第11章 工程案例

第11章工程案例

本章將以三個具體的工程實例為基礎(chǔ)向讀者介紹整個工程項目的設(shè)計過程，讀者在進行自己的設(shè)計時可以參考本章的案例完成自己的工程。11.1數(shù)字時鐘的設(shè)計11.1.1數(shù)字時鐘的原理圖設(shè)計1.創(chuàng)建一個新的項目

1)單擊菜單中的“文件”→“創(chuàng)建”→“項目”→“PCB項目”，將建立一個新的項目文件；

2)然后單擊“文件”→“另存項目為”進行保存，項目名稱為“數(shù)字時鐘.PrjPCB”。2.建立層次原理圖母圖

1)單擊菜單中的“文件”→“創(chuàng)建”→“原理圖”，建立一個新的原理圖文件，然后對其保存并命名為“數(shù)字時鐘的原理圖.SchDoc”。

2)繪制方塊電路。單擊菜單中的“放置”→“圖紙符號”或單擊配線工具欄中的按鈕，此時光標變?yōu)槭中螤畈в蟹綁K電路，將光標移動到原理圖紙中適當?shù)奈恢茫瑔螕羰髽舜_定方塊電路左上角，然后拖動鼠標到適當?shù)奈恢?，單擊即可確定方塊電路的大小和位置。

3)在放置方塊電路過程中按【Tab】鍵或者放置完成后雙擊方塊電路對其進行屬性設(shè)置。設(shè)置的最終結(jié)果如圖11-1所示

圖11-1方塊電路屬性對話框

4)放置方塊電路端口。單擊菜單中的“放置”→“加圖紙入口”或者單擊配線工具欄中的按鈕，此時光標變?yōu)槭中螤?，然后在需要放置端口的地方單擊鼠標，完成放置?)在放置方塊電路端口過程中按【Tab】鍵或者放置完成后雙擊方塊電路端口對其進行屬性設(shè)置。按照上述方法完成剩余的方塊電路和方塊電路端口的放置，放置的結(jié)果如圖11-2所示。

圖11-2放置完成的方塊電路模塊

6)將有電氣關(guān)系的的端口用導(dǎo)線連接在一起，完成層次原理圖母圖的繪制。最終的效果圖如圖11-3所示。圖11-3層次原理圖母圖3.將有電氣關(guān)系的的端口用導(dǎo)線連接在一起，完成層次原理圖母圖的繪制。最終的效果圖如圖11-3所示。1)在“Projects”面板中單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中單擊“追加新文件到項目中”→“SchematicLibrary”，創(chuàng)建一個原理圖元件庫，保存并命為“AT89S52.Schlib”。具體的繪制過程，在此就不再贅述。2)如果繪制的AT89S52元件已經(jīng)繪制完成，可以直接添加到項目中，而不必要重新繪制。在“Projects”面板中單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中單擊“追加已有文件到項目中”，會彈出如圖11-4所示的對話框，在其中選擇需要的文件添加到項目中圖11-4添加文件到項目對話框4繪制層次原理圖子圖

1)單擊菜單中的“設(shè)計”→“根據(jù)符號創(chuàng)建圖紙”，此時光標變?yōu)槭中螤?，移動光標到方塊電路上，單擊鼠標，在彈出的對話框中選擇，是所產(chǎn)生的端口的電氣特性與原來的方塊電路中的相同，及輸出仍為輸出。

2)ProtelDXP2004自動生成一個名為“控制電路.SchDoc”的原理圖文件并已經(jīng)布置好端口，如圖11-5所示。從方塊電路創(chuàng)建的原理圖圖11-5

3）在此原理圖中放置元件并依照電氣關(guān)系連接起來，適當布局調(diào)整后，得出的控制電路子圖如圖11-6所示。圖11-6控制電路子圖4）顯示電路子圖如圖11-7所示。圖11-7顯示電路子圖5）原理圖繪制好后，需要重新排列所有元件的序號，單擊菜單中的“工具”→“注釋”，打開如圖11-8所示的對話框，并在其中重置元件的序號。圖11-8“注釋”對話框

11.1.2編譯工程及查錯1）單擊菜單中的“項目管理”→“項目管理選項”，彈出“OptionsforProject”窗口，如圖11-9所示。2)在“ErrorReporting”選項卡中，可以設(shè)置所有可能出現(xiàn)錯誤的報告類型。

3在“ConnectionMatrix”選項卡中顯示設(shè)置的電氣連接矩陣，如圖11-10所示。

圖11-9“ErrorReporting”選項卡

4)單擊,完成對“項目管理選項的設(shè)置”。5)單擊“項目管理”→“CompilePCBProject數(shù)字時鐘.PrjPCB”，系統(tǒng)自動進行編譯。圖11-10“ConnectionMatrix”選項卡11.1.3生成網(wǎng)絡(luò)報表圖11-11Projects面板11.1.4生成元件報表1)單擊菜單中的“設(shè)計”→“設(shè)計項目的網(wǎng)絡(luò)表”→“Protel”，系統(tǒng)將自動在當前項目文件下添加一個與項目文件名相同的網(wǎng)絡(luò)表文件，如圖11-11所示。2)雙擊該文件，就顯示出網(wǎng)絡(luò)表文件。1)單擊菜單中的“設(shè)計”→“設(shè)計項目的網(wǎng)絡(luò)表”→“Protel”，系統(tǒng)將自動在當前項目文件下添加一個與項目文件名相同的網(wǎng)絡(luò)表文件，如圖11-11所示。2)雙擊該文件，就顯示出網(wǎng)絡(luò)表文件。

圖11-12“BillofMaterials”對話框11.1.5數(shù)字時鐘的PCB設(shè)計

1)新建一個PCB文件并保存為“數(shù)字時鐘的PCB設(shè)計.PCBDOC”。在“Projects”面板中右擊數(shù)字時鐘項目，在彈出的菜單中選擇“追加新文件到項目中”→“PCB”，完成創(chuàng)建一個新的PCB文件，保存該PCB文件。2)創(chuàng)建集成元件庫并加載到元件庫中。本設(shè)計中只需要創(chuàng)建AT89S52單片機元件。3)規(guī)劃電路板。在此需要一個雙層板就可以了，創(chuàng)建的PCB文件默認情況下是雙層板。用戶可以根據(jù)自己的習慣和要求設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)。4）然后在“Keep-OutLayer”工作窗口中設(shè)置電氣邊界，由于在實際的制板過程中是以電氣邊界為標準的，因此在此就不用設(shè)置印刷電路板的物理邊界了。5）載入網(wǎng)絡(luò)表。在PCB編輯器中單擊菜單中的“設(shè)計”→“ImportChangesFrom數(shù)字時鐘.PrjPCB”將彈出工程變化訂單對話框。在工程變化訂單對話框中“AddRooms”中的Room文件不要選擇。然后單擊，檢查變化操作是否正確，如果有錯誤之處，系統(tǒng)會自動提示，此時用戶要進行查錯修改。檢查沒有錯誤之后，單擊，完成網(wǎng)絡(luò)表的加載，如圖11-13所示。圖11-13工程變化訂單對話框網(wǎng)絡(luò)表加載完成后，關(guān)閉工程變化訂單對話框，此時就可看到元件封裝已經(jīng)加載到PCB文件中了，如圖11-14所示。圖11-14載入網(wǎng)絡(luò)表后的PCB圖

6）元件自動布局。單擊菜單中的“工具”→“放置元件”→“自動布局”，打開自動布局對話框，如圖11-15所示。在其中選擇“分組布局”單選按鈕。自動布局結(jié)束后的PCB如圖11-16所示。圖11-15自動布局對話框圖11-16自動布局結(jié)束后的PCB7）手動調(diào)整布局。自動布局完成后，效果往往不理想，需要進行手工調(diào)整。手動調(diào)整布局后的效果如圖11-17所示。

圖11-17手動布局后的PCB

8）布線。運用自動布線和手動布線相結(jié)合的方法完成布線。布線效果如圖11-18所示。

9）設(shè)計規(guī)則檢查。單擊菜單中的“工具”→“設(shè)計規(guī)則檢查”，在彈出的“設(shè)計規(guī)則檢測器”中單擊“運行設(shè)計規(guī)則檢查”按鈕，如果有違反規(guī)則的地方，則在彈出的“Messages”面板中會顯示出來。關(guān)閉“Messages”面板，DRC檢查生成的報表文件如下，該報表中列出了此次DRC檢查的詳細信息。圖11-18布線效果圖ProtelDesignSystemDesignRuleCheckPCBFile:\ProtelDXP2004數(shù)字時鐘的PCB設(shè)計.PCBDOCDate:2010-3-12Time:18:09:49ProcessingRule:Short-CircuitConstraint(Allowed=No)(All),(All)RuleViolations:0ProcessingRule:Broken-NetConstraint((All))RuleViolations:0ProcessingRule:ClearanceConstraint(Gap=10mil)(All),(All)RuleViolations:0ProcessingRule:WidthConstraint(Min=10mil)(Max=50mil)(Preferred=10mil)(All)RuleViolations:0ProcessingRule:HeightConstraint(Min=0mil)(Max=1000mil)(Prefered=500mil)(All)RuleViolations:0ProcessingRule:HoleSizeConstraint(Min=1mil)(Max=100mil)(All)RuleViolations:0ViolationsDetected:0TimeElapsed:00:00:02最終得到的結(jié)果便如圖11-18所示。11.2U盤的設(shè)計與制作

11.2.1原理圖11.2.2創(chuàng)建項目文件1）單擊【文件】/【創(chuàng)建】/【項目】/【PCB項目】命令，新建一個項目文件。單擊【文件】/【保存項目】命令將新建的項目文件保存到文件夾下，并將其命名為“USB.PrjPCB”。2）單擊【文件】/【創(chuàng)建】/【原理圖】命令，然后單擊【文件】/【保存】命令將新建的原理圖文件保存到項目文件夾下，并將其命名為“USB.SchDoc”。11.2.3元件制作

1)單擊【文件】/【創(chuàng)建】/【庫】/【原理圖庫】命令新建庫元件設(shè)計文件，名稱為Schlibl.SchLib。2)單擊按鈕，彈出“新建元件名”窗口，將名稱改為Flash，如圖11-20所示。單擊OK按鈕，轉(zhuǎn)到庫元件編輯器界面。3) 單擊按鈕繪制矩形。畫完矩形后，會出現(xiàn)一個新的矩形虛框，可以連續(xù)放置。如果不想再繼續(xù)放置，單擊鼠標右鍵或者按Esc鍵取消。4) 單擊按鈕，放置管腳。K9F080U0B一共48個管腳，如圖11-21所示選中Flash，單擊按鈕，彈出如圖11-23所示的“元件屬性”窗口。單擊框中按鈕，彈出“管腳屬性編輯器”窗口，如圖11-24所示。

圖11-20新建Flash庫元件

圖11-21放置管腳

圖11-22庫編輯工作面板圖11-23元件屬性窗口圖11-24管腳屬性編輯器窗口在此對話框中可以同時修改元件管腳的各種屬性，包括Designator、Name、Type等，如圖11-25所示。修改管腳屬性后的元件如圖11-26所示。圖11-25修改管腳屬性

圖11-26修改完成的Flash元件

5) 單擊SCHLibrary工作面板【模型】選項組中的按鈕，彈出如圖11-27所示窗口，選中Footprint為Flash添加封裝。查找DIP-48型的封裝

2制作IC1114元件1) 進入庫元件設(shè)計文檔Schlibl.SchLib，單擊按鈕彈出“新建元件”窗口，改名為IC1114.2) 單擊按鈕，繪制元件邊框，元件邊框為正方形。3) 單擊按鈕，放置管腳。IC1114共有48個管腳，如圖11-28所示。4) 修改管腳屬性。單擊標簽欄的SCHLibrary標簽，切換到“庫編輯”面板元件欄中，選中IC1114，單擊按鈕，彈出與圖11-23相同的“元件屬性”窗口，單擊框中按鈕，進行管腳屬性設(shè)置。修改好的IC1114元件如圖11-29所示。5) 單擊SCHLibrary標簽頁【模型】選項組中的按鈕，彈出如圖11-27所示的窗口，選中Footprint為IC1114添加封裝。如圖11-30所示圖11-28放置管腳

圖11-29修改完成的IC1114

6) 單擊按鈕保存庫元件。單擊按鈕將其放置到原理圖中圖11-30為IC1114添加封裝

3．制作AT1201元件電源芯片AT1201為U盤提供標準工作電壓，制作步驟如下。1) 進入Schlibl.SchLib文檔，單擊按鈕，彈出“新建元件”窗口，改名為AT1201。2) 單擊按鈕，繪制元件邊框。元件邊框為矩形。3) 單擊按鈕，放置管腳。AT1201共有5個管腳，制作好的AT1201元件如圖11-31所示。4) 單擊面板中【模型】選項組中的按鈕，選中Footprint為AT1201添加封裝。圖11-31制作好的AT1201元件11.2.4原理圖輸入

1．U盤接口電路模塊設(shè)計1) 雙擊打開“USB.SchDoc”文件。2) 從自建庫中取出IC1114元件，放置在原理圖中。然后放置好電容元件、電阻元件。從元件庫中取出晶體振蕩器、放光二極管LED、連接器Header4等放入原理圖中。雙擊元件進行屬性設(shè)置，然后進行布局，如圖11-32所示。圖11-32放置元件并布局3) 單擊按鈕，將元件連接起來。然后單擊按鈕，在信號線上標注電氣網(wǎng)絡(luò)標號，如圖11-33所示。圖11-33連接號的接口電路原理圖2．濾波電容電路模塊設(shè)計1) 從元件庫中選取一個電容，選擇為1uF，放置到原理2) 設(shè)置粘貼個數(shù)為5，水平間距為30，垂直間距為0，單擊OK按鈕確定。選擇粘貼的起點在第一個電容右側(cè)30的地方，單擊完成5個電容的放置。然后單擊按鈕執(zhí)行連線操作，接上電源和地，濾波電容模塊就繪制完成了，如圖11-35所示。圖11-34粘貼陣列設(shè)置窗口圖11-35濾波電容電路模塊

3.Flash電路模板設(shè)計1) 把自建庫中的Flash元件取出，放置在原理圖中。2) 放置通用的電阻、電容器件，設(shè)置屬性后進行元件布局，然后單擊按鈕連接，最后單擊按鈕標注電氣網(wǎng)絡(luò)符號，至此Flash電路模塊設(shè)計完成，如圖11-36所示。圖11-36Flash電路模塊4.供電模塊設(shè)計圖11-37電源模塊5.在元件庫中取出連接器Header6，并完成其他電路連接，如圖11-38所示。圖11-38接頭電路

11.2.5PCB板設(shè)計

1.創(chuàng)建PCB文件1) 點擊【文件】/【創(chuàng)建】/【PCB文件】新建一個PCB文檔，重新保存為USB.PcbDoc。2) 單擊【設(shè)計】/【PCB板形狀】/【重新定義PCB板形狀】命令定義PCB的大小。

2.編輯元件封裝雖然前面已經(jīng)為自己制作的元件指定了PCB封裝形式，但對于一些特殊的元件還可以自己定義封裝形式，這會給設(shè)計帶來更大的靈活性。下面以IC1114為例制作PCB封裝形式。1) 單擊【文件】/【創(chuàng)建】/【庫】/【PCB庫】命令，建立一個新的封裝文件，命名其為IC1114.PcbLib。2) 單擊【工具】/【新元件】命令，彈出如圖11-39所示的自定義導(dǎo)向窗口。3) 單擊【下一步】按鈕，在彈出的窗口中選擇QuadPacks選項，如圖11-40所示，然后單擊【下一步】按鈕。以下幾步采用系統(tǒng)默認值。圖11-39自定義向?qū)Т翱趫D11-40選擇封裝外形4）在系統(tǒng)彈出如圖11-41所示的窗口時，設(shè)置每條邊的管腳數(shù)為12.之后器件命名，如圖11-42所示。最后單擊【完成】按鈕，完成IC1114封裝形式的設(shè)計。結(jié)果顯示在編輯區(qū)域，如圖11-43所示。圖11-41設(shè)置管腳數(shù)

圖11-42封裝命名5）單擊原理圖狀態(tài)下【設(shè)計】/【追加|刪除元件庫】命令，在彈出的窗口中單擊【安裝】按鈕，將設(shè)計的庫加入到項目庫中。單擊【關(guān)閉】按鈕，關(guān)閉窗口。6）回到原理圖編輯環(huán)境，雙擊IC1114元件，彈出如圖2-23所示的“元件屬性編輯”窗口。在會話框的右下編輯區(qū)域選擇屬性Footprint，按步驟把繪制的IC1114封裝形式導(dǎo)入。圖11-43生成的IC1114元件封裝

3.繪制PCB板繪制PCB之前先檢查好每個元件的封裝然后才能進行PCB的繪制。1）點擊【設(shè)計】下的更新PCB彈出對話框單擊【使變化生效】然后單擊【執(zhí)行變化】。2）手工布局。根據(jù)PCB板的結(jié)構(gòu)合理調(diào)整元件封裝放置位置，手工布局后的PCB板如圖11-44所示。圖11-44手工布局3)手工布線。單擊按鈕，根據(jù)原理圖來完成PCB導(dǎo)線連接。在連接導(dǎo)線前需要設(shè)置好布線規(guī)則，一旦出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)會給出出錯提示。手工布線后的PCB板如圖11-45所示。圖11-45手工布線后的PCB板圖

11.3單片機實驗板設(shè)計

11.3.1設(shè)計任務(wù)和實現(xiàn)方案介紹

實驗板通過單片機串行端口控制各個外設(shè)，可以完成大部分經(jīng)典的單片機實驗，包括串行口通信、跑馬燈實驗、單片機音樂播放、LED顯示，以及繼電氣控制等。本實例中說明的實驗板主要有以下7個部分組成。電源電路。發(fā)光二極管部分的電路。發(fā)光二擊管部分相鄰的串口部分電路。串口和發(fā)光二極管都有電氣連接關(guān)系的紅外接口部分。晶振和開關(guān)電路。蜂鳴器和數(shù)碼管部分電路。繼電器部分電路。單片機實驗板的全局原理圖，如圖11-46所示。

圖11-46單片機實驗板原理圖

11.3.2創(chuàng)建工程項目

1)首先使用菜單命令，創(chuàng)建一個空白PCB工程“89C51.PRJPCB”，再創(chuàng)建空白原理圖“89C51.SCHDOC”.2)通過選擇“文件”→“創(chuàng)建”→“項目”→“PCB項目”命令，來創(chuàng)建一個新的工程文件，如圖11-47所示。也可以通過單擊快捷鍵來新建。新建工程文件之后通過選擇“文件”→“另存項目為”命令，將項目保存為89C51.PRJPCB。3)項目文件創(chuàng)建之后，再選擇“文件”→“創(chuàng)建”→“原理圖”命令，新建原理圖文件，或者通過在“Projects”面板中，右鍵單擊新建的工程，然后在彈出的快捷菜單中創(chuàng)建新的原理圖，并將其命名為“89C51.SCHDOC”。圖11-47創(chuàng)建一個新的工程文件

11.3.3原理圖設(shè)計

本實例介紹的實驗板通過單片機串行端口控制各個外設(shè)，可以完成大部分經(jīng)典的單片機實驗，包括串口通信、跑馬燈實驗、單片機音樂播放、LED顯示及繼電器控制等。1、創(chuàng)建原理圖庫

AT89C51在已有的元件庫中沒有，需要自己設(shè)計。操作步驟：在“Projects”面板上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行“追加新文件到項目中”→“SchematicLibrary”命令，創(chuàng)建一個原理圖庫文件“AT89C51.SCHLIB”，如圖11-48所示。單擊右下下方中的標簽，選擇“SCHLibrary”切換到“SCHLibrary”面板，如圖11-49所示。單擊元件列表欄下的“編輯”按鈕，如圖11-49所示。

圖11-48創(chuàng)建新的原理圖庫文件

圖11-49“SCHLibrary”面板

3)在彈出的“LibraryComponentProperties”（庫元件屬性）對話框中，如圖11-50所示，將“DefaultDesignator”項設(shè)為“D”，“庫參考”項設(shè)為“AT89C51”。確定后，下面就可以在繪圖區(qū)開始繪制該元件的原理圖符號了。圖11-50“LibraryComponentProperties”對話框中

4)在繪圖區(qū)中單擊鼠標右鍵，執(zhí)行“選項”→“文檔選項”命令，彈出如圖11-51所示的“庫編輯器工作區(qū)”對話框中將“捕獲”選項設(shè)為“5”，也就是“5mil”。

圖11-51“庫編輯器工作區(qū)”對話框5）單擊工具欄上的圖標，如圖11-52所示。繪制元件輪廓。通過設(shè)置其屬性對話框中的定點位置來確定元件輪廓的位置和大小，如圖11-53所示圖11-52“放置矩形”圖標

圖11-53元件輪廓屬性對話框

6）單擊如圖11-7所示工具欄上的圖標，放置元件各個管腳。各管腳參數(shù)如表11-1所示。管腳序號管腳名稱

類

型

1～8

P10～P17

I/O

9

Reset

Input

10

RXDI/O

11TXD

I/O

12～13

INT0～INT1

I/O

14～15

T0～T1

I/O

16

W\R\

I/O

17

R\D\

I/O

18～19

X2～X1

Input

20

GND

Power

21～28

P20～P27

I/O

29

PSEN

Output

30

ALE/P\Output

31

E\A\/VP

Input

32～39

P07～P00

I/O

40

VCC

Power表11-1元件“89C51”的管腳參數(shù)最后，“AT89C51”的原理圖符號如圖11-54所示。圖11-54“AT89C51”的原理圖符號2、放置其他元件操作步驟：1）在通用元件庫MiscellaneousDevices.IntLib中選擇發(fā)光二極管LED3、電阻Res2、排阻ResPack3、晶振XTAL、電解電容CapPo13、無極性電容Cap，以及PNP和NPN三極管、多路開關(guān)SW-PB、蜂鳴器Speaker、繼電器Relay-SPDT和按鍵SW-PB。2）在MiscellaneousConnectors.IntLib元件庫中選擇SMB接頭和串口Dconnect9。3）放置以上各個元件后，需要根據(jù)本例的需要對元件進行適當?shù)男薷摹Ｓ捎趧偛胚x擇的Dconnect9串口的接頭為11針，而在這里只需要9針，所以需要稍加修改，雙擊串口接頭，彈出如圖所示11-55所示的“元件屬性”對話框圖11-55Dconnect9“元件屬性”對話框

4）單擊“元件屬性”對話框中的【編輯引腳】按鈕，彈出“元件引腳編輯器”對話框，如圖11-56所示。取消選中第10和第11管腳的“表示”屬性，單擊【確認】按鈕，元件即被修改好了。修改好之后的串口如圖11-57所示。圖11-56“元件引腳編輯器”對話框圖11-57修改之后的串口5）在元件庫MiscellaneousDevices.IntLib中選取7段數(shù)碼管DpyGreen-cc，如圖11-58所示，對于本原理圖，為了使用方便可以對管腳稍加修改，修改后的數(shù)碼管如圖11-59所示。圖11-58修改前的數(shù)碼管

圖11-59修改前后的數(shù)碼管

6）放置電源元件。需要添加的電源器件，不在Protel默認添加的元件庫中，需要手動添加元件庫STMicroelectronics目錄下的STPowerMgtVoltageRegulator.IntLib。添加該元件庫后，在該元件庫中找到L7805CV，如圖11-60所示。7）放置MAX232.需要添加的串口芯片MAX232，不在Protel默認添加的元件庫中，需要手動添加元件庫Maxim目錄下的MaximCommunicationTransceiver.IntLib.添加該元件庫以后，在該元件庫中找到MAX232AEWE，如圖11-61所示。圖11-60電源器件L7805CV

圖11-61串口芯片MAX232AEWE

3、層次原理圖的設(shè)計現(xiàn)在利用自上而下的層次原理圖設(shè)計方法，詳細講述繪制單片機實驗板的過程。首先介紹單片機實驗板層次原理圖的母圖的設(shè)計過程。

1) 啟動原理圖設(shè)計器，建立一個原理圖文件，名為“89C51.Schdoc”。

2) 在工作平面上打開布線工具欄，執(zhí)行繪制方塊命令，即用鼠標單擊布線工具欄上的圖標或者選擇“放置”→“圖紙符號”命令。

3) 執(zhí)行該命令后，光標變?yōu)槭中螤?，并帶有方塊電路，如圖11-62所示。

4) 在此命令下，按【Tab】鍵，會出現(xiàn)“圖紙符號”對話框，如圖11-63所示。在對話框中設(shè)置文件名為“RS232.Schdoc”表明該電路代表了串口電路模塊。在標識符中設(shè)置方塊圖名稱為相同即可。圖11-62放置方塊電路狀態(tài)圖11-63“圖紙符號”對話框5）設(shè)置完屬性后，確定方塊電路的大小和位置。將光標移動到適當?shù)奈恢煤?，單擊鼠標，確定方塊電路的左上角位置。然后拖動鼠標，移動到適當?shù)奈恢煤?，單擊鼠標，確定方塊電路的右下角位置。這樣就定義了方塊電路的大小和位置，繪制出一個名為“RS232.Schdoc”的模塊。如圖11-64所示。6）繪制好一個方塊電路之后，仍處于放置方塊電路的狀態(tài)下，可以用同樣的方法繼續(xù)放置其他的方塊電路，并設(shè)置屬性。7）執(zhí)行放置方塊電路端口命令，方法是用鼠標單擊布線工具欄中的圖標或者選擇“放置”→“加圖紙入口”命令。8）執(zhí)行該命令后，光標變?yōu)槭中螤?，然后在需要放置端口的方塊圖上單擊鼠標，此時光標處就帶著方塊電路的端口符號，如圖11-65所示。

圖11-64繪制好的方塊電路圖11-65放置方塊電路端口狀態(tài)

9）在此狀態(tài)下，按【Tab】鍵，系統(tǒng)彈出“圖紙入口”對話框，如圖11-66所示。10）設(shè)置完成后，將光標移動到合適位置后，單擊鼠標將其定位，同樣，根據(jù)實際電路的安排，可以在該模塊上放置其他端口，如圖11-67所示。圖11-66“圖紙入口”對話框圖11-67放置完端口的方塊電路11）重復(fù)上述操作，設(shè)置其他方塊電路，如圖11-22所示圖11-68放置完端口的其他模塊12）將電氣關(guān)系上具有相連關(guān)系的端口用導(dǎo)線連接在一起，如圖所示。通過上述步驟就建立了一個原理圖的穆圖，如圖11-69所示。圖11-69最終效果圖單片機實驗板層次原理圖的子圖設(shè)計過程：在制作層次原理圖時，其子圖端口符號必須和方塊電路上的端口符號相對應(yīng)，這里我們使用ProtelDXP提供的捷徑，由方塊電路符號直接產(chǎn)生原理圖文件的端口符號。1）選擇“設(shè)計”→“根據(jù)符號創(chuàng)建圖紙”命令。2）執(zhí)行上步的命令后，光標變?yōu)槭中螤?，移動光標到方塊電路上。如果單擊鼠標，出現(xiàn)如圖11-70所示的對話框，單擊【Yes】按鈕所產(chǎn)生的端口的電氣特性與原來的方塊電路中的相反，即輸出變?yōu)檩斎?；單擊【No】按鈕所產(chǎn)生的端口的電氣特性與原來的方塊電路中的相同，即輸出仍為輸出。圖11-70“確認端口屬性”對話框3）Protel自動生成一個文件名為“RS232.Schdoc”的原理圖文件，并布置好端口，如圖11-71所示。圖11-71產(chǎn)生新的子原理圖4）在此新生成的“RS232.Schdoc”子原理圖中依照電氣關(guān)系放置需要的文件，適當布局后，按照電氣連接關(guān)系連接各個元件和端口，得到如圖11-72所示。圖11-72紅外接口及發(fā)光二極管電路5）重復(fù)上述操作，建立并連接其他部分的子原理圖。CPU電路如圖11-73所示，蜂鳴器和數(shù)碼管電路如圖11-74所示，繼電器電路如圖11-75所示，電源電路如圖11-76所示。圖11-73CPU電路圖11-74蜂鳴器和數(shù)碼管電路圖11-75繼電器電路圖11-76電源電路6）原理圖繪制好之后，可以重新編排原理圖中所有元件的序號，選擇“工具”→“注釋”命令即可打開“注釋”對話框，如圖11-77所示。在“處理順序”中選擇“AcrossThenDown”。單擊【更新變化表】按鈕，重新編排元件序號。圖11-77“注釋”對話框

4、編譯工程及差錯在使用ProtelDXP進行設(shè)計的過程中，編譯項目是非常重要的一個環(huán)節(jié)。編譯時，系統(tǒng)將會根據(jù)用戶的設(shè)置檢查整個項目。1）選擇“項目管理”→“項目管理選項”命令，彈出“OptionsforProject”窗口，如圖11-78所示。2）在“ErrorReport”（錯誤報告類型）選項卡中，可以設(shè)置所有可能出現(xiàn)錯誤的報告類型。3)在“ConnectionMatrix”（電氣連接矩陣）選項卡中顯示設(shè)置的電氣連接矩陣，如圖11-79所示。4)單擊【確認】按鈕，完成對“項目管理選項”的設(shè)置。本例中單片機實驗板的項目管理設(shè)置，如圖11-78和圖11-79中所示。圖11-78“OptionsforProject”窗口圖11-79“ConnectionMatrix”選項卡5)在設(shè)置“項目管理選項”之后，可選擇“項目管理”菜單中的“CompileDocument89c51.schdoc”命令或者直接編譯項目“CompilePCBProject89C51.prjpcb”。如有錯誤則彈出編譯信息。

5、生成元器件報表1)打開單片機實驗板的原理圖文件AT89C51.schdoc，選擇“報告”→“BillofMaterials”命令，彈出“BillofMaterials”對話框，如圖11-80所示。其中列出了整個項目中所用到的元器件，單擊表格中的標題，可以使表格內(nèi)容按照一定的次序排列。2)在“BillofMaterials”窗口中單擊【報告】按鈕，彈出“報告預(yù)覽”窗口，如圖11-81所示。其中顯示元器件報告單。這里可以打印元器件的表單。3)在“報告預(yù)覽”窗口中單擊【輸出】按鈕在彈出的對話框中可以將元器件報告報表保存為“Excel”格式。圖11-80“BillofMaterials”對話框圖11-81“報告預(yù)覽”窗口

6、生成網(wǎng)絡(luò)表文件這里我們根據(jù)采用自動標注之后的單片機總原理圖，來生成網(wǎng)絡(luò)表文件。在菜單中選擇“設(shè)計”→“設(shè)計項目的網(wǎng)絡(luò)表”→”Protel”命令，系統(tǒng)將自動在當前項目文件下添加一個與項目文件同名的網(wǎng)絡(luò)表文件，這里將其命名為“PCB-Project1.NET”,如圖11-82所示。圖11-82生成的網(wǎng)絡(luò)表11.3.4PCB設(shè)計雙層板與單面板的準備工作基本相同。右鍵單擊選中“89C51.Prjpcb”工程，然后選擇“文件”→“創(chuàng)建”→“PCB文件命令”新建一個PCB文件。1、規(guī)劃電路板在創(chuàng)建PCB文件之后，可以選擇“設(shè)計”菜單中的“層堆棧管理器”和“PCB板層次顏色”命令，進行工作層面和PCB環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，本例單片機實驗板需要二層板，系統(tǒng)默認即為二層板，因此不需要更改。操作步驟：1)單擊實用工具中的圖標，如圖11-83所示?；蛘哌x擇“編輯”→“原點”→“設(shè)定”命令在PCB圖的左下角合適位置設(shè)置坐標原點。2)選擇機械層“Mechanical1”,單擊實用工具中的圖標，放置直線；或者選擇“放置”→“直線”命令。在PCB圖上畫一個合適的矩形邊框，如圖11-84所示。3)選擇“Keep-outLayer”層，繪制同樣大小和位置的邊框。

2、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表和元件導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表和元件到PCB中之前，確保之前所畫的原理文件和新建的PCB文件都已經(jīng)添加到了PCB項目中，并且以保存。操作步驟：

1）為“AT89C51”添加PCB封裝。在母原理圖中雙擊“AT89C51”選項，在彈出的元件屬性對話框中右下角的“Model”欄中，單擊【追加】按鈕。系統(tǒng)彈出“加新的模型”對圖11-83實用工具

圖11-84機械層上繪制邊界

默認值是“Footprint”，單擊【確認】按鈕，如圖11-40所示。2)在彈出的“PCB模型”對話框中，單擊【瀏覽】按鈕，在“庫瀏覽”對話框中單擊【查找】按鈕，查找DIP-85封裝。在結(jié)果中選中，單擊【確認】按鈕，將此封裝添加給“AT89C51”。如圖11-86所示。圖11-85“加新的模型”對話框

圖11-86DIP-40封裝的搜索結(jié)果

3)打開單片機實驗板的原理圖文件，在編輯器中選擇“設(shè)計”→“UpdatePCBDocumentAT89C51.Pcbdoc”命令，彈出“工程變化訂單（ECO）”對話框，單擊對話框中的【使變化生效】按鈕，系統(tǒng)逐項執(zhí)行所提交的修改并在“狀態(tài)”欄的“檢查”列表中顯示加載的元件是否正確，結(jié)果如圖13-87所示。

4)如果元件封裝和網(wǎng)絡(luò)正確，單擊【執(zhí)行變化】按鈕，即可將改變發(fā)送到PCB，如圖11-88所示，同時工作區(qū)自動切換到PCB編輯狀態(tài)。圖11-87檢查結(jié)果圖11-88加載完成對話框

5)關(guān)閉“工程變化訂單（ECO）”對話框，可以看到網(wǎng)絡(luò)表與元件加載到電路板中，如圖11-89所示。圖11-89載入網(wǎng)絡(luò)表和元件之后的PCB圖3、