DXP课程设计.pdf
电子线路 CAD 课程设计（学年论文）说明书 课题名称：电子线路 CAD 课程设计 学生学号：专业班级：测控技术与仪器 学生姓名：王传海 学生成绩：指导教师：王丹丹 王后能 课题工作时间：至.26 武汉工程大学教务处 制 目录 摘要.1 Abstract.2 第一章 DXP 的简介.1 DXP 的概述.1 DXP 的发展.1 第二章 课题设计的思路.2 课程的名称.2 课程的设计要求.2 课程设计的基本流程.2 第三章 原理图的设计.5 总体的设计原理图.5 时钟的设计.5 方式的选择及其显示模块.6 方式的选择及其显示模块.6 速度的控制模块.6 流水灯的设计模块.7 下载口的设计模块.8 第四章 PCB 板的设计.8 原理图的创建.8 原理图库的制作.10 PCB 的生成.11 第五章 元件清单.16 元器件清单.16 元器件说明资料.17 第六章 设计心得.18 第 七 章 参 考 文 献.18 摘要 现代电子技术设计通常采用层次化设计的方法，一般分为四个层次，即系统级设计、电路级设计、芯片级设计和应刷电路板设计。相应地对于电气制图与电子线路CAD 课程设计，从提出设计方案到完成系统设计方案，实验步骤可以分为五步：查阅资料、方案设计、电路设计、系统仿真和印刷电路板的设计。电子时钟的设计通过硬件和软件结合的方法，编程实现电路定时或者一些扩展功能的应用，硬件电路实现显示和实际功能的应用。本次课程设计的主要目的在于熟练掌握Protel DXP的操作，运用所学的单片机知识设计出一个最小的单片机系统。此次课程设计我们选取了89C51 系列的单片机，设计了一款花样流水灯的单片机最小系统。该系统可以实现五种变化方式，并通过按键来控制流水灯的速度。此次课程设计我们初步了解了如何使用protel软件设计电路，设计 pcb 板，各元器件的封装尺寸等等，为我们以后的学习奠定了基础。关键字：原理图设计 PCB 设计 protel DXP Abstract Modern electronic technology design method is usually used in the hierarchical design,generally divided into four levels,namely,system level design,circuit level design,the chip level design and printed circuit board corresponding electronic circuit for electrical drawing and CAD curriculum design,puts forward the design scheme to complete from system design,experimental procedure can be divide into five steps:the design of data access,scheme design,circuit design,system simulation and printed circuit electronic clock design through combination of hardware and software,application programming circuit timing or some extended functions,hardware circuit implementation and practical application of display function.The main purpose of this course design is master Protel DXP operation,The use single chip knowledge to design a mini mun MCU system curriculum design that we choose 89c51 series micro controller,MCU mini mun Of a pattern of light system can realize the five kinds of changes,and through the buttons to control the speed of light curriculum design our initial understanding of how to use protel software to design the circuit,design of PCB board,the components of the package size and so on,laid the foundation for our future study.Key words:Schematic design PCB design protel DXP 一、PROTEL DXP 简介 Protel 系列电子设计软件因为其功能强大、界面友好和操作简便、实用等优点，已成为EDA 行业尤其是 PCB 设计领域中发展最快、应用时间最长、运用范围最广泛的 EDA 软件之一。纵观其发展历史，Protel 软件主要经历了如下几个阶段的产品升级。PROTEL DXP 发展 随着电子制造技术的飞速发展,电子器件日益呈现出大规模,高密度和小型 化的趋势,各大供应商也随之不断推陈出新。由于电子产品对于速度、容量、体积和重量等技术指标的要求不断提高，传统的手艺设计越来越难以适应市场发展的需要。因此，越来越多的设计人员使用一些快速、高效的CAD 设计软件来进行电路原理图和 PCB 图的辅助设计，电路设计在方法和手段上发生了革命性的变化的概念，并开发了相应的EDA 工具软件。这种工具软件可以根据系统的行为和功能要求，自动的逐层完成电子产品设计的全过程，包括原理图和语言输入、检查错误和仿真、PCB 设计、信号分析和规则检查以及生成CAM 文件等。经过这样周密的发展，可想而知我们电子行业的技术得到了一定程度的升华，为电子行业做出了更深层次的贡献。二、课题的设计思路 课程名称：流水灯的设计 设计要求：对 8 个 LED 灯（多色）设计 5 种流水灯显示方式，用一个按键进行方式选择，并用一个数码管显示方式编号，用两个按键（+或）控制流水灯流动的速度。设计流程：图 2-1 流程图 三、原理图的设计 总体的设计原理图 图 3-1 流水灯原理图 时钟的设计 图 3-2 外部时钟的设计 单片机的时钟信号由一个晶振提供，将两个 30uF 电容并联，在桥路中间连接晶振，晶振的一端连接到单片机的XTAL1端，一端连接到XTAL2端。方式的选择及其显示模块 图 3-3 流水灯方式的选择及其显示 方式的选择通过复位端的控制，按动开关键，选择一种方式，再次按键选择其他方式。速度的控制模块 图 3-4 速度的控制 流水灯的速度由两个开关控制，一个为加速一个未减速，通过开关的闭合各 P33与 P34 的 I/O 口输入低电平然后通过程序控制流水灯的速度。流水灯的设计模块 3-5 流水灯的设计 采用共阳极的连接方式，将二极管的阴极端接到单片机的的 I/O 口，通过 I/o 接口的数据传输来控制二极管的发光。下载口的设计模块：图 3-6 下载口的设计 四、PCB 板的设计 原理图的创建 pcb 工程的建立 图 4-1-1 pcb 工程的建立 图 4-1-2 原理图文件的建立 PCB 的建立 图 4-1-3 pcb 文件的建立 元件的放置 图 4-1-4 元件的放置 导线的放置 图 4-1-5 导线的放置 原理图库的制作 新建原理图库 打开菜单栏的文件/新建/库/原理图库如图 4-2-1 图 4-2-1 原理图库的建立 放置矩形框及引脚 图 4-2-1 制作成型的原理图 PCB 的生成 原理图的编译 在原理图文件中完成好了流水灯的设计，点击菜单栏的项目管理/complies Document 如下图 图 4-3-1 a 原理图的编译 在菜单栏点击项目管理/complile Document 51 最小系统，在点击设计 updata PCB得到如下窗口：图 4-3-1 b 导入到 PCB 点击执行变化得到 图 4-3-1 C 开始导入 关闭此窗口得到生成的 pcb 图 4-4-1 D PCB 的生成 元器件的布局 如下图，将不规则的 PCB 图按照一定的格局分布在规定的 pcb 板内 图 4-3-2 元器件的布局 元器件的布线 点击菜单栏中的自动布线，选择全部对象得到下面pcb 板 图 4-3-3 元器件的布线 布铜 图 4-3-4 a 顶层的布铜 图 4-3-3 b 底层的布铜 图 4-3-4 三维效果图 五、元件清单 元件 数量 89c51 单片机 1 片 电阻 1K 10 个 共阴极数码管 1 片 电容 10uF 2 个 开关 4 个 电容 30uF 2 个 12MHZ 晶振 1 个 发光二极管 9 个 串口 1 个 图 5-1 元器件清单 元器件说明资料：引脚说明：电源引脚 Vcc（40 脚）：典型值5V。Vss（20 脚）：接低电平。外部晶振 X1、X2 分别与晶体两端相连接。当采用外部时钟信号时，X2 接振荡信号，X1 接地。输入输出口引脚：P0 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“1”。P1 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“1”。P2 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“1”。P3 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“1”。控制引脚：RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp 组成了 MSC-51 的控制总线。RST/Vpd（9 脚）：复位信号输入端（高电平有效）。第二功能：加+5V 备用电源，可以实现掉电保护 RAM 信息不丢失。ALE/-PROG(30 脚）：地址锁存信号输出端。第二功能：编程脉冲输入。-PSEN（29 脚）：外部程序存储器读选通信号。-EA/Vpp(31 脚）：外部程序存储器使能端。第二功能：编程电压输入端（+21V）六、设计心得 在本次课程设计中，我受益匪浅，得到了以前从没有学过的知识，通过这次课设我才知道电子产业的意义，其实这项工作很不容易，既要用 PCB 绘制图形，所以我认为从事这项工作的人很不容易。在制作并行口下载线和单片机最小系统的时候，我们虽然学过 PCB 但是对一些要领上的东西，还是那么陌生，制作起图来很不顺手，还好，有老师的指导，我们完成了实验。在课设的过程中，我明白了什么是实践能力，我认为每一学期只有这个时候是最值得我们珍惜的，因为那样可以接触到这一学期来我们所学的知识最重要的部分，那就是把学习到的理论知识联系到实际内容得到的结论，也就是说把我们学到的理论知识运用到课程设计中。参考文献：1 邵群涛，电气制图与电子线路 CAD，第 1 版，机械工业出版社，2005 2 葛忠海 尤新芳，Protel Dxp 2004，地一版，电子工业出版社，2010
