单片机最小系统PCB设计_protel_实验报告

单片机最小系统PCB设计

一.实验目的

1.熟悉PROTEL的基本操作

2.掌握用PROTEL绘制原理图的基本方法 3.掌握用PROTEL制作PCB板的方法 4.设计一个小型的单片机系统

二.实验环境

1.WINDOWS XP环境 2.PROTEL 99 SE软件

三. 实验内容与步骤

1.原理图的绘制.

1) 首先启动PROTEL 99 SE软件；

2) 在File>New中新建一个名为210791162.ddb的数据库文件，并将其设置合适的保存位置； 3) 双击Documents文件夹，再次选择File>New菜单，打开New Document对话框。双击其中的Schematic Document图标，新建一个分别为Sheet1.Sch的原理图文件。

4) 双击原理图子文档，启动原理图编辑器。选择Design>Options菜单，打开Document Options对话框。选择图纸的规格，然后单击OK； 5) 添加元件库，需要的有Miscellaneous Devices.ddb，Schlib.lib；

6) 添加元件，分为从元件列表中选取和编辑元件，其中需要手动编辑：6-DIGI-DPY-DP,74LS14,89C51,RP,ULN2003A。 7) 连接线路，形成原理图。

① 电源模块，输出5V 电压，led 发光指示。

② 单片机最小系统：复位电路、晶振时钟电路、P1 口led 电路。

复位电路由一个按键，一个电容，两个电阻构成。

时钟电路由一个晶振和两个小电容构成，时钟电路必须离单片机时钟引脚很近，切忌用长导线连接，否则不易起振，可以直接将晶振的两个引脚直接弯折到单片机引脚上，不要用长导线和跳线。

③ 串口电平转换模块：

实现串口ISP 程序下载。单片机输出P3.1（Txd）接7414 的输入，对应输出接串口DR9 输入，串口DR9 输出接7414 输入，对应输出接单片机串行输入P3.0（Rxd）。

④ 按键模块：

选择这4 个引脚作为输入，是有讲究的，P3.2，P3.3 是单片机两个外部中断

输入引脚，P3.4，P3.5 是两个计数器外部时钟输入引脚。这样，这四个按键除了一般按键输入外，还可以做中断输入，计数输入等。当按键不按时，对端口没有任何影响。

⑤ 数码管模块，完善数码管电路和编程测试：

⑥ ADC单元使用简单便宜ADC0804：

2.元器件图形符号的编辑.

对原理图的各个元器件符号进行编辑，不能出现重名。 3.需要编辑的电子元件的封装.

1）七段晶体显像管的封装

2）蜂鸣器的封装

3）开关封装

4）发光二极管封装

5）滑动变阻器封装

把元件的封装名分别加到原理图去。

4.PCB板规划及PCB编辑环境参数设置 5.PCB布局布线及打印出图.

1) 检查是否每个元件都导入封装，选择Design>Update Pcb然后在出现的对话框中单击

Preview Changes看有错误，确保原理图中元件标号，封装，边线是否正确，若有错误在原理图中将错误修改之后，再点击Excute生成PCB即可,对于常出现的错误,一般在于焊盘与元件管脚没有对应关系；

2) 在PCB编辑器的下方选中KeepOutLayer层然后在工作区画电气边界；

3) 将元件移动进边界内,进行元件布局,零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将

来布线的方便性等方面综合考虑先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。

4) 选Design-Rules，对下列规则进行设置：安全间距，走线层面和方向，过孔形状，走

线线宽，敷铜连接形状的设置。

5) 点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置

选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。 然后点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线 ； 6) 如果对自动布线的结果不太满意再手动微调元件位置，手动布线即可，布线结果如附

图1。

四.实验小结

通过这次对单片机最小系统的PCB设计，让我重新对Prortel 99se的用法有了新的

了解。在此设计中，主要有出现以下的问题：

1.作原理图时，对于元件在哪个库的搜索。对于需要自己画的原理图时，它的边框大小的取值。

2.建立封装时，对于元件大小的估计，以及在什么层面上画PCB，对不熟悉的元件管脚分布查询，对已有封装的大小调整。

3.电气规则检查时，会对他提示的错误进行修改，出现的问题主要有元件很焊盘不对应，出现无法连线的问题。

4.更新PCB时，若缺少元件，应该检查是否都导入了封装，记得选好操作的层面，然后对元件比较规范的排布。

五. 附图说明

附图1 电路原理图

附图2 布线图

六.元件列表：

单片机89C51：1

6位数码显示管6-DIGI-DPY-DP:1个 8位A/D转换器ADC0804：1个 排阻RP：3个

正5V/1A稳压块LM7805CT：1个 两脚插件con：1个

电压开关TI-ULN2003A:1个 六反相器74LS14:1个 串行通信接口DB9:1个 限位开关 5个 电感12MHZ: 1个

极性电容：470uf 1个 ,10uf 3 个 电阻：1K 3个,10K 4个, 50K 1个 蜂鸣器：1个

电容：104 3个，160pf 1个，22p 2个 二极管：4个 发光二极管：9个 5V电源：1个

七. 参考文献：

[1]、赵广林.轻松跟我学Protel 99SE电路设计与制版.北京:电子工业出版社,2005年 [2]、王浩全,傅英明.Protel DXP电路设计与制版实用教程.北京:人民邮电出版社,2005年 [3]、崔玮,王金辉.Protel DXP使用手册.北京:海洋出版社,2003年[4]、郝文化. Protel DXP

电路原理图与PCB设计.北京:机械工业出版社,2004年

[5]、程昱.精通Protel DXP电路设计.北京:清华大学出版社,2004年 [6]、韩晓东.Protel DXP电路设计入门与应用.北京:中国铁道出版社,2004年 [7]、谷树忠，闫胜利.Protel 2004实用教程.北京：电子工业出版社，2005年