数字电子钟PCB制作.docx
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数字电子钟PCB制作
数字电子钟PCB制作
07电子信息工程
（2）班0李武成
一．设计目的
Protel是20世纪90年代澳大利亚ProtelTechmology公司研发的电子CAD软件，Protel99SE将电路原理图编辑、电路仿真测试、PLD设计和PCB设计等功能融合在一起。
由于其强大的功能和方便的操作，深受广大用户的欢迎，在中国小企业、公司应有极为普遍。
Protel99是一个全面集成的电路设计软件，它具备强大便捷的编辑功能，为电子电路原理图和印制电路板的设计提供了良好的操作环境。
本次课程设计通过了解熟悉Protel99软件界面，进行数字电子钟电路原理图的设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入、印刷电路板（PCB）的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。
二．画原理图
1.启动原理图设计系统
进入Protel99SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（SchematicDocument）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。
双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。
2.设置图纸和环境
在进行原理图设计之前设置图纸的大小、方向及标题栏类型等。
在DocumentOptions对话框中进行，执行菜单命令Design/Options即可。
单击箭头按钮选择preference选项，打开原理图环境参数设置对话框，点击Schematic按钮进行设置。
3.放置元件
在原理图图纸上放置元件之前，需要先添加元件库，选中BrowseSch标签页，然后单击Add/Remove按钮，弹出ChangeLibraryFileList,在DesignExplorer99/Library/Sch文件夹中选择元件库名称，单击添加和OK按钮。
放置元件时选中所需的元件库，然后在元件列表框中选择相应的元件，单击Place放置元件。
按空格键可使元件旋转，双击元件打开Part对话框，可以编辑元件属性。
4.原理图布线
执行菜单命令Place/Wire,光标变成十字形，在布线起点单击确定导线的起点，移动光标到终点的位置再单击确定导线终点，右击即可退出布线状态。
5.原理图的输出，下面是相关设计的原理图
图1秒脉冲电路
图2计时电路
图3显示译码驱动电路
图3中的RP1-RP6电阻箱是要使用元件库编辑器来进行的，执行菜单命令File/New,弹出Newdocument对话框，选择元件库编辑器图标，该文件名为Sch.lib，用画图工具中的直线图标画出电阻框，点击放置引脚图标，执行保存文件命令。
图4LED数码显示电路
图5报时电路
图6校时电路
以上6个电路图绘制好后，在菜单Filenew里新建输入clock.prj，点击Design-creatsymbolfromsheet，弹出choosedocumenttoplace,依次点击maichong.sch、jiaoshi.sch、jishi.sch、xianshi.sch、baoshi.sch、qudong.sch，点击OK，弹出confirm,点击NO，放置线路板。
根据原理图，相应地连线。
图7数字电子时钟（方块图）
三．元器件封装、电气检查、生成网络表
1.元件封装
元件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置，是纯粹的空间概念。
因此不同的元件可共用同一零件封装，同种元件也可有不同的零件封装。
双击元器件，弹出Part对话框，修改Footorint选项即可，现列出如下元件封装表1：
电阻
AXIAL0.3
无极性电容
RAD0.3
可变电容
RAD0.3
三极管
TO－18
晶振
XTAL1
扬声器
RAD0.3
4060
DIP16
4012
DIP14
4011
DIP14
4023
DIP14
4069
DIP14
4518
DIP16
4511
DIP16
74LS74
DIP14
DPY_7-SEG
DIP8
200Ohmⅹ7
DIP14
表1元件封装
2.电气检查
当电路原理图设计完成后，紧接着就是检查电路中是否有不符合电气设计规则的地方。
打开clock.prj文件，执行菜单命令Tools/ERC，系统弹出SetupElectricalRuleCheck对话框，在sheetstoNetlist一栏选Activeproject，NetIdentifierScope一栏选NetLabelsandPortsGlobal即可。
3.生成网络表
将所有的电路检查无误、元器件封装好后进行生成网络表，点击菜单Design-creatnetlist,选择NetLabelsandPortsGlobal,单击OK即可。
如表2.
[
C1
rad0.3
22pF
]
[
C2
RAD0.3
50pF
]
[
DS1
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS2
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS3
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS4
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS5
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS6
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
LS1
RAD0.3
SPEAKER
]
[
Q1
TO-18
NPN
]
[
R1
axial0.5
2KOhm
]
[
R2
axial0.5
2KOhm
]
[
R3
axial0.5
2KOhm
]
[
R4
axial0.5
2KOhm
]
[
R5
axial0.5
RES2
]
[
RP1
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP2
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP3
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP4
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP5
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP6
DIP14
200Ohm-7
]
[
S1
RAD0.3
SW-PB
]
[
S2
RAD0.3
SW-PB
]
[
S3
RAD0.3
SW-PB
]
[
U1
DIP14
74LS74
]
[
U2
DIP14
4069
]
[
U3
DIP14
4011
]
[
U4
DIP14
4011
]
[
U5
DIP14
4011
]
[
U6
DIP16
4511
]
[
U7
DIP16
4511
]
[
U8
DIP16
4511
]
[
U9
DIP16
4511
]
[
U10
DIP16
4511
]
[
U11
DIP16
4511
]
[
U12
DIP14
4023
]
[
U13
DIP14
4069
]
[
U14
DIP14
4012
]
[
U15
DIP14
4011
]
[
U16
DIP14
4011
]
[
U17
DIP16
4518
]
[
U18
DIP16
4518
]
[
U19
DIP16
4518
]
[
U20
DIP16
4060
]
[
U21
DIP14
74LS74
]
[
U41
DIP14
4012
]
[
X1
XTAL1
CRYSTAL
]
（
1HZ
U4-12
U21-5
）
（
2HZ
S1-1
S2-1
U4-9
U20-3
U21-3
）
（
1024HZ
U14-12
U20-5
）
（
2048HZ
U14-2
U14-9
U20-7
）
（
FG1
DS4-1
RP4-14
）
（
FG2
DS4-2
RP4-13
）
（
FG3
DS4-3
RP4-12
）
（
FG4
DS4-4
RP4-11
）
（
FG5
DS4-5
RP4-10
）
（
FG6
DS4-6
RP4-9
）
（
FG7
DS4-7
RP4-8
）
（
FJW
U4-1
U16-10
）
（
FS1
DS3-1
RP3-14
）
（
FS2
DS3-2
RP3-13
）
（
FS3
DS3-3
RP3-12
）
（
FS4
DS3-4
RP3-11
）
（
FS5
DS3-5
RP3-10
）
（
FS6
DS3-6
RP3-9
）
（
FS7
DS3-7
RP3-8
）
（
GND
U1-7
U2-7
U3-7
U4-7
U5-7
U6-8
U7-8
U8-8
U9-8
U10-8
U11-8
U12-7
U13-7
U14-7
U15-7
U16-7
U17-8
U18-8
U19-8
U20-8
U21-7
U41-7
）
（
JF
U4-4
U18-1
U19-7
U19-15
）
（
JM
U5-3
U19-1
）
（
JS
U4-3
U17-1
U18-7
U18-15
）
（
MG1
DS6-1
RP6-14
）
（
MG2
DS6-2
RP6-13
）
（
MG3
DS6-3
RP6-12
）
（
MG4
DS6-4
RP6-11
）
（
MG5
DS6-5
RP6-10
）
（
MG6
DS6-6
RP6-9
）
（
MG7
DS6-7
RP6-8
）
（
MJW
U4-6
U16-11
）
（
MS1
DS5-1
RP5-14
）
（
MS2
DS5-2
RP5-13
）
（
MS3
DS5-3
RP5-12
）
（
MS4
DS5-4
RP5-11
）
（
MS5
DS5-5
RP5-10
）
（
MS6
DS5-6
RP5-9
）
（
MS7
DS5-7
RP5-8
）
（
N1
U6-7
U17-11
）
（
N2
U6-1
U16-5
U17-12
）
（
N3
U6-2
U17-13
）
（
N4
U6-6
U17-14
）
（
N5
U7-7
U17-3
）
（
N6
U7-1
U17-4
）
（
N7
U7-2
U16-6
U17-5
）
（
N8
U7-6
U17-6
U17-9
）
（
N9
U8-7
U18-11
U41-2
）
（
N10
U8-1
U16-8
U18-12
）
（
N11
U8-2
U16-9
U18-13
U41-3
）
（
N12
U8-6
U18-14
）
（
N13
U9-7
U18-3
U41-4
）
（
N14
U9-1
U18-4
）
（
N15
U9-2
U18-5
）
（
N16
U9-6
U18-6
U18-9
U41-5
）
（
N17
U10-7
U12-1
U19-11
）
（
N18
U10-1
U16-12
U19-12
）
（
N19
U10-2
U12-2
U16-13
U19-13
）
（
N20
U10-6
U19-14
）
（
N21
U11-7
U14-4
U14-10
U19-3
）
（
N22
U11-1
U19-4
）
（
N23
U11-2
U19-5
）
（
N24
U11-6
U13-5
U14-5
U19-6
U19-9
）
（
N30
U16-3
U17-7
U17-15
）
（
NetC1_1
C1-1
R5-1
U20-11
X1-1
）
（
NetQ1_2
LS1-2
Q1-2
）
（
NetR1_2
R1-2
U3-2
）
（
NetR2_2
R2-2
U3-6
）
（
NetR3_2
R3-2
U2-1
）
（
NetR4_2
Q1-1
R4-2
）
（
NetR5_2
C2-1
R5-2
U20-10
U20-12
X1-2
）
（
NetS1_2
S1-2
U3-1
）
（
NetS2_2
S2-2
U3-5
）
（
NetS3_2
S3-2
U1-1
）
（
NetU1_5
U1-5
U4-13
）
（
NetU1_6
U1-6
U4-8
）
（
NetU2_2
U1-4
U2-2
）
（
NetU3_3
U3-3
U3-8
U3-9
）
（
NetU3_4
U3-4
U3-12
U3-13
）
（
NetU3_10
U3-10
U4-2
）
（
NetU3_11
U3-11
U4-5
）
（
NetU4_10
U4-10
U5-2
）
（
NetU4_11
U4-11
U5-1
）
（
NetU6_9
RP1-5
U6-9
）
（
NetU6_10
RP1-4
U6-10
）
（
NetU6_11
RP1-3
U6-11
）
（
NetU6_12
RP1-2
U6-12
）
（
NetU6_13
RP1-1
U6-13
）
（
NetU6_14
RP1-7
U6-14
）
（
NetU6_15
RP1-6
U6-15
）
（
NetU7_9
RP2-5
U7-9
）
（
NetU7_10
RP2-4
U7-10
）
（
NetU7_11
RP2-3
U7-11
）
（
NetU7_12
RP2-2
U7-12
）
（
NetU7_13
RP2-1
U7-13
）
（
NetU7_14
RP2-7
U7-14
）
（
NetU7_15
RP2-6
U7-15
）
（
NetU8_9
RP3-5
U8-9
）
（
NetU8_10
RP3-4
U8-10
）
（
NetU8_11
RP3-3
U8-11
）
（
NetU8_12
RP3-2
U8-12
）
（
NetU8_13
RP3-1
U8-13
）
（
NetU8_14
RP3-7
U8-14
）
（
NetU8_15
RP3-6
U8-15
）
（
NetU9_9
RP4-5
U9-9
）
（
NetU9_10
RP4-4
U9-10
）
（
NetU9_11
RP4-3
U9-11
）
（
NetU9_12
RP4-2
U9-12
）
（
NetU9_13
RP4-1
U9-13
）
（
NetU9_14
RP4-7
U9-14
）
（
NetU9_15
RP4-6
U9-15
）
（
NetU10_9
RP5-5
U10-9
）
（
NetU10_10
RP5-4
U10-10
）
（
NetU10_11
RP5-3
U10-11
）
（
NetU10_12
RP5-2
U10-12
）
（
NetU10_13
RP5-1
U10-13
）
（
NetU10_14
RP5-7
U10-14
）
（
NetU10_15
RP5-6
U10-15
）
（
NetU11_9
RP6-5
U11-9
）
（
NetU11_10
RP6-4
U11-10
）
（
NetU11_11
RP6-3
U11-11
）
（
NetU11_12
RP6-2
U11-12
）
（
NetU11_13
RP6-1
U11-13
）
（
NetU11_14
RP6-7
U11-14
）
（
NetU11_15
RP6-6
U11-15
）
（
NetU12_8
U12-8
U13-4
）
（
NetU12_9
U12-9
U13-1
）
（
NetU13_2
U13-2
U14-3
）
（
NetU13_3
U13-3
U41-1
）
（
NetU13_6
U13-6
U14-11
）
（
NetU14_1
U14-1
U15-1
）
（
NetU14_13
U14-13
U15-2
）
（
NetU15_3
R4-1
U15-3
）
（
NetU16_2
U16-1
U16-2
U16-4
）
（
NetU21_2
U21-2
U21-6
）
（
SG1
DS2-1
RP2-14
）
（
SG2
DS2-2
RP2-13
）
（
SG3
DS2-3
RP2-12
）
（
SG4
DS2-4
RP2-11
）
（
SG5
DS2-5
RP2-10
）
（
SG6
DS2-6
RP2-9
）
（
SG7
DS2-7
RP2-8
）
（
SS1
DS1-1
RP1-14
）
（
SS2
DS1-2
RP1-13
）
（
SS3
DS1-3
RP1-12
）
（
SS4
DS1-4
RP1-11
）
（
SS5
DS1-5
RP1-10
）
（
SS6
DS1-6
RP1-9
）
（
SS7
DS1-7
RP1-8
）
（
VCC
C1-2
C2-2
LS1-1
Q1-3
S3-1
U1-14
U2-14
U3-14
U4-14
U5-14
U6-5
U6-16
U7-5
U7-16
U8-5
U8-16
U9-5
U9-16
U10-5
U10-16
U11-5
U11-16
U12-14
U13-14
U14-14
U15-14
U16-14
U17-16
U18-16
U19-16
U20-16
U21-1
U21-4
U21-14
U41-14
）
（
VDD
R1-1
R2-1
R3-1
U6-3
U6-4
U7-3
U7-4
U8-3
U8-4
U9-3
U9-4
U10-3
U10-4
U11-3
U11-4
U17-2
U17-10
U18-2
U18-10
U19-2
U19-10
）
四．PCB图绘制过程
1.启动PCB设计服务器
执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCBDocument）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。
双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。
2.设置参数
参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（RulesClasses）中设置参数。
选择keepOutLayer，选择place中的line，画出一个3*7的方框。
PCB系统参数设置包括光标设置、格点设置、板层颜色设置、显示设置、系统默认设置等.
3.装入元件封装库
进入PCB编辑界面，先单击BrowsePCB（元件管理器），在其下拉按钮选择其中的Libraries，单击Add/Remove（添加或删除元件封装库）按钮，出现右图所示窗口，添加需要的元件封装库。
4.装入网络表
执行菜单Design/LoadNets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。
若出现错误提示，必须更改错误。
5.元器件布局
Protel99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer可以自动布局。
布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。
6.自动布线
Protel99SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。
执行菜单命令AutoRouting/All，并在弹出的窗口中单击Routeall按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。
只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。
图8数字电子钟PCB图
图9数字电子钟PCB图（局部放大）
五．生成相关材料报表（如表3）
PartType
Designator
Footprint
Description
2KOhm
R2
axial0.5
2KOhm
R3
axial0.5
2KOhm
R4
axial0.5
2KOhm
R1
axial0.5
22pF
C1
rad0.3
Capacitor
50pF
C2
RAD0.3
VariableCapacitor
74LS74
U21
DIP14
74LS74
U1
DIP14
200Ohm-7
RP6
DIP14
200Ohm-7
RP4
DIP14
200Ohm-7
RP5
DIP14
200Ohm-7
RP3
DIP14
200Ohm-7
RP1
DIP14
200Ohm-7
RP2
DIP14
4011
U3
DIP14
4011
U4
DIP14
4011
U16
DIP14
4011
U15
DIP14
4011
U5
DIP14
4012
U14
DIP14
4012
U41
DIP14
4023
U12
DIP14
4060
U20
DIP16
4069
U13
DIP14
4069
U2
DIP14
4511
U7
DIP16
4511
U8
DIP16
4511
U10
DIP16
4511
U11
DIP16
4511
U9
DIP16
4511
U6
DIP16
4518
U18
DIP16
4518
U19
DIP16
4518
U17
DIP16
CRYSTAL
X1
XTAL1
Crystal
DPY_7-SEG
DS4
DIP8
Seven-SegmentDisplay
DPY_7-SEG
DS1
DIP8
Seven-SegmentDisplay
DPY_7-SEG
DS5
DIP8
Seven-SegmentDisplay
DPY_7-SEG
DS2
DIP8
Seven-SegmentDisplay
DPY_7-SEG
DS6
DIP8
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