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1、第一章第一章电子实训上机流程电子实训上机流程 1、准备 1）文档：分组名单及机位分配表，服务器上资料（开发平台，芯片资料，原理图，任务书，项目计划书模板，PCB 设计规格书模板，材料清单模板等）2）场地：实训机房 2、上机过程 1）按照分组名单及机位分配表，安排机位，每人一台，同组临近 2）计算机用户名：administrator 开机密码：work 3）第一天上机内容：阅读资料和原理理解，完成项目文档，平台搭建，项目任务等。资料服务器 IP 地址：10.10.8.10 登录方法：点击开始，运行，输入ftp:/10.10.8.10。如图 1 把鼠标放在空白处，点击鼠标右键，输入用户名和密码。如
2、果登录不进去，请检查以下几种情况：A、网线是否与主机连接好；B、浏览器是否符号要求，用 Windows 浏览器打开页面。如果还是无法登录，报告老师给你解决。C、如果计算机故障还是无法处理，可以到一楼找项目管理部维修人员进行维修。4）在打开的界面中输入你们学校的帐号和密码（这个帐号和密码老师在上课的时候会给你们），打开电子资料开发平台protel 将其中的压缩版 protel 安装文件复制到本地磁盘 D 或 E。5）打开 protel 安装文件夹中的 sn.txt 文件，复制安装序列号。6）在 protel99se 文件夹中点击安装文件开始安装。输入复制的序列号。注意安装在 C 盘中，否则软件运
3、行不流畅。7）服务器上资料的说明：打开电子资料书籍文件夹，其中有电路原理设计的流程和环境配置、印制电路板的设计流程和环境配置、PCB 工艺设计 1 等课件。在电子资料芯片资料中有许多元器件的资料手册，可在其中查阅各个器件的技术参数和封装情况。在电子资料文档中有设计任务书和设计规格的样板。在公共资料软件资料中有阅读 pdf 文档的软件和英语词典翻译软件。3、上机结束 1）上午 11：50 和下午 4：50 是机房关电时间，同学们要在关机之前保存自己的文件，自己的文件不要保存在 C 盘。以避免丢失，请将自己的文件上传到服务器上学生临时文件夹中。2）保存好文件后正常关机。3）清理设备及工具（镙丝刀、
4、万用表、示波器、仿真机等），并送还回电子产品研发部办公室。4、备注 1）请同学们保持机房的卫生，不要乱扔食品袋和饮料瓶；2）请同学们保持机房安静，小组之间讨论问题请尽量小声。切忌大声谈笑说些跟工作无关的事情。2 第二章第二章 原理图设计原理图设计的流程的流程 一、一、新建设计数据库文件新建设计数据库文件 Protel 99SE 安装后，双击桌面上 Protel 99SE 图标，在如图 1 中，点击 File new，新建设计数据库，如图 2 3 在 Database File Name 中输入你要给设计项目取的名字，后缀是.ddb。点击 Browse 选项，选 E 盘或者 D 盘，将所建的设计
5、数据库文件设计数据库文件保存在你自己的文件夹中。如下图 3 所示，即在 D 盘的 pro 文件夹下创建了一个 ddb文件。4 图 3 点击 OK，如图 4 双击 Documents 图标，在空白处点击右键 新建，出现如下图所示界面：5 注意看那些中文文字的注释。点击相应的图标即可创建原理图 sch 文件等。下图图 6 就是标准的 Protel 99 SE 原理图设计窗口。把标签工具 6 WiringTools 拖到窗口的最右边或最左边。其它的标签可以暂时关闭。关闭后如要调出来，依次点击菜单 View Toolbars 相应的工具标签。如图 6 中，左边是 Browse Sch 是选中状态。显示
6、的是已经添加的元器件符合库和库中的元器件及元器件符号图。见图 7 中的说明。6 图 6 7 图 7 二、二、添加元件符号库添加元件符号库 点击图 7 中的 Add/Remove 按钮，出现如图 8 所示的界面：在查找范围里选择 C盘 programme file 文件夹依次双击 Design Explorer 99 SE（图 8 中已经是此文件夹）LibrarySch 文件夹，找到相应的库（.ddb），点击 Add,相应的库即添加到下面 Selected files 对话框中，然后点击 OK.8 图 8 三、放置元器件 1、例如要放置 74ASL573 元件：法一，首先添加元件符号库 Prot
7、el DOS Schematic Libraries.ddb，添加后如图 9 9 图 9 如图 9 选中 Protel DOS Schematic TTL.lib,然后在 Filte 框中选中74ALS573,如图 10 所示，在任务管理器的下方显示了 74ALS573 的符号形状。10 图 10 再点击 Place,则 74ALS573 处于放置状态，此时，按 Tab 键，则弹出 74ALS573 属性对话框，按照如图 11 所示设置，点击 OK，即放置好了 74ALS573，并且设置 74ALS573 的封装为 SOP-20,如图 12 11 图 11 12 图 12 法二，元器件库添加后
8、，也可以双击键盘 P 键。则出现即将放置的元件对话话框图 13，按照如图所示填写，点击 OK 也可以放置74ALS573。图 13 13 第二种放置元件的方法在非常熟练的情况下使用，建议同学们刚开始时使用第一种方法。另外，要快速查找元件可以如图 14.图 14 2、如果你要使用的元件在 Protel 软件系统中没有，则要自己制造元件符号。在 Document 目录下，点击鼠标右键新建 Schlib1.Lib 如图 15 所示 例例:要放置要放置74HC245可输可输入入74HC*来快速查找来快速查找 14 图 15 新建元件符号库文件后，文件名称改为如 luolib1.Lib 如图 16 图
9、16 双击 luolib1.Lib 文件，即打开了元件符号制作界面如图 17 15 图 17 将 SchLibDrawingTools 放到编辑界面的最右边，方面操作。图 17 中左边管理窗口中的 component_1 是系统给你要新建的元器件默认的名字，点击菜单 Tools-Rename Component,修改元器件名称，如改为 STC89C52.2.在如图中右边选中矩形，放置在第四项限中，如图 18 所示。点击右边工具栏中的图标（或点击菜单 Place-Pins）放置引脚。注意引脚上有黑点的是电气连接点，黑点向外。按空格键可以改变引脚的方向，16 图 18 编辑元器件引脚方法与编辑原理
10、图中的对象一样，在对象放置前，按 Tab 键，或者对象放置好后，双击对象，弹出如图 19 所示的属性对话框。其中的各项表示意思如下：Name:Pin 的名称 Number:Pin 的编号 X-location:Pin 的横坐标位置 Y-location:Pin 的纵坐标位置 Orientation:Pin 的方向 Color:Pin 的颜色 Dot symbol:取反符合 Clk symbol:时钟符号 Electrical Type:Pin 的电气属性 Hidden:Pin 是否隐藏 Show name:是否显示 Pin 的名称 Show number:是否显示 Pin 的编号 Pin le
11、ngth:Pin 的长度 Selection:是否选中 Pin 17 图 19 一个元器件做好后，保存；一个库（你新建的.lib 文件）中可以放置 2000 个元器件；点击菜单 Tools-New component 弹出如图 20 所示对话窗，这是新建的第二个元器件，元器件默认名称是 COMPONENT_1，修改，点击 OK，即可继续做元器件符号。图 20 18 四、检查原理图电性能可靠性、检查原理图电性能可靠性 原理图设计完毕后，要对原理图进行电气规则的检查，操作方法：点击菜单Tools-ERC,则弹出如图所示的窗口 图 21 点击 OK 则弹出 19 图 22 上述错误 1、2、3 是指
12、图纸标号重复；错误 4 是指多个输出引脚接到地线上了。其它的错误根据英文的意思大概能理解。五、由两张子原理图创建总原理图 在 Document 文件夹下，点击鼠标右键New,新建.SCH 文件，取名为xxl.prj,打开该文件，点击菜单 Design-Symbol From Sheet.则弹出如下图 23 所示窗口。窗口中的两个.sch 文件是已经存在的子原理图文件。分别选择，点击OK，则弹出如图 24 窗口，从英文意思不难理解：输入和输出方向翻转吗？选择 NO，即创建了代表这两个子原理图的符号，如图 25 所示。20 图 23 图 24 图 25 21 六、建立材料清单建立材料清单并检查原理
13、图中器件的标号、器件封装、器件规格并检查原理图中器件的标号、器件封装、器件规格等信息。等信息。打开工程项目的总原理图.PRJ文件，点击菜单Reports中的“Bill Of Material”菜单，按照导向器所给选项选择，完成选择，一个”Excel”风格的材料清单将被制成。具 体 操 作 步 骤：点 击 菜 单Reports Bill Of Material 图 26 则弹出如图 26 所示对话窗，选择 Project,点击 Next,则弹出如图 27 所示对话窗 22 图 27 如图 27 选中封装、描述两项。点击 Next,则弹出如图 28 图 28 点击 Next，则弹出如图 29 23
14、 图 29 点击 Next，则弹出如图 30 24 图 30 通过观察产生的 Bill Of Material（物料清单），可以发现原理图中器件标号有无重复、疏漏；器件的封装有无不符合要求的。检查原理图中器件的标号、器件封装、器件规格检查原理图中器件的标号、器件封装、器件规格等信息等信息也可以这也可以这样操作：样操作：打开工程项目的各个子原理图文件，左边任务管理窗口的 Browse 中选择primitives.在其下的窗口中选择 Parts,则 Filter 如图 21 所示，显示了右边的子原理图中所有元器件的信息。25 图 31 例如上图中电容 C7,规格是 10uf,封装是 RB.1/.2
15、,元器件所在位置是【540，450】.如果要编辑修改其中某一个元器件，先点击选中，然后点击 Jump,即跳转到原理图中该元件处。26 七七、生成网络表生成网络表 当我们设计好原理图，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。操作方法：打开工程项目的总原理图.PRJ 文件，在菜单“Design”下选取“Create Netlist”，则弹出如图 22 窗口，图 22 窗口中 Net Identifier Scope 是网络标号作用范围设置标签。选择 Net Labels And Ports Global 网络标号和端口全局有效。窗口中 Sheets To
16、Netlist 选择 active project，对当前工程项目产生网络表。点击 OK,即生产如图 23 所示的网络表文件。27 图 23 网表生成后，就可以进行 PCB 设计了。28 第三章第三章PCB 设计流程设计流程 当我们设计了原理图，生成了网表，下一步就要进行 PCB 设计。一、新建一、新建 PCB 文件文件 在如下图界面中右键鼠标，NewPCB document,新建了一个 PCB 文件，默认文件名 PCB1.PCB，可以修改文件名。注意：在 Document 目录下新建一个*.PCB文件，这样做的目的是要让*.SCH 和*.PCB 在同一目录下。图 1 二、界面的认识以及元器件
17、封装库的添加二、界面的认识以及元器件封装库的添加 接下来，就要添加要用的元器件封装库。如下图。29 图 2 图 3 30 三、编辑区的设置三、编辑区的设置 封装库添加完后，我们要设置一下显示的层和编辑区栅格大小。点击菜单designoptions,出现如图所示界面。图 4 Layers 选中状态，Signal layers 和 Masks 是显示的层，这里默认信号层是顶层和底层，还有默认的顶层丝印层 Top Overlay,禁止布线层 Keepout,多层 Multi Layer 我们需要设置的是上图中右下角的两 Visible Grid 栏，上面的 Visible Grid是设置第一层可见栅
18、格，如图大小为 10mil，下面的 Visible Grid 是设置第二层可见栅格，大小可以选择，刚开始时候一般选择 100mil.点击 Options,则出现如图所示界面：31 图 5 Grids 项分别设置光标 X 方向移动大小、y 方向移动大小、元器件 X 方向移动大小和元器件 y 方向移动大小。其余的用默认设置即可。下图 6 是规划好的两层 PCB，现在是顶层 Toplayer 处于选中状态，此时窗口左边的 Current Layer 显示的是 Toplayer,颜色是红色。图 6 32 如果让顶层丝印层处于选中状态，则点击 TopOverlay,出现如图所示界面：图 7 四、规划电路
19、板的大小四、规划电路板的大小 假如你要设计 120cm*80cm 的长方形 PCB，进行如下操作比较简单：1.按键盘上的 Q 键，将栅格度量单位改为公制 mm；2.点击菜单 DesignOption 设置两层可见栅格（第三步中的图 4）大小分别为 100mil、10mil。3.点击菜单 EditOriginSet，然后在你想放置坐标原点的地方点击即定义好了坐标参考原点。如图 9 所示图 9 4.画 PCB 的外围边框。首先将层切换到 Keep Out Layer，然后点击菜单PlaceLine,这时从坐标原点画出一个 100mil*100mil 的 PCB,如图 10 所示 33 图 10 5
20、、双击正方形的各条边.弹出如图 11 所示对话框，按图中的坐标设置。34 图 11 双击另外一边，弹出如图 12 所示，按图所示设置坐标值。图 12 35 其它的三边如此类推，定义好了标准的电路板大小。五、导入已经生成的网络表五、导入已经生成的网络表 点击菜单 DesignLoad Nets 出现如图 13 所示界面，图 13 点击图 13 界面中的 Browse,选择生产的网络表文件，网络表是以.net 为后缀的文件。则可能会弹出如图 14 所示界面。36 图 14 如果在图 14 中的 Status 栏显示 All Macros Valid(所有的宏都有效)，如图 15 所示 图 15 再
21、点击 Execute,则出现如图 16 所示界面：37 图 16 此时，选中所有的元器件，点击 Tools-Interactive Placement-Align Left,此时所有的元器件被打散水平整齐摆放好了。接下来就要进行布局设计了。六、六、在进行具体的布局操作之前要进行在进行具体的布局操作之前要进行 PCB 设计规则的设置。设计规则的设置。点击菜单 Design-Rules,出现如图 12 所示界面：图 12 Clearance Constraint 是设置安全间距，默认是 10mil;这里我们需要设置的是 Width Constraint,在图 12 中，rule classes 栏
22、选中 Width Constraint,出现如图 13 所示界面。此时全板的导线宽度都是 10mil.38 图 13 假如我们要设置电源线宽度范围是 2070mil，地线宽度范围是 4090mil。则进行如下操作：1.在图 13 中点击 Add，则出现如图 14 界面，39 图 14 2.filter kind 栏是设置线宽的范围，选中 net，则出现如图 15.Net 栏选中 VCC，图 15 其余的设置均同上图 15，则设置了宽度范围为 2070mil 电源线，优先选择70mil 宽（preferred width）。3.在图 13 中点击 Add，则还是出现如图 14 界面，4.此时 N
23、et 栏选中 GND，其他的线宽设置分别是 Minimum Width 40mil;Maximum Width 90mil;Preferred Width 70mil;则地线宽度设置好了。点击 OK,出 现如图 16 所示。40 图 16 七、设计规则检查设置七、设计规则检查设置 1.点击菜单 toolsdesign rule check,则如图 17 所示设置，图 17 2.On-Line 设置如图 18 所示 41 图 18 八、八、PCB 电路参数设置电路参数设置 点击菜单 tools-preference,则出现如图 19 图 19 42 图 19 中一共有 Options、Displ
24、ay、Colors、Show/Hide、Defaults、Signal Integrity 6 项设置。1.Options 项设置成图 19 所示即可；2.Display、Colors、Show/Hide、Defaults、Signal Integrity 5 项暂时用默认设置即可。九、各参数配置好后，就进行布局和布线的操作。九、各参数配置好后，就进行布局和布线的操作。十、布线完毕进行敷铜操作。十、布线完毕进行敷铜操作。1点击菜单 place polygon plane,出现如图 20 图 20 3.在 Connect To Net 栏选中 GND；选中 Remove Dead Corner(
25、去掉边角处的死铜)；4.Grid Size 栅格大小默认 20mil；Track Width 指敷铜线宽。5.Layer 是进行层的选择；其他的选项可以取默认值。6.沿着你的 PCB 外围边框画一个封闭的多边形即完成了敷铜。十一、电气规则检查十一、电气规则检查 所有的布线工作完成后，要进行 PCB 电气规则检查。点击菜单 toolsdesign rule check，然后在如图 18 中点击 RUN DRC,则可能出现如下界面。43 十二十二、建立新的、建立新的 PCB 器件封装器件封装 由于硬件厂家发展速度非常快，器件的不断更新，我们经常需要从库里增加器件封装，或增加封装库。Protel99
26、 SE 提供了很好的导航器，帮助我们完成器件的添加。1.Document 文件夹下的空白处点击右键，选中 New,再选中PCBLIB1.LIB 文件，即弹出如图 8 所示窗口。44 图 8 在左边的窗口中点击 Add，即弹出Protel99 SE 新建器件封装向导对话框 如图 9 所示 45 图 9 点击 Next,弹出图 10 界面，选择要做的封装类型。图 10 2.我们也可以不用 Protel99 SE 新建器件封装向导做器件封装，在图 8 所示的界面中自己做。比如要做一个 SO16 的封装。（1）点击图 8 界面右边的工具栏中的焊盘，按 Tab 键编辑焊盘的属性，如图 11.46 图 1
27、1 图 11 中的 Properties 选中，其各项意义如下：XSize,Y-Size,Shape 分别是焊盘横向直径，纵向直径，焊盘形状；Designator:焊盘的编号；Hole Size:焊盘内径的大小，表贴的焊盘没有内径，故这里是 0mil；Layer:焊盘所在的层，表贴的焊盘就在顶层，这里选 Toplayer.其它的项暂时可以不管。点击 OK,将焊盘放置在合适的位置。如图 12.47 图 12 注意，此时编辑窗口中的栅格设置同 PCB 设计编辑窗口一样，Visible Grid2 设置成 100mil（2）设置元器件外围边框 切换到顶层丝印层（Top overlay），依次点击右边
28、工具栏中的画线按钮和弧线按钮。完成后如图 13 所示。图 13 注意：48 1.焊盘的大小、焊盘间的距离、外围边框的大小、位置等信息要严格按照器件的 datasheet 来做。2.编辑窗口中的栅格大小，及度量单位都可以更改，怎样方便操作就怎样设置。3.器件封装做好后，一定要重新设置坐标参考点，一般设置在第一个焊盘位置。十三、快捷键的使用十三、快捷键的使用 在设计过程中，速度是很重要的，如果单用鼠标进行操作，不但单手负担太重容易麻木疲劳而且效率低下。为此 Protel 提供了极为方便的快捷方式。两手 配合操作与单手操作的效率相比远不止翻倍。以下是一些常用的快捷键：Page Up 以鼠标为中心放大 Page Down 以鼠标为中心缩小。Home 将鼠标所指的位置居中 End 刷新（重画）*顶层与底层之间层的切换 +（-）逐层切换：“+”与“-”的方向相反 Q mm（毫米）与 mil（密尔）的单位切换 选择全部时按 S A，所有图形发亮表示已被选中，可对选中的对象进行复制、清除、移动等操作。复制：先选中对象，按 Ctrl+C，光标便成十字架，然后点击要复制的对象；接着按 Ctrl+V,即可粘贴。取消选中：X+A