简易门铃电路设计.docx

1、简易门铃电路设计电子线路CAD课程论文题目： 简易门铃电路的设计 1 电路功能和性能指标 简易门铃是一种简单的门铃电路，它由分立元件和中规模集成芯片的构成，主要采用NE555定时器电路和扬声器组成门铃，利用多谐振荡电路来制作一简易单音门铃电路。它主要由一个NE555、一个47uf的电容、一个0.047uf电容、一个0.01uf电容、一个36k的电阻、一个30k的电阻、两个22k电阻、一个喇叭、两个IN4148高速开关二极管、一个9013三极管、一个开关和一个6v电源组成。NE555作为多谐振荡器，发出脉冲波。与传统的门铃相比，其可靠性、抗干扰性都较好，应用领域也相对较广泛。2 原理图设计2.1

2、原理图元器件制作方法和步骤：1 右键点击项目文件，选择追加新文件到项目中，在二级菜单下选择Schematic Library。2 在放置菜单中，选择放置矩形。3 在放置菜单中选择放置引脚。4 在放置引脚时，按Tab键，选择引脚属性。图1注：在放置引脚的过程中，引脚有一端会附带着一个形灰色的标记，该标记表示引脚端是用来连接外围电路的，所以该端方向一定要朝外，而不能向着矩形的方向。若需要调整引脚的方向，可按键盘撒花上的空格键，每按一次，可将引脚逆时针旋转90。2.2 原理图设计步骤：创建PCB工程项目，执行FileNewProjectPCB Project，在弹出对话框中选择Protle Pcb类

3、型并点击OK。将新建默认名为“PCB Project1.PrjPCB”的项目保存，命名为“简易门铃”。创建原理图，在该项目文件名上点击右键，选择追加新文件到项目中，在二级菜单下选择Schematic。保存项目目录下默认名为“Sheet1.SchDOC”的原理图文件。并命名为“简易门铃”。5 绘图环境其他参数采用默认设置。图2编译原理图步骤：1 在原理图编辑页面，执行“ProjectCompile PCB Project 简易门铃.PRJPCB”菜单命令。2 在Messages工作面板中，出现提醒为“Warning”的检查结果可以忽略。图3生成项目元器件库步骤：1 在原理图编辑页面，执行“Des

4、ignMake Schemaic Library”菜单命令，在弹出的确认对话框中单击OK按钮。图42.3 原理图报表生成原理图的网络表步骤：1 执行“DesignNetlist For ProjectProject”菜单命令，系统自动生成Protel网络表，默认名称与项目名称相同，扩展名为“简易门铃.NET”。图5网络表的作用是为PCB设计提供元器件信息、管脚连接关系信息及必要仿真操作信息。网络表是联系原理图和PCB的桥梁。网络表中第二对方括号内的内容表示元器件C1的相关信息，即名称为C1，封装形式为RB7.6-15，描述为47uF/25V。电气连接：第一对原括号内的内容表示网络名称为VCC，

5、和该网络相连接的引脚有5个，分别为+6V的1脚（+6v-1），Q1的1脚（Q1-1），R2的2脚（R2-2），S1的2脚（S1-2），U1的8脚（U1-8）。生成原理图简易元器件清单步骤：1 在Reports下拉菜单中选择点击“Simple BOM”，系统将自动生成简易材料清单报表。保持默认设置时，生成2个报表文件，分别为“简易门铃.BOM”和“简易门铃.CSV”。图6注：在完成原理图报表的操作步骤时，需要注意的是按照操作顺序按成就可以，生成报表的步骤相对于其他的一些操作步骤要简单很多，生成原理图报表没有什么特别需要注意的地方。3 PCB设计3.1元器件封装制作步骤：在项目文件上点击右键，选择

6、追加新文件到项目中，在二级菜单中选择PCB Library。在“编辑”菜单下拉菜单中选择“跳转到”的二级菜单中选择“参考”。设置基准参考点，便于定位放置封装的焊盘。在放置焊盘之前，应将“Multi-Layer”设置为当前层。执行“PlacePad”菜单命令，光标变成“十”字形，然后将第一个焊盘放置在基准点。在放置前，按Tab键，设置焊盘的编号为1。设置跳转栅格最小单位为10mil。焊盘上下间隔为100mil，左右间隔为300mil的标准距离。绘制封装外形，将当前层设置为Top Overlay，然后选择菜单“放置”“直线”。选择“简易门铃.SCHLIB”文件，然后点击右下角SCH，在上拉菜单中选

7、择“SCH Library”，在模型信息框，点击“追加”，在弹出的“加新的模型”对话框中选择“Foot tprint”。在“PCB模型”对话框中，点击浏览，选择刚才设计的元器件封装，点击确定。图7注：在设计封装的时候，过程比较多，需要设置的参数也相对于其他步骤要繁琐，需要注意的是，绘制PCB封装时，一定要设置基准参考点。通常可将基准参考点设置为1号焊盘中心位置。系统默认长度为英制单位，即mil，也可以更改为公制单位，可通过菜单命令“ViewToggle Units”设定。需要注意的是，在创建封装时，一般应遵循标准的最小焊盘间距，即100mil，这样便于与标准封装符号统一，也有利于制作PCB时进

8、行元器件布局和布线。3.2 PCB设计步骤：创建PCB文件，在项目文件中，单击右键，选择“追加新文件到项目中PCB”。设置物理边界，设置当前层为“Mechanical 1”，然后在菜单中选择“放置直线”设定PCB板的物理边界，然后选择菜单栏中“设计PCB板形状根据选定的元件定义”。其他PCB参数设定均采用默认设置。加载PCB数据，在原理图编辑器中，在原理图文件上，点击右键，选择 “Compile Document 简易门铃.SCHDOC”。然后点击“设计Update PCB Document简易门铃PCBDOC”。在项目变化订单对话框中，单击“Validate Changes（使变化生效）”，

9、系统将对所有的元器件信息和网络连接信息进行检查。检查无误后，单击“Execute Changes（执行变化）”。图8删除“Room”，用鼠标点击“Room”区域内的任何空白位置选中“Room”，按键盘上的“Delete”键删除。调整元器件布局，选中所有元器件，将选中的所有元器件移动至黑色编辑区域内。然后根据在边界内布局。设定自动布线规则，点击“设计规则”，在导线宽度（Width）设计规则上点击鼠标右键，选择“新建规则”，在“第一个匹配对象的位置”选项区选定“网络（Net）”，然后点击“全部对象”右侧的下拉菜单，从网络列表中选择VCC。在“约束（Constraints）”区域中，将导线宽度的三个

10、约束值均设置为“40mil”。使用同样的方法，设置地线GND的线宽约束，设置线宽的三个约束值均为“30mil”。设置完后，点击确定。自动布线，选择菜单栏“自动布线全部对象”。完成如上图所示。生成项目的封装库操作步骤：选择当前工作页面为PCB编辑页面。执行菜单命令“DdsignMake PCB Library”，系统将生成与项目同名的封装库文件，扩展名为“PcbLib”。图9 图10注：在加载PCB数据的时候，相应的“Message”栏会显示错误信息，提示用户需要对该对象进行检查和修改，需要注意的是在加载前需要检查元器件的封装是否对应。3.3 PCB设计后处理PCB补泪滴操作步骤：执行“Tool

11、sTeardrops”菜单命令，打开泪滴设置对话框。这里全部采用默认设置，单击“OK”按钮完成补泪滴操作。图11PCB放置敷铜操作步骤：单击PCB工作页面下的工作层标签“Top Layer”，将当前工作层设定为顶层。点击PCB布线工具栏上的放置敷铜按钮，弹出敷铜属性设置对话框，将“Connect to Net”设置为“GND”，同时勾选“Remove Dead Copper”。单击“OK”按钮，光标变成“十”字形，设置敷铜范围区域。构建一个封闭的矩形敷铜区域，系统将自动在顶层放置好敷铜。将当前工作层切换为底层，步骤同上。图12生成PCB信息报表步骤：在PCB编辑器中，执行“ReportsBor

12、ad Information”菜单命令，打开PCB信息对话框。图13 图14 图15生成网络状态表操作步骤：在PCB编辑器中，执行“ReportsNetlist Staus”菜单命令，系统将自动生成网络状态报表。图16注：在放置敷铜时，形状可以是任意多边形，但必须是封闭的，否则无法放置敷铜。在放置敷铜边界线的时候，通常距离电路板边缘20-50mil。4 心得体会课程论文中遇到的问题及解决方法 在制作PCB封装的时候，开始是按照书上的步骤进行操作，但是书本上绘制电容器为例子。我在绘制NE555P集成块封装的时候，遇到的问题是，不知道焊盘的间距。于是在网上检索NE555P的相关信息，网上给出的方法

13、是，找到官方库中NE555P的封装，然后用测量工具，测量系统自带的封装尺寸。第二个问题又来了，NE555P的封装不知道在系统自带的那个库文件里面，书本上的介绍有限，于是只能在网上检索NE555P的封装在那个库文件，找到了库文件，最后测量时，测量单位一个是英制，一个是公制，准备在网上去换算的，最后在尝试了在“查看菜单中切换点位”，问题解决了，最后测量引脚上下间距是100mil，左右间隔是300mil。在设计过过程中，其他的问题都能一一在书本上找到解决的办法。心得体会学习这门课程最大的收获就是，让我学会了一些基本电路图的绘制，刚接触Protel DXP软件时，对其操作什么都不会，但是在老师讲解和操

14、作指导后，以及自己的努力下。慢慢的会做了。开始会新建原理图文件和PCB文件，但都不会查找元器件和绘制元器件。刚开始做Protel DXP时，最难的是对元件的查找和对元件库的管理和添加，还有PCB封装的绘制的确对于不懂 Protel DXP的我们，实在很难找到成功的感觉，往往错误百出，到处都存在问题，每一个详细的步骤都要认真记下，不然后期都不会操作。随着对Protel DXP的了解，我也慢慢地开始有感觉会做了。开始学习原理图元件的绘制了，在做原理图绘制之前要打开原理图绘制界面，在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小适中，还有元件管脚电气属性的设置和消箭头的一些简单的方法。原理图的绘制完成后便

15、是修改文件名称和添加元件库了。只要对这些基本方法都掌握后， 就可以绘制一些基本的原理图了，绘制图形时一定要注意元件的摆放，以及原理图要求美观，清晰等等。PCB的封装，是做Protel DXP很难的一步，制作图时都要以元器件实物的型号和大小为依据，实物元件的种类繁多，以种类的不同大小又不一，所以要以对待不同的PCB封装是不一样的。PBC封装尺寸的大小主要在管脚的距离上，管脚距离的大小决定了实物元件能否安装。要从原理图生成PCB就要保证每个元件都有对应的封装。不仅大小要对应符号也要对应。在这些步骤都完成后就可以从原理图生成PCB了。在从原理图生成PCB时要保证每个元件都是正确的，确保每个元件都被导

16、入。PCB生成后最主要的工作就是对元件的布局和布线了，PCB元件的布局的要求是功能元件要尽量在一起，主要功能集成块要放在电路板中央，重元件要有支架，开关和发热元件靠边放，高频部分布线要尽量短，最后元件摆放要整齐美观，元件布局好后就是布线了，布线可以是单层，双层和多层的， 布线后尽量不要存在飞线，布局好后就是布线了，依实际情况可以从新布线，布线完后添加泪滴和敷铜，PCB就制作完成了，可以进行3D仿真观察。Protel 的学习注重实际练习，练习多了便有了经验,经验积累多了便有了感觉，有了感觉便学会了Protel所以在以后的学习中我定会从实际出发，加强练习。学习这门课程收获最重要的一点就是学习的方法

17、，学会了如何查找问题，分析问题，解决问题。本学期在老师热情指导下，我熟练掌握了Protel DXP 2004这款软件。在此对老师表示衷心的感谢！5 参考文献1 陈学平.Protel 2004 快速上手M.北京：人名邮电出版社，2005.2 李小坚，赵山林，冯晓君，等.Protel DXP电路设计与制版实用教程M.2版. 北京：人名邮电出版社，2009.3 王冬，来羽，王会良.Protel DXP 2004应用100例M.北京：电子工业出版 社，2011.4 刘刚，彭荣群，范中奇.Protel DXP 2004 SP2 原理图与PCB设计实践M. 北京：电子工业出版社，2013.5 许向荣，张涵，闫法义.零点起飞学 Protel DXP 2004 原理与PCB设计M. 北京：清华大学出版社，2014.6 谈世哲. Protel DXP 2004 电路设计基础与典型范例M.北京：电子工业出版 社，2007.7 薛楠.Protel DXP 2004 原理图与PCB设计实用教程M.北京：机械工业出版 社，2012.8 陈兆梅.Protel DXP 2004 SP2 印制电路板设计实用教程M.2版.北京：机械 工业出版社，2012.