1、-?Protel應用?課程設計任務書學生：專業班級：指導教師：黃錚 工作單位：信息工程學院題 目：多功能數字鐘的設計主要目的就是對學生進展根底課程、根本技能、根本動手能力的強化訓練，提高學生的根底理論知識、根本動手能力，提高人才培養的根本素質。一、 訓練容和要求 1、 繪制具有一定規模、一定復雜程度的電路原理圖*.sch自選。可以涉及模擬、數字、高頻、單片機、或者一個具有完備功能的電子電路系統。2、繪制相應電路原理圖的雙面印刷幅員*.pcb。對電路原理圖進展仿真，給出仿真結果如波形*.sdf、數據并說明是否到達設計意圖。3、根本動手能力和知識應用能力強化訓練1)學習PROTEL軟件；2)繪制電

2、路的原理圖和PCB幅員，要求圖紙繪制清晰、布線合理、符合繪圖規；4、查閱至少5篇參考文獻，按?理工大學課程設計工作規?要求撰寫根底強化訓練報告書，全文用A4紙打印。二、 初始條件模電數電根本知識；計算機；MULTISIM軟件；PROTEL軟件時間安排：6.13： 理論設計6.146.17：安裝調試仿真6.186.19： 撰寫報告6.20： 辯論 指導教師簽名： 年 月 日系主任或責任教師簽名： 年 月 日目 錄摘要1Abstract21 設計要求32.1脈沖產生電路3振蕩器的設計3分頻器的設計52.2記時電路6分秒記時局部設計7時記時局部設計8顯示電路8校準電路9總體設計電路10仿真驗證113

3、 Protel的運用123.1創立工程123.2擺放元件143.3繪制原理圖153.4更改元件屬性163.5電氣規則檢查163.6生成網絡表184 PCB印刷電路板制作204.1創立PCB文件204.2制作PCB20制作邊框20加載網絡表20擺放元件21自動布線215小結與體會236 參考文獻24. z-摘要Protel 99SE是當今最流行的電子電路計算機輔助設計軟件之一，Protel 99SE 由兩大局部組成：電路原理圖設計和多層印刷電路板設計。其中電路原理圖設計由兩局部組 成：電路圖編輯器和元件庫編輯器。這一局部的主要功能是：繪制、修改和編輯 電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編

4、輯有關電路圖和零件庫的各種 報表。而第二局部印刷電路板設計包括印刷電路板編輯器簡稱 PCB 編輯器、零件封裝編輯器簡稱 PCBLib 編輯器和電路板組件管理器。本系統的主要功 能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。還有 自動布線包含一個基于形狀的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線， 以實我們此次實訓就是利用它進展電路原理圖的繪制及封裝， 印制電路板的設計等。本次課程設計實現了數字時鐘的仿真，使其準確計時，以數字形式顯示時，分，秒的時間，并具有校驗功能。同時，還成功實現了其PCB制圖。關鍵詞：Protel 99SE PCB 數字時鐘AbstractPROTEL

5、99 SE is the most popular electronic circuit puter aided design software, one of the two most Protel 99 SE of the circuit principle diagram design and multi-layer printed circuit board design. One of the circuit principle diagram design by two group into: a circuit diagram editor and database editor

6、. This part of the main function is to: draft, modify and editor of the circuit principle diagram; Updated and modify diagram parts library; To view and edit the circuit diagram and parts library various reports. And the second part of printed circuit board design including printed circuit board edi

7、tor (hereinafter referred to as the PCB editor), parts encapsulation editor (hereinafter referred to as PCBLib editor) and circuit board ponent manager. The system's main function can be: draft, modify and edit PCB; Updated and modify parts packaging; Management circuit board ponents. And to be

8、automatic wiring contains a based on the shape of the grid is no automatic wiring, used in printed circuit board of automatic wiring, with real we the training is to use it for the circuit principle chart drawing and assembly, printed circuit board design, etc.Keywords: PROTEI 99 SE PCB digital cloc

9、k. z-多功能數字鐘的設計1設計要求 本次設計要求： 1準確計時，以數字形式顯示時，分，秒的時間。 2小時電路“二十四翻一，分電路和秒電路“六十翻一。 3校正時間。 2 方案設計及實現 2.1時間脈沖產生電路 振蕩器的設計振蕩器是數字鐘的核心。振蕩器的穩定度及頻率的準確度決定了數字鐘計時的準確程度。選擇由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器作為時間標準信號源。圖NE555與RC組成的多諧振蕩器參數確定： 555定時器的脈沖時間是由于RC充放電確定的。根據三要素公式： 公式一 充電過程的方程式： 充電時間為： 放電過程的方程式：公式二 放電時間為： 總時間為： 頻率為：首先確定C1=0.

10、1uf，R2=5.1K，需要輸出頻率f=1KHZ，將充放電時間算出，確定電阻R1。通過確定R1=4.1K.仿真驗證：圖NE555仿真結果分頻器的設計分頻器的工作目的主要有兩個：第一，產生標準的秒脈沖。第二，是提供電路工作所需要的信號，比方校時電路中用到的10HZ，就是為了校時方便而設計。選擇計數器作為分頻器，計數器有很多元件可以選擇，但是要合理充分的利用，選擇3片中規模集成計數器74LS90可以完成上訴功能，74LS90是二五十進制計數器。因為555定時器產生1KHZ的信號，第一片的Q3輸出100HZ，第二片的Q3輸出10HZ，第三片輸出1HZ。經過3次1/10分頻后正好是1HZ，為標準的秒輸

11、入脈沖。 電路如圖：圖 分頻電路2.2 時分秒計數器的設計 分、秒計數局部設計分和秒一樣，都采用60進制計數，本設計選用74LS90作為計數器。設計電路圖如以下圖。當分秒計數局部的個位承受秒計數局部的信號秒計數承受的信號為振蕩器經分頻后輸出的1HZ的標準脈沖，計數滿60后向時計數局部的十位給出一個進位信號。分秒十位計數局部承受個位的進位信號并進展計數，計滿6就想前一級給出進位信號。當十位和個位計滿60個數后計數器清零。計數規律是從005900。圖 分、秒計數局部電路設計 時計數局部設計時間計數設計為24進制計數，有多種計數器可供選擇，本設計仍選74LS90作為計數器。設計電路圖以下圖。當時計數

12、局部的個位承受分計數局部的信號，計數滿10后向時計數局部的十位給出一個進位信號。時十位計數局部承受個位的進位信號并進展計數，當十位和個位計滿24個數后計數器清零。計數規律是從002300。圖 時計數局部電路2.3顯示電路的設計 顯示局部有數碼管和BCD數碼管譯碼器74LS48組成。根據74LS48的特性設計如以下圖所示電路。Q0-Q3承受計數器輸出的數據，按照數碼管顯示規律譯碼出可直接輸入數碼管的數據，將時間實時顯示出來。圖2.3 數碼管顯示電路2.4校時電路的設計 當數字鐘接通電源或者計時出現錯誤時，需要校正時間，校時是數字鐘應具備的根本功能。一般的電子手表都具有時、分、秒等校時功能。為了電

13、路簡單，我們只對時和分進展校時。校時電路要求在小時校正時不影響分和秒的正常計數，在分校時時不影響秒和小時的計數。時校時電路和分校時電路都是一致的，校時脈沖信號為10HZ脈沖，這樣速度正好適中，適合校時。圖 校時電路 但是，由與非門構成的組合邏輯電路，在開關S閉合和翻開的時候容易發生抖動，從而使校時出現錯誤，對于這中情況要采取去抖的措施，接上電容就可以，但是為了讓去抖更有效，加上了由與非門組成的RS觸發器。由此可以保證電路不會有抖動現象。改進圖如以下圖：圖改進的校時電路2.5 總體設計電路圖圖總體電路圖2.6仿真驗證1、計時中的電路，即將清零。圖計時中的電路2.開關斷開，電路以10HZ的頻率進展

14、校準圖 校準中的電路3 Protel的運用3.1創立工程點擊File創立一個新的工程，在Design Storage Type選項中選擇默認值，在Database file name后添加工程的名稱“MyDsign.ddb并保存，進入畫面如以下圖：圖創立工程窗口圖再點擊File菜單下的new，出現畫面如以下圖：圖創立工程選擇圖再選擇Schematic Document來創立一個電原理圖設計文件Sheet1.sch,雙擊進入原理圖設計主頁面。3.2擺放元件移動元件：用鼠標左鍵點中元件，并按住不放，然后移動元件；旋轉元件：就是改變元件的放置方向。用鼠標左鍵點中元件后，按住不放，此時可用以下功能鍵，

15、就可以實現元件的旋轉：；Space鍵：讓元件作90°的旋轉；*鍵：元件左右對調；Y鍵：元件上下對換3.3繪制原理圖繪制原理圖如下：圖3.3 計數時鐘電原理圖3.4更改元件屬性用鼠標雙擊任何一個元件都會彈出此元件的屬性對話框。更改元件屬性要注意元器件的封裝號及Footprint；設置元件的序號；設置元件的有效數值。在這里電阻的Footprint中填入A*IAL0.4電容的Footprint為RAD0.1集成芯片的Footprint為DIP16七段數碼管的Footprint為SIP7與非門的Footprint為DIP4滑動變阻器的Footprint為VR13.5電氣規則檢查電氣規則檢查主

16、要是檢查電路圖中是否有電氣特性不一致的情況，電氣規則檢查依據問題的嚴重性分別以錯誤或警告信息來提示用戶。如以下圖：圖電氣檢查窗口圖如沒有錯誤則出現畫面如以下圖：圖電氣檢查結果圖3.6生成網絡表網絡表非常重要，它是PCB中自動布線的靈魂，也是原理圖設計軟件SCH與印刷電路板軟件PCB之間的接口。所以必須生產網絡表。選取設計菜單下的creat netlist選項則彈出對話框如以下圖：圖生產網絡表窗口圖生成結果如以下圖：圖生產網絡表結果圖4PCB印刷電路板制作4.1創立PCB文件在設計管理版面中點擊“MyDisign.ddb然后點擊file菜單下新建項，在彈出對話框中選擇PCB Document。4

17、.2制作PCB制作邊框在設計工作區的板層標簽選擇KeepOut layer，然后畫邊框，如圖4-2所示：圖 制作邊框選擇圖加載網絡表選擇設計-加載網絡表在彈出對話框中按Browse按鈕，選擇sheet1.NET文件，如發現錯誤則反悔原理圖修改直到沒有錯誤，如以下圖：圖 加載網絡表窗口圖擺放元件先要把重疊的元件拖開，再根據電路的功能及元件大小進展排布并放在先前畫好的框格中。自動布線Protel PCB集成了一個功能強大的自動布線程序，能自動設計出最正確的自動布線策略，選中Auto Route All選項，再在彈出的對話框中選擇Route all. 布線結果如下：圖 布線效果圖5小結與體會在這次課

18、程設計中，我完整設計出了所需要的電路，經過畫圖我對protel更加的了解。本來對protel不甚了解的我，在查閱資料和同學幫助下，對protel有了較深的理解。至此已經接近尾聲，一周的時間雖然很短暫，但在這一個星期的根底強化訓練設計過程中收獲頗豐。設計的核心容就是運用所學的?模擬電子技術根底?和?數字電子技術根底?以及protrel軟件和相關知識設計了一個抗干擾定時器。因為根底強化訓練設計本身要求將以前所學的理論知識運用到實際的電路設計當中去，在電路的設計過程中，無形中便加深了對模擬電路，數字電路的了解及運用能力，對課本以及以前學過的知識有了一個更好的總結與理解；以前的數電實驗只是針對根底知識的演練，而此次強化訓練對我們的總體電路的設計的要求更嚴格，需要通過翻閱復習以前學過的知識確立了實