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1、课 程 设 计2010年7月9日课程设计任务书学生姓名： 刘志雄 专业班级： 通信0806 指导教师： 付琴 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 初始条件：电子技术基础知识、电子技术实验室、Protel99se软件及以上版本如protel DXP要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.电路的原理图的设计2.印刷版图的制作3.设计电路的仿真，并给出仿真结果及分析3.设计报告的撰写时间安排：序号阶段内容所需时间1选题，原理方案设计2天2电路原理图、印刷版图的设计、电路的仿真3天3撰写报告1天4答辩1天合计7天指导教师签名： 2010年 7 月 9 日系
2、主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要4Abstract51 protel 99SE 软件介绍和设计分析51.1 protel 99SE软件的介绍61.2 protel99SE软件的系统组成61.2.1 电路工程设计部分61.2.2 电路仿真与PLD部分62 电路原理设计分析62.1 秒信号产生电路72.2 计时电路82.3 显示电路92.4 状态显示电路92.5 洗衣机电机控制电路113 运用protel 99SE绘制原理图123.1启动原理图设计服务器123.2设置原理图设计环境123.3装入所需的元件库133.4放置元件143.5原理图布线153.6编辑和调整153.8生成网络表1
3、64 运用protel 99SE绘制PCB图174.1 启动印刷电路板设计服务器174.2 规划电路板184.3 设置参数194.4 装入元件封装库194.5 装入网络表204.6 元器件布局204.7 自动布线204.8 手工调整204.9 打印输出印刷电路板图执205 运用protel 99SE仿真215.1 仿真的设计流程图215.2 电路仿真215.2.1 生成原理图文件215.2.2仿真器的设置215.2.3仿真器输出的仿真结果225.2.4通过波形了解电路的时序。225.2.5 完善原理图的设计236 心得体会总结247 参考文献25摘要 这次课设是利用protel 99se 这款
4、软件来设计绘制简易洗衣机的控制电路原理图和PCB板，并进行电路仿真。该洗衣机控制电路是基于数字电路定时器的简易控制电路。通过预置洗衣机的洗涤时间来自动的正反转和暂停，并且用不同的指示灯来表示洗衣机的正逆暂停三状态。当到达定时时间后，会自动报警，发出蜂鸣声。同时，用两位数码管来显示预置时间和洗涤剩余时间。具有良好的用户界面。这次设计中，使用了protel 99se绘制原理图、绘制PCB板的图并进行了原理图的仿真，通过电路的原理分析和设计，熟练的掌握了protel 99se的使用技巧，增加对绘制电路板的认识。protel 99se 能够很好的完成电路的原理图绘制，电路的PCB板的制作和电路的仿真，
5、让实验设计能够更好的完成。关键字 protel 99se 简易洗衣机控制电路 原理图 PCB板Abstract This lecture is set 99se protel using the software to design drawing simple machine control circuit principle diagram and PCB, and simulation.This washing machine control circuit is based on the summary of digital circuit timer control circuit.
6、 The washing machine by preset time to be positive &negative and suspension, and expressed in different light of washing is suspended three state. After the time when we arrived on time, will automatically alarm, beeping. At the same time, with two digital tube to display the presettime and washing
7、time remaining. Good user interface.The course is designed to introduce the principle of protel 99se drawing, PCB and schematic diagram of the simulation, through principle analysis and design of the circuit, 99se protel of mastering the skill of drawing board, increase the understanding.Protel 99se
8、 can very good complete circuit principle diagram, circuit PCB and circuit simulation experimental design, make better able to finish.Key words 99se protel simple machine control circuit principle diagram PCB1 protel 99SE 软件介绍和设计分析1.1 protel 99SE软件的介绍Protel是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设
9、计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个具有开放式集成化的设计管理体系、超强的修改于编辑功能、强大的设计自动化系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层Protel共分5个模
10、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。本次课程设计主要是原理图设计、PCB设计和电路仿真。1.2 protel99SE软件的系统组成按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。1.2.1 电路工程设计部分(1)电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。
11、（2）印刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。 （3）自动布线系统（Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。 1.2.2 电路仿真与PLD部分（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和
12、模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。 （2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。 （3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。2 电路原理设计分析 路主要分为显示电路、秒脉冲
13、发生电路、计时电路和洗衣机正反转控制电路。显示电路使用的是两个单位的共阴极八段数码管，使用两片74ls48作为数码管译码芯片。秒脉冲发生电路采用了使用成熟广泛的555定时器芯片，通过电脑USB插口供电，产生秒信号，作为各芯片的时钟信号。计时电路使用的是四片十进制可逆计数器74ls192芯片，分别设计为十进制和六进制电路，用于完成时间的定时、计时功能。报警电路和状态显示电路使用的是简单的非门和与非门74ls04、74ls00组成的逻辑组合电路，分别控制蜂鸣器和发光二极管，来实现报警和状态显示。电机控制电路采用了3-8译码器74ls138和与非门电路的组合，实现电机正反暂停状态。其整体电路图如图2
14、所示：图2 电路总原理图2.1 秒信号产生电路秒信号发生器采用555定时器，555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。其成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器。555定时器包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 。其秒信号发生电路如图2.1.1所示：图2.1.1 秒信号产生电路2.2 计时电路计时电路采用的是74LS192可预置同步可逆BCD码计数器。使用74LS192十进制可逆计数器来实现一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已。我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，对于秒信号，我们要的只是减计数，所以我们把两片秒计数的74LS192芯片的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上；十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制的6），秒十位的LD端和借位端BO联在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN联在一起。由真值表可知，LD低电平有效，产生借位信号时，BO也是低电平有效。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的74LS192开始从9减到0；这时，它的借位端BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的
