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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -电子线路印刷版（PCB）设计 CAD实践报告题目：单片机最小系统PCB 设计姓 名：学号：信息工程系系别：专业：通信工程年级：09 级2022 年1 月9 日一、设计的任务与要求学习把握一种电路设计与制板软件（课堂主要使用Protel 99SE,或其他软细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -件 Altium Des
2、igner 、PADS、 OrCAD 、 Proteus 等）,把握软件使用的基本技巧的基础,结合专业相关电路方面学问来设计PCB 板；依据参考系统设计一个小型的单片机系统,以 89C51 为核心单片机,具备如下主要功能模块：电源模块、ISP（In-System Programming）下载模块,时钟和复位模块、AD 采集模块、键盘模块、数码管和 LED 显示模块等,画出 SCH 原理图和对应的 PCB 印刷电路板；主要设计内容：1、依据需要绘制或创建自己的元件符号,并在原理图中使用；2、SCH 原理图设计步骤与编辑技巧总结；3、绘制或创建和元件封装,并在原理图中调用；4、生成项目的 BOM
3、（Bill of Material ） ；5、设置 PCB 设计规章（安全距离、 线宽、焊盘过孔等等）,以及 PCB 设计步骤和布局布线思路和技巧总结；6、最终完整的 SCH 电路原理图；7、元器件布局图；8、最终完整的 PCB 版图；二、试验仪器PC 机, Protel 99SE软件三、原理图元件库设计3.1 6 段数码管模块LED 数码管（ LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“ 8” 字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极； LED 数码管有八个小LED发光二极管,常用段数一般为7 段有的另加一个小数点,通过掌握不同的 L
4、ED的亮灭来显示出不同的字形； 数码管又分为共阴极和共阳极两种类型, 其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起, 让其接地, 这样给任何一个 LED的另一端高电平, 它便能点亮； 而共阳极就是将八个 LED的阳极连在一起；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1、详细外观及引脚：（2）设计步骤：a 新建原理图库文件；b 对新建的原理图命名；c 打开自带的一位数码管的原理图库文件将其复制到上部新建的原
5、理图库上；d 将矩形框拉大成 6 位数码管的大小；e 复制 8 段数码管符号粘贴 5 次构成 6 位数码管；f 点右键放置引脚,放置 14 个引脚,按 tab 键编辑管脚属性,引脚序号如图；g 储存；3.2 74LS14 （有施密特触发的六触发反相器）74LS14 为有施密特触发器的六反相器,共有 主要电特性的典型值如下：54/7414、54/74LS14 两种线路结构型式,其型号 Vt tPLH tPHL PD 第 3 页,共 18 页 54/7414 0.8V 15ns 15ns 15.3mW 54/74LS14 0.8V 15ns 15ns 52mW 细心整理归纳 精选学习资料 - -
6、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（1）详细外观及引脚：（2）设计步骤：a bc d在前面新建的原理图库中建新器件；对新建的原理图命名；放置合适大小的矩形框；点右键放置引脚,放置14 个引脚,按 tab 键编辑管脚属性,引脚序号如图；e点右键放置文本字符串,按tab 键编辑文本属性,输入74LS14；f储存；其他元件系统库自带无需自行创建元件原理图四、元件封装库创建.1 六段数码管模块封装（1）详细外观、引脚及尺寸：细心整理归纳 精选学习资料 - - -
7、- - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2设计步骤a新建 PCB元件库文件；PCB元件库文件将其复制到上部新建的PCB元件库b对新建的 PCB元件命名c打开自带的一位数码管的上；d 将矩形框拉大成 6 位数码管的大小；e 复制 8 段数码管符号粘贴 5 次构成 6 位数码管；f 点右键放置焊盘,放置 14 焊盘,按 tab 键编辑管脚属性,焊盘为 2 行,每行 7 个,2 行的间隔为 400mil ,同行中相邻焊盘的间隔为 100mil ；
8、焊盘次序为左下角为 1,左上角为 14；g 储存；其他元件系统库自带无需自行创建元件原理图五、系统设计方案及原理图设计步骤与编辑技巧总结设计一个基于单片机掌握的通用嵌入式平台,和数码显示；具有以下功能模块： 按键、ADC 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -在原理图中调用自己设计原理图元件库和封装库中的元件最终完整的 SCH电路原理图在菜单栏挑选 设计 -浏览库,进入相应的库挑选所需的元件；鼠标双
9、击需要的元件即可放置元件,双击元件可修改元件的属性（也可按 tab键可更换元件的属性）；亦可放置完元件后双击元件更换属性；AD10 系统内的元件都会自动关联相应的 PCB 封装,所以不用更换或添加；在原理图中放置自己画的库元件前 需要先安装自己的库后才能调用；5.1 电源模块220v 沟通输入, 5V 稳压直流输出, led 发光指示；5.2 单片机最小系统单片机最小系统：复位电路、晶振时钟电路、按键电路；复位电路产生复位 信号,是单片机从固定的起始状态开头工作,完成单片机的“ 启机” 过程,它是 由一个按键,一个电容,两个电阻构成； 时钟电路由一个晶振和两个小电容构成,向单片机供应一个正弦波
10、信号作为基准,打算单片机的执行速度, 时钟电路必需离单片机时钟引脚很近, 切忌用长导线连接, 否就不易起振, 可以直接将晶振的细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -两个引脚直接弯折到单片机引脚上,不要用长导线和跳线；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - -
11、- - - - - - - - - - - - -5.3 串口电平转换模块实现串口 ISP 程序下载；单片机输出 P3.1 （Txd）接 7414 的输入,对应输出接串口 DR9 输入,串口 DR9 输出接 7414 输入,对应输出接单片机串行输入 P3.0 （Rxd）；5.4 按键模块按键电路很简洁,挑选这 4 个引脚作为输入,是有讲究的, P3.2,P3.3 是单片机两个外部中断输入引脚, P3.4,P3.5 是两个计数器外部时钟输入引脚；这样,这四个按键除了一般按键输入外,仍可以做中断输入,计数输入等；当按键不按时,对端口没有任何影响；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -
12、- - - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -5.5 数码管模块完善数码管电路和编程测试细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -5.6 ADC 单元使用简洁廉价ADC0804 ：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -
13、第 10 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -5.7 原理图设计步骤与编辑技巧总结a b c d e f g h i j安装相关库文件 确定需要放置的器件 浏览通用元件库挑选需要的元件,放置元件 如通用元件库中找不到可以用收索元件方式放置元件更换元件属性,挑选元件时按tab 键或放置后双击元件元件放置完成后依据原理图合理摆放元件位置在菜单栏挑选放置 - 线 或用快捷键 P+W,将需要连接的管脚连接起来进行原理图电气规章检查,菜单栏- 工程-Compile PCB Project（工程名）生成
14、网络表 储存输出编辑技巧总结：（1）关闭 PROTEL99SE 时的技巧,假如你的电脑配置一般,分步的关闭可以防止死机和丢失你的成果；（2）尽量多使用快捷键能提高布线效率；（3）将自己常常使用的元器件放入一个库中以便调用；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -六、项目的 BOM （Bill of Material ）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - -
15、 - 第 12 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -七、元器件布局图和 设计方案分析）、版型及尺寸PCB 设计 （总体系统PCB 版型为正方形,尺寸为 12mm 13mm 、所使用的库其中 7 个原理图库、 1 个封装库,剩下使用系统自带的库；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -、设置PCB
16、设计规章（安全距离、线宽、焊盘过孔、走线规章等等）,以及PCB 设计步骤和布局布线思路和技巧总结；规章中设置线宽为20mil,最小安全距离为20mil；焊盘过控以及走线规章使用系统默认设置；PCB 设计步骤：（1）原理图无规章出错的情形下,点击菜单“ 设计” 按钮,在下拉菜单中点击“Updata PCB Document Qiu.PcbDoc” ；（2）在 PCBDOC 中排版元件,尽量将全部元件拖动到合理位置；（3）PCB 布线层调整至底层,然后对PCB 中的元件进行布线；技巧总结：（1）制作封装库时留意要将中心店设置在元件上,否 就将出错；（2）制作封装库时留意要编辑过孔编号要正确； （3
17、）信号 线要尽量短,而地线要尽量粗；（4）PCB 手动布线比自动布线成效好,手动布线更能布出好的PCB 图； 第 14 页,共 18 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -、元器件布局图；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - -
18、-八、最终完整的原理图和PCB 版图细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -九、心得体会及小结经过这几天的 PCB 板电路板的设计学习, 让我感受颇多； 第一,PC
19、B 制图及 其制作是作为电子专业同学必备一项技能,这次的试验让我明白 PROTELL99SE 这个软件很有用,很好用,并且很让人有种他所它的愿望,布局和布线是 PCB 设计中的两个最重要的内容所谓布局就是把电路图上全部的元器件都合理地安 排到有限面积的 PCB 上；我知道只学了个基础, 但我已经知道怎么去学习它了,我会始终坚持探究它的；其次,和同学的沟通也促进了与同学之间的融洽关系,增进了友情；通过了这次的课程设计,我对Protel 99 有了更深化、全面的明白, 第 18 页,共 18 页 - - - - - - - - - 能够较熟识的绘制电路原理图和制作印刷电路板（PCB）；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -