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