(完整word版)PCB實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電子線路印刷版（ PCB）設(shè)計(jì) CAD 實(shí)踐報(bào)告題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)PCB 設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：系別：信息工程系專業(yè)：通信工程年級(jí)：09級(jí)2013 年1月9 日一、設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求學(xué)習(xí)掌握一種電路設(shè)計(jì)與制板軟件（課堂主要使用Protel 99SE，或其他軟件 Altium Designer 、 PADS、 OrCAD 、 Proteus 等），掌握軟件使用的基本技巧的基礎(chǔ)，結(jié)合專業(yè)相關(guān)電路方面知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì) PCB 板。根據(jù)參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)小型的單片機(jī)系統(tǒng)，以 89C51 為核心單片機(jī)，具備如下主要功能模塊：電源模塊、 ISP（ In-System Programming）下載模塊，時(shí)鐘和復(fù)位模塊、

2、AD 采集模塊、鍵盤(pán)模塊、數(shù)碼管和 LED 顯示模塊等，畫(huà)出 SCH 原理圖和對(duì)應(yīng)的 PCB 印刷電路板。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、根據(jù)需要繪制或創(chuàng)建自己的元件符號(hào)，并在原理圖中使用；2、SCH 原理圖設(shè)計(jì)步驟與編輯技巧總結(jié)；3、繪制或創(chuàng)建和元件封裝，并在原理圖中調(diào)用；4、生成項(xiàng)目的 BOM （Bill of Material ） ；5、設(shè)置 PCB 設(shè)計(jì)規(guī)則（安全距離、線寬、焊盤(pán)過(guò)孔等等） ，以及 PCB 設(shè)計(jì)步驟和布局布線思路和技巧總結(jié)；6、最終完整的 SCH 電路原理圖；7、元器件布局圖；8、最終完整的 PCB 版圖。二、實(shí)驗(yàn)儀器PC 機(jī)， Protel 99SE軟件三、原理圖元件庫(kù)設(shè)計(jì)3.16

3、 段數(shù)碼管模塊LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 LED 數(shù)碼管有八個(gè)小 LED發(fā)光二極管，常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，通過(guò)控制不同的 LED的亮滅來(lái)顯示出不同的字形。 數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類型， 其實(shí)共陰極就是將八個(gè) LED的陰極連在一起， 讓其接地，這樣給任何一個(gè) LED的另一端高電平， 它便能點(diǎn)亮。而共陽(yáng)極就是將八個(gè) LED的陽(yáng)極連在一起。(1)、具體外觀及引腳：（ 2）設(shè)計(jì)步驟：a) 新建原理圖庫(kù)文件。b) 對(duì)新建的原理圖命名。c

4、) 打開(kāi)自帶的一位數(shù)碼管的原理圖庫(kù)文件將其復(fù)制到上部新建的原理圖庫(kù)上。d) 將矩形框拉大成 6 位數(shù)碼管的大小。e) 復(fù)制 8 段數(shù)碼管符號(hào)粘貼 5 次構(gòu)成 6 位數(shù)碼管。f) 點(diǎn)右鍵放置引腳，放置 14 個(gè)引腳，按 tab 鍵編輯管腳屬性，引腳序號(hào)如圖。g) 保存。3.274LS14 （有施密特觸發(fā)的六觸發(fā)反相器）74LS14 為有施密特觸發(fā)器的六反相器，共有54/7414 、 54/74LS14 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其主要電特性的典型值如下：型號(hào)VttPLHtPHLPD54/74140.8V15ns15ns15.3mW54/74LS140.8V15ns15ns52mW（ 1）具體外觀及引腳：

5、（ 2）設(shè)計(jì)步驟：a) 在前面新建的原理圖庫(kù)中建新器件。b) 對(duì)新建的原理圖命名。c) 放置合適大小的矩形框。d) 點(diǎn)右鍵放置引腳，放置 14 個(gè)引腳，按 tab 鍵編輯管腳屬性，引腳序號(hào)如圖。e) 點(diǎn)右鍵放置文本字符串，按 tab 鍵編輯文本屬性，輸入 74LS14。f) 保存。其他元件系統(tǒng)庫(kù)自帶無(wú)需自行創(chuàng)建元件原理圖四、元件封裝庫(kù)創(chuàng)建 .1 六段數(shù)碼管模塊封裝（ 1）具體外觀、引腳及尺寸：(2)設(shè)計(jì)步驟a) 新建 PCB元件庫(kù)文件。b) 對(duì)新建的 PCB元件命名c) 打開(kāi)自帶的一位數(shù)碼管的 PCB元件庫(kù)文件將其復(fù)制到上部新建的 PCB元件庫(kù)上。d) 將矩形框拉大成 6 位數(shù)碼管的大小。e)

6、 復(fù)制 8 段數(shù)碼管符號(hào)粘貼 5 次構(gòu)成 6 位數(shù)碼管。f) 點(diǎn)右鍵放置焊盤(pán)，放置 14 焊盤(pán)，按 tab 鍵編輯管腳屬性，焊盤(pán)為 2 行，每行 7 個(gè)，2 行的間隔為 400mil ，同行中相鄰焊盤(pán)的間隔為 100mil 。焊盤(pán)順序?yàn)樽笙陆菫?1，左上角為 14。g) 保存。其他元件系統(tǒng)庫(kù)自帶無(wú)需自行創(chuàng)建元件原理圖五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及原理圖設(shè)計(jì)步驟與編輯技巧總結(jié)設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)控制的通用嵌入式平臺(tái)， 具有以下功能模塊： 按鍵、ADC和數(shù)碼顯示。在原理圖中調(diào)用自己設(shè)計(jì)原理圖元件庫(kù)和封裝庫(kù)中的元件最終完整的SCH電路原理圖在菜單欄選擇設(shè)計(jì) -瀏覽庫(kù)，進(jìn)入相應(yīng)的庫(kù)選擇所需的元件。鼠標(biāo)雙擊需要的元件

7、即可放置元件，雙擊元件可修改元件的屬性（也可按 tab 鍵可更改元件的屬性）。亦可放置完元件后雙擊元件更改屬性。 AD10 系統(tǒng)內(nèi)的元件都會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)相應(yīng)的 PCB 封裝，所以不用更改或添加。在原理圖中放置自己畫(huà)的庫(kù)元件前需要先安裝自己的庫(kù)后才能調(diào)用。5.1 電源模塊220v 交流輸入， 5V 穩(wěn)壓直流輸出， led發(fā)光指示。5.2單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)：復(fù)位電路、晶振時(shí)鐘電路、按鍵電路。復(fù)位電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，是單片機(jī)從固定的起始狀態(tài)開(kāi)始工作，完成單片機(jī)的“啟機(jī)”過(guò)程，它是由一個(gè)按鍵，一個(gè)電容，兩個(gè)電阻構(gòu)成。時(shí)鐘電路由一個(gè)晶振和兩個(gè)小電容構(gòu)成，向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)， 決定單片

8、機(jī)的執(zhí)行速度， 時(shí)鐘電路必須離單片機(jī)時(shí)鐘引腳很近， 切忌用長(zhǎng)導(dǎo)線連接， 否則不易起振， 可以直接將晶振的兩個(gè)引腳直接彎折到單片機(jī)引腳上，不要用長(zhǎng)導(dǎo)線和跳線。5.3 串口電平轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)串口 ISP 程序下載。單片機(jī)輸出 P3.1 （Txd）接 7414 的輸入，對(duì)應(yīng)輸出接串口 DR9 輸入，串口 DR9 輸出接 7414 輸入，對(duì)應(yīng)輸出接單片機(jī)串行輸入 P3.0 （Rxd）。5.4 按鍵模塊按鍵電路很簡(jiǎn)單，選擇這4個(gè)引腳作為輸入，是有講究的，P3.2 ，P3.3 是單片機(jī)兩個(gè)外部中斷輸入引腳， P3.4，P3.5 是兩個(gè)計(jì)數(shù)器外部時(shí)鐘輸入引腳。這樣，這四個(gè)按鍵除了一般按鍵輸入外，還可以做中斷輸

9、入，計(jì)數(shù)輸入等。當(dāng)按鍵不按時(shí)，對(duì)端口沒(méi)有任何影響。5.5數(shù)碼管模塊完善數(shù)碼管電路和編程測(cè)試5.6ADC單元使用簡(jiǎn)單便宜ADC0804 ：5.7 原理圖設(shè)計(jì)步驟與編輯技巧總結(jié)a) 安裝相關(guān)庫(kù)文件b) 確定需要放置的器件c) 瀏覽通用元件庫(kù)選擇需要的元件，放置元件d) 若通用元件庫(kù)中找不到可以用收索元件方式放置元件e) 更改元件屬性，選擇元件時(shí)按 tab 鍵或放置后雙擊元件f) 元件放置完成后根據(jù)原理圖合理擺放元件位置g) 在菜單欄選擇 放置 - 線 或用快捷鍵 P+W，將需要連接的管腳連接起來(lái)h)進(jìn)行原理圖電氣規(guī)則檢查，菜單欄- 工程 -Compile PCB Project（工程名）i) 生成

10、網(wǎng)絡(luò)表j) 保存輸出編輯技巧總結(jié)：（1）關(guān)閉 PROTEL99SE 時(shí)的技巧，如果你的電腦配置一般，分步的關(guān)閉可以避免死機(jī)和丟失你的成果；（2）盡量多使用快捷鍵能提高布線效率；（3）將自己經(jīng)常使用的元器件放入一個(gè)庫(kù)中以便調(diào)用。六、項(xiàng)目的BOM （Bill of Material ）七、元器件布局圖和PCB 設(shè)計(jì) （總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析）、版型及尺寸PCB 版型為正方形，尺寸為12mm×13mm、所使用的庫(kù)其中 7 個(gè)原理圖庫(kù)、 1 個(gè)封裝庫(kù)，剩下使用系統(tǒng)自帶的庫(kù)。、設(shè)置PCB設(shè)計(jì)規(guī)則（安全距離、線寬、焊盤(pán)過(guò)孔、走線規(guī)則等等），以及PCB 設(shè)計(jì)步驟和布局布線思路和技巧總結(jié)；規(guī)則中設(shè)置線

11、寬為20mil ，最小安全距離為20mil 。焊盤(pán)過(guò)控以及走線規(guī)則使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。PCB 設(shè)計(jì)步驟：（ 1）原理圖無(wú)規(guī)則出錯(cuò)的情況下，點(diǎn)擊菜單“設(shè)計(jì)”按鈕，在下拉菜單中點(diǎn)擊“ Updata PCB Document Qiu.PcbDoc”；（ 2）在 PCBDOC 中排版元件，盡量將所有元件拖動(dòng)到合理位置；（ 3）PCB 布線層調(diào)整至底層，然后對(duì) PCB 中的元件進(jìn)行布線。技巧總結(jié)：（1）制作封裝庫(kù)時(shí)注意要將中心店設(shè)置在元件上，否則將出錯(cuò)；（2）制作封裝庫(kù)時(shí)注意要編輯過(guò)孔編號(hào)要正確；（3）信號(hào)線要盡量短，而地線要盡量粗；（4）PCB 手動(dòng)布線比自動(dòng)布線效果好，手動(dòng)布線更能布出好的PCB 圖。、元器件布局圖；八、最終完整的原理圖和PCB 版圖九、心得體會(huì)及小結(jié)經(jīng)過(guò)這幾天的 PCB 板電路板的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)， 讓我感觸頗多。 首先，PCB 制圖及其制作是作為電子專業(yè)學(xué)生必備一項(xiàng)技能，這次的實(shí)驗(yàn)讓我了解PROTELL99SE這個(gè)軟件很實(shí)用，很好用，并且很讓人有種他所它的愿望，布局和