电路板设计与制作实验指导书新18.docx
《电路板设计与制作实验指导书新18.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路板设计与制作实验指导书新18.docx（99页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电路板设计与制作实验指导书新18
实验指导书
科目：
电路板设计与制作
编写：
学生专业：
电子信息工程技术
适用班级：
电信11级
教研室：
电子信息
信息工程学院
2012年1月7日
实验一Protel99SE设计环境认识
一．实验目的
1.了解Protel99SE绘图环境。
2.了解Protel99SE各个功能模块。
3.了解设置Protel99SE界面环境设置方法。
4.了解设置Protel99SE文件管理方法。
二．实验设备
计算机，Protel99SE软件。
三．实验内容
1.启动protel99se。
方法1：
从“开始”菜单启动；
方法2：
使用“开始”菜单中的快捷命令启动；
方法3：
利用桌面快捷方式启动；
方法4：
通过设计数据库文件启动。
2.创建一个新的设计数据库文件（建立一个设计任务即一个工程项目）
3.步骤：
（1）【File】|【New】
（2）Location选项卡，DesignStorageType（设计保存类型）选取MSAccessDatabase；单击Browse按钮，选择文件的存储位置；在DatabaseFileName文本框中输入数据库名称，Protel99SE默认文件名为"Mydesigh.ddb"。
（3）单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。
要求：
1注意区分DesignStorageType设置中选MSAccessDatabase与WindowsFileSystem区别；
2在Password选项卡中为数据库设置口令，打开有口令的数据库时，必须输入口令，Name处填Admin
4.DesignTeam（设计团队管理）。
添加删除设计团队成员并为每个成员赋予工作权限练习。
5.建立设计文档练习
（1）新建数据库文件夹
选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择DocumentFolder，单击OK按钮，默认文件夹名为Folder1，将Folder1重新命名为Test。
（2）新建原理图设计文件
在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择SchematicDocument，单击OK按钮，生成原理图设计文件，默认名为Sheet1.sch，将Sheet1.sch重新命名为poweramp.sch。
（3）新建原理图元件库文件
在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择SchematicLibraryDocument，单击OK按钮，生成原理图元件库文件，默认名为Shlib1.Lib，将Shlib1.Lib重新命名为poweramp.Lib。
（4）新建印制电路板文件
在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择PCBDocument，单击OK按钮，生成印制电路板文件，默认名为PCB1.PCB，将PCB1.PCB重新命名为poweramp.PCB。
（5）新建元件封装库文件
在Test文件夹下，选择File菜单下的New命令，在文件类型中选择PCBLibraryDocument，单击OK按钮，生成元件封装库文件，默认名为PCBLIB1.LIB，将PCBLIB1.LIB重新命名为poweramp.LIB
6.文档的打开、关闭、删除、恢复、导入、导出练习
7.选择适当的菜单命令，将打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。
实验二Protel99SE原理图设计环境配置
一．实验目的
掌握99SE中通过菜单Design/Options和Tools/Preferences两个命令来完成环境设置方法。
二．实验设备
计算机，Protel99SE软件。
三．实验内容
1.在D盘根目录下以姓名为名建一设计数据库，姓名.ddb，保存类型为MSAccessDatabase。
打开该数据库。
2.将“Documents”文件夹重新命名为“exam”。
3.在exam下建一原理图，命名为LX.sch。
4.自定义图纸大小：
宽度为1850、高度为1450，垂直放置，显示边框，不显示参考边框和标题栏，工作区颜色为170号色。
网格设置：
SnapOn为10mil，Visible为10mil。
字体设置：
系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。
可视网格为点状，取消重复操作次数为60次。
把光标设置成大十字45度.
5.图纸标题栏在右下角，标题栏格式如下：
边框直线为小号（small）直线，颜色为3号，文字设置：
仿宋、常规、四号、黑色。
注意：
（1）画标题栏线一定用Place/DrawingTools/Line，不能用Place/Wire。
（2）写汉字一定用Place/Annotation，不能用Place/netlabel。
6.设置Organization选项卡
7.设置栅格参数，观察
（1）栅格（Grids）：
SnapOn与Visible参数大小的作用
（2）电气栅格（ElectricalGrid）：
GridRange参数大小的作用
8.设置自动滚屏方式为：
Autopanoff
9.在原理图文件LX.sch中，练习打开及关闭MainTools（主工具栏）、WiringTools（布线工具栏）、DrawingTools（绘图工具栏）、PowerObjects（电源及接地工具栏）、DigitalObjects（常用器件工具栏）、SimulationSources（信号仿真源工具栏）、PLDToolbar（PLD工具栏），利用菜单命令和键盘功能键放大及缩小原理图。
10.设计管理器打开与关闭（DesignManager）
11.图样的放大与缩小、刷新等（zoomin，zoomout，refresh，end，pageup，pagedown）。
12.在优选项下设置Auto-junction。
选Place/Wire绘制导线，观察在绘制T型导线时是否自动产生节点。
实验三原理图绘制练习一
一．实验目的
1.熟悉并逐渐记忆常用元器件所在的元器件库、熟悉元件属性设置、连线工具使用
2.了解Protel99SE所提供的众多元件库，掌握如何在元件库中找到所需的器件的方法。
3.
学习555时基集成电路在脉冲电路中的应用。
二．实验原理
1.555时基集成电路是一种用途极为广泛的模拟－数字混合式集成电路。
它可以像单稳态电路一样用来产生稳定的迟延，也可以像多谐振荡器一样作为振荡器使用。
555集成电路有多种型号，下面给出其引脚功能定义。
触发输入端是单稳态工作方式时信号输入端，当触发
信号电位低于1/3Vcc时，555输出高电平。
阀值电压输入端的电压高于2/3Vcc时，555输出低电平。
控制电压用来引入外部参考电压，以改变定时。
一般情况下，当不需要控制时，它通过0.01uf电容接地。
复位输入端一般接Vcc。
555时基集成电路的电源电压范围是5~15V，输出电流达200mA。
下面给出时基电路的两种工作方式。
A、单稳态工作方式：
实验图如图2-1。
B、多谐振荡器工作方式：
实验图如图2-2。
图2-1图2-2
2．Protel99SE为我们提供了非常丰富的元件库，包括了世界上各主要硬件厂商的最新产品。
同时，可以使用其库编辑功能来修改、编辑或新建自己的新元件，甚至建立自己专用的库。
上一实验中已经学会如何加入元件库，下面给出最常用的几个。
C:
\PROGAMFILES\DESIGNEXPLORER99\Library\Sch\
MiscellaneousDevices.ddb最基本的分立式元件库
IntelDatabooks.ddbIntel的CPU及外围元件库
NSCAnalog.ddbNS公司的模拟元件库
NSCDatabooks.ddbNS公司的数字元件库
Sim.ddb仿真元件库
TIDatabooks.ddb德州仪器数字元件库
TILogic.ddb德州仪器数字元件库
当我们要取用一个元件，但又不知道这个元件是属于哪个库的时候，点击设计管理库中间的
按钮，即可找出所在元件库。
具体方法结合555时基集成电路在实验步骤中做详细阐述。
三．实验内容
（一）编辑练习
1.装入元件库
（1）打开原理图管理浏览（编辑）器
在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下,单击设计管理器顶部的BrowseSch标签即可打开原理图管理浏览器窗口
（2）单击Add/Remove
（3）单击选择所需的库文件,然后单击ADD按钮、OK按钮。
实例练习：
将库文件"MiscellaneousDevices.ddb","DallasMicroprocessor.ddb","IntelDatabooks.ddb",，"ProtelDosSchematicLibraries.ddb"依次装入。
1.放置元件
在元件库中选定所需元件,然后放置元件到设计面板上.
实例练习：
将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次放到设计面板
2.删除元器件
（1）菜单命令【Edit】|【Delete】
（2）当光标变为十字形后,将光标移到要删除的元件处，单击鼠标左键即可将所指元件删除.此后，程序仍处于删除命令状态，若要退出单击鼠标右键或按ESC键退出命令状态。
实例练习：
将SCR、RES1、AND、BELL、CON1、XOR元件依次删除后，在重新放置。
3.元件移动
菜单命令:
【Edit】|【Move】|【Move】
实例练习：
移动SCR
步骤:
（1）执行移动命令
（2）点选元件
（3）移动元件
技巧：
直接用鼠标左键单击元件,保持左键按下状态（此时光标变为十字形）,移动鼠标即能进行单个元件的移动.
4.元件的旋转
【Space】:
每击一下元件旋转90°。
X键：
每击一下使元件左右对调.
Y键：
每击一下使元件上下对调
实例练习：
对XOR进行元件的旋转练习
5.编辑元件的属性
实例练习：
编辑单片机RES1的属性。
步骤:
（1）用鼠标左键双击元件RES1
（2）在弹出的对话框中设置元件的属性,主要设置以下属性.
【LibRef】：
元件库中的型号（不允许修改）
【Footprint】：
元件的封装形式,输入axial0.3
【Designator】：
元件序号,输入R1
【Part】：
元件标示值,输入4.7KΩ
【Sheet】：
图纸号,暂时不填。
【Part】：
功能块序号,此项属性用于含有多个相同功能块的元件。
（3）设置结束后,单击OK按钮即可。
6.绘制如下电路
步骤：
（1）放置元件并编辑属性。
提示：
电路中的所有元件都取自集总参数元器件库（MiscellaneousDevices.ddb/MiscellaneousDevices.lib）。
（2）绘制导线，设置导线属性
（3）放置电路节点，设置节点属性。
（4）选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。
注意：
画导线一定用Place/Wire，不能用Place/DrawingTools/Line。
试理解连线工具和绘图工具的用途。
WiringTools（连线工具）有电气特性；DrawingTools（绘图工具）无电气特性。
7.练习优选项下DragOrthogonal功能
8.练习优选项下EnableIn-PlaceEditing功能
9.练习Edit/Move/Drag与Edit/Move/Move区别
（二）画图练习
1．新建一原理图文件（实验2.SCH），进入原理图设计界面。
2．找出器件：
555时基集成电路，摆放到原理图中。
点击设计管理库中间的
按钮，弹出如下对话框（图2-3）：
在ByLibraryReference选项中，填入器件名称。
例如，本实验中，我们要放置555时基集成电路，而不同厂家的555都会有不同的编号，所以我们结合通配符*或?
的使用，在ByLibraryReference一栏中填入*555,单击
，系统自动开始搜索相关器件库。
见图2-4。
图2-3
图2-4
我们可以选择所需的元件库，将其加到LibraryList中去，也可以直接选择器件，单击Place按钮，直接摆放器件。
在这里我们选择Sim.ddb（仿真元件库），添加至元件库，选择TIMER.LIB，找到555时基集成电路，点Place，将它放置在原理图的适当位置。
2．按照图2-1单稳态试验电路画好原理图。
四．实验内容
1．熟悉前面所给出的Protel99SE中最常用的几个元件库，查看各个元件库所带的元器件。
2．分析555时基集成电路的工作原理，用Protel99SE绘制其单稳态工作方式和多谐振荡器工作方式下的实验电路图。
实验四原理图绘制练习二
基本门电路在脉冲电路中的应用
一．实验目的
1.学习Protel99SE的基本操作，如：
器件库的调用，元器件的摆放，属性的设定，连线。
2.结合基本门电路在脉冲电路中的应用，绘制出简单的原理图。
二．实验原理
与门（AND）、或门（OR）和非门（NOR）是三种最基本的门电路，它们是构成其他组合电路的基本单元。
其电路逻辑符号如下：
Y=A.BY=A+BY=/A
下面列举它们几个基本应用：
1．多谐振荡器：
a．环形振荡器最简单的多谐振荡器是由奇数个反相器组成的环形振荡器。
见图1-1。
图1-1
b．电容反馈多谐振荡器见图1-2。
图1-2
2．单稳态触发器
a．积分型单稳态触发器见图1-3。
图1-3
b．微分型单稳态触发器见图1-4。
图1-4
三．实验步骤及方法
下面我们以积分型单稳态触发器为例，详细介绍如何绘制原理图。
新建一个设计（实验1.SCH），进入设计原理图的SCH设计系统。
用菜单File/New新建一设计，命名，选择文件路径，然后进入Protel99SE的标准界面。
（图1-5）左边的Explorer类似于windows的资源管理器。
进入Documents目录，用File/New命令，（或者直接点右键），系统弹出打开文件类型的对话框。
我们选择SCH图标，即进入设计原理图的SCH设计系统，同时系统界面变为SCH的设计界面。
（图1-6）
图1-5
图1-6
2．元件库的调入
我们发现，左边多了一个BrowseSCH的选项卡。
单击则进入了原理图管理器。
Libraries即所使用的元件库一般来说，默认元件库MiscellaneousDevices.lib即可满足需要。
如需使用其他元件库，则可按照以下步骤选择新的库文件。
a.点击
钮，弹出以下对话框：
b.选择路径，指定所要加入的元件库，再按Add按钮，即可将它复制到下面的区域，如下图所示。
同样，如果程序加了太多元件库，也可以在下面的区域中指定所要移除的元件库，按Remove按钮即可将它拿掉。
c.一切就绪后，再按OK按钮，我们所指定的元件库也就已经成功添加好了。
1．放置元器件
在元件库元件列表中选中所需器件，（这里我们选择与非门NAND）双击，移动光标至工作平面的适当位置，在移动的过程中，按空格键可以将元器件进行旋转。
单击左键，即可将元件定位到工作平面上了。
双击该器件，弹出设计元器件属性的对话框。
图中各栏的定义如下：
LibRef:
元件名称。
该项是根据放置元件时的名称设置自动提供的，不可更改。
Footprint:
器件封装，系统自动根据放置元件提供，不可更改。
Designator:
元件标号，如R1，C2。
这里我们输入U1
Part:
器件类别或标准值，如1K，0.01u。
这里我们无需填写
同理，我们摆放好其他三个器件U2,R,C。
2．原理图的布线
a．画导线
执行画导线命令的方法有两种：
一是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiringtools）中的Wiring图标；二是利用菜单命令Place/Wire。
执行以上操作后，单击鼠标左键，确定导线的起点，移动鼠标的位置，拖动线头至导线的末端，单击左键，确定导线的终点。
（注意：
中途如需要转折，每转折一次都要单击一次）单击鼠标右键，完成一条导线的绘制。
当导线有交叉时，会在交叉处自动添加一节点，表示这两条导线在电气上是相互连接的。
所有的导线连上后，单击鼠标右键，退出绘导线状态。
一节点，表示这两条导线在电气上是相互连接的。
所有的导线连上后，单击鼠标右键，退出绘导线状态。
b．电源及接地符号的绘制
一种方法是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiringtools）中的按钮，或者执行菜单命令Place/PowerPort，放置了电源或接地符号后，按住鼠标并按下Tab键，弹出设置属性对话框PowerPort。
其中参数定义如下：
Net：
网络名称定义，可设定为VCC或GND。
此处设为GND。
Style：
电源或接地符号的形状。
Orientation：
方向设定。
是用来设置电源及接地符号的角度，如水平放置输入0Degree，垂直放置输入90Degree。
c.设置网络标号（NetLabel）
网络标号实际的意义是一个电气连接点，具有相同的网络标号的电气接线表明是连接在一起的。
一种方法是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiringtools）中的按钮。
或者执行菜单命令Place/NetLabel，光标变为十字形状并出现一虚框，此时按Tab键，弹出属性对话框。
其中Net为网络标号的名称。
必须设置成与前面有电气连接关系的引脚的网络标号一致。
至此，我们绘制完成了积分型单稳态触发器原理图的绘制。
四．实验内容
1．学习Protel99SE的相关菜单命令。
2．掌握元件库的调用方法，熟悉元件列表中的相关各个元器件的逻辑名称，符号。
如与门，非门，电阻，电容等。
3．绘制原理图
1.新建一原理图文件，绘制出下图所示的电路图。
要求设置Organization选项卡的相关信息
2.将电源电路复制到*.doc文档中，注意观察AddTemplatetoClipboard（去掉图纸模板复制到剪切板）复选框的作用。
实验五元器件图形符号的编辑
一．实验目的
1.练习利用元件库编辑器来生成元件；
2.练习编辑和创建自己的元件库。
二．实验设备
计算机，Protel99SE软件。
三．实验内容
1.编辑元件
原理图元件引脚编号用于和PCB封装焊盘号相对应。
在学习过程中发现Protel99se原理图文件默认包含的Miscellaneous.lib元件库文件中提供了Diode元件，但是其引脚编号为1、2，而在PCB元件封装库中二极管常用DIODE-0.4、DIODE-0.7的焊盘号是A、K，这两者不一致，需要修改。
下面我们就将元件符号引脚1、2修改为A、K
步骤：
（1）在原理图编辑状态下，在元件列表中找到DIODE，单击EDIT进入元件库编辑器界面。
（2）
双击引脚，进入引脚属性界面，将Nunber（引脚号）1修改为A，2修改为K
（3）单击Group窗口下面的Description按钮，进行设置。
（4）File/save保存
注意：
这种方法将原库作了修改，为了不修改原库，通常将要编辑的元件复制到自己的库中在修改。
2.创建新元件---不含子件
步骤
（1）文件/新建文档，选择SchematicLibraryDocument，单击OK按钮，生成原理图元件库文件，默认名为Shlib1.Lib，将Shlib1.Lib重新命名为Sanjiguan.Lib。
（2）
打开Sanjiguan.Lib，进入元件库编辑器界面，利用绘图工具绘制元件符号，各引脚一定要用Place/Pins完成，并设置引脚属性（引脚名、引脚号。
引脚电气特性、引脚长度等）。
（3）工具/重命名元件，NPN
（4）单击Group窗口下面的Description按钮，进行设置。
（5）File/save保存
3.创建新元件---含子件
新建一个名为“元件库.ddb”数据库，设计保存类型为MSAccessDatabase，打开该数据库，然后在其内Documents文件夹下新建一个SchematicLibraryDocument，命名为：
74LS20元件.lib。
建名为74LS20，内部为2个四输入与非门，封装为SOP14，该元件引脚名称及排序示意图如图所示。
引脚编号
引脚名称
电气特性
显示状态
1
1A
Input
显示
2
1B
Input
显示
3
NC
Passive
显示
4
1C
Input
显示
5
1D
Input
显示
6
1Y
Output
显示
7
GND
Power
隐藏
8
2Y
Output
显示
9
2A
Input
显示
10
2B
Input
显示
11
NC
Passive
显示
12
2C
Input
显示
13
2D
Input
显示
14
VCC
Power
隐藏
4.将常用元件整理到一个库下，方便使用
新建Ex.lib库文件，从已有的元器件库中找到下列元件，然后拷贝粘贴到Ex.lib文件中，按下图所示重命名。
5.新建一原理图，从Ex.lib中调取元件到原理图中。
6.新建该元件符号，注意使用优选项下Single‘\’Negation的使用
实验六原理图绘制练习三
一．实验目的
1.熟悉利用总线绘制原理图
2.熟悉网络标号及I/O接口使用。
3.熟悉阵列式粘贴、元件全局属性编辑、元件自动编号等快速绘制原理图技巧
4.熟悉ERC检测
5.学习生成报表文件
二．实验设备
计算机，Protel99SE软件。
三．实验内容
1.总线、总线出入口、网络标号、I/O接口的使用
绘制如图电路。
注意总线、总线出入口、网络标号、I/O接口的使用及其属性设置、网络标号格式。
除了采用总线方式和使用网络标号来表示元件的电气连接关系外，还可以使用I/O端口来进行连接，其方式与网络标号类似，具有相同名称的I/O端口标记的引脚在电气上都是相连的。
与网络标号不同的是，网络标号可以关联到导线的任何地方，而I/O端口只能连接到一根导线或引脚的末端，另外，I/O端口能够实现不同原理图文件间的电气连接，因此I/O端口经常使用在层次原理图设计中。
2.上图绘好后
（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）；
（2）请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）；
（3）请做网络表（选择Design/CreateNetlist）。
3.利用阵列式粘贴放置如下电阻
4.利用全局属性编辑功能将电阻R?
修改为RL?
5.利用元件自动编号功能将8个R?
电阻改为R1、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8
实验七原理图绘制练习四
一．实验目的
熟悉层次原理图的设计思路
二．实验设备
计算机，Protel99SE软件。
三．实
升级会员 