.ddb”,“DallasMicroprocessor.ddb”,“IntelDatabooks.ddb”,“ProtelDosSchematicLibraries.ddb”依次装入。
3、放置元件
在元件库中选定所需元件,然后 放置元件到工作平面上。
4、删除元器件
1) 菜单命令【Edit】|【Delete】
2) 当光标变为十字形后,将光标移到要删除的元件处,单击鼠标左键即可将所指元件删除。
此后,程序仍处于删除命令状态,若要退出单击鼠标右键或按ESC键退出命令状态。
5、 元件移动
菜单命令:
【Edit】|【Move】|【Move】
上机实例:
单独移动一个非门元件。
步骤:
1).执行移动命令。
2).点选元件
3).移动元件
技巧:
直接用鼠标左键单击元件,保持左键按下状态(此时光标变为十字形),移动鼠标即能进行单个元件的移动。
6、元件的旋转
【Space】:
每击一下元件旋转900。
X键:
每击一下使元件左右对调。
Y键:
每击一下使元件上下对调
7、编辑元件的属性
上机实例:
编辑单片机DS80C320MCG的属性。
步骤:
1).用鼠标左键双击元件DS80C320MCG
2).在弹出的对话框中设置元件的属性,主要设置以下属性。
a)【LibRef】:
元件库中的型号(不允许修改)
b)【Footprint】:
元件的封装形式,输入“DIP-40”
c)【Designator】:
元件序号,输入“U1”
d)【Part】:
元件型号,输入“DS80C320”
e)【Sheet】:
图纸号,暂时不填。
f)【Part】:
功能块序号,此项属性用于含有多个相同功能块的元件。
3).设置结束后,单击OK按钮即可。
8、设置网格、电气节点和光标
包含在第10个实习内容中
9、原理图设计步骤
10、原理图参数设置
执行Tools|Preferences后通过Schematic选项卡、GraphicalEditing选项卡和DefaultPrimitives选项卡来实现,分别如下图所示:
实习三设计一张Protel99SE电路原理图实验
一、实习目的
1、通过实例熟悉电路图的设计过程。
2、掌握具体电路的设计方法。
二、实习要求
1、独立完成。
2、设计步骤符合标准规范。
三、实习设备
网络计算机,Protel99se软件。
四、实习内容及步骤
一)、实习内容:
绘制出下图所示的电路图:
二)、实习步骤:
1、启动Protel99se,新建一个设计数据库文件,名称定为“姓名”.ddb。
2、启动电路原理图编辑器,建立一个原理图文件,命名为“姓名”.sch。
3、先分析电路图中所有元器件的属性,装入元器件库Sim.ddbMiscellaneousDevices.ddb和ProtelDOSSchematicLibraries.ddb。
4、然后把所有元器件和端口放置到电路原理图纸上,并把位置放好。
5、按照上图所示,给相应的引脚添加网络标签,并连接所有的连线。
6、保存电路图。
实习四电气规则检验和生成报表实验
一、实习目的
1、通过实例熟悉电气规则检查和生成各种报表。
2、掌握具体网络表的生成方法。
二、实习要求
1、先绘制电路原理图。
2、设置具体的电气检测规则。
三、实习设备
网络计算机,Protel99se软件。
四、实习内容及步骤
一)、实习内容:
绘制出下图所示的电路图,设置电气检验规则,产生ERC报表,然后生成网络表,元器件列表和交叉参考表。
二)、实习步骤:
1、启动Protel99se,新建一个设计数据库文件,建立上图所示的原理图文件名称定为“姓名”.ddb。
2、设置电气检验规则,即产生ERC表的各种选项。
有Setup和RuleMatrix两个选项卡。
如下图:
3、执行Tools|ERC,产生ERC报表,如下图:
4、执行Design|CreateNetlist,产生网络表。
如下图所示(截取一部分网络表):
5、执行Report|CrossReference,产生交叉表。
如下图所示:
6、打印输出。
实习五Protel99SE印制电路板图绘制操作实验
一、实习目的
1、通过实例操作熟悉印制电路板图的设计过程。
2、掌握具体电路板图的设计方法。
二、实习要求
1、做实验前先预习印制电路板的概念及电路板分层的概念。
2、实验完毕后讨论操作过程中遇到的问题。
三、实习设备
网络计算机,Protel99se软件。
四、实习内容及步骤
一)、实习内容:
练习对PCB绘图工具的使用;练习使用向导生成电路板;练习装入网络表,然后生成电路板图;练习自动布局,手动布局;练习自动布线和手工调整布线。
二)、实习步骤:
1、启动Protel99se,新建一个设计数据库文件,名称定为“姓名”.ddb。
2、启动印制电路板设计编辑器,建立一个PCB文件,命名为“姓名”.pcb。
3、练习绘制导线,放置焊盘和焊盘属性的设置。
4、练习放置过孔,过孔属性设置和补泪滴的设置。
5、练习放置字符串,放置坐标,设置初始原点,绘制圆弧和圆。
6、练习规划电路板和电气定义。
7、练习网络表与元器件的装入。
8、练习生成电路板图。
9、练习自动布局,手动调整布局。
8、练习自动布线和手工调整。
五、思考
1、元器件封装的重要性。
2、生成印制电路板图的几种方法。
实习六Protel99SE综合设计实验
一、实习目的
1、熟练掌握使用Protel99SE设计印制电路板的全过程。
2、掌握具体的参数设置和操作。
二、实习要求
1、独立完成。
2、电气检习要保证没有错误。
3、生成的印制电路板图要美观大方。
三、实习设备
网络计算机,Protel99SE软件。
四、实习内容及步骤
一)、给定下面的电路图(如上图),先绘制出电路原理图,然后进行电气规则检验,没有错误后,生成网络表,然后根据网络表生成印制电路板图,最后自动布局,手工调整,自动布线,手工调整布线,保存打印。
二)、实习步骤
1、启动Protel99SE软件,新建一个设计数据库文件,命名为“姓名”.ddb。
2、启动电路原理图编辑器,绘制上图,命名为“姓名”.sch。
3、进行电气规则检查,无误后,生成网络表,命名为“姓名”.net。
4、启动印制电路板图编辑器,新建一个印制电路板图文件,明明为“姓名”.pcb。
5、规划电路板和电气定义(双层板)。
6、装入网络表。
7、生成印制电路板图(生成到“姓名”.pcb)。
8、自动布局,手工调整。
9、自动布线,手工调整。
调整后的图形如下;
10、保存打印输出。
硬件设计实习指导书
一.硬件实习目的
1.掌握PROTEL的使用;
2.掌握电路设计的一般方法;
3.掌握电路仿真的过程;
4.提高查阅资料的能力和撰写论文报告的能力;
5.提高分析问题、解决问题的能力。
二.硬件实习内容
1.交通信号灯
2.电子时钟
3.计时器
4.计数器
5.防盗报警
6.计价器
7.温度计
8.信号发生器
9.工业监控
10.电机控制
11.电子音响
12.霓虹灯模拟控制器
13.工件计数器
14.抢答器模拟器
根据情况可自选课题或自拟课题
三.实习的环节:
需求分析、绘制电路原理图、软件仿真、烧写程序、系统运行。
硬件实习要求
1.总体要求
(1)查阅有关资料;
(2)使用PROTEL绘制电路原理图;
(3)在实验电路板上焊接电路;
(4)编程、调试;
(5)撰写2000字的实践报告,并附电路原理图、软件流程图以及软件。
2.具体要求
(1)模拟交通灯
要求:
通过单片机的P1、P3口按位输出0或1,控制红、绿、黄三色发光二极管按照交通灯的规律亮或者灭。
编写程序,调试运行,使发光二极管按照交通灯的规律亮或者灭。
(2)定时器
要求:
利用定时器/计数器定时2s,某键按下去开始计时,定时时间到红灯亮,再按一下停止计时。
(3)统计按键的次数
要求:
用八个发光二极管以8位二进制数形式显示按键的次数。
(4)防盗报警
要求:
发现有人进入房间时报警。
用按键按下模拟有人进入,用指示灯亮作报警信号。
(5)温度计
要求:
对温度信号采集,并用8个发光二极管指示。
温度信号用电位器模拟,a/d转换器用ADC0809。
(6)信号发生器
要求:
使用d/a转换器,产生三角波、梯形波、锯齿波等。
DAC0832作d/a。
(7)监控开关的状态
要求:
使用发光二极管,监控开关的状态。
开关合上,对应的灯亮。
(8)中断(工业顺序控制)实验
要求:
用单片机的P1—P7做输出口接八只发光二极管,用两个外部中断控制运行和模拟故障,编写程序,使发光二极管循环点亮模拟顺序控制,有故障时使P7发光点亮报警。
(9)电子音响(定时器/计数器)实验
要求:
用定时器0或定时器1定时产生不同的频率,利用开关组进行选择,从P3口输出方波频率,然后送驱动电路,推动喇叭发声。
编写程序,调试运行,拨动不同的开关,使喇叭发出不同的声音。
(10)霓虹灯模拟控制器
要求:
用单片机的P1.0—P1.7做输出口,接八只发光二极管,用单片机的P0.0—P0.1做为编码开关。
编写程序,读编码开关状态,使发光二极管有四种不周显示效果,模拟霓虹灯出现的效果。
编写程序,调试运行,拨动不同的开关,模拟霓虹灯出现的效果。
(11)具有正反转控制功能的直流电机控制器
要求:
用单片机的P0.0—P0.3做输出口,外接四只三级管,控制一只直流电机,用单片机的P1.0—P1.2接三个按键,分别为正转、反转、停止键,可以控制直流电机正转、反转、停止。
编写程序,调试运行,按不同的按键,控制直流电机正转、反转、停转。
(12)步进电机控制器
要求:
用单片机的P0.0—P0.3做输出口,外接一些三极管,控制一只步进电机,通过编程,可以控制步进电机正转、反转、快速、慢速旋转。
(13)工件计数器
要求:
利用单片机的T0口,外接一个微动开关,模拟有工件通过时,微机开关动作,单片机计数,并通过P1.0—P1.3外接的四个LED发光管以BCD码的方式显示工件数量。
编写程序,调试运行,模拟有工件通过时,单片机计数,并显示工作数量。
(14)抢答器模拟器
要求:
用单片机的P0.0—P0.3做输入口,外接四只按键,用单片机的P1.0—P1.1接两个LED发光管,P1.7接一个小喇叭。
当有某一个按键按下时,小喇叭响,在P0.0—P0.1上的两个LED发光管以BCD码的方式显示哪个按键按下。
编写程序,调试运行,模拟有按键按下时,显示哪个按键按下,同时有喇叭提示音。
另外,按键还有自锁功能,即某一个按键按下时,其它按键按下无用。
四.成绩评定及实习报告要求
1.评定方法
根据完成文件的份量与质量,体现的水平及设计时教师通过检查、指导对学生独立能力的了解,结合答辩情况,综合后给每一位学生的课程设计评定一个成绩。
成绩分为优、良、中、及格、不及格。
考勤缺三分之一,不得参加答辩,无成绩。
2.实习报告写作要求
1)封面
2)任务书(内容要填全)
3)内容提要
4)目录
5)正文
a)概述(所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能);
b)实习内容。
包括:
硬件电路设计、软件设计流程、源程序代码。
6)实习体会
7)参考文献
8)指导教师评语(内容要填全)
文字要求:
标题4号黑体,正文5号宋体
设计任务书
课题
名称
设计
目的
实验
环境
1.微型电子计算机,安装Win98以上操作系统,Protel99软件,仿真软件
51单片机仿真器,实验板、烙铁以及相关的元器件。
任务
要求
1.利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料,深入理解课题含义及设计要求,注意材料收集与整理;
2.使用Protel99软件进行电路图的设计,印刷电路板的设计;
3.软件编程,并进行调试;
4.电路焊接,调试排错;
5.结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿),要求格式规范、内容完整、结论正确,正文字数不少于3000字。
工作进度计划
序号
起止日期
工作内容
1
2008.6.6~2008.6.8
2
2008.6.8~2008.6.10
3
4
指导教师(签章):
年月日
指导教师评语
学号
姓名
班级
选题
名称
序号
评价内容
权重(%)
得分
1
考勤记录、学习态度、工作作风与表现
5
2
自学情况:
上网检索机时数、文献阅读情况(笔记)
5
3
论文选题是否先进,是否具有前沿性或前瞻性
10
4
报告的格式规范程度、是否图文并茂、语言规范及流畅程度
15
5
主题是否鲜明、重心是否突出、论述是否充分、结论是否正确
25
6
是否提出了自己的独特见解,如指出现有规范存在的缺点、提出改进方案或创新性等
10
7
文献引用是否合理、充分、真实
5
8
答辩情况:
论文自我陈述、回答问题的正确性、用语准确性、逻辑思维、是否具有独到见解等
25
合计
指导教师(签章):
年月日