protel课程设计报告.docx

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protel课程设计报告

成绩评定表

学生姓名

***

班级学号

********

专业

通信工程

课程设计题目

基于protel的集成运算放大器设计

评

语

组长签字：

成绩

日期

20年月日

课程设计任务书

学院

信息科学与工程学院

专业

通信工程

学生姓名

****

班级学号

********

课程设计题目

基于protel的集成运算放大器的设计

实践教学要求与任务

（1）认真完成protel软件学习，熟练掌握基本操作；

（2）绘制集成运算电路原理图，要求布局符合电器规范、制图美观、可读性好；

（3）绘制集成运算放大器电路原理图相应的双面印刷版图；

（4）提交课程设计报告，要求条理清楚、图文并茂，体现制图的过程。

工作计划与进度安排

1月11日-12日布置设计任务、查阅资料、学习protel基础知识；

1月13日-14日绘制电路原理图及相应的双面印刷版图；

1月14日-15日撰写课程设计报告及答辩。

：

指导教师：

201年月日

专业负责人：

201年月日

学院教学副院长：

201年月日

摘要

随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，本次实验我们使用Proter99SE将数字时钟电路制作成PCB板和仿真电路设计。

数字时钟电路制作成PCB板其步骤有：

、创建schematicDocument文件画出原理图，检验原理图、生成网表，建立PCBDocument文件载入网表、修改封装，元件布局、自动布线、手工调整布线、。

PCB板和仿真电路设计：

同上建立仿真原理图（使用SIM库），设置仿真（需加入初始条件）生成仿真时序图。

关键词：

Protel99SE、集成运算放大器、SN74LS192N

1Protel软件简介

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，其基于Windows环境的99SE版本,不仅提供了功能完备的电路设计工具,而且具备强大的电路仿真能力。

Protel99SE按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。

1、电路工程设计部分

（1）电路原理设计部分（AdvancedSchematic99）：

电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。

本系统的主要功能是：

绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。

（2）印刷电路板设计系统（AdvancedPCB99）：

印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。

本系统的主要功能是：

绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。

（3）自动布线系统（AdvancedRoute99）：

本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。

2设计的目的与要求

2.1设计任务

1、绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图。

2、绘制相应电路原理图的双面印刷版图。

3、对电路原理图进行仿真，给出仿真结果，并说明是否达到设计意图。

2.2设计要求

1、电路图的规模要比较大、电路比较复杂。

2、制图要美观、可读性要好。

3、电路选择不可过分简单，元件种类（包括电源和信号源）不能少于5种而且元件个数不能少于10个。

4、设计的数字钟有60进制和24进制计数功能并通过译码器和七段数码管可以显示。

3电路原理图的分析与设计

3.1电路原理分析

1、数字钟的设计包括编码模块、分频模块、秒计时模块、分计时模块、小时计时模块。

该数字钟可以实现的功能：

计时功能。

2、编码模块:

编码模块主要是对时（sethour）、分（setmin）、秒（setsec）的设置输入。

3、分频模块：

在数字钟的设计中，外部输入时钟信号clk1的频率为8hz，其分频后的频率为clk，使其分频结果为1hz，用来提供给秒计时模块、分计时模块、小时计时模块。

秒计时模块：

将“秒计时脉冲”clk接信号源单元的1HZ脉冲信号，此时秒显示将从00计时到59，然后回到00，重新计时。

在秒位进行计时的过程中。

秒计时器是由一个60进制的计数器构成的，具有置数和计数功能。

其中rst为置数信号，当rst为1时，秒计时器置数。

clk为驱动秒计时器的时钟，sec1、sec0为秒计时器的高位和低位输出。

4、分计时模块：

分计时电路：

将“分计时脉冲”clk接信号源单元的1HZ脉冲信号，此时分显示将从00计时到59，然后回到00，重新计时。

在分位进行计时的过程中。

分计时器是由一个60进制的计数器构成的，具有置数和计数功能。

其中rst为置数信号，当rst为1时，分计时器置数。

min1、min0为分计时器的高位和低位输出。

5、小时计时模块：

将“小时计时脉冲”clk接信号源单元的1HZ脉冲信号，此时小时显示将从00计时到24，然后回到00，重新计时。

时计时器是由一个24进制的计数器构成的，具有置数和计数功能。

其中的rst为置数信号，当rst为1时，时计时器置数。

hr1、hr0为时计时器的高位和低位输出

3.2电路原理的设计

3.2.1秒分电路

用74161进行60进制电路的设计。

当u2输出为10时，将其进行非运算后连接到clr清零端，故u2为10进制。

同理，当u1输出为6时，将其进行非运算后连接到clr清零端，故u1为6进制。

图3.1秒分电路

3.2.2时分电路

用74LS192N进行24进制电路的设计。

Load端为0时为置数端，为1时为计数端。

因此，当u1输出为4，u3输出为2时，将二者与非得到低电平。

再将其与高电位相与得到低电平，分别送给u1,u3的load端进行强制置数，故实现u1为4进制，u3为2进制电路的设计。

图3.2时分电路

4Protel99SE绘制图

4.1建立sch文件并装入所需元件库

通过主菜单【File】/【New】建立数字钟.ddb数据库,进入设计文件夹，双击Documents

图标,就进入了原理图设计系统，通过主菜单【File】/【New】选择SchematicDocuments

图标即可。

修改文件名称为24秒倒计时器，双击24秒倒计时器。

Sch图标，就打开了设计系统窗口。

点击编辑界面左侧的

标签下的按钮

，在弹出的对话框“ChangeLibraryFileList”中，单击sim.lib元件库，然后点击Add和OK即可。

4.2创建74161N元件

由于Protel自带的元件库中没有74161N芯片，因此自画元件如下图所示

图4.174161N元件

4.3放置元件

利用编辑器界面左侧的place按钮：

点击所要的元件名称，然后按

就可以放置元件了。

将所需的元件拖出放置在编辑界面，完成后的图形如图4.1所示。

图4.2放置元件图

4.4原理图的布线

选择菜单【Place/Wireless】，或者单击工具栏中的（放置导线）按钮，即可执行连线操作。

原理图绘制完成后，原理图如下：

图4.3电路原理图

原理图绘制完成之后，还需要对原理图进行编译并对其连接进行检查，检查无误后才能进入PCB班的设计阶段，系统会按照用户的设置及问题的严重性，分别以“Error”（错误）或“Warning”（警告）等信息来提醒用户。

选择【Tools】/【ERC】菜单，保留默认设置，单击“OK”，进行电气规则设计检查。

检查后会生成与电路图同名、后缀为“ERC”的文件，至此原理图设计完成。

4.5生成材料清单

执行菜单命令

/【BILLOFMATERIAL】出现新的对话框选择[sheet]点击下一步，其他默认直到倒数第二步将ProtelFormat、CSVFormat、ClientSpreadsheet全部选中点击下一步和Finish就生成了材料清单。

图4.4元件生成清单

5PCB设计

5.1生成网络表

使用菜单命令【Design】/【CreateNetlist...】，建网络表。

网络表是原理图和印刷电路板之间的一座桥梁，网络表提供了电路的元件清单以及元件之间的互联关系。

执行上述命令后，跳出NetlistCreation的对话框，点击OK即可生成与原理图同名的网络表文件

5.2创建PCB文件以及网络表的装入

进入设计文件夹，双击图标Documents，利用主菜单【File】/【New】后出现一个对话框，选择Wizards目录下的PrintedCircuitBoardWizard，我们就可以建立一个标准的PCB版图了。

在PCB界面中，利用【Design】/【Netlist...】命令，将网络表载入，得到如下结果

图5.1

图5.2

图5.3

图5.4

图5.5

5.3元件的布局以及印刷板的布线

由于这次的电路图元件较多，不适合只用自动布局。

所以采取自动布局和手工布局的结合可以提高效率。

此次的边布局边布线的方法既可以根据布局来布线，又可以根据走线来布局。

1、执行菜单命令【Tools】/【AutoPlace…】,在弹出的自动布局设置对话框中，选择采用【ClusterPlacer】方式进行元件的快速布局。

2、用鼠标将所有的元件选中，并将她们移出所设定的电路板范围。

移动完毕后，取消图件的选中状态。

考虑到在电路板上，一般式先进行电源的布线，所以将整流稳压电路部分放到电路板的左边，以从上至下，从左至右的顺序来进行元件的布局和走线。

图5.6自动布局图

图5.7手动布局图

图5.8自动布线图

结论

在本次的课程设计中通过自己选题，找材料，分析、设计等，也掌一些软件的操作方法，这为以后的学习做了铺垫。

整个设计实现了从单一的理论学习到解决实际问题的转变。

通过本次的课程设计，我最大的收获就是提高了自身的动手能力，培养了我的寻求解决问题的能力和团队精神也增强了我其它方面的能力。

在设计中，我充分应用我们所学的知识，例如：

集成电路74LS系列、与非门等元件的应用。

课程设计提高我的综合动手能力和工程设计能力，它使我的理论知识得到了综合应用，培养我综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力。

课程设计的自主设计、学习和研究过程中，通过写课程设计的总结报告，初步训练我的书面表达能力，组织逻辑能力。

这些技能应用性强，对我的将来就业和进一步发展帮助较大。

同时也加强了对知识的理解，使我们做到理论和与实际的联系，收获很大。

并且我也深深地体会到自己所学知识的不足，激发了我的自学能力和应对挑战的能力，为今后学习打下了良好的基础。

参考文献

1清源计算机工作室.Protel99SE原理图与PCB及仿真【M】.北京：

机械工业出版社.2001.

2刘秋艳.Protel99SE电路设计.中国铁道出版社.2005.8

3吉雷.《Protel99从入门到精通》【M】.西安电子科技大学出版社.2000.

4张伟，王力.Protel99SE基础教程【M】.北京：

人民邮电出版社.2006.