内蒙古工业大学信息工程学院

实 验 报 告

课程名称：  电子线路CAD与仿真           

实验名称：      IC卡智能水表电路设计   

实验类型： 验证性□ 综合性□ 设计性■

实验室名称：     信息学院机房           

班级：             学号：

姓名：            组别：          

同组人：           成绩：         

实验日期：    2012年12月13日       

实验报告撰写要求

一、  实验前用预习报告纸撰写预习报告，预习报告包括以下内容

1、  实验目的

2、  实验用仪器设备、器材或软件环境

3、  实验原理、方案设计、程序框图、预编程序等

4、  实验过程中需要记录的实验数据表格

二、  实验过程中，要认真观察，仔细记录

三、  完成实验后用实验报告纸撰写实验报告，包括以下内容

1、  仪器设备型号及编号

2、  实验器材或软件环境

3、  实验步骤、程序调试方法

4、  实验数据处理及结果分析

5、  实验中存在的问题

6、  体会及思考题

四、  报告撰写时，要求格式规范、书写整齐

预习报告成绩：         指导教师审核（签名）：                      年    月    日

预习报告

1、实验目的

（1）了解完整的PCB板设计工序及方法；

（2）掌握原理图的设计方法；

（3）掌握PCB板基础知识及设计方法；

（4）了解PCB的设计规则。

2、实验用仪器设备、器材或软件环境

（1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；

（2）Protel DXP软件（最低版本：V7.0）；

（3）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。

3、设计要求

    本实验要求在Protel DXP软件平台上设计单片机控制的LED显示的PCB板。

具体要求如下：

（1）采用双面板设计PCB（外形及尺寸根据具体电子系统合理布局）；

（2）PCB板中的过孔为穿透式、元件安装方式为单面安装；

（3）PCB板中的信号导线的宽度≥10mil、电源导线宽度≥30mil，其他参数自定。

4、实验报告要求

（1）首先设计电路原理图，要求在设计原理图时要按步骤来设计，具体可以参照教材上的设计实例，要添加图形来说明实验过程；

（2）其次设计电路的PCB板，具体要求如下：

?元件的布局采用手工布局的方式，布局时要考虑元件布局的规则；

?布线采用自动布线的方式，布线前要设计布线的规则；

?要分步骤来说明PCB的设计过程，要时添加图形来说明实验过程；

（3）实验报告中要写明实验中遇到的问题、解决的方法和实验体会。

             

实验报告成绩：         指导教师审核（签名）：                    年    月    日

实验报告

1、仪器设备型号及编号

2、实验器材或软件环境

（1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；

（2）Protel DXP软件（最低版本：V7.0）；

（3）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。

3、实验步骤、程序调试方法

（1）电路原理图的设计与画图：

l  查找元件

l  倒入元件

l  按原理图连线

l  设置参数  

原理电路图第一部分：

原理电路图第二部分：

原理电路图第三部分：

原理电路图第四部分：

完成的全部原理电路图：

（注：上图为全图）

全部的图画完后，进行调试，验正画好的原理电路图是否有错误。

（2）验证无错误后，将原理电路图导入PCB界面。

（3）将元件导入PCB界面后，进行手工布局。

（4）合理布局后，画物理边界与电气边界，开始准备布线。（按要求进行参数设置！）

（5）开始自动布线。

100%完成布线后，准备覆铜。

4．实验中存在的问题

l  对于软件的不够熟悉。学习的过程中在因为是第一次接触Protel DXP的软件，难免生疏，各种功能不能快速找到，这就意味着画图或其他操作的速度受限，衍生了许多问题。

l  对于专业英语的陌生，使得在学习的过程中，增加了很多的麻烦，加大了对软件的掌握难度。

l  自身的动手能力不够是这门课学习的最大困难。对于软件的学习最终的目的在于对软件的基本操作，电路图的绘画，PCB板的布局、布线等基础技能是在学习过程中反复练习的基本操作，对于这些的掌握是学习这门课的基础！                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

5．体会及思考题

l  每个专业的学生都应该掌握一些与自己专业息息相关的能力，这是对于学生职业素养的基本要求，因为对于软件的使用能为将来的工作带来便利。

l  “时间是检验真理的唯一的标准”，学习的目的在于培养自身各方面的能力，而拥有良好的、全面的能力会为我们提供更大更好的生存空间。那么，理论知识的学习是必须的，而更重要的是对实践的操作！因此，这种与实践更贴近的课就显得尤为重要。

 

第二篇：ProtelDXP课程设计

信息科学与工程学院

  学号：1203110105

目录

一、课程设计任务书... 1

第一章   Protel 99 SE  软件简介... 2

第二章  原理图设计... 3

第三章  PCB电路板设计... 4

第四章  原理图库和PCB库的设计... 5

一、元器件原理图库的设计... 5

二、PCB库的设计... 6

三、自动生成原理图库和PCB库... 6

第五章  电路原理功能详解... 6

附录：... 6

原理图.. 7

课程设计总结... 7

参考文献：.. 8

一、课程设计任务书     

1.设计内容

1）简单原理图设计

学生掌握电路板设计概念，熟悉PROTELDXP各种操作界面及其基本使用方法，学生熟悉电路原理图的设计过程、画面管理、设置图纸样本文件、放置元器件、绘制原理图、文件管理、打印输出和网络表生成。

2）原理图元件库的制作

掌握自制元件的方法。

3）印制电路板设计

学生掌握PCB印刷电路板的布线流程、PCB画面管理、工作层面设置、设置印刷电路板规则、元件布局、自动布线、手工调整、打印输出。

4）印制电路板元件封装的制作

掌握PCB封装的制作方法

2.设计要求

1）认真完成PROTELDXP学习，熟练掌握基本操作。

2）要求进行步进电机控制器双面电路板设计，布局符合电气规范，美观。

3）书写报告，3千字左右，报告按照设计过程来进行书写，另外附原理图、PCB图各一份。

3.参考资料

1.赵月飞 郭会平 胡仁喜等编著~高等院校EDA系列教材《Protel 99 SE 基础与实例教程》，机械工业出版社。

4.设计进度（20##年2月28日至3月12日）

5.答疑时间及地点

新实验楼电气机房，新实验楼321全天答疑

第一章   Protel 99 SE 软件简介

Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。

　　Protel DXP2004是Altium公司于20##年推出的最新版本的电路设计软件，该软件能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。

　　Protel DXP 2004已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。

　　与较早的版本——Protel99相比，Protel DXP 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了VHDL和FPGA设计系统，其功能大大加强了。

第二章  原理图设计

   由于protel dxp 是由多个模块组成的系统工具，对于同一个项目工程，其电路原理图、仿真原理图、PCB设计等相互之间有着密切的联系，为了最大限度的发挥DXP的设计功能，需要将有联系的文件放在同一个工程文件下，以下是原理图设计的基本操作步骤，仿真原理图的设计和常规原理图的设计差不多，但要保证没有元件具有所需要的仿真simulation属性。

1）新建工程文件。按路径“File-New-PCB project”新建工程文件，并保存。

2）新建原理图文件。按路径“File-New-schematic”新建原理图文件，保存在所建的工程文件下。

3）添加元器件库：元器件放置前要确保所需要的原理图元件库已经加载进来，如果没有，则可在右侧libraries面板标签上点击“libraries-installed-install”,按路径选择所需的元件库，然后点击打开，完成后“close”。本电路图中所有元器件均可以在库中找到，如果找不到则需要自己建立原理图库文件，画好元器件后再添加。

4）元器件搜素和放置：点击右侧libraries面板标签,点击“search”后在对话框相应的位置输入元件名称，在点击“search”即可，搜素完成后点击“place”就可以放置元器件了。

5）原理图布线：点击布线工具栏里的“Wire”,此时鼠标箭头变成十字，按照相应的电气连接关系连好电路。

6）元器件自动编号：原理图中的各个元件可以在放置的时候手动编号，也可以执行“tools-Annotate Schematics”进行自动编号。

7）编译查错：这个步骤很重要，它可以初步检查电路连接的电气关系，执行“Project-compile document Sheet.SCHDOC”命令，点击右侧的“messages”标签查看出错提示，修改相应的地方再执行，直到没有错误为止。

8）建立网络表：网络表表示的是各个元件引脚之间的电气连接关系，为生成PCB作前期的准备，执行“Design-Netlist-Protel”，系统会在工程文件下自动生成一个“.NET”的文件。

9）存盘输出：当以上所有工作都完成之后一个原理图就设计完成了，此时要对文件作保存。执行“Reports”下面的各个选项就可以生成该原理图的元器件清单，打印出来之后就可以利用这些资料购买材料了，但要确保所有的参数都没有错。

第三章  PCB电路板设计

1）新建PCB文件：可以利用生成向导新建PCB文件，点击左侧的“Files-New from template-PCB Board Wizard”按生成向导新建，也可以执行“File-New-PCB”命令添加，新建完成后保存在工程文件下。

2）设置工作层面和环境参数：在“Design-Board Layers&Colors”下打开对话框，就可以开始设置了，但一般这一项都保持默认值不变，不必更改，本次设计采用双面板。

3）规划电路板，设置电气边界和物理边界，放置安装孔：利用划线工具画出边框，边框线设在Keepout Layer 层，执行“Design-Board shape-Refine Board shape”沿着边界线走一圈，单击右键即可，放置四个焊盘作为安装孔。

4）导入网络表：在原理图编辑环境下执行“Design-Update PCB Document.PcbDoc”,在弹出的对话框中点击Validate Changes,看是否有红叉，如果有则要查找原理图中的错误并更改，变成全是绿色的对号后点击Execute Changes,然后close。

5）手动布局：执行上一步后系统自动跳到PCB编辑环境下，删掉Rooms,执行“Design-Board Options”,将捕获栅格、电气栅格、可视栅格设置为合适的尺寸，用鼠标点住元件，拖到合适的地方释放，直到布局比较美观并没有重叠为止。如果元件封装有错误需要及时更改，可以回到原理图中改，然后执行第四步，也可以直接在PCB中改。

6）布局完成后可以重新规划电路板，在不影响元器件电气连接的前提下最大限度降低制板成本。

7）布线规则设置：执行“Design-Rules”命令，打开布线规则设置，按照要求设置好之后点击Close使设置生效。

8）自动布线：执行“Auto Route-All”点击Route All后系统开始自动布线，完成后检查是否符合要求，没有布通的则需要手动布线。

9）  DRC检验：布线完成后可以利用设计规则检验功能检查布线是否有错误，若有则需改正。

10）      地线覆铜：为了加大过电流能力和PCB板的抗干扰能力，布线没有错误之后可以进行地线覆铜了，点击布线工具栏的覆铜命令，打开之后设置覆铜层和地线网络，选上“Remove Dead Copper”,抠除死铜，点击“OK”后沿着边界走一圈，点击右键即可完成覆铜，顶层和底层都覆上铜。

11）      存盘输出：保存文件，同样可以在Report菜单下输出需要的清单。

第四章  原理图库和PCB库的设计

当在原理图设计和PCB设计时经常会遇到无法搜素到所需的元器件的情况，这时就需要我们自己创建原理图库和PCB库了，创建库文件之前首先要清楚所要选取的元器件各个引脚的功能和名称，并且要用卡尺测量管脚的尺寸，如果可以用原有的库文件中其它元件的封装代替则不必测量管脚和创建PCB库了，否则需要自己动手画封装和元器件的原理图符号，并设置相关的参数。

一、元器件原理图库的设计

1）新建原理图库文件：执行“File-New-Library-Schematic Library”,保存。

2）利用划线工具栏里的直线、矩形框、圆等工具绘制元件，利用划线工具栏下的添加引脚命令给绘制好的元件添加电气连接引脚，一定要保证引脚带型号的一侧向元件的外侧。

3）绘制完成之后保存，然后在左侧的SCH Library标签下双击元件名，即可打开元件属性，将元件的封装添加进来，修改之后保存。

4）点击SCH Library标签中的Place，即可将此元件放置到原理图中。

二、PCB库的设计

1）新建PCB库文件：执行“File-New-Library-PCB Library”,保存。

2）绘制封装的外形和焊盘，同样利用划线工具栏中的工具绘制，此时注意将边框线设置在Top Overlay层，焊盘在Muti-layer层，PCB库文件封装的绘制一定要保证尺寸准确，否则是无效的。

3）绘制完成后保存，封装的添加一般在创建原理图库文件的时候添加，也可以在绘制原理图的时候添加。

三、自动生成原理图库和PCB库

在Protel DXP 环境下支持自动生成元器件库和封装库，执行Design下的Make Schematic Library 或Make PCB Library即可自动生成，同时也可以执行Make integrated Library生成集成库文件。

第五章  电路原理图功能简介

本次课程设计的电路板是一个步进电机控制器，其中的L298N和L297是步进电机驱动芯片，P6接口可以连接单片机，单片机的驱动信号经过SN74F04D芯片输入到L297，信号经过处理从P1接口输出驱动电机，P8接口作跳线用，当P6口无输入时可使用跳线，使本电路板上的驱动信号驱动电机，此时指示灯D11亮，表明信号是从本电路板输出，本电路板驱动信号由NE555N芯片和三个开关产生，NE555N芯片可产生脉冲，通过GD-CLOCK标号和芯片L297连接，接口P7使用跳线使D9和D10指示电源，P5接口可以从外部电路输入驱动信号驱动电机，P2和P4是电源输入接口，P3借口作跳线使用，可以利用P3选择是否将此电路板的电源通过P1口输出，和NE555N芯片连接的电位器可调节NE555N输出脉冲的快慢从而控制电机转速的快慢。

附录：

原理图

课程设计总结

作为一个电自专业大二的学生，我深知课程设计的重要性，这次课程设计我从刚开始的什么都不懂不会，到现在的完成这次课程设计，掌握了步进电机控制器的知识及相关Protel DXP的基本操作，提高了自己的设计能力。实践是检验真理的唯一标准。理论知识的不足在这次实习中表现的很明显，这将有助于我今后更加明确学习的方向，可以认识到自己的不足，确定自己的目标，从而更加努力的学习，只有这样我们才能真正的去掌握它，真正去运用它，虽然只是初步学会了使用Protel DXP，离真正掌握还有一定距离，但学习的这段日子确实令我受益匪浅，我以后会更加注重这方面能力的培养，在学习好理论知识的同时加强实践能力。

在整个设计过程中，我们通过Protel DXP设计了一套电路原理图和PCB连接图。在制作PCB时，发现一定要有细心、耐心、恒心的品质才能做好事情，首先是线的布局上既要美观有要实用，还要走线简单，尽可能兼顾各个方面是很需要的，否则就是纸上谈兵，不具备可操作性。在画好原理图后做PCB板时，由于对布线规则和环境参数不熟悉，导致布了几次都不能将所有的线全部布完，参数设置不合理增加了布线的难度，也产生了很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利，在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨，从开始时充满激情到最后汗流浃背，点点滴滴无不令我回味无穷，。经过两周的课程设计，让我重新领会了“纸上来得终觉浅，绝知此事要躬行”这句名言的深刻含义。在短暂而充实的实习过程中，让我深深感觉到自己在实际应用中的专业知识的匮乏，刚开始做的时候，对一些东西感到无从下手，茫然不知所措，在书本上学的理论知识，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么的少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。“千里之行，始于足下”，这次两周的课程设计对我走向社会起到了一个桥梁的作用，过渡的作用，是我们人生中一段重要的经历，也是一个重要的步骤，对将来走上工作岗位也有着很大的帮助。

通过两周的课程设计，基本掌握了Protel DXP的最简单的操作，但要想真正掌握这个实用的集成开发设计软件，将设计思想转化为实际的并无错误的PCB电路板，绝非一日之功，还需要在以后多加练习，强化理论联系实际的理念，加强操作和动手能力，在此对细心指导、帮助我的老师表示诚挚的谢意。

                                       

 方又方

                                     20##年3月22日于长春

参考文献：

［1］.李俊婷 主编.计算机辅助电路设计与Protel DXP (第1版).北京:高等教育出版社,2009

［2］.老虎工作室编著.电路设计与制版.Protel DXP入门与提高.北京：人民邮电出版社，2002