触摸式报警器的设计.docx
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触摸式报警器的设计
触摸式报警器的设计
郑彬彬
西南大学工程技术学院，重庆400715
摘要
本次课程设计利用protel软件实现触摸式报警器原理图设计及制作PCB电路板。
先根据所需要的元件清单找齐所需的元件，然后修改元件属性（包括元件名称及元件封装等）。
按原理图连接好电路，然后生成网络报表和原理图对照检查。
检查无误后建立PCB文件，设置好单面板布线，导线宽度，焊盘设置在底层，通过导入原理图报表文件就可以生成PCB板。
1.触摸式报警器电路介绍
在物质文明发展越来越快的今天，各种高端商品不断涌现。
介于偷盗这种职业还没有完全的清除，为了减少物主的不必要的损失，特设计了一触摸式报警器。
该报警器小巧灵活，使用方便，操作简单，可以用于家庭、商场等各种场合，是居家防盗不可缺少的利器。
1.1报警器的工作原理
该电路由或非门U1A和非门U1B及R2、C1构成一音频振荡器，该音频振荡器守可控SCR控制。
当开关S按下时，SCR触发导通，电路接通工作电源，即使S打开，电路电源仍保持接通状态，于是音频震荡器工作，扬声器SP发出警报声。
1.2设计电路图
设计电路原理图如下图1所示：
图1电路原理图
2.绘制电路原理图
2.1创建文件夹
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，我的工程中我将它命名为“报警器的电路设计.ddb”。
2.2新建原理图文件
在Documents下建立所需的原理图文件，这样原理图文件就建立在我命名的工程项目的文档下了。
2.3查找元器件
从装入的原件库中选定所需的各种元器件，将其注意防止到以建立好的工作平面上。
然后根据美观清晰的设计要求，调整元件位置。
并对原件的序号、封装形式和显示状态等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作打好基础。
在本课程设计中集成芯片均已自动封装好无需手动定义，需注意元件要摆放合理。
我的具体操作是：
先考虑大局把大的元器件放置在图纸的合适位置，然后为了设置网络标号，先将各管脚引出一段导线，然后就可以进行网络标号了，双击元器件修改他们的大小和属性。
2.4布线
按照原理图用导线连接好各元件。
3.生成网络表和检查
3.1检查元器件
用户可以利用PROTEL99SE提供的各种校验工具根据设定规则对前面所绘制的原理图进行检查，并作进一步的调整和修改，以保证原理图正确无误。
其中电气检查尤为重要，部分管脚悬空错误不可避免，在电器检查中将该检查选项取消。
3.2生成网络表
执行菜单命令【DESIGN】/【NetlistforProject】/【Protel】命令，对话框设置完后，将进入Protel的文本编辑器，并保存为.net文件，即可产生网络报表。
关于网络列表的生成对PCB文件的成功导入至关重要，一定要重视。
3.3检查
把原理图和网络报表对照进行检查，确保无误后进行下一步。
4PCB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,执行菜单命令
/【NEW】/即可创建PCB文件。
4.2导入网络表并规划PCB版
在创建好PCB版之后就可以对其进行规划了若元件封装、原理图均无错误后即可在PCB版上生成元器件，在本课程设计中四个芯片生成时重叠在一起，将其拉开并平行的放置于上一步骤中的长方域中，此时会发现有一些飞线将芯片连在一起。
然后就可以开始规划PCB版了，在KeepoutLayer用线（track）画出一1300*1100mil的长方形区域，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。
4.3设置工作参数
元器件导入后，先把面板设置成单面板布线，一般导线宽度设置成20mil，电源导线设置成40mil，然后焊盘全部放在bottomlayer，导线与导线间距设置为12mil，设置好后就可以开始布线。
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。
在自动布线之后可以根据实际情况进行手动布线。
4.5覆铜
对各布线层中放置地线网络进行覆铜，以增强PCB板抗干扰的能力；另外，需要过大电流的地方也可采用覆铜的方法来加大过电流的能力。
5保存、打印和输出印刷电路板
5.1PCB电路板丝印层
图2PCB电路板丝印层
5.2PCB电路板顶层
图3PCB电路板顶层
5.33D显示
图43D显示
6.实验总结体会
通过这次的protel的设计，让我对protel的设计总体上进行了一次系统的复习。
首先要设计好实验课题的的电路原理图，然后再在protel软件中添加元件库，添加需要的元件画出原理图。
在放置元件之前可以先按TAB键，进行元件参数的修改如元件的编号和封装，这为后面的PCB板的设计带来很多方便。
在进行PCB板的设计之前需要产生网表文件，对照原理图对网表文件进行仔细的检查，看原理图中改连接的地方是否准确的连接起来了，只有网表文件才是在PCB板的制作中起到重要的作用。
在进行PCB板的设计中，需要注意修改一些参数如双面板、导线、过孔和导线间距。
在加入网表文件时如果出现错误可能是忘记了元件的封装，在自动进行布局布线后根据实际情况可电路的PCB板的美观后需要进行手动调整。
通过这次的protel课程设计，让我知道从理论到实践的道路还是挺困难的，我们学的很多东西必须得通过实践的检验才能发挥出其应有的作用。
通过和同学为期半月的努力，跑图书馆查资料、做仿真，调参数，前期的准备工作基本得到解决，但确得知实验室材料已经被前面同学用尽，深感遗憾没把实物给做出来。
简易数字电容表的设计或许在其他人眼里不算什么，但对我来说却是我从理论到实际的一个转变，是我们学电科的同学走上社会必须具备一项最基本的能力之一。
同时让我认识到无论做什么事情第一就是要认真，在这次试验中就是因为其中一小点的疏忽就让我们从头来过，认真、仔细、严谨的态度是我们作为科学工作者最基本的要求。
这一个月的试验过程中，对以前学过的模拟电路、数字信号的处理以及对仿真软件的应用都得到一定的提升，同时也意识到各方面的不足，希望在以后的学习工作过程中能够得到很好的解决
参考文献
[1]江思敏、陈明《protel电路设计教程》第二版清华大学出版社，2006.12
[2]阎石《数字电子技术》第五版高等教育出版社2006
[3]童诗白《模拟电子技术》第四版高等教育出版社2006
附录1：
网络表
[
BT
SIP2
6V
]
[
C1
RAD0.1
473uF
]
[
C2
RAD0.1
1uF
]
[
LS
SIP2
SP
]
[
Q
TO-5
NPN
]
[
R1
AXIAL0.4
1M
]
[
R2
AXIAL0.4
10K
]
[
R3
AXIAL0.4
2.7K
]
[
R4
AXIAL0.4
1K
]
[
S
SIP2
SW-PB
]
[
U1
DIP-14
74LS04
]
[
X
TO92
MCR3897
]
（
GND
U1-7
）
（
NetC2_1
C2-1
Q-2
）
（
NetLS_1
LS-1
Q-3
）
（
NetR1_1
R1-1
U1-13
）
（
NetR1_2
C1-2
R1-2
R2-2
）
（
NetR2_1
R2-1
U1-3
U1-12
）
（
NetS_1
R3-1
S-1
）
（
NetU1_1
BT-2
Q-1
R3-2
U1-1
）
（
NetU1_2
LS-2
U1-2
X-1
）
（
NetU1_4
C1-1
C2-2
U1-4
）
（
NetX_2
R4-2
S-2
X-2
）
（
NetX_3
BT-1
R4-1
X-3
）
（
VCC
U1-14
）
附录2：
元件清单
指导教师评语：
成绩评定：
指导教师：
年月日
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