电子CAD课程设计报告.docx
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电子CAD课程设计报告
数字电子钟PCB制作
一、课程设计的目的
1、Protel99se软件简介
Protel99SE是PROTEL公司在80年代末推出的EDA软件,应用广泛功能强大,是个完整的板级全方位电子设计系统.它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。
可见Protel99SE不仅在绘制原理图、PCB版布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供功能强大、使用方便的仿真器，它可以对当前所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。
具体特点如下：
1、强大的分析功能
用户可以根据Protel99SE电路仿真器所提供的功能，分析设计电路的各方面性能，如电路的交直流特性、温度漂移、噪声、失真、容差、最坏情况等特性。
2、丰富的信号源
其中包括基本信号源：
直流源、正弦源、脉冲源、指数源、单频调频源、分段线性源，同时还提供了齐全的线性和非线性受控源。
3、充分的仿真模型库
Protel99SE提供了20多个模拟和数字仿真元件库，共包含6000多个常用元器件。
这些组件库包括了常用二极管、三极管、单结晶体管、变压器，晶闸管、双向晶闸管等分立组件，还有大量的数字器件和其它集成电路器件。
同时Protel99SE提供了一个开放的库维护环境，允许设计者改变原有器件模型，也可创建新器件模型。
4、友好的操作界面
（1）无需手工编写电路网表文件。
系统将根据所画电路原理图自动生成网表文件并进行仿真。
（2）通过对话框完成电路分析各参数设置。
（3）方便地观察波形信号。
可同时显示多个波形，也可单独显示某个波形；可对波形进行多次局部放大，也可将两个波形放置于同一单元格内进行显示并分析比较两者的差别。
（4）强大的波形信号后处理，可利用各种数学函数对波形进行各种分析运算并创建一个新的波形。
（5）方便地测量输出波形。
Protel99SE提供了两个测量光标，打开它们可测量波形数据。
2、实验目的
本次课程设计通过了解熟悉Protel99软件界面，进行数字电子钟电路原理图的设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入、印刷电路板（PCB）的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。
了解Protel99SE软件的功能及其使用说明，对软件基本操作能够熟练掌握，熟悉原理图的设计步骤，掌握绘制原理图的方法，并对网络表及元件清单的生成，双面印制电路板（PCB）的布线流程，创建原理图元件库及其PCB元件库的。
通过protel课程设计学习，了解它是采用的客户、服务器体系结构，起主要应用程序Client.exe提供了一个基本的框架窗口和相应的Protel99组件之间的用户接口。
对于用户来讲，使用它不需要了解是如何工作的。
从实际角度出发，按照循序渐进、理论联系实际的原则，根据电子电路设计的特点，结合典型实例系统地介绍电路原理图的设计及印刷电路板的设计方法，并具备完善灵活的设计管理方式。
二、课程设计内容和要求
1、设计原理图
电路原理图的设计是印制电路板设计中步骤的第一步，也是非常重要的一步。
电路原理图设计的好坏将直接影响到后面的工作。
首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足真确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计过程可以分为以下几个步骤：
2、设计双面印制电路板
（1）、手工设计印制电路板
手工设计印制电路板指布线等环节由人工完成，一般在设计比较简单的电路时使用。
其基本方法如下：
①进入PCB编辑环境，初步规划电路板。
确定电路板的尺寸，定义电气边界，放置安装定位孔。
2选择元件面，添加所需要的元件封装库，从中调出所要的元件封装，并放置到刚才定义的电气范围内。
3手工将元件封装拖放到合适的位置，修改元件标称、参数等说明性符号。
4根据电路原理图，手工在元件封装的焊盘间连线。
5适当修改电路板的走线、安装定位孔和边界，确认无误后保存PCB文件。
一般步骤如下：
（2）、自动设计印制电路板
自动设计印制电路板指在设计中适当运用计算机的自动布局、自动布线等自动化功能，减轻人的劳动量。
一般用在较复杂的印制电路板设计中，大型系统的印制电路板如果完全靠人工设计几乎不可想象，设计者先手工设计某些关键线路，其它的再由计算机来完成。
自动设计印制电路板基本方法如下：
1进入SCH编辑环境，输入原理图，并生成网络表文件。
2进入PCB编辑环境，设置好工作环境参数，规划电路板。
3添加所需的元件封装库，选择元件面，利用前面生成的网络表自动调入所有元件的封装。
4手工布局或自动布局后，再适当调整元件位置。
5设置布线规则，确定自动布线时必须遵守的各种电气规范，使计算机自动布线的结果符合要求。
6先手工布设某些线路，或者直接开始计算机自动布线。
如果布线结束后，局部线路过密或无法布通，则重新调整元件布局，再布线直到满意为止。
7手工适当调整部分线路，然后根据原理图检查布线结果有无错误，最后保存文件。
一般步骤如下：
3、元件库及其PCB元件库的创建
首先调入网络表,这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。
在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。
当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。
在设计PCB时，大多数的元件封装都可以从系统PCB库文件里调出，但是现在电子技术发展日新月异，新器件不断出现，所以有时需要制作新元件的封装图。
三、原理图
图1 数字电子钟整体电路（方块图）
图2 秒脉冲电路
图3 计数电路
图4 显示译码驱动电路
图5 LED数码显示电路
图6 报时电路
图7 校时电路
图8 电路材料报表
四．生成相关材料报表
1、元器件详细报表
PartCrossReferenceReportFor:
数字电子钟整体电路.xrf12-Jun-200914:
52:
14
DesignatorComponentLibraryReferenceSheet
-----------------------------------------------------------------
C122pF秒脉冲电路.Sch
C250pF秒脉冲电路.Sch
DS1DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
DS2DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
DS3DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
DS4DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
DS5DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
DS6DPY_7-SEGLED数码显示电路.Sch
LS1SPEAKER报时电路.Sch
Q1NPN报时电路.Sch
R12kOhm校时电路.Sch
R22kOhm校时电路.Sch
R32kOhm校时电路.Sch
R42k0hm报时电路.Sch
R510M0hm秒脉冲电路.Sch
RP1200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
RP2200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
RP3200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
RP4200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
RP5200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
RP6200Ohm-7显示页码驱动电路.Sch
S1SW-PB校时电路.Sch
S2SW-PB校时电路.Sch
S3SW-PB校时电路.Sch
U1A74LS74校时电路.Sch
U2A4069校时电路.Sch
U3A4011校时电路.Sch
U3B4011校时电路.Sch
U3C4011校时电路.Sch
U3D4011校时电路.Sch
U4D4011校时电路.Sch
U4C4011校时电路.Sch
U4A4011校时电路.Sch
U4B4011校时电路.Sch
U5A4011校时电路.Sch
U64511显示页码驱动电路.Sch
U74511显示页码驱动电路.Sch
U84511显示页码驱动电路.Sch
U94511显示页码驱动电路.Sch
U104511显示页码驱动电路.Sch
U114511显示页码驱动电路.Sch
U12A4023报时电路.Sch
U13A4069报时电路.Sch
U13B4069报时电路.Sch
U13C4069报时电路.Sch
U14A4012报时电路.Sch
U14B4012报时电路.Sch
U15A4011报时电路.Sch
U16A4011计数电路.Sch
U16B4011计数电路.Sch
U16C4011计数电路.Sch
U16D4011计数电路.Sch
U17A4518计数电路.Sch
U17B4518计数电路.Sch
U18A4518计数电路.Sch
U18B4518计数电路.Sch
U19A4518计数电路.Sch
U19B4518计数电路.Sch
U204060秒脉冲电路.Sch
U21A74LS74秒脉冲电路.Sch
U41A4012报时电路.Sch
2、网络表
[
C1
rad0.3
22pF
]
[
C2
RAD0.3
50pF
]
[
DS1
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS2
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS3
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS4
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS5
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
DS6
DIP8
DPY_7-SEG
]
[
LS1
RAD0.3
SPEAKER
]
[
Q1
TO-18
NPN
]
[
R1
axial0.5
2kOhm
]
[
R2
axial0.5
2kOhm
]
[
R3
axial0.5
2kOhm
]
[
R4
axial0.5
2k0hm
]
[
R5
axial0.5
10M0hm
]
[
RP1
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP2
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP3
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP4
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP5
DIP14
200Ohm-7
]
[
RP6
DIP14
200Ohm-7
]
[
S1
RAD0.3
SW-PB
]
[
S2
RAD0.3
SW-PB
]
[
S3
RAD0.3
SW-PB
]
[
U1
DIP14
74LS74
]
[
U2
DIP14
4069
]
[
U3
DIP14
4011
]
[
U4
DIP14
4011
]
[
U5
DIP14
4011
]
[
U6
DIP16
4511
]
[
U7
DIP16
4511
]
[
U8
DIP16
4511
]
[
U9
DIP16
4511
]
[
U10
DIP16
4511
]
[
U11
DIP16
4511
]
[
U12
DIP14
4023
]
[
U13
DIP14
4069
]
[
U14
DIP14
4012
]
[
U15
DIP14
4011
]
[
U16
DIP14
4011
]
[
U17
DIP16
4518
]
[
U18
DIP16
4518
]
[
U19
DIP16
4518
]
[
U20
DIP16
4060
]
[
U21
DIP14
74LS74
]
[
U41
DIP14
4012
]
[
X1
XTAL1
32768Hz
]
（
1HZ
U4-12
U21-5
）
（
2HZ
S1-1
S2-1
U4-9
U20-3
U21-3
）
（
1024HZ
U14-12
U20-5
）
（
2048HZ
U14-2
U20-7
）
（
FG1
DS4-1
RP4-8
）
（
FG2
DS4-2
RP4-9
）
（
FG3
DS4-3
RP4-10
）
（
FG4
DS4-4
RP4-11
）
（
FG5
DS4-5
RP4-12
）
（
FG6
DS4-6
RP4-13
）
（
FG7
DS4-7
RP4-14
）
（
FJW
U4-1
U16-10
）
（
FS1
DS3-1
RP3-14
）
（
FS2
DS3-2
RP3-13
）
（
FS3
DS3-3
RP3-12
）
（
FS4
DS3-4
RP3-11
）
（
FS5
DS3-5
RP3-10
）
（
FS6
DS3-6
RP3-9
）
（
FS7
DS3-7
RP3-8
）
（
GND
U1-7
U2-7
U3-7
U4-7
U5-7
U6-8
U7-8
U8-8
U9-8
U10-8
U11-8
U12-7
U13-7
U14-7
U15-7
U16-7
U17-8
U18-8
U19-8
U20-8
U21-7
U41-7
）
（
JF
U4-4
U18-1
U19-7
U19-15
）
（
JM
U5-3
U19-1
）
（
JS
U4-3
U17-1
U18-7
U18-15
）
（
MG1
DS6-1
RP6-8
）
（
MG2
DS6-2
RP6-9
）
（
MG3
DS6-3
RP6-10
）
（
MG4
DS6-4
RP6-11
）
（
MG5
DS6-5
RP6-12
）
（
MG6
DS6-6
RP6-13
）
（
MG7
DS6-7
RP6-14
）
（
MJW
U4-6
U16-11
）
（
MS1
DS5-1
RP5-14
）
（
MS2
DS5-2
RP5-13
）
（
MS3
DS5-3
RP5-12
）
（
MS4
DS5-4
RP5-11
）
（
MS5
DS5-5
RP5-10
）
（
MS6
DS5-6
RP5-9
）
（
MS7
DS5-7
RP5-8
）
（
N1
U6-7
U17-11
）
（
N2
U6-1
U16-5
U17-12
）
（
N3
U6-2
U17-13
）
（
N4
U6-6
U17-14
）
（
N5
U7-7
U17-3
）
（
N6
U7-1
U17-4
）
（
N7
U7-2
U16-6
U17-5
）
（
N8
U7-6
U17-6
U17-9
）
（
N9
U8-7
U18-11
U41-2
）
（
N10
U8-1
U16-8
U18-12
）
（
N11
U8-2
U16-9
U18-13
U41-3
）
（
N12
U8-6
U18-14
）
（
N13
U9-7
U18-3
U41-4
）
（
N14
U9-1
U18-4
）
（
N15
U9-2
U18-5
）
（
N16
U9-6
U18-6
U18-9
U41-5
）
（
N17
U10-7
U12-1
U19-11
）
（
N18
U10-1
U16-12
U19-12
）
（
N19
U10-2
U12-2
U16-13
U19-13
）
（
N20
U10-6
U19-14
）
（
N21
U11-7
U14-4
U14-10
U19-3
）
（
N22
U11-1
U19-4
）
（
N23
U11-2
U19-5
）
（
N24
U11-6
U13-5
U14-5
U19-6
U19-9
）
（
N30
U16-3
U17-7
U17-15
）
（
NetC1_1
C1-1
R5-1
U20-11
X1-1
）
（
NetC1_2
C1-2
）
（
NetQ1_2
LS1-2
Q1-2
）
（
NetR1_2
R1-2
U3-2
）
（
NetR2_2
R2-2
U3-6
）
（
NetR3_2
R3-2
U2-1
）
（
NetR4_2
Q1-1
R4-2
）
（
NetS1_2
S1-2
U3-1
）
（
NetS2_2
S2-2
U3-5
）
（
NetS3_2
S3-2
U1-1
）
（
NetU1_5
U1-5
U4-13
）
（
NetU1_6
U1-6
U4-8
）
（
NetU2_2
U1-4
U2-2
）
（
NetU3_3
U3-3
U3-8
U3-9
）
（
NetU3_4
U3-4
U3-12
U3-13
）
（
NetU3_10
U3-10
U4-2
）
（
NetU3_11
U3-11
U4-5
）
（
NetU4_10
U4-10
U5-2
）
（
NetU4_11
U4-11
U5-1
）
（
NetU6_9
RP1-5
U6-9
）
（
NetU6_10
RP1-4
U6-10
）
（
NetU6_11
RP1-3
U6-11
）
（
NetU6_12
RP1-2
U6-12
）
（
NetU6_13
RP1-1
U6-13
）
（
NetU6_14
RP1-7
U6-14
）
（
NetU6_15
RP1-6
U6-15
）
（
NetU7_9
RP2-5
U7-9
）
（
NetU7_10
RP2-4
U7-10
）
（
NetU7_11
RP2-3
U7-11
）
（
NetU7_12
RP2-2
U7-12
）
（
NetU7_13
RP2-1
U7-13
）
（
NetU7_14
RP2-7
U7-14
）
（
NetU7_15
RP2-6
U7-15
）
（
NetU8_9
RP3-5
U8-9
）
（
NetU8_10
RP3-4
U8-10
）
（
NetU8_11
RP3-3
U8-11
）
（
NetU8_12
RP3-2
U8-12
）
（
NetU8_13
RP3-1
U8-13
）
（
NetU8_14
RP3-7
U8-14
）
（
NetU8_15
RP3-6
U8-15
）
（
NetU9_9
RP4-3
U9-9
）
（
NetU9_10
RP4-4
U9-10
）
（
NetU9_11
RP4-5
U9-11
）
（
NetU9_12
RP4-6
U9-12
）
（
NetU9_13
RP4-7
U9-13
）
（
NetU9_14
RP4-1
U9-14
）
（
NetU9_15
RP4-2
U9-15
）
（
NetU10_9
RP5-5
U10-9
）
（
NetU10_10
RP5-4
U10-10
）
（
NetU10_11
RP5-3
U10-11
）
（
NetU10_12
RP5-2
U10-12
）
（
NetU10_13
RP5-1
U10-13
）
（
NetU10_14
RP5-7
U10-14
）
（
NetU10_15
RP5-6
U10-15
）
（
NetU11_9
RP6-3
U11-9
）
（
NetU11_10
RP6-4
U11-10
）
（
NetU11_11
RP6-5
U11-11
）
（
NetU11_12
RP6-6
U11-12
）
（
NetU11_13
RP6-7
U11-13
）
（
NetU11_14
RP6-1
U11-14
）
（
NetU11_15
RP6-2
U11-15
）
（
NetU12_8
U12-8
U13-4
）
（
NetU12_9
U12-9
U13-1
）
（
NetU13_2
U13-2
U14-3
U14-9
）
（
NetU13_3
U13-3
U41-1
）
（
NetU13_6
U13-6
U14-11
）
（
NetU14_1
U14-1
U15-1
）
（
NetU14_13
U14-13
U15-2
）
（
NetU15_3
R4-1
U15-3
）
（
NetU16_2
U16-1
U16-2
U16-4
）
（
NetU21_2
U21-2
U21-6
）
（
NetX1_2
C2-1
R5-2
U20-10
X1-2
）
（
SG1
DS2-1
RP2-14
）
（
SG2
DS2-2
RP2-13
）
（
SG3
DS2-3
DS2-4
RP2-12
）
（
SG4
RP2-11
）
（
SG5
DS2-5
RP2-10
）
（
SG6
DS2-6
RP2-9
）
（
SG7
DS2-7
RP2-8
）
（
SS1
DS1-1
RP1-14
）
（
SS2
DS1-2
RP1-13
）
（
SS3
DS1-3
RP1-12
）
（
SS4
DS1-4
RP1-11
）
（
SS5
DS1-5
RP1-10
）
（
SS6
DS1-6
RP1-9
）
（
SS7
DS1-7
RP1-8
）
（
VCC
C2-2
LS1-1
Q1-3
R1-1
R2-1
R3-1
S3-1
U1-14
U2-14
U3-14
U4-14
U5-14
U6-3
U6-4
U6-5
U6-16
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