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1、第十章 MCS-51单片机应用系统设计之硬件开发工具Protel9910-1 主要内容1. 原理图设计系统Sch 原理图编辑器Schlib 零件库编辑器2. 印刷电路板设计系统PCB 电路板编辑器PCBlib 零件封装编辑器1单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III设计管理器浏览管理器菜单栏主工具栏文件切换标签设计主页面状态栏命令栏设计浏览器设计浏览器主菜单2单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III1. 设计任务的新建步骤： (1)点击FileNew Design.(2)在Database 中设置数据库文件名称，点击Browse选择新文件所存放的文件夹设置密
2、码10-2 基本操作3单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III2. 设计文档的新建设计文档包括：原理图、印刷电路板设计图、文本等步骤：在打开或新建一个设计任务数据库文件后：（1）点击FileNew .新建文件夹新建PCB文件新建PCBLib文件新建Sch原理图文件4单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(2)选择新文件后，点击OK，新文件即出现在文件夹中(3)修改文件名，在空白处点击鼠标，即完成新建。5单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III 一、原理图设计过程 开 始 设置图纸大小 环 境 设 置 放置、排列零件 原理图布线 调 整 线
3、 路 输出相关报表 存 盘 打 印 结束电路图设计 二、简单电路图设计10-3 原理图设计6单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III1.1.新建设计文件、新建设计文档2.设置图纸大小：右键(Document Option)、或Design菜单的Option)后，弹出文件设置对话框后进行设置7单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III3.3.画一个简单电路图(1)(1)添加零件库击活Browse Sch 点击Add/Move装入Protel DOS Schematic Libraries.ddb 和 Miscellaneous Devices.ddb8单片机原理
4、及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(2)(2)取用零件1 1） 点击图标或菜单9单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III2 2）直接从零件库里取二极管DIODE 电容Capacitor CAP 电位器 Pot 晶体管 PNP NPN 电阻Resistance RES 10单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III（3 3）编辑零件名双击或点击后按Tab键设置属性11单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III12单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(4)(4)电源与接地的放置点击图标或菜单13单片机原理及应用第
5、十章MCS-51单片机应用系统设计III(5)(5)连接线路一般连接步骤：1 1）点击图标 或Place / Wire后，光标处出现大十字2 2）将大十字光标置放于连线起点，按鼠标左键置起始点。3 3）光标移动则拉出引线，停于某点，单击鼠标左键则可转弯，单击鼠标右键（或按ESC）则结束此线。双击鼠标右键则结束画线。14单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III引线属性：双击引线15单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(6)(6)节点及放置 丁字型连线将自动生成节点，十字型连线处的节点需人为放置。放置方法：点击图标 或Place / Janction.属性设
6、置: :双击节点, ,出现对话框16单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(7)(7)放置电路输入输出点放置方法：点击图标 或Place /Port .Port17单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III(8)(8)放置文字放置方法：点击图标 或Place /Annotation .放大器18单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III电原理图只表示电气连接，而PCBPCB是实际元件的物理连接板。10-4 PCB设计19单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III10.4.1 PCB的种类单面板：零件集中在PCB的一面，导线则集
7、中在另一面上。单面板布线间不能交叉而必须绕独自的路径20单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III双面板：这种电路板的两面都有布线。布线可以互相交错（可以绕到另一面），导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。21单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III多层板：多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。在多层板PCB中，整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层（Signal），电源层（Power）或是地线层（Ground）。
8、如果PCB上的零件需要不同的电源供应，通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。22单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III导孔（via）如果应用在双面板上，则打穿整个板子。不过在多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。埋孔（Buried vias）和盲孔（Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接，不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。23单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III顶层走线底层走线Via (过孔)Pad (
9、焊盘)铜膜走线24单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III电路原理图设计好后，只是在电气上表明了元件的连接情况，最终的具体元件需安装在PCB上，每个电气符号都代表了一个具体的元件，因此要指定每个元件的具体物理形状。10.4.2 PCB封装25单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III元件封装（Footprint）和封装图DIP14电阻二极管三极管26单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III插入式封装：将零件安置在板子的一面，接脚焊在另一面上。这种零件会需要占用大量的空间，并且要为每只接脚钻一个洞，占掉两面的空间，而且焊点也比较大。27单片机原
10、理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III表面贴装：接脚是焊在与零件同一面，不用钻洞，零件要小。因为焊点和零件的接脚非常的小，要用人工焊接实在非常难。28单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III10.4.3 电路板设计流程（一）电路图电路板 1. 用Sch设计电路图定义元件封装通过ERC检查2. 用Sch的Create Netlist生成网络连接表3. 进入PCB编辑器定义板框引入网络连接表放置元件(Component)设置布线规则自动布线手工调整保存、打印（二）直接设计电路板 定义板框取用并布置元件1. 进入PCB编辑器2. 用PCB的网络编辑各焊盘间的网络关系设置
11、布线规则自动布线手工调整保存、打印（三）纯手工走线 1. 进入PCB编辑器定义板框取用并布置元件2. 直接以Place Track命令，一条一条手工走线29单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计IIINew新建文件新建一个PCB文件：FilePCB设计界面双击进入PCB环境主工作区菜单栏主工具栏切换标签浏览管理器工作层切换标签30单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III加载元件封装库：点击Add/Remove按钮31单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III各种参数设置完以后在禁止布线层下面绘制一个禁止布线框：用PlaceTrack 命令画一个框
12、注意：禁止布线框必须封闭，才能保证元件都在其中32单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III加载网络表：用DesignNetlist命令设定正确的路径选中在原理图中创建的网络表文件然后点击OK删除网络表中没有的元件替换不符合的元件封装操作顺序操作内容错误内容表示网络表文件没有错误可以执行（Execute)33单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III修改或新建元件封装：有些元件封装在PCB库里没有时网络表也会显示错误；用户可以修改已有的元件封装或自己创建来获得需要的封装。通过元件制作向导修改或新建元件封装步骤: (1)ToolsMake Library或File
13、New PCB Library(2) Tools New Component 元件制作向导34单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III加载完毕所有元件都已经放在了禁止布线框中若网络表显示没有错误了可以点击执行（ Execute)加载35单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III 元件的布局：自动布局或手动布局，可以先利用自动布局然后再用手动布局进行调整。自动布局：ToolsAutoplace.自动布局器：适用于元件较少的电路板整体布局器：适用于元件较多的电路板36单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III手动布局：用鼠标左键点击要摆放的元件拖住
14、不放，这时此元件周围的飞线都显示出来，将其拖到合理的位置再释放鼠标释放位置可以参考飞线的况，应以元件之间的飞线最少飞线(预拉)交叉最少为原则。37单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III 布线：自动布线和手动布线自动布线：布线之前要先进行一些默认参数的设置DesignRules布线规则标签安全间距默认为10mil布线拐角模式默认为45度双击该项适合范围为整板默认顶层走水平线底层走竖直线注意：Routing Layers（布线层）必须设置通常都设为水平或竖直，电源线和地线也应该一致，顶层走水平线底层走竖直线。38单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III设置布线
15、优先级设置布线拓扑关系双击该项设置过孔尺寸默认值过孔外径最大值、最小值、优选值过孔孔径最大值、最小值、优选值双击该项设置线宽适用范围电路板上所用最大线宽即电源线、地线宽度优先使用的线宽电路板上所用的最小线宽即信号线宽度注意：布线之前Clearance Constraint （走线间距）和Width Constraint（线宽约束）二者至少设置一项。39单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III设置完毕以后可以开始自动布线：Auto RouteSet up弹出对话框布线合格性对话框 锁定预布线，保护手动布好的线布线间距25.0000设置完单击Route All开始布线，布线结束会
16、弹出布线信息40单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III布线完毕检查如果发现有些线不合理，则应该撤消布线:使用ToolsUn-Route命令撤消全部布线撤消某个网络的布线撤消某条布线撤消某个元件的全部布线41单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III手动布线：可以全部都用手动布线完成也可以对自动布线完的结果进行手动调整达到合理的布线要求。按钮手动布线的基本步骤：（2）利用小键盘上的 * 键切换到顶层或底层或点击标签（3）Place Track命令或用Placement Tools中的 （1）设置导线的一些默认参数DesignRules点击完以后光标变成十字状4
17、2单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III同一层导线的绘制：单击鼠标左键确定导线的起点，移到终点的位置单击左键两次确定终点，即画完一段导线，可以继续执行画线命令画下一段导线，也可以点鼠标右键两次结束画线命令画完一段导线相应的飞线就消失了43单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III不同层导线的绘制：顶层红色，底层蓝色画完顶层导线后用小键盘上的 * 键切换到底层继续画底层导线，系统会在换层的位置自动打过孔。系统自动放置的过孔44单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III移动已经布好的导线（1）移动整条导线：EditMove Drag左键单击要移动
18、的导线，移动到合适的位置，单击左键或按回车键将导线放置；右键或Esc键完成移动 （2）移动导线端点：Edit Move Drag Track End可以将导线的端点拖拉到合适的位置释放（3）截断导线再移动：Edit MoveBreak Track移动导线到要截断的导线上选择合适的位置截断删除导线 键盘法：单击导线Delete删除多条导线：按Shift键不放，依次单击要删除的导线Ctrl+Delete逐条删除，右键退出 Edit Delete45单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III修改导线属性：双击要修改的导线弹出对话框线宽通常电源线应该3050mil信号线12mil导线所在的层导线所属的网络导线的起点坐标导线的终点坐标46单片机原理及应用第十章MCS-51单片机应用系统设计III
