毕业论文基于单片机的多通道温度采集测控系统分析与设计.doc

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1、毕业论文-基于单片机的多通道温度采集测控系统分析与设计 摘要温度测量与控制在社会的发展而广泛的使用利用单片机技术的温度测控系统以其体积小可靠性高而被广泛采用本文对该测控系统进行了分析设计首先设计针对系统所使用的单片机的性能和发展情况做了简单介绍对系统使用的模数转换芯片ADC0809做了性能方面的简单说明同时对测量温度在-55150之间的集成型恒流测温元件AD590做了介绍其次论文重点对测控硬件软件的组成进行了分项模块化逐步分析设计对各部分的电路一一进行了介绍最终实现了该系统的硬件电路绘制了电路原理图绘制了印制电路板图并将制成的线路板焊接上了元件完成了硬件调试根据硬件的设计和测控系统所要实现的功

2、能本设计对软件也进行了一一设计并经过反复的模拟运行调试修改简化了软件系统最后形成了一套完整的程序系统关键词 单片机ADC0809AD590软件系统硬件系统AbstractThe temperature survey and the control in profession and so on industry agriculture national defense has the widespread application Using monolithic integrated circuit technology temperature observation and control

3、system by its volume small the reliability is high but is widely used This article has carried on the analysis design to this observation and control systemFirst this article the monolithic integrated circuit performance and the development situation which used in view of the system has made the sim

4、ple introduction To system use moldNumber transformation chip ADC0809 has given the performance aspect simple explanation Meanwhile to surveyed the temperature to make the introduction in -55 150 between integration constant flow temperature element AD590Next this article key to observe and controll

5、ed the hardware the software composition carries on the sub-item the modulation has analyzed the design gradually 11 has carried on the introduction to each part of electric circuits finally has realized this system hardware electric circuit Has drawn up the electric circuit schematic diagram has dr

6、awn up the printed circuit board chart and will make in the line board welding the part has completed the hardware debugging Function must realize which according to the hardware design and the observation and control system this design has also carried on 11 designs to the software and after the re

7、peatedly simulation run the debugging the revision simplified the software system finally has formed set of complete software Key words MCU ADC0809 AD590 software system hardware system目 录第1章 前言1第2章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计221 总体分析222 AT89C51单片机的性能及应用223 控制框图的设计系统8第3章 单片机多通道温度采集测控931 输入电路的设计9com 集成温度传感器A

8、D590的简单介绍9com 放大电路的设计1132 单通道循环检测工作方式选择电路的设计1233AD0809与AT89C51接口电路的设计1334 输出电路设计16com 四位LED数码管驱动电路的设计16com 超温报警电路的设计17com 温度控制电路的设计1835 电源的设计实现2136电路板的制作与调试21com理图的绘制过程21com PCB板的制作23com 电路的焊接25第4章 单片机多通道温度采集测控系统的软件2641 主程序的逐步26com 初始化和工作方式选择程序的设计27com 显示程序的设计28com 二进制温度值转化成BCD码温度显示值的程序设计29com 延时子程序

9、的设计30com 数模转换测量子程序的设计31com 按键检测子程序的设计32com 超温报警程序及继电器控制程序的设计3342CPU抗干扰技术的程序设计34com波34com余和看门狗技术35comAM 资料可靠性37com结3743程序的汇编与调试38com建立您的第一个C 项目38第5章 结束语4051 本次设计心得体会4052 总结41致 谢44参考文献资料45第1章 前言温度测量在各个设计有着广泛的应用而且随着科学技术的发展对温度测量的精度要求愈来愈高由于AT89C51单片机的设计时间有限其精度不是很高它的测温范围在0100之间可以直接应用在对温度精度要求不高的各种现场单片机多通道温

10、度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量并将温度信号转换成电流转换为电压信号通过放大电路最终交由模数转换芯片转换成数字信号经单片机处理并经输出驱动电路显示于共阳极数码管该测量仪可实现多点8点不同区域测量单通道循环测量还具有超温报警和自动控制功能当温度超过某一设定值时系统控制继电器来关闭加温设备由以上大致分析整个系统控制将由AT89C51单片机为核心构成选用ADC0809作为模数转换芯片各个检测信号控制信号显示信号可由单片机的IO口进行并由程序保证系统抗干扰的能力 设计任务为用单片机设计一个测温范围在0100的多通道温度测量仪设计要求完成该系统的软硬件设计学习掌握单片机采集测控系统的设计方法

11、提高学习新知识新技能的能力培养独立设计的能力 第2章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计21 总体分析由于AT89C51单片机的设计时间有限其精度不是很高它的测温范围在0100之间可以直接应用在对温度精度要求不高的各种现场单片机多通道温度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量并将温度信号转换成电流转换为电压信号通过放大电路最终交由模数转换芯片转换成数字信号经单片机处理并经输出驱动电路显示于共阳极数码管该测量仪可实现多点8点不同区域测量单通道循环测量还具有超温报警和自动控制功能当温度超过某一设定值时系统控制继电器来关闭加温设备由以上大致分析整个系统控制将由AT89C51单片机为核心构成选

12、用ADC0809作为模数转换芯片各个检测信号控制信号显示信号可由单片机的IO口进行并由程序保证系统抗干扰的能力22 AT89C51单片机的性能及应用单片机是早期Single Chip Microcomputer的直译它反映了早期单片机的形态和本质然后按照面向对象突出控制功能在片内集成了许多外围电路及外设接口突破了传统意义上的计算机结构发展成microcontroller的体系结构目前国外已普遍称之为微控制器MCUMicrocontroller Unit鉴于它完全作嵌入应用故又称为嵌入式微控制器 Embedded Microcontroller 大多数单片机采用哈佛Harvard结构体系即数据存

13、储空间与程序存储空间相互独立的结构体系它不同于一般通用计算机系统结构即程序和数据共用一个空间的冯诺伊曼 Von Neumann 结构AT89C51单片机温度测控仪采用Atmel公司的AT89C51单片机采用双列直插封装DIP有40个引脚该单片机采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术制造与美国Intel公司生产的MCS51系列单片机的指令和引脚设置兼容其主要特征如下8位CPU内置4K字节可重复编程Flash可重复擦写1000次完全静态操作0Hz24Hz可输出时钟信号三级加密程序存储器128B8的片内数据存储器 RAM 32根可编程IO线2个16位定时计数器中断系统有6个中断源可编为两个优先级

14、一个全双工可编程串行通道可编程串行UART通道具有两种节能模式闲置模式和掉电模式1单片机的基本组成它由CPU存储器包括RAM和ROMIO接口定时计数器中断控制功能等均集成在一块芯片上片内各功能通过内部总线相互连接起来输入输出引脚P0P1P2P3的功能图2-1为AT89C51的引脚图图2-1 AT89C51的引脚图P0口P00-P07P0口是一个8位漏极开路型双向IO端口在访问片外存储器时它分时作低8位地址和8位双向数据总线用在EPROM编程时由P0输入指令字节而在验证程序时则输出指令字节验证程序时要求外接上拉电阻P0能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载在Flash编程时P0口接收指令字节而

15、在程序校验时输出指令字节校验时要求外接上拉电阻P1口P10-P171-8脚 P1口是一上带内部上拉电阻的8位双向IO口在EPROM编程和验证程序时由它输入低8位地址P1能驱动4个LSTTL负载在AT89C51中P10还相当于专用功能端T2即定时器的计数触发输入端P11还相当于专用功能端T2EX即定时器T2的外部控制端Flash编程和程序校验期间P1接收低8位地址P2口P20-P2721-28脚P2也是一上带内部上拉电阻的8位双向IO口P2口的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑门电路对端口写1通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平在访问外部存储器时由它输出高8位地址在对EPROM编程和程序

16、验证时由它输入高8位地址P驱动4个LSTTL负载在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器例如执行MOVX DPTR指令时P2口送出高8位地址数据在访问8位地址的外部数据存储器例如执行MOVX RI指令时P2口线上的内容也即特殊功能寄存器SFR区中R2寄存器的内容在整个访问期间不改变Flash编程或校验时P2亦接收高位地址和其它控制信号P3口口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向IO口P3 口输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4 个TTL 逻辑门电路对P3 口写入1时它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口此时被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流IIL口IO口口管脚备选功能P30RXD串行输

17、入口P31TXD串行输出口P32INT0外部中断0P33INT1外部中断1P34T00外部输入P35T11外部输入P36WR外部数据存储器写选通P37RD外部数据存储器读选通口图2-2 控制框图第3章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计的硬件在硬件的设计前期根据框图对电路中可能出现的电路进行了模拟实验并根据实验结果对后期的硬件设计进行了合理化的修改完善在第二章中已分析了系统并绘制了框图下面将根据框图分别设计各部分电路31 输入电路的设计温度信号的采集电路放大电路输入口连接温度传感器AD590的两个引脚AD590是一种具有良好温度特性的电压输入电流输出型温度传感器可以在-55150温度范围内

18、正常工作当输入从4V30V的宽范围电压时将按1A的比例输出反映当前温度的电流信号如当感应温度为0时输出的电流为273A本设计中给AD590提供了 12V的电压以保证其能正常工作温度监控范围可在0100范围内由控制部分自定义com 集成温度传感器AD590的简单介绍集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测 式中K波尔兹常数q电子电荷绝对值集成温度传感器具有线性好精度适中灵敏度高体积小使用方便等优点得到广泛应用集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种电压输出型的灵敏度一般为10mVK温度

19、0时输出为0温度25时输出2982V电流输出型的灵敏度一般为1mAKAD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源它的主要特性如下1流过器件的电流mA等于器件所处环境的热力学温度开尔文度数式中 流过器件AD590的电流单位为mAT热力学温度单位为K2AD590的测温范围为-551503AD590的电源电压范围为4V30V电源电压可在4V6V范围变化电流 变化1mA相当于温度变化1KAD590可以承受44V正向电压和20V反向电压因而器件反接也不会被损坏4输出电阻为710MW5精度高AD590共有IJKLM五档其中M档精度最高在-55150范围内非线性误差为03AD590测量热力学温度

20、摄氏温度两点温度差多点最低温度多点平均温度的具体电路广泛应用于不同的温度控制场合由于AD590精度高价格低不需辅助电源线性好常用于测温和热电偶的冷端补偿图3-1 中的图 a 是AD590的封装形式图 b AD590用于测量热力学温度的基本应用电路因为流过AD590的电流与热力学温度成正比当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1k时输入电压V0随温度的变化为1mVK但由于AD590的增益有偏差电阻也有误差因此应对电路进行调整调整的方法为把AD590放于冰水混合物中调整电位器使V0 2732mV或在室温下 25 条件下调整电位器使V0 273225 2982 mV 但这样调整可保证在0或25附近有效高

21、精度图3-1 AD590的封装形式与基本应用电路com 放大电路的设计在许多需要AD转换和数字采集的单片机系统中很多情况下传感器输出的模拟信号都很微弱必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大才能满足AD转换器对输入信号电平的要求这种情况下就必须选择一种符合要求的放大器仪表器的选型很多在这里介绍一种用途非常广泛的仪表放大器其实就是典型的差动放大器它只需三个廉价的普通运算放大器和几只电阻器即可构成性能优越的仪表用放大器广泛应用于工业自动控制仪器仪表电气测量医疗器械及其它数字采集的系统中电路原理并不复杂要使电路满足平衡则R1 R2R3 R4R5 R6因为每个运放的特性不可能完全一致在A和A2的P

22、in1Pin8增设了调零电位器VR1和VR2这在实际的应用中是非常有用的假设A1A2的失配失调电压和电流均为零的情况下其差模电压增益为 整个电路采用正负两组电源供电这样可对正或负输入电压进行放大电源电压一般可取515V但对其稳定度有一定的要求图3-1中的电容C用于除抖动和抗干扰其取值应以实际的用途根据放大的信号特性决定可选用的运算放大器相当多如OP-07OP-725如果要求不高甚至可选价廉的uA741等通用运算放大器本设计的放大电路采用高精度集成运放OP-07做放大元件OP-07为一种具有低失调电压低失调电流和低温漂的超低失调运算放大器其广泛地应用于稳定积分精密加法比较阖值电压检测微弱信号精确

23、放大等场合是一种通用性极强的运算放大器OP-07的电源电压范围 3 18V输入电压范围为0 14V其引线图如图3- 2OP07是高精度低失调电压的精密运放集成电路用于微弱信号的放大如果使用双电源能达到最好的放大效果OP07的主要参数1 低的输入噪声电压幅度035 VP-P 01Hz 10Hz 2 极低的输入失调电压10 V3 极低的输入失调电压温漂02 V 4 具有长期的稳定性02 VMO5 低的输入偏置电流 1nA6 高的共模抑制比126dB7 宽的共模输入电压范围14V8 宽的电源电压范围 3V 22V9 可替代725108A741AD510 等电路图3-2 OP-07管脚图32 单通道循

24、环检测工作方式选择电路的设计 通道选择工作方式由独立式按键实现独立式按键就是各按键相互独立每个按键各接一根输入线一根输入线上的按键工作状不会影响其它输入线上的工作状态因此通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个健被按下了独立式按键电路配置灵活软件结构简单但每个按键需占用一根输入口线在按键数量多时输入口浪费大电路结构显得很繁杂故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的合用查询方式的独立式按键工作按键直接与AT89C51的IO口线相接通过读IO口判定各IO口线的电平状态即可识别按下的按键 独立式按键电路中各按键开关均采用了上拉电阻这是为了保证在按键断开时各IO口线有确定的高电平当然如输入口线内部已

25、有上拉电阻则外电路的上拉电阻可省去对独立按键盘进行编程采用软件消抖的方法以查询工作方式检测各按键的状态当有且仅有一键按下时才予以识别如有两个或多个键同时按下将不予以处理通道选择由按键选择由P35P36扫描实现AD0809与AT89C51接口电路的设计 ADC0809是美国国家半导体公司National Semiconductor Corporation产品是逐次逼近型芯片片内带有锁存功能的8路模拟多路开关可对8路05V的输入模拟电压信号分时进行转换片内具有多路开关的地址译码和锁存电路比较器256R电阻T型网络树状电子开关逐次逼近寄存器SAR控制与时序电路等输出具有TTL三态锁存缓冲器可直接连到

26、单片机数据总线ADC0809是采样频率为8位的以逐次逼近原理进行模数转换的器件其内部有一个8通道多路开关它可以根据地址码锁存译码后的信号只选通8路模拟输入信号中的一个进行AD转换1主要特性18路8位AD转换器即分辨率8位 2具有转换起停控制端 3转换时间为100s4单个5V电源供电 5模拟输入电压范围05V不需零点和满刻度校准 6工作温度范围为-4085摄氏度 7低功耗约15mW 2内部结构 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD转换器内部结构如图1322所示它由8路模拟开关地址锁存与译码器比较器8位开关树型DA转换器逐次逼近 3外部特性引脚功能 ADC0809芯片有28条引脚采用双列直

27、插式封装如图所示图ADC0809的内部结构及引脚下面说明各引脚功能 IN0IN78路模拟量输入端2-12-88位数字量输出端ADDAADDBADDC3位地址输入线用于选通8路模拟输入中的一路ALE地址锁存允许信号输入高电平有效 START AD转换启动信号输入高电平有效 EOC AD转换结束信号输出当AD转换结束时此端输出一个高电平转换期间一直为低电平 OE数据输出允许信号输入高电平有效当AD转换结束时此端输入一个高电平才能打开输出三态门输出数字量CLK时钟脉冲输入端要求时钟频率不高于640KHZ REFREF-基准电压 Vcc电源单一5V GND地 ADC0809的工作过程是首先输入3位地址

28、并使ALE 1将地址存入地址锁存器中此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器START上升沿将逐次逼近寄存器复位下降沿启动 AD转换之后EOC输出信号变低指示转换正在进行直到AD转换完成EOC变为高电平指示AD转换结束结果数据已存入锁存器这个信号可用作中断申请当OE输入高电平 时输出三态门打开转换结果的数字量输出到数据总线上信号提供根据ACD0809对工作时钟的要求和控制器对漏电和短路信号的反应速度的要求ADC0809时钟频率通过4024分频器分频这样若AD转换的时间为01ms则控制器循环采样完8个仿真输入信号需要08ms时间这样的采样速度足够满足漏电和短路的保护要求34 输出电路设计com

29、四位LED数码管驱动电路的设计在单片机系统中常用的显示器有发光二极管显示器简称LED Light Emitting Diode 液晶显示器简称LCD Liquid Crystal Display 荧光管显示器近年来也开始使用简易的CRT接口显示一些汉字及图形前三种显示器都有两种显示结构段显示 7段米字型等 和点阵显示 5X5X88X8点阵等 而发光二极管显示又分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示此外还有共阳极和共阴极之分等三种显示器中以荧光管显示器亮度最高发光二极管次之而液晶显示器最弱为被动显示器必须有外光源LED显示块是由发光二极管显示字段组成的显示器有8字段和米字段之分显示块都有dp显示

30、段用于显示小数点7段LED的字型码由于只有7个段发光二极管所以字型码为一个字节米字段LED的字型码由于有15个段发光二极管所以字型码为两个字节这种显示块有共阳极和共阴极两种共阴极LED显示块的发光二极管的阴极连接在一起通常此公共阴极接地当某个发光二极管的阳极为高电平时发光二极管点亮相应的段被显示同样共阳板LED显示块的发光二极管的阳极连接在一起通常此公共阳极接正电压由N片LED显示块可拼接成N位LED显示器本设计是4位LED显示器的结构N位LED显示器有N根位选线和8XN 或16XN 根段选线根据显示方式的不同位选线和段选线的连接方法也各不相同段选线控制显示字符的字型而位选线则控制显示位的亮暗

31、 LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式一是LED静态显示方式二是动态显示 LED显示器工作于静态显示方式时各位的共阴极 或共阳极 连接在一起并接地 或5v 每位的段选线 adp 分别与一8位的锁存输出相连之所以称为静态显示是由于显示器中的各位相互独立而且各位的显示字符一经确定相应锁存器的输出将维持不变直到显示另一个字符为止也正因为如此静态显示器的亮度都较高本设计用的是阳极驱动图3-5所示为一个四位动态态LED显示器电路该电路各位可独立显示只要在该位的段选线上保持段选码电平该位就能保持相应的显示字符由于各位分别由一个8位输出口控制段选码故在同一时间里每一位显示的字符可以各不相同这种显示方

32、式接口编程容易管理也简单付出的代价是占用口线资源较多如图3-4电路所示若用IO口线接口则要占用4个8位IO口若用锁存器 如74LS244 接口则要用1片74LS244芯片而如果用米字段的LED显示器则静态显示方式需要更多的硬件资源如果显示器位数增多则静态显示方式更是无法适应因此在显示位数较多的情况下一般都采用动态显示方式图3-5 4位显示器的构成com 超温报警电路的设计 声音是由震动所产生的 一定频率的震动就产生了一定频率的声音这个实验是喇叭里发出滴答一长一短的报警声音送出的端口是p27输出1khz2khz变频信号报警每一秒交换一次接线方法 用一根1PIN数据线一端插入CPU部分JP53P2

33、口的P27另外一端插入小喇叭部分的输入端JP16com 温度控制电路的设计 利用P26输出高低控制继电器的开合实现对外部装置的控制现代自动控制设备中都存在一个电子电路与电气电路的互相连接问题一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件电动机电磁铁电灯等另一方面又要为电子线路的电气电路提供良好的电隔离以保护电子电路和人身的安全电子继电器便能完成这一桥梁作用1继电器的工作原理与分类 继电器是一种电子控制器件它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路通常应用于自动控制电路中它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种自动开关故在电路中起着自动调节安全保护转换电路等作用在大多数的情况下

34、继电器就是一个电磁铁这个电磁铁的衔铁可以闭合或断开一个或数个接触点当电磁铁的绕组中有电流通过时衔铁被电磁铁吸引因而就改变了触点的状态继电器一般可以分为电磁式继电器热敏干簧继电器固态继电器等增强型PIC实验板上配置的继电器如图3-6所示电磁式继电器一般由铁芯线圈衔铁触点簧片等组成的只要在线圈两端加上一定的电压线圈中就会流过一定的电流从而产生电磁效应衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合当线圈断电后电磁的吸力也随之消失衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置使动触点与原来的静触点常闭触点吸合这样吸合释作用力返回原来的位置使动触点与原来的静触点常

35、闭触点吸合这样吸合释放从而达到了在电路中的导通切断的目的对于继电器的常开常闭触点可以这样来区分继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点称为常开触点处于接通状态的静触点称为常闭触点热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关它由感温磁环恒磁环干簧管导热安装片塑料衬底及其他一些附件组成热敏干簧继电器不用线圈励磁而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的 固态继电器是一种两个接线端为输入端另两个接线端为输出端的四端器件中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离图3-6 继电器实物图固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型按开关型式可分为常开

36、型和常闭型按隔离型式可分为混合型变压器隔离型和光电隔离型以光电隔离型为最多在此我们以电磁继电器为例介绍其用法 2继电器的控制电路 在单片机系统中继电器的控制一般通过一个三极管来驱动典型的驱动电路如图3-7所示 图3-7a图3-7b图3-7继电器的一般驱动电路继电器电路中一般都要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势防止干扰上图中AB为常开触点AC为常闭触点图a中当控制信号为高电平时继电器常开触点吸合AB导通当控制信号为低电平时继电器常开触点断开常闭触点吸合AC导通在图b中控制信号极性正好与图 a 相反本书配套实验板上就是采用这个电路3单片机控制继电器 从实验板原理图中

37、我们可以看到单片机RD6脚与一个PNP型三极管基极相连经三极管电流放大后直接驱动继电器继电器的开和关完全由三极管的基极电平进行控制当单片机RD6口输出高电平PNP型三极管截止这时继电器不工作反之为低电平的话PNP型三极管导通继电器得电吸合 3-8单片机控制继电器35 电源的设计实现电源要对单片机和各种芯片提供5V要对运放及传感器提供正负12V电源通过对220V的交流电源降压出12V交流再通过全波整流输出12V直流36电路板的制作与调试PCB板的制作在protel 99 se中进行Protel 99SE采用数据库的管理方式Protel 99SE软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点内部界面

38、与Protel 99大体相同新增加了一些功能模块功能更加强大新增的层堆栈管理功能可以设计32个信号层16个地电层16个机械层新增的3D功能让您在加工印制版之前可以看到板的三维效果增强的打印功能使您可以轻松修改打印设置控制打印结果Protel 99SE容易使用的特性还体现在这是什么帮助按下右上角的小问号然后输入你所要的信息可以很快地看到特性的功能然后用到设计中按下状态栏末端的按钮使用自然语言帮助顾问com理图的绘制过程在PCB板制作之前先进行了原理图的绘制1新建设计数据库文件双击Protel 99SE 图标点击File 文件 中new项新建设计数据库新建设计文件有两种方式一种为MS Access

39、 Database方式全部文件存储在单一的数据库中同原来的99文件格式另一种为Windows File System方式全部文件被直接保存在对话框底部指定的磁盘驱动器中的文件夹中在资源管理器中可以直接看到所建立的原理图或PCB文件在Browse选项中选取需要存储的文件夹然后点击OK即可建立自己的设计数据库然后新建文档给文档取与设计相同的文件名双击打开这样就可以开始工作了2原理图图纸设计打开设计选项图纸选项就可以设定图纸了由于本设计原理图不是太大所以选用A4纸便于安放器件所以抓取和可视都选用5图纸放大就可以进行下一步的器件安放了3器件的安放器件的安放先要添加库库文件在系统盘下在99 se下的li

40、b文件夹下具体路径为设计 添加删除库 然后对话筐打开就可以直接添加了库添加完后就寻找器件找到后单击然后放置在器件浮动的状态可以对器件进行旋转空格顺时针旋转90度x左右翻转180度y上下翻转180度然后根据电路需求进行安放由于电子产品的日新月异不是每个都也有图库了所以有的需要自己建当器件按需要安放完后就开始连线了4原理图连线设计确定起始点和终止点Protel99 SE就会自动地在原理图上连线从菜单上选择PlaceWire后按空格键切换自动连线方式观察状态栏就可以看出Auto WireProtel99 SE 自动连线任意角度4561616连线9061616连线使得设计者在设计时更加轻松自如只要简单

41、地定义Auto Wire方式自动连线可以从原理图的任何一点进行不一定要从管脚到管脚5同步设计在Protel99SE中使得原理图与PCB同步是容易的Protel99SE包含一个强大的设计同步工具使得非常容易地在原理图和PCB之间转移设计信息同步设计是更新目标文件的过程它基于参考文件中上一次的设计信息当你执行同步时通过以下选择告诉它要转换的方向从原理图到PCB的更新从PCB到原理图的更新同步设计执行设计信息的初始化转移还有正向和反向标注处理替换创建的网络表加载网络表顺序反向标注在PCB设计中习惯使用的重标注顺序6在原理图上标注汉字或使用国标标题栏在原理图上放汉字可以直接点击Place选乡下的Ann

42、otation放置汉字如果想要使用国标图纸做标题栏选择Design下的Template里的Set Template File找到国标标题栏所在的目录打开图纸的标题栏将被切换为国标形式com PCB板的制作1将原理图中的选择传递到PCB中在原理图中选择一组器件点击ToolSelect pcb components选项PCB中相同的元件也将被选中2生成网络表当设计好原理图在进行了ERC电气规则检查正确无误后就要生成网络表为PCB布线做准备网表生成非常容易只要在Design下选取Create Netlist对话框设置为那种格式的网络表网表生成后就可以进行PCB设计了3板框导航当设计了原理图生成了网表

43、下一步就要进行PCB设计首先要画一个边框可以借助板框导航来画边框在File下选择New中的Wizards在选取Printed Circuit Board Wizard点击OK即可按照显示对话框的每一步提示完成板框设计4建立PCB文件要进行PCB设计必须有原理图根据原理图才能画出PCB图按照上述板框导航生成一张IBM XT bus format形式的印制板边框选择PCB设计窗口下的Design中的AddRemove Library在对话框上选择4 Port Serial Interfaceddb在Design Explorer 99SEExamples文件夹中选取点取Add然后OK关闭对话框在左

44、侧的导航树上打开4 Port Serial Interfaceprj原理图文件选择Design下的Update PCB点取ApplyUpdate Design对话框被打开点取Execute选项对话框Confirm Component Associations对话框将被打开网络连接表列出选择应用Apply更新PCB文件由于Protel99SE采用同步设计因此不用生成网表也可以直接到PCB设计这时一个新的带有网络表的PCB文件将生成5布局设计布线的关键是布局多数设计者采用手动布局的形式Room定义规则可以将指定元件放到指定区域Protel99 SE在布局方面新增加了一些技巧新的交互式布局选项包含自

45、动选择和自动对齐使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件然后旋转展开和整理成组就可以移动倒板上所需位置上了当简易的布局完成后使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件6 布线设置在布线之前先要设置布线方式和布线规则Protel99 SE有三种布线方式忽略障碍布线Ignore obstacle避免障碍布线Avoid obstacle推挤布线Push obstacle可以根据需要选用不同的布线方式在Tools工具菜单下选择Preferences优选项中选择不同的布线方式也可以使用SHIFTR快捷键在三种方式之间切换接着选择布线规则在Design下选择Rules对话框选择不同网络布线的线

46、宽布线方式布线的层数安全间距过孔大小等有了布线规则就可进行自动布线或手动布线了如果采用自动布线选择Auto Route菜单Protel 99SE支持多种布线方式可以对全板自动布线也可以对某个网络某个元件布线也可手动布线手动布线可以直接点击鼠标右键下拉菜单Place track按鼠标左键一下确定布线的开始点按BackSpace取消刚才画的走线双击鼠标左键确定这条走线按ESC退出布线状态用Shift加空格键可以切换布线形式4590弧形布线等方式之间切换Protel99 SE提供了很好的在线检查工具Online DRC随时检查布线错误在工具菜单的优选项下面如果修改一条导线只需重画一条线确定后原来的导

47、线就会自动被删除7电气规则检查当一块线路板已经设计好要检查布线是否有错误Protel99 SE提供了很好的检查工具DRC 自动规则检查只要运行Tools下的Design Rlue Check计算机会自动将检查结果列出来8可以在PCB中修改元件封装操作步骤增加焊盘将焊盘设置为被选中状态将需要增加的元件恢复原始图素选ToolsCovertAdd Selected Prmitives to Component提问要增加焊盘的元件确认即可9建立新的PCB器件封装由于硬件厂家发展速度非常快器件的不断更新经常需要从库里增加器件封装或增加封装库Protel99 SE提供了很好的导航器帮助完成器件的添加根据文件产生PCB封装库打开LCD Controllerddb设计数据库选中LCD Controllerpcb并打开在Tools下选择Make Libray建立一个新库文件LCD controllerlib所有PCB中的器件封装被自动抽取出来保存在库文件中在这个新库文件中建立器件封装点击左侧导航树上的Browse PCBlib可以浏览这个库里现有的元件创建一个新的