protel课设-STM32F103最小系统电路设计

学生姓名：指导教师：专业班级：工作单位：题目:基于Protel的STM32F103最小系统电路设计主要目的就是对学生进行protel软件的操作训练，通过训练，使学生能够掌握protelprotel绘制简单电路的原理图和PCB版图，提高学生的动手能力。一、初始条件计算机；OfficeWord软件；PROTELDXP或者AltiumDesigner软件二、内容和要求1、学习PROTEL软件；2、设计一个最小系统的电路，要求至少包含电源，晶振，复位STM32F1033、绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范。3、对所设计电路的基本原理进行分析；4、查阅至少6篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写报告书，全文用A4纸打印。三、时间安排1、2013年12月16日集中下达任务书。作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明；学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。2、2013年12月18日，protel软件基本功能与使用方法学习。3、2013年12月19日至2013年12月25protel进行相关电路图的绘制。4、2013年12月27日上交成果及报告，进行答辩。指导教师签名：年年月月日日系主任（或责任教师）签名：武汉理工大学《protel实训》报告书摘要................................................................11绪论..............................................................22AltiumDesigner软件介绍..........................................23设计内容及要求....................................................33.1设计目的及主要任务..........................................33.1.1设计目的..............................................33.1.2设计任务及主要技术指标................................33.2设计要求....................................................34设计过程..........................................................44.1电路图原理的设计............................................44.2产生网络表..................................................44.3印制电路板的设计............................................55绘制各模块电路....................................................55.1电路的总体原理框图..........................................55.2电路各单元介绍分析..........................................65.2.1芯片STM32F103........................................65.2.2电源电路..............................................65.2.3复位电路..............................................75.2.4晶振电路..............................................85.2.5JTAG调试接口.........................................86PCB布线..........................................................96.1电路布线规则................................................96.1.1地线与电源线的布线..................................96.1.2重要线路的布线.....................................106.1.3PCB布线的通用规则................................106.2PCB绘制图.................................................117心得体会.........................................................13参考文献...........................................................14摘要此，计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。Protel系列软件早期版本用于设计pcb,电路仿真功能和可编程器件开发功能。主要有原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。本文主要介绍了以PCB板制作STM32F103最小系统电路板的基本过程，以及制作的整体思路和在制作的过程应注意的地方，本PCB板涉及到了元件原理系、设计环境的颜色的变化、PCB板层的设置方法与电路板尺寸的确定方法及对象属性的编辑方法。关键词：最小系统，原理图，PCB，altiumdesigner1武汉理工大学《protel实训》报告书1绪论电子技术突飞猛进，正朝着大规模、高密度、小型化、微型化的方向发展，电路板的设计工艺日趋复杂、精美和完善。目前人们在计算机上利用电子CAD软件来完成产品的原理图设计和印刷版设计。Protel系列软件以其功能强、界面友好和操作简便快捷等优点已成为EDA行业尤其是PCB设计中发展最快应用时Protel是Altium公司开发的一款基于WindowsCAD领域的主流产品。划到最终形成生产数据都可以按照设计者自己的设计方式实现。ProtelPCB绘制编辑、拓扑解决方案，使用户可以轻松的进行各种复杂的电路板设计。2软件介绍AltiumDesignerAltiumDesigner是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。AltiumDesigner除了全面继承包括Protel99SEProtelDXP在内的先前一的一体化电子设计环境，以全新的方式创建和推出智能型关联电子产品。ProtelWinter09则具有电路板设计和制造功能，具有自动布线，自动布局，进行逻辑检测、逻辑模拟等强大功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。由于AltiumDesigner在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，AltiumDesigner对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。2武汉理工大学《protel实训》报告书3设计内容及要求3.1设计目的及主要任务3.1.1设计目的（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握Protel系列软件设计原理图、制作PCB板图的基本方法。芯片的相关知识。（2）了解学习有关STM32F103（3）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。3.1.2设计任务及主要技术指标3应用STM32F10芯片设计其最小系统，完成如下基本任务：（1）电路正常供电；（2）能够实现上电复位和按键复位；（3）能够实现程序的调试；3.2设计要求（1）使用Protel系列软件绘制STM32F103芯片最小系统电路原理图。（2Protel系列软件对STM32F103电路PCB版图。3武汉理工大学《protel实训》报告书4武汉理工大学《protel实训》报告书（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，是电路板自动的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。4.3主要是针对altiumdesigner的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助altiumdesigner提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成元件分布，布线等工作。5绘制各模块电路5.1整个电路主要由芯片、电源、复位电路、晶振及调试接口电路组成。框图如下图5-1：图5武汉理工大学《protel实训》报告书5.2.1芯片STM32F103图武汉理工大学《protel实训》报告书2NRST直接与GND相连，为低电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，电源对电容充电，NRST依然为低电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，NRST为高电平，正常工作。武汉理工大学《protel实训》报告书程序。具体电路如下图5-8：武汉理工大学《protel实训》报告书6.1.1地线与电源线的布线武汉理工大学《protel实训》报告书间，将地线与电源线的布线工作留待最后进行也是一个不错的选择。（1下，电源线、地线以及其他线路都会成为接收与发射骚扰的小天线。降低这种骚扰的方法除了加滤波电容外，更值得重视的是减小电源线、地线以及其他线路本身的高频阻抗。因此，各种PCB线路要短而粗，同时线条要均匀。（2最好采用井字形网状布线结构，具体做法是PCB的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连。（3）对A/D类器件，数字部分与模拟部分地线宁可统一也不要交叉。（4在单层PCB中多点接地是不可能的，一种解决方法是把从一个电源中引出的电源线和地线同其他的电源线和地线分隔开，这同样有助于避免电源之间的噪声藕合。6.1.2重要线路的布线重要线路包括时钟、复位以及弱信号线等（1）用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短；石英晶体振荡器外壳要接地；石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。（2）时钟、总线、片选信号要远离I/0线和接插件，时钟发生器尽量靠近到用该时钟的器件。（3）时钟信号线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，时钟线垂直于I/0线比平行I/O线干扰小。（4）弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。（5）钟。6.1.3PCB布线的通用规则（1武汉理工大学《protel实训》报告书此应尽量减小线路的电感。线路的电感与其长度成正比，与其宽度成反比，因而短而宽的线路对抑制干扰是有利的。关键的信号线要尽量粗，并在两边加上保护地，高速线要短而直，导线的宽度不要突变。（2）任何信号都不要形成环路，如不可避免，要让环路区尽量小。（3PCB尽量使用45º折线而不要采用90º折线布线，这样可以减小高频信号对外的发射与耦合。（4增加。为了抑制PCB线路之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的线路，可以有效地抑制串扰。（5消除相应的磁场干扰。（6时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于铜箔与基板间粘合剂受热产生挥发性气体的排出。（7）焊盘中心孔的直径要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。（8）在PCB中，没有用到的区域最好由一个大的接地面来覆盖的，以此提供屏蔽和增加去耦能力。6.2PCB绘制图面布线。即toplayer和bottom。具体如下图6-1：武汉理工大学《protel实训》报告书图武汉理工大学《protel实训》报告书7心得体会通过此课程设计，我比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧，并能处理一些常见问题。在电路设计过程中遇到了很多没有想到的错误及疑惑，经过检查分析错误及和同学一起交流，逐渐学会并掌握了有关电路设计的思想，懂得了如何在设计过程中调试和修改不合理的设计部分。更重要的是学习到了一些电子实际器件的相关参数和封装形式例如直插式SIP与DIP封装和贴片式SOPCB板的制作原理和流程以及参数。在对altiumdesigner软件的学习中，我有不少心得体会。altiumdesigner则是Protel系列设计电路尤其是PCB印刷电路制作中很实用的一款。具有自动布线，自动高电路板布线进程，设计更加精密复杂的电路板。从刚开始对PROTEL制作，每一个步骤都需要足够的耐心和仔细，还要有扎实的专业知识。武汉理工大学《protel实训》报告书参