电路板设计毕业论文(protel99 电路设计).doc

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1、远程与继续教育学院 毕业设计（论文）题 目： Protel 99电路板设计（四驱电路板） 指导教师： 站 点： 学 号：专 业：电子电路设计与工艺年 级： 2013年秋 姓 名： 2015年 05月毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重承诺网络教育 专科 层次电子电路设计与工艺专业的毕业论文Protel 99电路板设计（四驱电路板）的主要观点和思想系本人独立思考完成，并在此申明我愿承担与上述承诺相违背的事实所引起的一切消极后果。签名： 2015年 06 月 02 日Protel 99电路板设计（四驱电路板）Protel 99 circuit board design（Four-wheel driv

2、e circuit board）摘要 CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD），其概念和内涵正在不断地发展中。随着CAD技术的普及应用，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展,CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。Protel 99设计是用广泛用于电子线路设计的软件， 计算机辅助设计系统是以计算机硬件和软件为基本工作平台，继承和借鉴前人在电路、图论与拓扑逻辑和优化理论等多学科的最新科技成果，在开发电子电路与系统时，利用计算机进行设计、分析、仿真、制造等工作。随着计算机技术的快速发

3、展，计算机辅助设计软件以它完美的功能和方便的应用性赢得越来越多电路设计人员和各院校师生的亲睐，是电子工程师进行电子设计的得力助手。人们运用各自的专业知识对产品绘图、分析计算和编写技术文件等设计。如今，广泛应用于机械、电子、汽车、航空航天、模具、仪表、轻工等制造行业。三维CAD系统在产品的零件造型、装配造型和焊接设计、模具设计、电极设计、钣金 设计等方面提供了强大的功能，真实感显示、曲面造型的功能关键词：Protel 99设计AbstractCAD Computer Aided Design (Computer Aided Design, CAD), the concept and connot

4、ation are constantly developing. With the popularity of CAD technology application of CAD technology is toward openness, integration, intelligence and standardization. is the direction of the development of CAD engineering technical personnel to the computer as the tool, to product and engineering d

5、esign, drawing, modeling, analysis and writing on the floorboard of the technical documents and other design activities. Protel 99 software is widely used in electronic circuit design, computer aided design system based on computer hardware and software as the basic platform, heritage and reference

6、to predecessors in the circuit, logic and graph theory and topology optimization theory, the latest scientific and technological achievements, multidisciplinary in the development of electronic circuits and systems, using the computer to carry on the design, analysis, simulation, manufacturing, etc.

7、With the rapid development of computer technology, computer aided design software for its perfect functions and convenient circuit applied to win more and more designers and teachers and students of colleges, is the electronic engineers to design electronics right-hand man. People use their professi

8、onal knowledge for product drawing, analysis and calculation, and write technical documents and other design. Now, it is widely used in machinery, electronics, automotive, aerospace, mold, instruments, light industry and other manufacturing industries. Parts 3 d CAD system in the product modeling, a

9、ssembly and welding modelling design, mold design, the respect such as electrode design, sheet metal design provides a powerful features, reality show, the function of surface modelingKeywords: Protel 99 design目录摘要 II Abstract II1 主板原理图的设计-7 -1.1：Protel 99 SE的系统组成- 7 -1.2：CAD 的特点及应用- 7-1.2.1：CAD 的特点

10、-7 -1.2.2：CAD 涉及的应用范围- 8-1.3：主板原理图的绘制-9-1.3.1：绘制主板电路图SCH原理图-9 -1.3.2：电气检查-12-1.3.3：元件清单- 13 -1.3.4：生成网络表文件- 13-1.3.5：完成各模块及主板电路图的原理图- 14 -2 主板电路的PCB设计- 19 -2.1：PCB模版的设置步骤- 19 -2.1.1：创建PCB文件- 19-2.1.2：规划印制板-20 -2.1.3：添加库文件并设置封装- 21-2.1.4：导入网络表- 22 -2.1.5：元件手工布局- 22-2.1.6：设置印制电路版层次- 23 -2.1.7：自动布线、调整电

11、源线及底线-23-2.2：主板电路的PCB图- 27-2.3：主板电路的三维视图-27 -结束语- 29-致谢-30-参考文献-31-1 主板原理图的设计1.1：Protel 99 SE的系统组成按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。1、电路工程设计部分(1)电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。（2）印

12、刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。（3）自动布线系统（Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。2、电路仿真与PLD部分（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路

13、原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。（2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。（3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。1.2：CAD 的特点及应用Protel 99 SE是一个正在流行的电子

14、线路CAD软件，它能使设计人员很方便地利用计算机来完成电子线路设计过程，如电气原理图编辑、电路功能仿真、印制电路板设计(自动布局、自动布线)、报表文件等。1.2.1：CAD 的特点(1) 将电路原理图编辑(Schematic Edit)、印制电路板设计(PCB)、可编程逻辑器件PLD设计、自动布线(Route)、电路模拟/仿真(SIM)等功能有机地结合在一起，是真正意义上的EDA软件，智能化、自动化程度高。(2) 支持由上到下或由下到上的层次电路设计，使其能够完成大型、复杂的电路设计。(3) 当电路原理图中的元件来自仿真元件库时，可以直接对电路原理图中的电路进行仿真测试。(4) 提供ERC(电

15、气规则检查)和DRC(设计规则检查)，最大限度地减少设计(5) 库元件的管理、编辑功能完善，操作非常方便。通过基本的差错。作图工具，即可完成原理图用元件电气图形符号以及PCB用元件封装(Footprint)图形的编辑、制作。(6) 全面兼容TANGO及Protel for DOS、 Protel for Windows低级版本，向下兼容即在Protel 99 SE中可以使用、编辑TANGO或低级版本Protel建立的文件，并提供了与Or CAD(也是一种电路图设计工具)格式文件转换的功能。(7) Schematic和PCB之间具有动态链接功能(通过Synchronizer实现)保证了原理图与印

16、制电路板的一致性，以便相互检查、校验。(8) 具有连续操作功能，可以快速地放置同类型元件、连线等。1.2.2：CAD 涉及的应用范围CAD首先它是一个可视化的绘图软件，许多命令和操作可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。而且具有丰富的绘图和绘图辅助功能，如实体绘制、关键点编辑、对象捕捉、标注、鸟瞰显示控制等，它的工具栏、菜单设计、对话框、图形打开预览、信息交换、文本编辑、图像处理和图形的输出预览为用户的绘图带来很大方便。其次它不仅在二维绘图处理更加成熟，三维功能也更加完善，可方便地进行建模和渲染。本部分以CAD通用技术规范为主线，主要介绍CAD技术标准化的内容，CAD软件开发和企业的CAD

17、技术应用应该采用的标准。主要包括：CAD通用技术规范、CAD开发和应用标准化，以及CAD制图标准、CAD数据交换标准、CAD标准件标准、CAD文件管理、光盘存档标准和CAD一致性测试等内容。1.3：主板原理图的绘制1.3.1：绘制主板电路图SCH原理图(1)、装入元件库在装入元件之前必须找到各个元件所在的元件库，并将其装入原理图管理器浏览器中。该设计需添加Miscellaneous Devices.sch和Sim.sch两个元件库。(2)、元器件的放置 （1） 在如图所示中的【Browse】选项的下拉框中，选中【Libraries】项。 然后单击列表框中的滚动条，找出元件所在的元件库文件名，单

18、击鼠标左键选中所需的元件库；再在该文件库中选中所需的元件。（2） 利用菜单命令放置元件：1） 执行菜单命令【Place】/【Part】。2） 直接单击鼠标右键，在浮动菜单上选择“Place Part”。3） 直接点击电路绘制工具栏上的按扭。4） 使用快捷键【P】/【P】。(3)、 原件间导线的连接，电源和接地符号的放置在Protel 99 SE 原理图编辑器中，原理图绘制工具，如导线、总线、总线分支、电气节点、网络标号等均集中存放在画图工具(Wiring Tools)中， 该工具即是画电气图件工具。 （1） 原件间用按键进行连接（2） 电源的放置：单击WiringTools中的按键，然后按Ta

19、b键，弹出窗口“net”栏写上“VCC”，“Stvle”改为“Bar”即可（3） 接地线的放置：单击WiringTools中的按键，然后按Tab键，弹出窗口“net”栏写上“GND”，“Stvle”改为“PowerGround”即可(4)、设置图纸执行菜单命令“Design”选“Options”。（1） 图纸大小：在“SheetOptions”处进行修改。图3-8所示。图3-8 图纸界面设置（2） 图纸信息输入：在“Organization”处进行修改。（3） 标题栏填写：在图纸的有下端处，利用绘图工具栏中的出入文字，按“Tab”键或者双击图标可以编辑字体大小、类型和颜色。图3-10所示。1.

20、3.2：电气检查（1） 生成电气规则测试报：执行菜单命令【Tools】/【ERC】进入“Setup Electrical Rule Check”， 图3-11所示，点击“OK”按钮。图3-11 设置检查规则（2） 根据电气规则报告修改电路原理图，如果没任何错误，则不需要修改。如图，下图是无任何错误的报告。图3-12所示。图3-12 电气检查报告1.3.3：元件清单元件列表主要包括元件的名称、序号、封装形式。这样可以对原理图中的所有元件有一个详细的清单，以便检查，校对。 执行菜单命令【Report】/【Bill of Material】。1.3.4：生成网络表文件生成网络表文件的方法可以执行菜单

21、命令【Design】/【Create Netlist】，将会出现“NetlistCreation”的网络表对话框。点击“OK”生成网络表。1.3.5：完成各模块及主板电路图的原理图 5V电源+5V 用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路。6V接舵机MCU芯片板接口电机逻辑控制电机驱动主电路板2 主板电路的PCB设计2.1：PCB模版的设置步骤2.1.1：创建PCB文件新建一个PCB图文件可进入设计文件夹“【Document】”，执行菜单命令【File】/【New】或在工作区内单击鼠标右键，选择【New】选项，会弹出如图 所示的选择文件类型的对话框。图4-1所示。图4-1 建立新文件对话

22、框双击该对话框中的【PCB Document】图标，即可创建一个新的印制板电路图文件，默认的文件名为“PCB1.PCB”。在工作窗口中该文件的图标上单击、或在设计浏览器中该文件的文件名上双击鼠标左键，即可进入印制电路板编辑器。2.1.2：规划印制板首先设定当前的工作层面为【Keep Out Layer】。单击下方的【KeepOutLayer】标签即可将当前的工作层面切换到Keep Out Layer层面，图4-2所示。在该层面上确定电路板的电气边界位置。图4-2 切换工作层面2.1.3：添加库文件并设置封装在进行PCB设计时，必须先设置好元件所在的元件库，然后才能从相应元件库中放置元件。 1.

23、设置元件库 在设计管理器中选中Browse PCB选项，在Browse下拉列表框中选择Libraries，将其设置为元件库浏览器。单击Libraries栏下方的Add/Remove按钮，出现添加/删除库对话框，在对话框中找到所需的库文件，单击Add按钮装载库文件，单击OK按钮完成操作。这时，元件浏览器中将出现已加入的库文件。 PCB99SE中，印制板库文件位于Design Explorer 99 SELibraryPcb目录下，常用的印制板库文件是Generic Footprint文件夹中的Advpcb.ddb，本例中的元件均在该库中。元件也可以自行设计，调用自行设计的元件时必须装载自定义的元

24、件库。图4-3所示。图4-3选择“Libraries”库2. 浏览元件图形打开了某个库文件后，元件库浏览器的Library栏内将出现其库中的元件库名，在Component栏中显示此元件库中所有元件的封装名称。选中某个封装，下方的监视器中将出现此元件封装图，图4-4所示。图4-4 属性编辑对话框2.1.4：导入网络表利用原理图生成的网络表文件装入网络表和元件。当载入网络表并执行宏指令后，这些元件及网络将放入工作区，成为内部的图件，从而受内部网络编辑器的管理。另外，在工作区里自行放置的元件，其中并没有网络定义的，也可以利用内部网络编辑器为它们挂上网络。1.执行菜单命令【Design】/【Load

25、Nets】。2.执行后会弹出如下所示对话框。3.单击Browse查找网络表的位置。如果没有设定封装形式，或者封装形式不匹配，则在装入网络表时，会在列表框中显示某些错误，这样将不能正确加载这些元件。用户的返回原理图，修改元件的封装，然后再重新生成网络表。4.最后单击“Execute”，即可实现网络表的装入。2.1.5：元件手工布局元件放置完毕，应当从机械结构、散热、电磁干扰及布线的方便性等方面综合考虑元件布局，在布局时除了要考虑元件的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号的位置。（1） 元件布局应便于用户的操作使用。（2） 尽量按照电路的功能布局。 （3） 数字电路部分与模拟电路部分尽可能分开。（

26、4） 特殊元件的布局要根据不同元件的特点进行合理布局。 （5） 应留出电路板的安装孔和支架孔以及其他有特殊安装要求的元件的安装位置2.1.6：设置印制电路版层次执行菜单命令“Design”选“Options”，打开“Document Options”对话框，如下图所示，图4-10所示。点击“OK”确定。图4-10 文件选项对话框2.1.7：自动布线、调整电源线及底线（1） 自动布线是指Protel 99 SE 程序根据用户设定的有关布线参数和布线规则，按照一定的算法，依照网络表所指定的连接关系，自动在各个元件之间进行连线，从而完成印刷电路板的布线工作。布线参数设置完毕后，就可以开始自动布线了。

27、Protel 99 SE中自动布线的方式有很多，既可以进行全局布线，也可以对指定的区域、网络、元件甚至是连接进行布线，可以根据需要选择最佳的方式。 执行菜单命令“Auto Route”（自动布线）选“All”（全部），打开“Autorouter Setup”对话框中的“Route All”按钮，即完成自动布线。图4-11所示。图4-11 执行自动布线命令Auto Route（2） 增加信号输入/输出接口l 切换工作层面，单击PCB工作窗口下方的工作层标签，将当前工作层改为顶层（TopLauer），图4-12所示。图4-12 切换工作层面l 放置元件封装单击放置工具栏中的按钮，出现放置元件封装对

28、话框。在该对话框中输入元件封装形式（Footprint）“Sip2”，序号（Designator）“P1”注释（Comment）填“IN”或“OUT”， 图4-13所示。，点“OK”确定。图4-13 放置元件封装对话框（3） 放置电源封装 方法同上，只是将注释（Comment）填“VCC”或“VDD”。 注意将信号输入/输出接口和电源封装放到PCB图的下后方，应双击封装中的方型处，出现“Pad”对话框，单击按钮“Advanced”，选择“Net”下拉菜单中的“GND”选项，图4-14所示；应双击封装中的圆形处，出现“Pad”对话框，单击按钮“Advanced”，选择“Net”下拉菜单中的“VC

29、C”选项，图4-15所示，点“OK”确定。 图4-14 选择GND选项 图4-15 选择VCC选项 完成后电路会自动将电源、地线和接口等连接。这时需要在一次执行自动布线：“Auto Route”（自动布线）选“All”（全部），打开“Autorouter Setup”对话框中的“Route All”按钮，即完成自动布线。（4） 根据需要还应对地线、电源线进行加粗。双击电源线、地线，出现“Track”对话框，在“Width”栏处将数值改为3050mil，点“OK”确定，图4-16所示。图4-16 走线对话框2.2：主板电路的PCB图2.3：主板电路的三维视图Protel99SE提供有3D预览功能

30、，可以在电脑上直接预览电路板的效果，根据预览的情况可以重新调整元件布局。执行ViewBoard in 3D，或单击 按钮，对PCB进行3D预览，产生3D预览文件，在图形左边的设计管理器的Display区中，拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转3D视图。）结束语 本文介绍了Protel 99 SE软件的文件基本操作、安全设置和界面，对原理图的设计工具详细进行了说明。具体介绍了原理图的设计流程、设计文件的生成过程。介绍了原理图的元件编辑器，原理图元件的设计操作过程。让我更加熟悉的掌握了计算机辅助设计的运用方法。“实践永远是检验真理的唯一标准”，只有把理论真正的付诸于具体的实践过程中才能得到自己所想要

31、的东西。在设计的过程中，让我了解了设计方法对我们学习的重要性，同时也发现了自己的很多不足之处。并让我深有感触。只了解书本上的知识是远远不够的，我们更应该与实践结合这样才能更深的了解和学习知识。这次设计中还是走了很多弯路，运用Protel 99 软件不熟悉，涉及到新的知识就感觉有点茫然不知所措。吸取这次的教训，在业余的时间一定要勤练Protel 99 软件，提高自己速度。致谢历时一个多月，从论文选题到搜集资料，从写初稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。这次设计的原理图上有

32、很多都是我不知道的元件，但经过询问老师以及网上查询让我认识并了解了它们。本课题得到老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，张老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。让我更了解了矿用监控主板电路印制电路板设计的流程和方法。最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。同时也感谢在百忙之中参加论文评审和答辩的各位老师！参考文献1 The electronic circuit CAD national defence industry press

33、2Analog electronic technology huazhong university of science and technology press 3 The digital system logic design. High education press 4 The electronic circuit cad Protel99SE higher education press 1电子线路CAD 国防工业出版社 2模拟电子技术 华中科技大学出版社 3数字系统逻辑设计 高等教育出版社 4电子线路辅助设计Protel99SE 高等教育出版社成 绩 评 定成绩评定说明一、 答辩前

34、每个学生都要将直接的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导老师，由指导老师审阅，写出评语并预评分。二、 答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师评语结果的基础上，评定每个学生的成绩。在有争议是，应由小组成员进行表决；综合成绩由答辩小组确定。三、 成绩评定采用以下评分的办法，即由指导教师跟答辩小组分别给分（以百分计），两部分成绩比例由各院系根据实际情况确定，最后按优秀（90100分）；良好（8089分）；中等（7079分）；及格（6069分）；不及格（59分以下）。四、 综合成绩由两部分组成，指导教师评定成绩占60%，答辩小组评定成绩占40%。毕业设计（论

35、文）成绩评定学生姓名：综合成绩： 分（折合等级 ）答辩小组长签字: 年 月 日一、 评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合写出）：二、评分（按下表要求综合评定）：评分项目（分值）答辩情况论文质量合计（100分）表达情况（15分）回答问题情况（25分）规范要求与文字表达（20分）学术（或技术水平）（40分）得分答辩小组长签字： 年 月 日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组应详细审阅每个学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备；并根据毕业设计（论文）质量给出分数。2、严肃认真组织答辩，开好答辩会，给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但评定其成绩时宜回避。4、答辩中要作好记录。一、 对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、确切、实事求是）：二、对毕业设计（论文）评分按下表要求综合评定：（1）理工科评分表评分项目(分值)调研论证(10分)技术水平与实际能力(25分)基本理论与专业知识(25分)创新(15分)论文(说明说)撰写质量(15分)学习态度(10分)合计(100分)得分（2）文科评分表评分项目(分值)文献阅读与文献综述(10分)学术水平与创新(30分)论文能力(30分)论文撰写质量(20分)学习态度(10分)合计(100分)得分指导老师签字： 年 月 日