基于单片机最小系统的protel布线.docx
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基于单片机最小系统的protel布线
电子线路CAD
空调温度控制器设计报告
班级：
11自一
姓名：
杜康
学号：
11020505
目录
一、单片机最小系统1
二、数码管显示驱动电路2
三、ADC0804模数转换电路4
四、前置放大电路6
五、由各模块绘制电路原理图7
六、由电路原理图生成PCB10
附录一温度控制电路设计原理图
附录二ERC检查报告
附录三网络报表
附录四元器件清单
附录五ProtelSynchronizationreport
附录六PCB图
一、本次设计的内容是空调机温度的控制电路，采用单片机实现对空调温度的检测和调控。
单片机最小系统电路如下：
C1、C2取22pF,CRY1取12MHz，连接到单片机的XTAL1和XTAL2组成外部振荡电路。
复位信号从单片机的RST引脚输入，高电平有效。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。
其中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，通过在VCC和RST之间加一个10uf~30uf的电容，RST与GND之间加一个1K的电阻，就可以实现上电自动复位。
按键手动复位是在自动复位的基础增加一个电阻R1和一个按键RESET实现。
在按下RESET按钮后，电容C通过R1放电，大部分压降落在R2上，从而是RST端得到一个高电平导致单片机复位。
本次设计采用上电自复位。
二、本次显示电路的设计采用7447芯片来驱动两个7段LED数码管，用以显示空调的温度。
7447是一块BCD码转换成7段LED数码管的译码驱动IC，7447的主要功能是输出低电平驱动的显示码，用以推动共阳极7段LED数码管显示相应的数字。
所以两个LED数码管采用共阳极接法。
7447芯片的引脚图如下：
LTN为试灯输入，RBIN为动态灭灯输入，BIN为灭灯输入，RBON为动态灭灯输出，DCBA为四位输入，OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG为七位输出。
其中LTN、RBIN、BIN均接高电平，第一片7447A、B、C、D四个输入端的输入信号由单片机的P1.0~P1.3四个口提供，第二片7447A、B、C、D四个输入端的输入信号由单片机的P1.4~P1.7口提供。
局部电路设计如下图所示：
三、本次采用ADC0804模数转换芯片将收到的模拟信号转换为单片机可以识别并进行处理的数字信号。
ADC0804是8位COMS依次逼近型的A/D转换器，三态锁定输出，存取时间135us,
总误差在正负1LSB左右，工作温度为0~70度。
ADC0804引脚图如左图：
/CS（引脚1）芯片选择信号，低电平有效。
/RD（引脚2）外部读取转换结果的控制输出信号，/RD为高时，DB0~DB7处理高阻抗；/RD为低时，数字信号才会输出。
/WR为用来启动转换的控制输入。
ADC0804芯片与89C51单片机的接口电路如下图所示：
ADC0804与单片机的数据总线直接相连，片选端/CS接地始终选中，无需另加地址译码器，当单片机向ADC0804发/WR（启动转换），/RD（读取结果）时，只需一个存储器地址即可。
四、传感器测量到温度量后，将温度量转换为电压量作为LM741运放的输入信号，LM741将传感器产生的微弱信号进行放大，进而把放大后的模拟信号输入到ADC0804进行模数转换。
LM741运放由于采用有源负载，所以只要两级放大就可以达到很高的电压增益和很宽的共模及差模输入电压范围。
不需要外部频率补偿，输入有过压保护，输出有过载保护，无阻塞及振荡现象。
利用LM741设计的前置放大电路如下：
五、各个模块电路设计完成后，根据各个模块电路之间的连接关系在Protel中进行原理图的绘制。
总的设计电路原理图绘制完成后，选择Tools工具栏里的ERC进行电气规则检查，若检查有错误，则根据提示，找到错误所在，直至并修改正确；若检查无误，则选择Design
工具栏里的CreateNetlist生成网络表，认真核对网络表，查看其连接关系是否与设计的一致。
六、在Document中新建一个PCBDocument并启动PCB编辑器后，添加一个Meh1,切换到Meh1层面，在该层面上确定电路板的物理边界。
绘制完物理边界后，在禁止布线层同样绘制出电气边界。
装入需要用到的PCB元件库，正确装入元件库后就可以开始装入网络呢和元件了。
在原理图中选择Design中的UpdatePCB,利用同步器Synchronizer装入网络表和元件，若生成网络宏时出现错误，则会提示用户“cannotexecuteallnetlistmacros”,此时应该回头去查找原理图的错误，如元件封装形式错误、网络表文件内容不全等。
根据提示依次将错误改正。
执行菜单命令Tools/AutoPlace,选择统计布局方式，设置元件自动布局参数，电源网络设定为VCC，接地网络设定为GND。
设置完成后，单击对话框中的OK按钮即可开始元件自动布局，布局完成后单击OK按钮确认即可。
本次设计的是双面板，所以顶层（Toplayer）和底层（bottomlayer）都要用到，执行菜单命令Design/Rules进行自动布线参数的设置。
参数设置完成后，利用自动布线器AutoRouting/setup进行自动布线。
如下图是自动布线后的PCB图：
检查软件自动布线后线路中有无不合理的地方，若有，则要手动进行更正。
具体方法有：
1.指定两连接点之间布线2.指定元件布线3.指定区域布线等。
下图是修改后的ＰＣＢ图：
附录一
附录二
ErrorReportFor:
Documents\Sheet1.Sch11-Jun-201407:
53:
19
EndReport
附录三
[
C1
RAD0.2
10uF
]
[
C2
RAD0.2
150pF
]
[
C3
RAD0.2
22pF
]
[
C4
RAD0.2
22pF
]
[
CY1
XTAL-1
12MHz
]
[
D1
LED
LED
]
[
D2
LED
LED
]
[
D3
AXIAL0.4
DIODE
]
[
R1
AXIAL0.4
10K
]
[
R2
AXIAL0.4
470
]
[
R3
AXIAL0.4
5K
]
[
R4
AXIAL0.4
9K
]
[
R5
AXIAL0.4
2K
]
[
R6
AXIAL0.4
10K
]
[
R7
AXIAL0.4
1K
]
[
R8
AXIAL0.4
50K
]
[
R9
AXIAL0.4
10K
]
[
R10
AXIAL0.4
1K
]
[
R11
AXIAL0.4
20K
]
[
S1
RAD0.4
SW-PB
]
[
U1
DIP-40
89C52
]
[
U2
DIP-20
ADC0804
]
[
U3
DIP-16
R2003
]
[
U4
DIP-4
SSR
]
[
U5
D590
D590
]
[
U6
DIP-8
]
[
U7
DIP-8
]
[
U8
DIP-8
]
[
U9
DIP-16
7447
]
[
U10
DIP-16
7447
]
[
U11
DIP-14
]
（
+5V
D1-8
D2-8
R2-2
U1-40
U4-1
U5-1
U9-3
U9-4
U9-5
U10-3
U10-4
U10-5
）
（
+12V
U6-7
U7-7
U8-7
）
（
-12V
R8-1
U6-4
U7-4
U8-4
）
（
A1
D1-1
U9-13
）
（
A2
D1-2
U9-12
）
（
A3
D1-3
U9-11
）
（
A4
D1-4
U9-10
）
（
A5
D1-5
U9-9
）
（
A6
D1-6
U9-15
）
（
A7
D1-7
U9-14
）
（
GND
C2-2
C3-2
C4-2
D3-1
R3-1
R5-1
R7-2
R10-2
S1-2
U1-20
U2-1
U2-7
U2-8
U2-10
U3-8
U9-8
U10-8
U11-7
）
（
NetC1_2
C1-2
U1-9
）
（
NetC3_1
C3-1
CY1-2
U1-18
）
（
NetC4_1
C4-1
CY1-1
U1-19
）
（
NetD2_1
D2-1
U10-13
）
（
NetD2_2
D2-2
U10-12
）
（
NetD2_3
D2-3
U10-11
）
（
NetD2_4
D2-4
U10-10
）
（
NetD2_5
D2-5
U10-9
）
（
NetD2_6
D2-6
U10-15
）
（
NetD2_7
D2-7
U10-14
）
（
NetR4_2
R4-2
U5-2
U6-3
）
（
NetR5_2
R4-1
R5-2
）
（
NetR6_1
R6-1
R9-1
R11-2
U7-2
U7-6
）
（
NetR7_1
R7-1
U7-3
）
（
NetR8_2
R8-2
R11-1
）
（
NetR9_2
R9-2
U2-6
U8-2
U8-6
）
（
NetR10_1
R10-1
U8-3
）
（
NetU1_16
U1-16
U2-3
）
（
NetU1_17
U1-17
U2-2
）
（
NetU1_21
U1-21
U2-5
）
（
NetU1_22
S1-1
U1-22
）
（
NetU1_32
U1-32
U2-11
）
（
NetU1_33
U1-33
U2-12
）
（
NetU1_34
U1-34
U2-13
）
（
NetU1_35
U1-35
U2-14
）
（
NetU1_36
U1-36
U2-15
）
（
NetU1_37
U1-37
U2-16
）
（
NetU1_39
U1-39
U2-18
）
（
NetU2_4
C2-1
R1-1
U2-4
）
（
NetU2_9
D3-2
R2-1
R3-2
U2-9
）
（
NetU2_19
R1-2
U2-19
）
（
NetU3_16
U3-16
U4-2
）
（
NetU6_2
R6-2
U6-2
U6-6
）
（
NetU9_1
U1-2
U9-1
）
（
NetU9_2
U1-3
U9-2
）
（
NetU9_6
U1-4
U9-6
）
（
NetU9_7
U1-1
U9-7
）
（
NetU10_1
U1-6
U10-1
）
（
NetU10_2
U1-7
U10-2
）
（
NetU10_6
U1-8
U10-6
）
（
NetU10_7
U1-5
U10-7
）
（
NetU11_1
U1-10
U11-1
）
（
NetU11_2
U3-1
U11-2
）
（
VCC
C1-1
U1-31
U2-20
U9-16
U10-16
U11-14
）
附录四
附录五
ProtelSynchronizationreport
Date:
11-Jun-2014
Time:
07:
55:
10
Referencedocument:
Documents\Sheet1.Sch
Targetdocument:
Documents\PCB1.PCB
1macrotobeexecuted:
Macro1:
AddComponentClass
AddComponentClass（Sheet1）
附录
六
升级会员 