电子毕业设计-电路板设计与制作.doc
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1、电路板设计与制作实验指导书科目: 电路板设计与制作 编写: 学生专业: 电子信息工程技术 适用班级: 电信11级 教 研室: 电子信息 信息工程学院2012年1月7日目 录实验一 PROTEL 99 SE设计环境认识2实验二 PROTEL 99 SE原理图设计环境配置5实验三 原理图绘制练习一7实验四 原理图绘制练习二12实验五 元器件图形符号的编辑18实验六 原理图绘制练习三21实验七 原理图绘制练习四23实验八 PCB设计基本操作24实验九 PCB操作练习一27实验十 PCB操作练习二29实验十一 创建元件封装库32实验十二 用PROTEL99SE对单稳态电路进行信号分析34实验十三 计数
2、及译码39实验十四 单管共射放大器43附录1:PROTEL99 SE快捷方式47附录2 PROTEL99 SE的电路原理图元件库清单49附录3:部分中英文对照52附录4:常见集成电路型号62附录5:常用电子元件封装70实验一 Protel 99 SE设计环境认识一实验目的1. 了解Protel 99 SE绘图环境。2. 了解Protel 99 SE各个功能模块。3. 了解设置Protel 99 SE界面环境设置方法。4. 了解设置Protel 99 SE文件管理方法。二实验设备计算机,Protel 99 SE软件。三实验内容1. 启动protel 99 se。方法1:从“开始”菜单启动;方法2
3、:使用“开始”菜单中的快捷命令启动;方法3:利用桌面快捷方式启动;方法4:通过设计数据库文件启动。2. 创建一个新的设计数据库文件(建立一个设计任务即一个工程项目)3. 步骤:(1) 【File】|【New】(2) Location选项卡, Design Storage Type(设计保存类型)选取MS Access Database;单击Browse按钮,选择文件的存储位置;在Database File Name文本框中输入数据库名称,Protel 99 SE默认文件名为My desigh .ddb。(3) 单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。要求: 注意区分Design Stor
4、age Type设置中选MS Access Database与Windows File System区别; 在Password选项卡中为数据库设置口令,打开有口令的数据库时,必须输入口令,Name处填Admin4. Design Team(设计团队管理)。添加删除设计团队成员并为每个成员赋予工作权限练习。5. 建立设计文档练习(1) 新建数据库文件夹 选择File菜单下的New命令,在文件类型中选择Document Folder,单击OK按钮,默认文件夹名为Folder1,将Folder1重新命名为Test。(2) 新建原理图设计文件在Test文件夹下,选择File菜单下的New命令,在文件类
5、型中选择Schematic Document,单击OK按钮,生成原理图设计文件,默认名为Sheet1.sch,将Sheet1.sch重新命名为poweramp.sch。(3) 新建原理图元件库文件在Test文件夹下,选择File菜单下的New命令,在文件类型中选择Schematic Library Document,单击OK按钮,生成原理图元件库文件,默认名为Shlib1.Lib,将Shlib1.Lib重新命名为poweramp.Lib。(4) 新建印制电路板文件在Test文件夹下,选择File菜单下的New命令,在文件类型中选择PCB Document,单击OK按钮,生成印制电路板文件,默认
6、名为PCB1.PCB,将PCB1.PCB重新命名为poweramp.PCB。(5) 新建元件封装库文件在Test文件夹下,选择File菜单下的New命令,在文件类型中选择PCB Library Document,单击OK按钮,生成元件封装库文件,默认名为PCBLIB1.LIB,将PCBLIB1.LIB重新命名为poweramp.LIB6. 文档的打开、关闭、删除、恢复、导入、导出练习7. 选择适当的菜单命令,将打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。69实验二 Protel 99 SE原理图设计环境配置一实验目的掌握99SE中通过菜单Design/Options和Tools/Prefere
7、nces两个命令来完成环境设置方法。二实验设备 计算机,Protel 99 SE软件。三实验内容1. 在D盘根目录下以姓名为名建一设计数据库,姓名.ddb,保存类型为MS Access Database。打开该数据库。2. 将“Documents”文件夹重新命名为“exam”。3. 在exam下建一原理图,命名为LX.sch。4. 自定义图纸大小:宽度为1850、高度为1450,垂直放置,显示边框,不显示参考边框和标题栏,工作区颜色为170号色。网格设置:SnapOn为10 mil,Visible为10 mil。字体设置:系统字体为仿宋体、字号为8,字形为斜体。可视网格为点状,取消重复操作次数
8、为60次。把光标设置成大十字45度.5. 图纸标题栏在右下角,标题栏格式如下:边框直线为小号(small)直线,颜色为3号,文字设置:仿宋_GB2312、常规、四号、黑色。注意:(1) 画标题栏线一定用Place/Drawing Tools/Line,不能用Place/Wire。(2) 写汉字一定用Place/Annotation,不能用Place/net label。6. 设置Organization 选项卡7. 设置栅格参数,观察(1) 栅格(Grids):SnapOn与Visible参数大小的作用(2) 电气栅格(Electrical Grid):Grid Range参数大小的作用8.
9、设置自动滚屏方式为:Auto pan off9. 在原理图文件LX.sch中,练习打开及关闭Main Tools(主工具栏)、Wiring Tools(布线工具栏)、 Drawing Tools(绘图工具栏)、 Power Objects(电源及接地工具栏)、 Digital Objects(常用器件工具栏)、 Simulation Sources(信号仿真源工具栏)、 PLD Toolbar(PLD工具栏),利用菜单命令和键盘功能键放大及缩小原理图。10. 设计管理器打开与关闭(Design Manager)11. 图样的放大与缩小、刷新等(zoomin,zoomout,refresh,en
10、d,pageup,pagedown)。12. 在优选项下设置Auto-junction。选Place/Wire绘制导线,观察在绘制T型导线时是否自动产生节点。实验三 原理图绘制练习一一实验目的1. 熟悉并逐渐记忆常用元器件所在的元器件库、熟悉元件属性设置、连线工具使用2. 了解Protel99SE所提供的众多元件库,掌握如何在元件库中找到所需的器件的方法。触发输出8 7 6 5 5551 2 3 4电源放电阀值电压控制电压地复位3. 学习555时基集成电路在脉冲电路中的应用。二实验原理 1. 555时基集成电路是一种用途极为广泛的模拟数字混合式集成电路。它可以像单稳态电路一样用来产生稳定的迟延
11、,也可以像多谐振荡器一样作为振荡器使用。555集成电路有多种型号,下面给出其引脚功能定义。触发输入端是单稳态工作方式时信号输入端,当触发信号电位低于1/3Vcc时,555输出高电平。阀值电压输入端的电压高于2/3Vcc时,555输出低电平。控制电压用来引入外部参考电压,以改变定时。一般情况下,当不需要控制时,它通过0.01uf电容接地。 复位输入端一般接Vcc。555时基集成电路的电源电压范围是515V,输出电流达200mA。下面给出时基电路的两种工作方式。A、单稳态工作方式:实验图如图2-1。B、多谐振荡器工作方式:实验图如图2-2。 图2-1 图2-2 2 Protel99SE为我们提供了
12、非常丰富的元件库,包括了世界上各主要硬件厂商的最新产品。同时,可以使用其库编辑功能来修改、编辑或新建自己的新元件,甚至建立自己专用的库。上一实验中已经学会如何加入元件库,下面给出最常用的几个。C:PROGAM FILESDESIGN EXPLORER99LibrarySchMiscellaneous Devices.ddb 最基本的分立式元件库Intel Databooks.ddb Intel的CPU及外围元件库NSC Analog.ddb NS公司的模拟元件库NSC Databooks.ddb NS公司的数字元件库Sim.ddb 仿真元件库TI Databooks.ddb 德州仪器数字元件库
13、TI Logic.ddb 德州仪器数字元件库 当我们要取用一个元件,但又不知道这个元件是属于哪个库的时候,点击设计管理库中间的按钮,即可找出所在元件库。具体方法结合555时基集成电路在实验步骤中做详细阐述。三实验内容(一)编辑练习1. 装入元件库(1) 打开原理图管理浏览(编辑)器在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下,单击设计管理器顶部的Browse Sch标签即可打开原理图管理浏览器窗口(2) 单击Add/Remove(3) 单击选择所需的库文件,然后单击ADD按钮、OK按钮。实例练习:将库文件Miscellaneous Devices.ddb, Dallas Microprocessor.
14、ddb,Intel Databooks.ddb,,Protel Dos Schematic Libraries.ddb依次装入。1. 放置元件在元件库中选定所需元件,然后 放置元件到设计面板上.实例练习:将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次放到设计面板2. 删除元器件(1) 菜单命令【Edit】|【Delete】(2) 当光标变为十字形后,将光标移到要删除的元件处,单击鼠标左键即可将所指元件删除.此后,程序仍处于删除命令状态,若要退出单击鼠标右键或按ESC键退出命令状态。实例练习:将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次删除后,在重新放置。3.
15、元件移动菜单命令:【Edit】|【Move】|【Move】实例练习:移动SCR步骤: (1) 执行移动命令(2) 点选元件(3) 移动元件技巧: 直接用鼠标左键单击元件,保持左键按下状态(此时光标变为十字形),移动鼠标即能进行单个元件的移动.4. 元件的旋转【Space】:每击一下元件旋转90。X键:每击一下使元件左右对调.Y 键:每击一下使元件上下对调实例练习:对XOR进行元件的旋转练习5. 编辑元件的属性实例练习:编辑单片机RES1的属性。步骤: (1) 用鼠标左键双击元件RES1(2) 在弹出的对话框中设置元件的属性,主要设置以下属性.【LibRef】:元件库中的型号(不允许修改)【Fo
16、otprint】:元件的封装形式,输入axial0.3【Designator】:元件序号,输入R1【Part】:元件标示值,输入4.7K【Sheet】:图纸号,暂时不填。【Part】:功能块序号,此项属性用于含有多个相同功能块的元件。(3) 设置结束后,单击OK按钮即可。6. 绘制如下电路步骤:(1) 放置元件并编辑属性。提示:电路中的所有元件都取自集总参数元器件库(Miscellaneous Devices .ddb/ Miscellaneous Devices .lib)。(2) 绘制导线,设置导线属性(3) 放置电路节点,设置节点属性。(4) 选取电源和地线工具,试更改它们的形状和标记。
17、注意:画导线一定用Place/Wire,不能用Place/Drawing Tools/Line。试理解连线工具和绘图工具的用途。Wiring Tools(连线工具)有电气特性;Drawing Tools(绘图工具)无电气特性。7. 练习优选项下Drag Orthogonal功能8. 练习优选项下Enable In-Place Editing功能9. 练习Edit/Move/Drag与Edit/Move/Move区别(二)画图练习1新建一原理图文件(实验2.SCH),进入原理图设计界面。2找出器件:555时基集成电路,摆放到原理图中。点击设计管理库中间的按钮,弹出如下对话框(图2-3):在By
18、Library Reference选项中,填入器件名称。例如,本实验中,我们要放置555时基集成电路,而不同厂家的555都会有不同的编号,所以我们结合通配符*或?的使用,在By Library Reference一栏中填入*555,单击,系统自动开始搜索相关器件库。见图2-4。图2-3图2-4我们可以选择所需的元件库,将其加到Library List中去,也可以直接选择器件,单击Place按钮,直接摆放器件。在这里我们选择Sim.ddb(仿真元件库),添加至元件库,选择TIMER.LIB,找到555时基集成电路,点Place,将它放置在原理图的适当位置。 2按照图2-1单稳态试验电路画好原理图
19、。四实验内容1熟悉前面所给出的Protel99SE中最常用的几个元件库,查看各个元件库所带的元器件。2分析555时基集成电路的工作原理,用Protel99SE绘制其单稳态工作方式和多谐振荡器工作方式下的实验电路图。实验四 原理图绘制练习二基本门电路在脉冲电路中的应用一 实验目的1. 学习Protel99SE的基本操作,如:器件库的调用,元器件的摆放,属性的设定,连线。2. 结合基本门电路在脉冲电路中的应用,绘制出简单的原理图。二实验原理与门(AND)、或门(OR)和非门(NOR)是三种最基本的门电路,它们是构成其他组合电路的基本单元。其电路逻辑符号如下: Y=A . B Y=A+B Y=/A下
20、面列举它们几个基本应用:1多谐振荡器: a环形振荡器 最简单的多谐振荡器是由奇数个反相器组成的环形振荡器。见图1-1。图1-1 b电容反馈多谐振荡器 见图1-2。图1-22单稳态触发器 a积分型单稳态触发器 见图1-3。图1-3b微分型单稳态触发器 见图1-4。 图1-4三实验步骤及方法下面我们以积分型单稳态触发器为例,详细介绍如何绘制原理图。新建一个设计(实验1.SCH),进入设计原理图的SCH设计系统。用菜单File/New新建一设计,命名,选择文件路径,然后进入Protel99SE的标准界面。(图1-5)左边的Explorer类似于windows的资源管理器。进入Documents目录,
21、用File/New命令,(或者直接点右键),系统弹出打开文件类型的对话框。我们选择SCH图标,即进入设计原理图的SCH设计系统,同时系统界面变为SCH的设计界面。(图1-6)图1-5图1-62元件库的调入我们发现,左边多了一个Browse SCH的选项卡。单击则进入了原理图管理器。Libraries即所使用的元件库一般来说,默认元件库Miscellaneous Devices.lib即可满足需要。如需使用其他元件库,则可按照以下步骤选择新的库文件。a. 点击钮,弹出以下对话框:b. 选择路径,指定所要加入的元件库,再按Add按钮,即可将它复制到下面的区域,如下图所示。同样,如果程序加了太多元件
22、库,也可以在下面的区域中指定所要移除的元件库,按Remove按钮即可将它拿掉。c. 一切就绪后,再按OK按钮,我们所指定的元件库也就已经成功添加好了。1 放置元器件 在元件库元件列表中选中所需器件,(这里我们选择与非门NAND)双击,移动光标至工作平面的适当位置,在移动的过程中,按空格键可以将元器件进行旋转。单击左键,即可将元件定位到工作平面上了。双击该器件,弹出设计元器件属性的对话框。 图中各栏的定义如下:Lib Ref : 元件名称。该项是根据放置元件时的名称设置自动提供的,不可更改。Footprint : 器件封装,系统自动根据放置元件提供,不可更改。Designator : 元件标号,
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