数控MCS51实验指导书Word文档下载推荐.docx

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4）电路图布线

该过程实际上是利用Protel99所提供的各种工具、命令进行画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，使各元件之间具有用户所设计的电气连接关系。

布线结束后，一张完整的电路原理图才算是基本完成。

5）调整、检查和修改

在该过程中，用户利用Protel99所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改，以保证原理图的正确和美观。

6）补充完善

该过程主要是对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，以增加可读性和可视性。

7）保存和打印输出

这部分工作主要是对设计完成的原理图进行保存、包括存盘、打印输出等，以供在以后的工作中使用。

3、产生网络表

网络表是电路原理图设计（Sch）与印制电路板设计（PCB）之间的桥梁和纽带，它是印制电路板设计中自动布线的基础和灵魂。

网络表可以由电路原理图生成，也可以从已有的印制电路板文件中提取。

四、实验任务要求

设计一个MCS—51系列单片机最小CNC系统，要求设计出AB、DB、CB三总线结构，采用如下必要的芯片，1片Intel8031、1片74LS373、1片74LS138译码器、2片2764EPROM程序存储器、1片6264数据存储器、1片8255A、1片ADC0809A/D转换器、1片DAC0832D/A转换器。

要求绘出系统原理图、给出各个外围芯片的地址分配信息（地址选择线状态、片内地址单元数、地址编码）、产生网络表，写出实验报告（实验名称、实验目的、实验内容、实验步骤、试验设计、实验结果、实验体会）。

附录一

PROTEL99简介

Protel 

99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。

99 

是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。

所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。

　　Protel 

99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 

98大体相同，新增加了一些功能模块。

Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。

Protel99容易使用的特性就是新的"

这是什么"

帮助。

按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。

现在可以很快地看到 

特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问

一、电路板设计的基本步骤：

一般而言，印制电路板设计最基本的完整过程大体和分为3个步骤。

1、原理图的设计

原理图的设计主要是利用Protel99的原理图设计系统（AdvancedSchematic）绘制一张电路原理图。

设计者应充分利用Protel99所提供的强大而完善的原理图绘制工具、测试工具、模拟仿真工具和各种编辑功能，来实现其目的，最终获得一张正确、精美的电路原理图，以便为接下来的工作做好准备。

2、产生网络表

3、印制电路板的设计

印制电路板的设计主要是针对Protel99的另外一个强大的设计系统----印制电路板设计系统PCB而言的。

设计者可以充分利用Protel99所提供的无可比拟的强大的PCB功能来实现印制电路板的设计工作。

二、如何启动Protel99

三、初步认识Protel99

（一）菜单栏

Protel99菜单栏包括各种命令操作、各种参数设置、各种开关的切换等功能，它主要包括[File]、[View]和[Help]3个下拉菜单。

1、[File]菜单

[File]菜单主要用于文件的管理，包括文件的新建、打开等。

2、[View]菜单

[View]菜单用于设计管理器、状态栏、命令行的打开与关闭。

3、[Help]菜单

[Help]菜单用于打开帮助文件。

（二）工具栏

工具栏的功能其实是各菜单功能中的一部分。

（三）状态栏及命令栏

用于提示当前的工作或正在执行的命令。

状态栏和命令行的打开与关闭可利用[View]/[StatusBar]选项和[View]/[CommandStatus]选项。

原理图设计系统

一、原理图的设计步骤

1、设置电路图纸参数及相关信息

2、装入所需要的元件库

将包含有用户所需元件库装入设计系统中，以便用户从中查找和选定所需的元器件。

3、放置元件

4、电路图布线

5、调整、检查和修改

在该过程中，用户利用Protel99所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改，以保证原理图的正确和美观。

6、补充完善

7、保存和打印输出

二、进入原理图设计系统

1、新创建一个设计文件或打开一个已有的设计文件。

2、打开数据库文件夹。

3、选择[File]/[New]命令，会出现[NewDocument]选择文件类型对话框，如图

（1）所示，选中原理图编辑器的图标。

单击（OK）按钮即可完成新的原理图文件的创建。

4、在设计管理器窗口为项目浏览器（Explorer）标签状态下，单击原理图文件或双击工作窗口中的原理图文件图标即可启动原理图编辑器

图

（1）

三、画面管理

所谓画面管理，主要是指各种窗口的打开、关闭和切换，各种工具栏的打开、隐藏或关闭，绘图过程中工作区域的显示状态等。

1、窗口的打开、关闭和切换

（1）设计管理器（DesignManager）的打开、关闭以及各个浏览器之间的切换

通常情况下设计管理器窗口为项目浏览器（Explorer）和当前运行的编辑器的浏览器所共用，例如原理图浏览器（BrowseSch）。

打开或关闭设计管理器的方法是执行菜单命令[View]/[DesignManager]。

打开或关闭设计管理器的菜单命令具有开关特性，即每执行一次，命令对象的状态就会改变一次。

工具栏、命令栏（CommandStatus）和状态栏（StatusBar）的打开或关闭与此类似。

浏览器之间的切换可以通过单击设计管理器窗口上部相应的标签来实现。

（2）工作窗口的切换

工作窗口又称为设计窗口。

Protel99的工作窗口除包括项目管理窗口外还可以为多个编辑器所共用。

各个工作窗口之间的切换是通过单击工作窗口上部的相应的标签来实现的。

当在各个工作窗口之间进行切换时，其左侧的设计管理器窗口也随之相应地改变，同时主窗口中的菜单栏也会相应的变化。

2、工具栏的打开与关闭

（1）主工具栏（MainTools）的打开或关闭

打开或关闭主工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[ToolBars]/[MainTools]来实现。

（2）画原理图工具栏（WiringTools）的打开或关闭

打开或关闭画原理图工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[Toolbars]/[WiringTools]来实现。

（3）画图形工具栏（DrawingTools）的打开或关闭

打开或关闭画图工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[Toolbars]/[DrawingTools]来实现。

（4）电源及接地符号工具栏（PowerObjects）的打开或关闭

打开或关闭电源及接地符号工具栏常用器件工具栏[PowerObjects]来实现。

（5）常用器件工具栏（DigitalObjects）的打开或关闭

打开或关闭常用器件工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[Toolbars]/[DigitalObjects]来实现。

（6）可编程逻辑器件工具栏（PLDTools）的打开或关闭

打开或关闭可编程逻辑器件工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[Toolbars]/[PLDTools]来实现。

（7）模拟仿真信号源工具栏（SimulationSources）的打开或关闭

打开或关闭模拟仿真信号源工具栏可以通过执行菜单命令[View]/[Toolbars]/[SimulationSources]来实现。

（8）状态栏（StatusBar）的打开或关闭

打开或关闭状态栏可以通过执行菜单命令[View]/[StatusBar]来实现。

（9）命令行（CommandStatus）的打开或关闭

打开或关闭命令行可以通过执行菜单命令[View]/[CommandStatus]来实现。

（10）隐藏（即关闭）工具栏

可以将鼠标箭头移至工具栏上任意地方单击鼠标右键，然后在弹出的菜单中单击[Hide]选项即可。

3、绘图区域的放大与缩小

设计人员在设计工作过程中，常常需要察看整张电路原理图或者察看某个局部区域直至某个具体的元件，因此经常需要改变显示状态，对绘图区域进行放大或缩小。

（1）非命令状态下的放大与缩小

在非命令状态下即没有执行任何命令而处于闲置状态时，可以采用下列方法进行放大和缩小。

放大

执行菜单命令[View]/[Zoomin]，或单击主工具栏相应的按钮。

缩小

执行菜单命令[View]/[Zoomout]，或单击主工具栏相应的按钮。

不同比例显示

[View]菜单命令有[50%]、[100%]、[200%]、[400%]四种显示比例可供用户选择，同一命令不能重复执行多次。

绘图区域填满工作区

当需要查看整张电路原理图图纸时，可执行菜单命令[View]/[FitDocument]，或单击主工具栏中相应的按钮。

所有对象显示在工作区

当需要在工作区中查看电路原理图上的所有对象时（不是整张图纸），可以执行菜单命令[View]/[FitAllObjects]。

四、设置电路图纸

绘制电路原理图时，首先是设置电路图纸，也就是要设置电路图纸的各种参数和相关信息。

如图纸的尺寸、方向、标题栏、边框底色、文件信息等。

执行菜单命令[Design]/[Option]，即可进入设置或更改图纸属性对话框。

五、装入元件库

电路原理图有两大元素：

一个是元件，另一个是线路。

绘制一张原理图首先是要把有关的元器件放置到工作平面上。

在放置元器件之前，我们必须知道各个元器件所在的元件库，并把相应的元件库装入到原理图管理浏览器中。

装入元件库的具体步骤如下：

1、打开原理图管理浏览器。

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、装入原理图所需的元件库。

单击原理图管理浏览器窗口中的Add/Remove...按钮，出现如图

（2）所示的对话框。

该对话框的作用是用来装入所需的元件库或移出不需要的元件库。

图

（2）

3、单击选择所需的库文件（文件后缀名为：

ddb）。

然后单击Add按钮，被选中的库文件即出现在[SelectedFiles]列表框中，成为当前活动的库文件，重复上述操作即可将不同的库文件依次添加到放置元件[SelectedFiles]中，成为当前活动的库文件。

然后单击OK按钮就可以将上述库文件装入原理图浏览器中。

此时，被装入的元件库（*.ddb）以及该元件库所包含的所有元器件就会出现在原理图管理浏览器中。

4、若想移出某个已经装入的库文件，只要在[SelectedFiles]列表框中选中该文件，然后单击Remove按钮即可。

5、常用的元件库

MiscellaneousDevices.ddb

六、放置元件

放置元件，首先要知道元件所在的元件库。

1、利用原理图管理浏览器放置元件

我们利用原理图浏览器将地址是鎖存器74LS373放置到工作平面上，具体步骤如下：

（1）打开原理图管理浏览器。

（2）装入原理图所需的元件库。

将所需的库文件“ProtelDOSSchematicLibraries.ddb”装入。

（3）选定元件所需的元件库。

首先在上图中[Browse]选项下的下拉选框中选中[Libraries]项，从列表选框中找到并将光标移至[ProtelDOSSchematicTTL.lib]上，单击即可。

（4）在该元件库中选定所需元件。

在元件列表选框中找到并将光标移至[74LS373]处，单击鼠标左键即可选中。

（5）放置元件到工作平面上。

选中[74LS373]后，单击Place按钮或直接双击[74LS373]，将光标移至工作平面，此时就会发现元件74LS373随光标的移动而移动。

然后将元件随光标移至工作平面上的适当位置，单击鼠标左键即可将元件放置到当前位置。

（6）此时系统任处于放置元件状态，单击鼠标左键一次就会在工作平面的当前位置放置另一个相同的元件。

单击鼠标右键即可退出该命令状态。

2、元件的删除

执行菜单命令[Edit]/[Delete]。

当光标变为十字形状后，将光标移到你所要删除的元器件上，单击左键即可将该元件从工作平面上删除。

3、元件位置的调整

（1）移动单个元件。

首先选中元件，将鼠标箭头移到要移动的元件上，按住鼠标左键不放，此时在元件上方出现以鼠标箭头为中心的十字光标，同时元件的名称、序号消失而代之以虚框，这样便选中了该元件。

按住鼠标左键不放，然后移动十字光标，原件会随光标的移动而移动。

将元件随光标移动到适当的位置，松开鼠标左键即完成了移动工作。

（2）同时移动多个图件。

*逐个选中多个元件。

执行菜单命令[Edit]/[ToggleSelection]。

出现十字光标后，依次将光标移到所要选中的元件上，单击即可逐个选中多个元件。

被选中的元件或图件周围会出现黄色的实线框。

在该命令状态下，操作可执行多次，直至单击鼠标右键取消命令为止。

编辑元件属性

*移动选中的元件。

选中元件后，单击被选中的元件组中任意一个元件并按住鼠标左键不放，出现十字光标后即可移动被选中的元件组到适当的位置，然后松开鼠标左键，元件组便被放置在了当前位置。

3、元件选择的取消

通过执行[Edit]/[Selete]菜单命令没，或通过执行菜单命令[Edit]/[ToggleSelection]选择元件，被选中的元件会一直处于选中状态。

我们可通过执行[Edit]/[Delete]菜单中的对应命令或利用菜单命令[Edit]/[ToggleSelection]的开关特性取消元件的选中状态。

4、元件的旋转

为了方便直观的布线，有时我们还要对元件进行旋转，也就是改变元件的放置方向。

对元件进行旋转主要利用以下快捷键：

*Space键（空格键）：

每按一次，被选中的元件逆时针旋转90

。

*X键：

使元件左右对调。

*Y键：

使元件上下对调。

5、编辑元件属性

元件属性主要包括元件的序号、封装形式、管脚号定义等。

这里我们以编辑单片机74LS373的属性为例，编辑整个元件属性。

（1）用鼠标左键双击元件74LS373，会弹出如下图的对话框。

图（3）

（2）根据要求，在对话框的各栏中设置元件的各种属性：

*[LibRef]：

元件库中的型号（不允许修改）。

*[Footprint]：

元件的封装形式，输入“DIP-20”。

*[Designator]：

原件序号，输入“U1”。

*[Part]：

元件型号，输入“74LS373”。

*[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，例如门电路，而对于其他元件无效。

（3）设置结束后，单击OK按钮确认即可。

七、绘制电路原理图

将元件放置在图纸上的适当位置，设置好元件属性后，我们就可以正式开始布线工作了。

布线工作就是通过各种方式将各个原本相互独立的元件按照我们的设计要求连起来，使它们之间具有一定的电气联系。

1、绘制电路原理图的工具和方法

绘制电路原理图的方法主要有以下3种：

（1）利用画原理图工具栏（WringTools）

用鼠标左键直接单击画原理图工具栏上的各个按钮，如图（4）所示，即可选择相应的工具进行绘制工作，这一操作实际上是选择执行了相应的绘图命令。

图（4）

（2）利用菜单命令

执行[Place]菜单下的各个命令选项，这些选项的功能与画原理图工具栏上按钮的功能相互对应。

如,画导线按钮与菜单命令[Place]/[Write]的功能完全相同。

（3）利用快捷键

菜单中的每一个命令名称下都有一个带下划线的字母。

我们可以按住Alt键，再同时按下这些字母键就可以通过键盘来选取该命令。

另一种方法是不按Alt键，直接按下带下划线的字母键，这种方法会使下拉菜单出现在光标处，而不是砸原来的菜单命令位置。

下面简要介绍一下第二种方法：

画导线：

P/W

画总线：

P/B

画总线分支线：

P/U

设置网络标号：

P/N

取用电源及接地符号：

P/O

取用元件：

P/P

制作方块电路盘：

P/S

制作方块电路盘输入输出端口：

P/A

制作电路输入输出端口：

P/R

放置电路接点：

P/J

设置忽略电路法则测试：

P/D/N

为PCB布线到网络：

P/D/P

2、画导线

（1）执行画导线命令，正如前面所述，执行画导线命令的方法有3种。

（2）执行画导线的命令后，出现十字光标。

将光标移到元件的引脚上，单击，确定导线的起始点。

注意，导线的起始点一定要设置在元件的引脚上，否则导线与元件并没有电气连接关系。

（3）确定导线的起始点后，移动鼠标开始画导线。

将线头随光标拖动到另一个我们要连接的元件引脚上，单击鼠标左键确定该段导线的终点。

如果导线需要转折时，要在转折处单击鼠标左键来确定导线的位置，每转折一次都要单击一次。

（4）单击鼠标右键或按Esc键，即可完成一条导线的绘制。

（5）完成一条导线的绘制工作后，程序仍处于画导线的命令状态。

重复上述的步骤即可继续绘制其他的导线。

在绘制过程中，“T”形线路的节点是程序自动放置的，无需用户手工放置。

（6）导线绘制完成后，单击鼠标右键或按Esc键即可退出画导线的命令状态，这时十字光标消失。

（7）如果设计人员对绘制的某段导线外观不满意，可以双击该段导线，在弹出的设置导线属性对话框中设定该段导线的有关参数，如线宽、颜色等。

3、电源及接地符号（PowerPort）

电源及接地符号有很多种，Protel99提供了专门的电源及接地符号工具（PowerObjects），其中有12种不同的形状可供用户选择，如上图所示。

（1）执行放置电源及接地符号的命令。

（2）放置电源或接地符号。

执行上述命令后，出现十字光标，电源或接地符号会“粘”在十字光标上，拖动光标将电源或接地放置到适当的位置。

（3）设置电源及接地符号属性。

双击接地或电源符号，之后回弹出设置电源及接地符号属性对话框。

*Net（网络名称）：

设定该符号所属的网络。

*Style（形状）：

设定符号的外形。

*X-Location、Y-Location（符号位置坐标）：

确定符号插入点的位置坐标。

*Orientation（方向）：

设置电源及接地符号的放置方向。

*Color（颜色）：

设置电源及接地符号的颜色。

*Selection（选中状态）：

设置电源及接地符号的选中状态。

（4）设置完电源及接地符号属性的对话框。

最后单击OK按钮确认，即可完成放置电源及接地符号的工作。

4、设置网络标号（NetLabel）

除了通过画导线直接连接使元件之间具有电气联系外，我们还可以通过设置网络标号来实现元件之间爱难得电气连接。

网络标号实际的意义就是一个电气节点，具有相同网络标号的元件引脚、导线、电源及接地符号等具有电气意义的图件在电气上是连接在一起的。

（1）为了便于设置网络标号，我们首先在相应的元件引脚出画上导线。

（2）执行放置网络标号的命令，如前所述。

（3）放置网络标号。

执行放置网络标号命令后，光标变为十字形状，并出现一个随光标移动而移动的须线方框，此虚方框就是网络标号周围的虚线方框，其长度是按最近一次使用的字符串长度确定的。

（4）设置网络属性。

方法与设置电源及接地符号属性类似。

（5）单击OK按钮确认，即可完成设置网络标号的工作。

5、画总线

为了简化原理图，我们可以用一条导线来代表数条并行的导线，这条导线就是所谓的总线。

总线常常用在元件的恶数据总线或地址总线的连接上。

利用总线进行连接不仅可以减少图中的导线、简化原理图，而且清晰直观。

（1）执行画总线命令，方法有三种，如前所述。

（2）执行画总线命令后，出现十字光标，接着就可以进行画总线的工作了。

画总线的操作方法和画导线的操作方法完全一样。

在此不再详述。

6、绘制