彩灯控制器edaWord下载.docx

1、1.2 设计目的 1 1.3本章小节.1第2章 软件介绍.22.1 Protel DXP的介绍2 2.2本章小结.2第3章循环彩灯控制器的设计.33.1循环彩灯控制器的方案论证.33.2循环彩灯控制器的原理框图.33.3PCB板设计流程.33.4循环彩灯控制器PCB版图.63.5 3D生成效果图.6结论.8致谢.9参考文献.10第1章 引言1.1课题背景循环彩灯控制器是实现彩灯循环点亮的器件，它广泛地应用于各种娱乐场所中。彩灯控制电路品种多，工作电压范围宽，功耗低，外围元件少，因此在很多的圣诞礼品、玩具、娱乐场所及消费产品的开发中都适用。目前已有多种形式、多品种的循环彩灯控制电路，都以低廉的造

2、价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。1.2设计目的设计一种自动控制多路彩灯，花样类型不少于三种，可以花样转换, 彩灯循环速度频率快慢可调，可以根据实际需要具体调整。1.3本章小结循环彩灯控制器的设计可以做为学生的电子技术的课程设计 ，且学生做成功的可能性也大。采购该设计的所有器件成本大约为三十元左右 ，这样价格就相对而言很便宜。作者可以收一件比较好的作品已备比赛时用 ，这样学生可以用自己设计的产品来开展活动 ，可更大程度上激发他们的动手能力和创造力。第2章 软件介绍本章主要是介绍使用的Protel DXP软件，一个好的软件可以是设计者的设计更加地简易、完美。EDA是在计算机辅助设计（CAD

3、）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件相比，EDA技术的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。2.1 Protel DXP的介绍Protel DXP拓展了Protel软件的原设计领域，在Design Explorer这个统一的设计环境下集成了强大的前端设计工具，町完成电路原理图和FPGA的前端设计输入、仿真和验证；集成了功能卓越的板级设计系统，可实现带有高密度小型化封装的复杂PCB板的布局、布线，包括布线前后的信号完整性分析在内的各种规则检测，以及与内嵌的CAMtasitic辅助制造软件相结合的完备的生产制造输出文件管理

4、。以上两个方面保证了从电学原理设计开始直到印制板生产制造文件输出的无缝连接。因此，Protel DXP是当今世界最先进、应用最广的EDA软件之一。它具有以下的特点：（1）Protel DXP包含电路原理图设计、电路原理图仿真测试、印制电路板设计、自动布线器和FPGA/CPLD设计，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。（2）Protel DXP提供了进行层次原理图设计的环境、丰富的元件原理图库和PCB封装库、件集成库的概念、路原理图的混合仿真功能、丰富的设计检查功能、丰富的快捷键支持以及连续操作功能和全新的FPGA/CPLD设计功能，支持“自上而下”和“自下而上”的层次电路设计，能够完成更加大型

5、、更为复杂的电路设计。（3）Protel DXP全面兼容TANGO以及Protel以前的版本。（4）Protel DXP中同一设计的电路原理图和PCB之间具有动态连接功能。（5）Protel DXP提供了丰富的元件原理图库和PCB封装库，并且库的管理和编辑功能更加完善，操作更加简便。（6）Protel DXP提供了元件集成库的概念。（7）Protel DXP提供了电路原理图的混合仿真功能。（8）Protel DXP提供丰富的设计检查功能。2.2本章小结本章主要介绍了EDA中的Protel DXP设计工具，可以更好地帮助同学掌握课堂教学内容，加强对概念、原理的理解，通过对这些设计工具的了解与使用

6、，进一步培养学生的综合分析、开发设计和创新能力。第3章 循环彩灯控制器的设计3.1循环彩灯控制器方案论证将花型控制与节拍控制两种功各单元电路只实现一种功能。电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制电路简单，花型也比较简单。3.2循环彩灯原理框图花型演示电路花型控制电路节拍控制电路时钟信号电路 图3-1彩灯控制总体框图3.3 PCB板设计流程：Protel DXP绘制PCB板的整个制作过程分为16步进行1 得到正确的原理图和网络表 绘制原理图是绘制PCB板图的前提，网络表是连接原理图和PCB板图的中介，所以在绘制PCB

7、电路板之前一定要先得到正确的原理图和网络表。另外，我们可以通过手工更改网络表，将一些元件的固定接脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。2 画出自己定义的非标准器件的封装库自己独立绘制的封装一定要在PCB设计之前完成，在制作PCB电路板时，我们会导入这些自己制作的封装。3 规划电路板 电路板是采用单面板还是多层板，电路板的形状、尺寸等具体的参数以及电路板的安装方式等在这里都要一并考虑。另外，还要考虑电路板与外界的接口形式，选择具体接插件的封装形式。4 画上禁止布线层 在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘，对于3mm的螺丝可用6.58mm的外径和3

8、.23.5内径的焊盘。对于标准板可从其他板或PCB Wizard中调入。5 设置环境参数 我们可以根据自己的习惯来设置环境参数。环境参数包括栅格大小、光标捕捉大小、公制英制的转换、工作层面颜色等。6 打开所有要用到的库文件后调入网络表文件 需要注意的是要先把所有的库文件全都打开后，再导入网络表文件。否则，在导入网络表时会出现元件找不到封装的情况。7 设定工作参数 主要进行PCB板的图层设定。8 元件手工布局 应当从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。对于同一个器件用多种封装

9、形式的，可以把这个器件的封装改为第二种封装形式并放好后对这个器件用撤消元件组功能，然后再调入一次网络表并放好新调入的这个器件，有更多种封装形式时依此类推。放好后可以用VIEW3D功能查看一下实际效果。如果不甚满意的话可以根据实际情况再作适当调整，然后将全部器件锁定。假如板上空间允许，则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子应在中间多加固定螺丝孔，板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔。有需要的话，可在适当位置放上一些测试用焊盘。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。9 制订详细的布线规则 布线规则包括使用层面、各组线宽、过孔间距、布线

10、的拓朴结构等，我们要根据所设计的板子的实际情况来进行设定。另外，还要在不希望有走线的区域内放置FILE填充层（如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层）。10 对部分重要线路进行手工预布线 比如晶振,PLL,小信号模拟电路等电路需要自己手动布线，必须要按照指定路线布线的电路也要进行手工布线。11 自动布线 在自动布线之前，我们要对自动布线功能进行设置，选中其中的Lock All Pre-Route功能。这项功能不会将我们预布的电子线路覆盖。假如自动布线不能完全布通，则可手工继续完成或UNDO一次。需要注意的是千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔。然后我们可以调整一下布

11、局或布线规则再重新进行布线。完成后进行一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表并重装网络表后再布线。12 布线完成后的调整 布通之后，对布线进行手工初步调整。调整的内容有：需加粗的地线、电源线、功率输出线等进行手动加粗；某几根绕得太多，太过繁琐的线重布；消除部分不必要的过孔。另外，我们还要切换到单层显示模式下将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常进行DRC，因为有时有些线会断开。快完成时可将每个布线层单独打印出来以方便改线。调整完毕后用VIEW3D功能查看实际效果，满意后进行下一步。13 覆铜与补泪滴 对所有过孔和焊盘补泪滴，对

12、于贴片和单面板一定要加泪滴。对各布线层的放置地线网络进行覆铜，增强板子的抗干扰能力。14 DRC检验 为了确保电路板图符合设计规则，以及所有的网络均已经正常连接，我们布线完毕后一定要进行DRC检验。15 调整其余层上的信息 全部调整完并DRC通过后拖放所有丝印层的字符到合适位置，注意尽量不要放在元件下面或过孔、焊盘上面，对于过大的字符可适当缩小。最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息，并可用第三方提供的程序加上中文注释。16 印制板文件的保存和导出 Protel DXP绘制PCB 电路板的设计完成后，我们还要完成印制板文件整理并存档，打印出图

13、纸等工作。可以导出元件明细表，生成电子表格文档作为元件清单等。最后，我们还要说明电路板上有特殊要求的地方，然后提交给制板加工厂进行电路板的加工。以PROTEL DXP自带的例子Z80（via netlist）.PrjGrp来进行具体说明。我们将利用这个工程文件组中的原理图和网络表，把一个新建的空白PCB文档设计成一个具有四层板结构的PCB板文档。3.4循环彩灯控制器PCB版图图3-2 PCB效果图3.5 3D生成效果图在PCB板设计过程中，设计人员除了可以利用网络密度分析功能来分析元件布局外，还可以利用3D效果功能来进行分析。顾名思义，所谓3D效果功能就是用来分析PCB板的元件布局实际效果。利

14、用3D效果功能，不但可以进行元件布局的具体分析，而且还可以查看PCB板中的元件封装是否正确、元件的安装是否有重叠现象等具体细节问题。这个图基本给出了PCB板的元件布局实际效果和全貌。图3-3 3D效果图千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。结论彩灯控制器EDA设计实验刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟彩灯控制器EDA设计实验不同于实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩

15、固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风。致谢在这次的彩灯控制器EDA设计实验的完成中，我遇到了许多的问题，一方面我上网搜集资料，另一方面就是向老师请教，在此，我感谢我的指导老师齐怀琴，张庆松老师老师，是她给予了我帮助，在老师的帮助下，我解决了不少的问题也克服了许多困难。希望以后可以有更多的机会可以做这方面的设计与制作，为以后的工作打下基础。通过这次完成彩灯控制器EDA设计实验，同学们互相交流各自的经验，同时齐

16、怀琴，张庆松老师老师也给了我们很多指点，平常只学书本知识，抽象且枯燥，并不动脑去完成，这次让我明白了有时想是没有用处的，还必须去考察，去学习，去实践考察，另外心态问题也是很重要的，有好的心态就会努力，做事效果也是事半功倍。还要有扎实的理论知识，在操作时知道自己的目的，使学到的理论知识得到验证。只有这样才能有实质的进步，还有要和同学共同讨论，解决各种困难，在困难中你能了解更多的非课本的知识，还能再找错误的同时锻炼你的观察力，所以我知道了很多零件的作用，并了解到什么样的现象是哪块的电路出现了错误，小小的成功给了我很大的动力，也感受到探索的乐趣。最后由衷地感谢齐怀琴，张庆松老师，锻炼的机会，也感谢学

17、院给我们提供实验室，实验老师敬业的精神让我们深受鼓舞！参考文献1 康华光.电子技术基础（模拟部分）. 高等教育出版社,20002 阎石.数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社，20003 Androw S. Tanenbaum. 计算机网络（第4版）M. Pearson，20044 杨杉，欧大生.电路设计与制板Protel DXP实用教程.西安电子科技大学出版社，20045 W.Simpson,Editor.The Point-to-Point Protocol,RFC1661EB/OL. July 19946 W.Richard Stevens,范建华译. TCP/IP详解卷1：协议M. 机械工业出版社，20007 WAVECOM. AT Commands Interface Guide ,Revision 002EB/OL.6th November 20