课程设计(论文)Proteus电气原理图设计.doc
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1、目目 录录 第 1 章 绪论.1 1.1 设计背景.1 1.2 设计目的与要求.1 1.3 设计方法.1 第 2 章 pretol 99.3 2.1 pretol 99 概念.3 2.2 主要模块.3 2.3 新建设计数据库文件.4 第 3 章 原理图设计.6 3.1 原理图设计的一般流程.7 3.2 电路图设计操作步骤.8 3.1.1 印制电路板设计的流程方框图.8 3.1.2 电路原理图设计的一般步骤.8 3.3 层次原理图的设计.9 第 4 章 PCB 编辑器界面介绍.10 4.1 原理图编辑器界面.11 4.1.1 主菜单.11 4.1.2 主工具栏与常用工具栏.11 4.2 PCB
2、电路板的绘制.11 4.3 PCB 设计概要.12 第 5 章 注意事项.13 第 6 章 心得.15 参考文献.16 Proteus 电气原理图设计电气原理图设计 摘要摘要 Proteus 具有和其他 EDA 工具一样的原理图编辑、印刷电路板(PCB)设计及电路仿真功能,最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化。通过 Proteus 软件的 VSM(虚拟仿真模式),用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真。Proteus 软件由 ISIS 和 ARES 两部分构成,其中 ISIS 是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件,ARES是一款高级的 CB
3、 布线编辑软件。Proteus 是一种操作简便而又功能强大的原理图编辑工具,它运行于 Windows 操作系统上,可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,该软件的特点有:实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真的结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真等功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有 68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z8 系列、HC11 系列以及各
4、种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功 能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如 Keil C51 uVision2 等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的电路设计和仿真软件,功能极其强大。关键词关键词 Protel 99 绘图;Pcb 库;PCB 编辑器;仿真 Proteus Electrical Schematic Design Abstract Proteus has the same principle dia
5、gram editing,printed circuit board(PCB)design and circuit simulation function as other EDA tools.The biggest characteristic is the interaction and visualization of its circuit simulation.Through the VSM software Proteus(virtual simulation mode),the user can simulate the circuit,digital circuit,analo
6、g digitalcircuit,MCU and peripheral components and other electronic circuits for systemsimulation.Proteus software is composed of two parts,ISIS and ARES,in which ISIS is aconvenientelectronic system design and simulation platform software,ARES is a senior CB wiringeditingsoftware.Proteus is a kind
7、of operation is simple and powerful principle diagram edititools,whichruns on the windows operating system,and various analog integrated circuit simulation,analysis,the characteristics of the software:to achieve the combination of MCU simulation and spice circuit simulation.Has the function of analo
8、g circuit simulation,simulation of digital circuits,MCU and its peripheral circuit is composed of system simulation,RS232dynamicsimulation I2C debugger,SPI debugger,keyboard and LCD system simulation;have a variety of virtual instruments,such as oscilloscopes,logic analyzers,signal simulation device
9、 support mainstream single-chip microcomputer system.In the hardware simulation system with full speed,single step,set breakpoint debugging and other functions,at the same time can be observed in the current state variables,registers,etc.,so in this simulation system,must also be with the workCan;at
10、 the same time support the third party software compiler and debugging environment,such as C51 uVision2 Keil and other software.Has a strong schematic drawing function.In short,the software is a set of single-chip microcomputer and SPICE analysis in a circuit design and simulation software,the funct
11、ion is extremely powerful.Keywords Protel 99 drawing;Pcb library;PCB editor;Simulationsingle 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 设计背景设计背景 为了提高学生实际动手操作能力能思考能力以及良好的电路板设计能力,加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用,我们进行了 Proteus 电气原理图设计。该设计全新设计模式,拥有良好的电路设计,一体化的机电组合,智趣的系统开发,足以适用于现实生活中的相关应用领域。1.2 设计目的设计目的与要求与要求 目的与基本要求:1.基本掌握设计课题的基本步骤和方法;2.掌握相关电
12、子元器件的性能及使用方法;3.掌握应用系统设计中相关文档的编制方法;4应用 Protel 99 绘图工具绘制系统的电路原理图;5结合上述工作内容,写出系统开发报告。1.3 设计设计方法方法 设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤:(1)电路原理图的设计 电路原理图的设计是整个电路设计的基础,它决定了后面工作的进程。一般的,设计一个电路原理的工作包括:设置电路图纸参数,装入所需的元件库,防置元器件,进行原理图布线,调整,检查及修改,最后存盘打印图纸。在原理图设计过程中,首先设置好图纸,网格和光标,以及窗口大小,然后在元器件编辑器界面制作原理图所需器件,创建新元件,产生元件报表,绘制原理图设计进阶
13、,做好元件的自动编号,原理图的电气检查,即 ERC。在这一过程中,要充分利用 PROTEL99 所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能,来实现我们的目的,即得到一张正确、精美的电路原理图。(2)产生网络表 设计原理图的最终目的是要生成印刷电路板,二印刷电路板与原理图的纽带就是网络表,故将设计完成的原理图转换为网络表,是必经之步,也是设计原理图的主要目的。(3)印制电路板的设计 印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的,PCB 图的基本元素主要包括以下 6 种:元件封装:包括插件式元件封装和 STM 元件封装;铜箔连线:铜箔导线也称铜箔连线,简称连线;焊盘:用
14、于固定元件引脚或引出线、测试线等;过孔:过孔的作用是为了连接不同层面之间的导线;字符丝印:为了方便电路板的安装与维修,需要在 PCB 上下表面印制所需要的字符和标志图案等,入元件标号和标称值、元件外形和厂家标志,生产日期等都需要通过丝网印刷的方式来实现;敷铜(多边形填充):敷铜又叫铺地,在设计完成全部布线后。为了提高电路板的抗干扰性能,有时候需要把电路板空白的地方全部做成一个电极。第第 2 章章 Pretol 99 2.1 P Pretol 99retol 99 概念概念 Pretol 99 采用了*.DDB 数据库格式保存文件,所有同一工程相关的 SCH、PCB 等文件都可以在同一*.DDB
15、 数据库中并存,非常科学,利于集体开发和文件的有效管理。另外一个优点是自动布线引擎很强大。在双面板的前提下,可以在很短的时间内自动布通任何的超复杂路线。PROTEL 是 Altium 公司在 80年代末推出的 EDA 软件,在电子行业的 CAD 软件中,它当之无愧地排在众多EDA 软件的前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最高,有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它,几乎所有的电子公司都要用到它,许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用 PROTEL。早期的 PROTEL 主要作为印制板自动布线工具使用,运行在 DOS 环境,对硬件的要
16、求很低,在无硬盘 286 机的 1M 内存下就能运行,但它的功能也较少,只有电路原理图绘制与印制板设计功能,其印制板自动布线的布通率也低,而现今的 PROTEL 已发展到 DXP 2004,是个庞大的EDA 软件,完全安装有 200 多 M,它工作在 WINDOWS95 环境下,是个完整的板级全方位电子设计系统,它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有 Client/Server(客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPIC
17、E,EXCEL 等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度 PCB的 100%布通率。在国内 PROTEL 软件较易买到,有关 PROTEL 软件和使用说明的书也有很多,这为它的普及提供了基础。想更多地了解 PROTEL 的软件功能或者下载 PROTEL99 的试用版,可以在 INTERNET 上。2.2 主要模块主要模块 Protel99 SE 共分 5 个模块,分别是原理图设计、PCB 设计(包含信号完整性分析)、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD 设计。1.电路原理图设计模块:该模块主要包括设计原理图的原理图编辑器,用于修改、生成元件符号的元件库编辑器以及各种报表的生成器。2.印制电
18、路板设计模块:该模块主要包括设计电路板图的 PCB 编辑器,用于 PCB 自动布线的 Route 模块。用于修改、生成元件封装的原件封装编辑器以及各种报表的生成器。3.可编辑逻辑器件设计模块:该模块主要包括具有语法意识的为文本编辑器、由于编译和仿真设计结果的 PLD 模块。4.Protel99 SE 内置编辑器-这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text 和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器 Spread。以下介绍一些 Protel99SE 的部分最新功能:强大的全局编辑功能;在原理图中选择一级器件,PCB 中同样的器件也将被选中;同时运行原理图和 PCB,在打开的原理图和 PCB
19、图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络 既可以进行正向注释元器件标号(由原理图到 PCB),也可以进行反向注释(由 PCB 到原理图),以保持电气原理图和 PCB 在设计上的一致性;满足国际化设计要求(包括国标标题栏输出,GB4728 国标库);*方便易用的数模混合仿真(兼容 SPICE 3f5);支持用CUPL语言和原理图设计 PLD,生成标准的 JED 下载文件;*PCB可设计 32 个信号层,16 个电源-地层和 16 个机加工层;强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查;智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺;提供大量的工业化标准电路板做为设计模版;放置汉字功能;可以输入和
20、输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交换;智能封装导航(对于建立复杂的 PGA、BGA 封装很有用);方便的打印预览功能,不用修改 PCB 文件就可以直接控制打印结果;独特的 3D 显示可以在制板之前看到装配事物的效果;强大的 CAM 处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等;经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号完整性分析直接从 PCB 启动;反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合;专家导航帮您解决信号完整性问题。2.3 新建设计数据库文件新建设计数据库文件 在 WINDOWS 95/98 或 NT 界面下双击
21、 Protel 99 图标,点击 File(文件)中“new”项,新建设计数据库,如左图所示。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。1设计组(Design Team)我们可以先在 Design Team 中设定设计小组成员,Protel 99 可在一个设计组中进行协同 设计,所有设计数据库和设计组特性都由设计组控制。定义组成员和设置他们的访新建设计数据库问权 限都在设计管理器中进行,确定其网络类型和网络专家独立性不需要求助于网络管理员。无限制数量的设计组成员能同时访问相同的设计数据库。每个组成员都能看到什么文件 当前是打开的以及谁在编辑,并能锁
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