毕业设计(论文)-电话线路防盗报警器设计与制作

摘

要电话线路被非法盗用，会造成不小的经济损失，这是一件令人烦恼的事情。您可以安装电话线路防盗报警器来解决这一问题。通过该电路设计，可随时监测电话线路传输的现状，以便及时查找漏洞，发现并解决电话被盗打的根源。电话主人拨打电话时，只需轻轻拨开警示器开关，电话即可正常运行；同理，电话主人不使用时，即可将警示器开关闭合，随机监测并报警提示。本文介绍的报警器能够监测并防止他人非法盗用你的电话线路。当有人在你的电话外线上并机盗打时该报警器就发出干扰信号，使盗用者不能拨号，使盗打者电话里只能听到刺耳的报警声响，无法正常通话，迫使并机者放弃盗打的念头。关键词：电话防盗打

电路工作原理计算机辅助设计目录摘

要 I目录 II引

言 IV第一章

电话防盗打指示器的课题简介 11.1电话防盗打指示器的背景 11.2电话防盗打指示器的市场背景 1第二章Protel99SE的介绍 22.1Protel99SE的概述 22.2Protel99SE的组成 22.3Protel99SE的应用 2第三章电话防盗打指示器的具体设计 43.1电话防盗打指示器的工作原理 43.2电话防盗打指示器的设计步骤 43.3电话防盗打指示器元器件的准备 53.3.1晶体三极管 53.3.2负载电阻器与电容 63.3.3蜂鸣器与按钮开关 73.4电话防盗电路原理图的绘制 123.4.1

原理图设计过程 123.4.2

新建一个设计库 133.4.3添加元件 133.4.4编辑元件 143.4.5连接线路 153.4.6放置接点 153.4.7电路图的检测 153.4.8保存文件 16第四章电话防盗指示器电路板的设计 174.1电话防盗打指示器PCB的设计步骤 174.1.1电路版设计的准备工作 174.1.2画出自定义的非标准器件的封装库 174.1.3设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等 174.1.4装入网络表 174.1.5布置零件封装的位置，也称零件布局 174.1.6根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定 184.1.7布线规则设置 184.1.8自动布线和手工调整 194.1.9放置覆铜区 204.2生成各种PCB报表 214.3印制电路板的设计 224.4电话防盗打指示器的电路说明 23第五章电话防盗打指示器的制作与调试 245.1制作 245.2调试 24第六章总结与展望 25致

谢 26参考文献 27引

言通过该电路设计，可随时监测电话线路传输的现状，以便及时查找漏洞，发现并解决电话被盗打的根源。电话主人拨打电话时，只需轻轻拨开警示器开关，电话即可正常运行；同理，电话主人不使用时，即可将警示器开关闭合，随时监测并报警提示。本文介绍的报警器能够监测并防止他人非法盗用你的电话线路。当有人在你的电话外线上并机盗打时该报警器就发出干扰信号，使盗用者不能拨号，使盗打者电话里只能听到刺耳的报警声响，无法正常通话，迫使并机者放弃盗打的念头。本实用新型电路简单，设计合理，性能安全可靠，使用连接方便，应用范围广泛。第一章

电话防盗打指示器的课题简介1.1电话防盗打指示器的背景本课题涉及一种电话盗打警示器，其特征在于该电路输入端跨接在电话线上，设有开关S1；电路经电阻R1、调整电位器KP分压，通过电阻R2连接三极管VT1基极，给三极管VT1提供基极偏流并使之导通；经三极管VT2、VT3、电阻R3、电容C组成的音频振荡电路工作，并与扬声器BL连接。所述开关S1设于隐藏暗盒内。通过该电路设计，可随机监测电话线路传输的现状，以便及时查找漏洞，发现并解决电话被盗打的根源。电话主人拨打电话时，只需轻轻拨开警示器开关，电话即可正常运行；同理，电话主人不使用时，即可将警示器开关闭合，随机监测并报警提示。本课题新型电路简单，设计合理，性能安全可靠，使用连接方便，应用范围广泛。1.2电话防盗打指示器的市场背景从市场来看，随着电子行业的不断强大，科学技术越来越高，使得我们的电子产品也日益精密化。总体来看，整个所需元件造价不高，基础投资较少,成本较低，简易又不失适用，更不需要太大的生产规模，投资少，风险小，成本低，利润高，绝对适合中小型工厂开发生产。从销售市场来看，因为造价不高，普通家庭也能购买，方便了各个层次的人们，推动了社会的市场发展带动国民科技水平的提高，利人、利己、利大家。简而言之，经济实惠。第二章Protel99SE的介绍该课题的设计、电路图的制作、PCB电路板的生成都是在仿真软件Protel99SE中完成的。2.1Protel99SE的概述Protel99SE是Protel公司于2000年推出的基于Windows平台的全32位的电路设计仿真软件，是该软件的第六代产品。Protel是目前国内最流行的通用EDA软件，它是将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的EDA工作平台，是第一个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。Protel98率先集成了软件界面，Protel99增加了仿真功能和PLD设计和信号完整性分析。在此基础上，Protel99SE又增加了一些新的功能，用户使用更加方便灵活它具有强大的自动设计能力，高速有效的编辑功能、简洁方便的设计过程管理PDM（ProductDataManagement），可完整地实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程，以及这期间的所有分析，仿真和验证。其主要的功能模块包括电路原理图设计系统，印刷电路板设计系统、自动布线器、可变成逻辑器件设计系统和模/数混合信号仿真器等。2.2Protel99SE的组成

Protel99SE主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。在protel99的设计是面向一个设计组的，设计组的成员和特点都在Design-xplorer中进行管理，可以在designexplorer中定义设计组的成组和权限，这样就使通过网络来进行设计变的更加方便。设计组中的成员数量没有限制，并且他们可以同时访问同一个设计库。每个成员都可以看到当前哪个文档被打开，并且可以锁住文档防止被修改。所有的文档都包含在设计文档主目录中，其中主要有电路设计文档电路原理图文件和印制电路板文件，以及很多子目录中。原理图设计系统是一个易于使用的具有大良元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。印制电路板设计系统是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件，直接关系到印制电路板的生产。2.3Protel99SE的应用Protel99SE软件，该软件是把电子技术应用到实际的第一步，是澳大利亚ProtelTechnology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。其使用也很简单，首先设置原理图环境，把环境设置好后，在进行放置元件，由于元件的种类很多，被放在不同的元件库中，元件一旦放置在原理图上，就需要用导线连接起来，连接时要符合电气规则。然后在编辑元件的属性，进而做进一步调整，检查原理图，完成操作。其使用步骤如下：（1）启动Protel99SE。（2）创建设计数据库：将光标移到菜单［File］／［New］处，单击鼠标。出现两个标签，分别是路径和密码。路径标签对应的是新建数据库的基本信息，如文件名和路径，可以在相应的位置修改文件名，并选择文件的存储位置。单击［OK］创建此文档。（3）启动原理图编辑器：双击［Document］图标，执行菜单命令［File］／［New］，在对话框中单击［SchematicDocument］图标，选中原理图编辑器，单击［OK］，完成新的原理图文件的创建。可以修改文件名。（4）设置原理图图纸：一般系统默认图纸大小为Ｂ号。（5）装入元件库：在放置元器件之前，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游览器中（6）在［BrowseSch］列表中选择所需要的元件放置在原理图的合适位置，进行线路连接，并进行ERC检查。（7）创建网络表：执行［Design］／［CreateNetlist］命令创建网络表。（8）创建PCB文件并启动编辑器。（9）元件布局：可以选择自动布局和手动布局。（10）自动布线：在设置完网络分类、布线规则后就可以进行自动布线。这样一张完整的PCB图就完成了。第三章电话防盗打指示器的具体设计3.1电话防盗打指示器的工作原理将本电路输入端跨接在电话线上。机主自己呼出时，S1断开，故不会影响正常通话。机主挂机后，合上S1。由于外线直流电压在不摘机时为40-48V，经R1,KP分压后，给三极管VT1提供基极偏流并使之导通。VT1集电极为低电位。VT2、VT3不工作。若有人偷打电话，只要一摘机，外线电压就会立即降至约9V，使VT1截止，集电极变成高电平，使VT2、VT3、R3、C构成的音频振荡器工作，扬声器发声，提醒主人注意。3.2电话防盗打指示器的设计步骤一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。①电路原理图的设计电路原理图的设计主要是protel99se的原理图设计系统（AdvancedSchematic）来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用protel99se所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。②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）之间的一座桥梁，它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。③印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对protel99se的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助protel99se提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。3.3电话防盗打指示器元器件的准备3.3.1晶体三极管晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。晶体管是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。三极管详解半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。如图3-2-1所示。

ANPN星三极管

bPNP型三极管

图3-3-1晶体三极管类型晶体三极管是非线性的电阻器件，其主要特性与工作模式有关，晶体管工作在饱和区与截止区时，晶体管将呈现低阻或高阻状态，其行为类似一个开关。根据上述晶体三极管的主要特性，在本设计中采用一个PNP型的晶体三极管VT1和三个NPN型的晶体三极管VT2、VT3、VT4。一方面，PNP型三极管VT1与一个NPN型三极管VT2组成触发电压鉴别电路。当系统发生报警时，传感部分端电压发生变化，通过触发电压鉴别电路的控制，系统另两个NPN型晶体三极管VT3截止，VT4导通并作为驱动管带动蜂鸣器及发光二极管工作发出声光报警，从而实现对报警系统的控制。另一方面，两个NPN型三极管VT2、VT3还与负载电阻器组成自锁电路，一旦系统发生报警，由于负载电阻器的分压作用，组成自锁电路的晶体三极管VT2、VT3的工作状态将不会改变，报警系统将会一直工作在报警状态，除非按下复位开关S2或切断电源，否则报警器将会一直工作在报警状态。3.3.2负载电阻器与电容电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，电容器通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某绝缘物质(固体、气体或液体)所隔开，就构成了电容器。两片金属称为极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F)。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用的电容单位有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，它们的关系是：1法拉(F)=1000000微法(μF)1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)。在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正(+)、负(-)极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压(学了以后的教程，可以用万用表观察)，我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。电子电路中，电容器只能通过变化电流，不能通过直流电，在电路中起着“通交流，隔直流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢？我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流。电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V，10V，16V，25V，50V等。在本电路中负载电阻器主要是用来达到分压与限流的目的，其中一个负载电阻器R9与按钮开关S1并联，构成常开报警按钮开关。采用这种设计的主要目的是，如果想要破坏开关或是使负载电阻器R9短路或断路，都会引起报警系统报警，从而使报警系统更能稳定的工作。同时，负载电阻器在自锁电路中维持三极管的基极电压发挥了重要作用。而电路中两只电容均为消除干扰，稳定工作而设置的。3.3.3蜂鸣器与按钮开关本设计中采用蜂鸣器进行声音报警，蜂鸣器内部带有振荡器，只要接通电源就会发出声音。在本设计，由晶体三极管VT2作为蜂鸣器的驱动管，当晶体三极管VT2导通时便可带动蜂鸣器工作。蜂鸣器的介绍1．蜂鸣器的作用：蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。2．蜂鸣器的分类：蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。3．蜂鸣器的电路图形符号

蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。（二）蜂鸣器的结构原理1．压电式蜂鸣器

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2．电磁式蜂鸣器

电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。蜂鸣器标签:技术一、常规电磁蜂鸣器产品是如何工作的？无源电磁蜂鸣器工作原理是：交流信号通过绕在支架上的线包在支架的芯柱上产生一交变的磁通，交变的磁通和磁环恒定磁通进行叠加，使钼片以给定的交流信号频率振动并配合共振腔发声。产品的整个频率和声压的响应曲线与间隙值、钼片的固有振动频率（可粗略折射为小钼片的厚度）、外壳（亥姆霍兹共振声腔）频率、磁环的磁强漆包线的线径有直接关系。常规电磁无源蜂鸣器产品由哪些材料组成？序号1234567名称支架线包磁环塑座线路板钼片外壳规压电蜂鸣器产品是如何工作的？压电蜂鸣片是将高压极压化后的压电陶瓷片黏贴于振动金属片上。当添加交流电压后,会因为压电效应,而生成机械变形伸展及收缩，利用此特性使金属片振动而发出声响周边支持方式-将蜂鸣片外径边缘固定于共振腔内，一般采无回授式蜂鸣片,而其蜂鸣片须与共振腔频率搭配,才会有较高的音压输出,并由外部振荡电路生成推动信号,使蜂鸣器发出声音.节点支持方式-将蜂鸣片固定于约与陶瓷片直径同尺寸的环形结构内。若共振腔设计得宜,并搭配频率正确的回授式蜂鸣片与正回授电路,将可生成较大音压及正确的频率。常规压电无源蜂鸣器（外驱动）产品由哪些材料组成？序号1234名称外壳蜂鸣片漆包线线路板组件PCB固定式压电无源弹簧针式压电无源蜂鸣器五、

有源蜂鸣器和无源蜂鸣器有什么区别？有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的根本区别是产品对输入信号的要求不一样；有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从面实出磁场交变，带动钼片振动发音。但是在某些有源蜂鸣器在特定的交流信号下也可以工作，只是对交流信号的电压和频率要求很高，此种工作方式一般不采用。无源蜂鸣器没有内部驱动电路，有些公司和工厂称为讯响器，国标中称为声响器。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。电磁无源蜂鸣器和压电无源蜂鸣器怎样与电子线路中IC输出引脚连接？电磁无源蜂鸣属于感性负载器件，理想输入是正向方波通常记作：VO-P。通常接线电路如下：压无源蜂鸣属于容性负载器件，理想输入是双向方波通常记作：VP-P。通常接线电路如下：但是如果IC是反向器4049等，取一非门的输入和输出接蜂鸣器也是很理想的，只是有时IC的输出功率太小，声音达不到预期要求。如果蜂鸣器是作为高声压报警用的，普通的两引脚电感还不能满足要求，一般会采用三脚抽头电感，一般为10倍的升压比，有些高声压110dB以上的可能要用小功率变压器实现升压。蜂鸣器七、科技名词定义中文名称：按钮开关英文名称：push-buttonswitch定义：利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关。所属学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表元件（二级学科）；仪器仪表机电元件-仪器仪表开关（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录简介分类按操作方式、防护方式分类按用途和触头的结构不同分类技术参数使用环境条件主要技术参数常见品牌简介分类按操作方式、防护方式分类按用途和触头的结构不同分类技术参数使用环境条件主要技术参数常见品牌展开编辑本段简介按钮开关是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器、电磁起动器等。按钮开关的结构种类很多，可分为普通揿钮式、蘑菇头式、自锁式、自复位式、旋柄式、带指示灯式、带灯符号式及钥匙式等，有单钮、双钮、三钮及不同组合形式，一般是采用积木式结构，由按钮帽，复位弹簧，桥式触头和外壳等组成，通常做成复合式，有一对常闭触头和常开触头，有的产品可通过多个元件的串联增加触头对数。还有一种自持式按钮，按下后即可自动保持闭合位置，断电后才能打开。为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色，以示区别，其颜色有红、绿、黑、黄、蓝、白等。如，红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮等。按钮开关的主要参数有型式及安装孔尺寸，触头数量及触头的电流容量，在产品说明书中都有详细说明。常用国产产品有LAY3，LAY6，LA20，LA25，LA38，LA101，LA115等系列。编辑本段分类按操作方式、防护方式分类按钮可按操作方式、防护方式分类，常见的按钮类别及特点：（1）开启式：适用于嵌装固定在开关板、控制柜或控制台的面板上。代号为K。（2）保护式：带保护外壳，可以防止内部的按钮零件受机械损伤或人触及带电部分,代号为H。（3）防水式：带密封的外壳，可防止雨水侵入。代号为S。（4）防腐式：能防止化工腐蚀性气体的侵入。代号为F。（5）防爆式：能用于含有爆炸性气体与尘埃的地方而不引起传爆，如煤矿等场所。代号为B。（6）旋钮式：用手把旋转操作触点，有通断两个位置，一般为面板安装式。代号为X。（7）钥匙式：用钥匙插入旋转进行操作，可防止误操作或供专人操作。代号为Y。（8）紧急式：有红色大蘑菇钮头突出于外，作紧急时切断电源用。代号为J或M。（9）自持按钮：按钮内装有自持用电磁机构，主要用于发电厂、变电站或试验设备中，操作人员互通信号及发出指令等，一般为面板操作。代号为Z。（10）带灯按钮：按钮内装有信号灯，除用于发布操作命令外，兼作信号指示，多用于控制柜、控制台的面板上。代号为D。（11）组合式：多个按钮组合。代号为E。（12）联锁式：多个触点互相联锁。代号为C。按用途和触头的结构不同分类（1）常开按钮（2）常闭按钮（3）复合按钮使用环境条件周围空气温度-25℃~+40℃海拔高度:≤2000m空气相对湿度:≤90%污染等级3级防护等级IP55主要技术参数开关额定值:AC-1536V/10A110V/10A220V/5A380V/2.7A660V/1.8ADC-1324V/4A48V/4A110V/2A220V/1A440V/0.6A约定发热电流:1th10A触电电阻:≤50mΩ绝缘电阻:≥10mΩ机械寿命:一般钮n≥100×10次;旋钮≥30×10次.钥匙钮n≥5×10次;急停钮≥5×10次编辑本段常见品牌市场上常见的品牌有施耐德，西门子，ABB，NKK/日开，上海二工，FUJI/富士，正泰，IDEC/和泉，凯昆，天逸，TEND/天得，德力西，GQELE/高桥，松下，DECA，人民，OMRON/欧姆龙等品牌。开放分类：机械工程，电气，仪器仪表元件，仪器仪表机电元件，仪器仪表开关3.4电话防盗电路原理图的绘制3.4.1

原理图设计过程①设计图纸大小首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。②设置protel99se/Schematic设计环境包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。③旋转零件用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。④原理图布线利用protel99se/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。⑤调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。⑥报表输出通过protel99se/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。⑦文件保存及打印输出最后的步骤是文件保存及打印输出。3.4.2

新建一个设计库（1）启动Protel99se（2）选取菜单File/New来新建一个设计库DatabaseFileName处可输入设计库存盘文件名，点击Browse...改变存盘目录。如果您想用口令保护您的设计文件，可点击Password选项卡，再选Yes并输入口令，点击OK按钮。（3）选取File/New...打开NewDocument对话框，选取SchematicDocument建立一个新的原理图文档。3.4.3添加元件由于电路是由元件（含属性）及元件间的边线所组成的，所以现在要将所有可能使用到的元件都放到空白的绘图页上。通常用下面两种方法来选取元件。①通过输入元件编号来选取元件做法是通过菜单命令Place/Part或直接点击电路绘制工具栏上的按钮，打开如图1－8所示的“PlacePart”对话框，然后在该对话框中输入元件的名称及属性。Protel99se的PlacePart对话框包括以下选项。（1）LibRef在元件库中所定义的元件名称，不会显示在绘图页中。（2）Designator流水序号。（3）PartType显示在绘图页中的元件名称，默认值与元件库中名称LibRef一致。（4）Footprint包装形式。应输入该元件在PCB库里的名称。放置元件的过程中，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框。②从元件列表中选取添加元件的另外一种方法是直接从元件列表中选取，该操作必须通过设计库管理器窗口左边的元件库面板来进行。下面示范如何从元件库管理面板中取一个与门元件。首先在面板上的Library栏中选取MiscellaneousDevices.lib，然后在ComponentsInLibrary栏中利用滚动条找到AND并选定它。接下来单击Place按钮，此时屏幕上会出现一个随鼠标移动的AND符号，按空格键可旋转元件，按下X或Y可在X方向或Y方向镜像，按Tab键可打开编辑元件对话框。将符号移动到适当的位置后单击鼠标左键使其定位即可。3.4.4编辑元件Schematic中所有的元件对象都各自拥有一套相关的属性。某些属性只能在元件库编辑中进行定义，而另一些属性则只能在绘图编辑时定义。在将元件放置到绘图页之前，此时元件符号可随鼠标移动，如果按下〖TAB〗就可打开“Attributes”选项卡中的内容较为常用，它包括以下选项。（1）LibRef在元件库中定义的元件名称，不会显示在绘图页中。（2）Footprint包装形式。应输入该元件在PCB库里的名称。（3）Designator流水序号。（4）PartType显示在绘图页中的元件名称，默认值与元件库中名称LibRef一致。（5）SheetPath成为绘图页元件时，定义下层绘图页的路径。（6）Part定义子元件序号，如与门电路的第一个逻辑门为1，第二个为2，等等。（7）Selection切换选取状态。（8）HiddenPins是否显示元件的隐藏引脚。（9）HiddenFields是否显示“PartFields1-8”、“PartFields9-16”选项卡中的元件数据栏。（10）FieldName是否显示元件数据栏名称。改变元件的属性，也可以通过菜单命令Edit/Change。该命令可将编辑状态切换到对象属性编辑模式，此时只需将鼠标指针指向该，然后闽南鼠标左键，就可打开Part对话框。在元件的某一属性上双击鼠标左键，则会打开一个针对该属性的对话框。如在显示文字U？是双击，由于这是Designator流水序号属性，所以出现对应的PartDesignator对话框。放置电源与接地元件，VCC电源元件与GND接地元件有别于一般的电气元件。它们必须通过菜单Place/PowerPort或电路图绘制工具栏上的按钮不调用，这编辑窗口中会有一个随鼠标指针移动的电源符号，按Tab键，即出现如图1－12所示的PowerPort对话框。在对话框中可以编辑电源属性，在Net栏中修改电源符号的网络名称，在Style栏中修改电源类型，Orientation修改电源符号放置的角度。电源与接地符号在Style下拉列表中有多种类型可供选择。3.4.5连接线路所有元件放置完毕后，就可以进行电路图中各对象间的连线（Wiring）。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。要进行操作，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place/Wire将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针由空心箭头变为大下字。只需将鼠标指针指向欲拉连线的元件端点，单击鼠标左键，就会出现一条随鼠标指针移动的预拉线，当鼠标指针移动到连线的转弯点时，单击鼠标左键就可定位一次转弯。当拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键，可在任何时候双击鼠标左键，就会终止该次连线。若想将编辑状态切回到待命模式，可单击鼠标右键可按下Esc键。更快捷的连线方法：在待命模式，按鼠标右键，点击PlaceWire菜单项就可以进行连线。3.4.6放置接点在某些情况下Schematic会自动在连线上加上接点（Junction）。但通常有许多接点要我们自己动手才可以加上的。如默认情况下十字交叉的连线是不会自动加上接点的。要放置接点，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行菜单Place/Junction，这时鼠标指针会由空心箭头变成大十字，且蹭还有一个小黑点。将鼠标指针指向欲放置接点的位置，单击鼠标左键即可，单击鼠标右键可按Esc键退出放置接点状态。3.4.7电路图的检测①编辑和调整利用Protel99SE所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。②检查原理图使用Protel99SE的电气规则，即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误，根据错误情况进行改正。

③生成网络表网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/CreateNetlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。经过以上的步骤，完成了两级放大电路原理图的设计。主要是用Protel99SE的原理图设计系统来绘制电路原理图。在绘制原理图的过程中，要充分利用Protel99SE所提供的各种原理图绘制工具、测试工具和各种编辑功能。3.4.8保存文件电路图绘制完成后要保存起来，以供日后调出修改及使用。当打开一个旧的电路图文件并进行修改后，执行菜单File/Save可自动按原文件名将其保存，同时覆盖原先的旧文件。在保存文件时如果不希望覆盖原来的文件，可彩换名保存的。具体方法是执行File/SaveAs...菜单命令的SaveAs对话框，在对话框中指定新的存盘文件名就可以了。我们在“SaveAs”对话框中打开“Format”下拉列表框，就可以看到Schematic所能够处理的各种文件格式：AdvancedSchematicBinary(*.sch)AdvancedSchematic电路绘图页文件，二进制格式AdvancedSchematicASCII(*.asc)AdvancedSchematic电路绘图页文件，文本格式OrcadSchematic(*.sch)SDT4电路绘图页文件，二进制文件格式。AdvancedSchematictemplateASCII(*.dot)电路图模板文件，文本格式。AdvancedSchematictemplatebinary(*.dot)电路图模板文件，二进制格式。AdvancedSchematicbinaryfiles(*.prj)项目中的主绘图页文件。在默认情况下，电路图文件的扩展名为.Sch。第四章电话防盗指示器电路板的设计4.1电话防盗打指示器PCB的设计步骤4.1.1电路版设计的准备工作1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二极管和三极管等。4.1.2画出自定义的非标准器件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB库专用设计文件。4.1.3设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。2、规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm的螺丝可用6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCBizard中调入。注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成KeepOut层，即禁止布线层。4.1.4装入网络表打开所有要用到的PCB库文件后，调入网络表文件和修改零件封装这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。4.1.5布置零件封装的位置，也称零件布局Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行"Tools"下面的"AutoPlace",用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。注意：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。4.1.6根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。放好后用VIEW3D功能察看一下实际效果，存盘。4.1.7布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules的Menu处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。选Design-Rules一般需要重新设置以下几点：1、安全间距(Routing标签的ClearanceConstraint)它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm以下是绝对禁止的。2、走线层面和方向（Routing标签的RoutingLayers）此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-LayerStackManager中，点顶层或底层后，用AddPlane添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-MechanicalLayer中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。机械层1一般用于画板子的边框；机械层3一般用于画板子上的挡条等机械结构件；机械层4一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCBWizard中导出一个PCAT结构的板子看一下3、过孔形状（Routing标签的RoutingViaStyle）它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。4、走线线宽（Routing标签的WidthConstraint）它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（NetClass）的线宽设置，如地线、+5伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-NetlistManager中定义好，地线一般可选1mm宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。下图为一个实例5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的PolygonConnectStyle）建议用ReliefConnect方式导线宽度ConductorWidth取0.3-0.5mm4根导线45或90度。其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。选Tools-Preferences，其中Options栏的InteractiveRouting处选PushObstacle（遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，IgnoreObstacle为穿过，AvoidObstacle为拦断）模式并选中AutomaticallyRemove（自动删除多余的走线）。Defaults栏的Track和Via等也可改一下，一般不必去动它们。在不希望有走线的区域内放置FILL填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top或BottomSolder相应处放FILL。布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。4.1.8自动布线和手工调整1、点击菜单命令AutoRoute/Setup对自动布线功能进行设置选中除了AddTestpoints以外的所有项，特别是选中其中的LockAllPre-Route选项，RoutingGrid可选1mil等。自动布线开始前PROTEL会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。2、点击菜单命令AutoRoute/All开始自动布线假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。3、对布线进行手工初步调整需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-DensityMap查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。4.1.9放置覆铜区将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm并清除错误标记，选Place-PolygonPlane在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS格式文件的话，一定要选择用八角形）。4.2生成各种PCB报表1.生成已选取管教的报表执行菜单命令“Edit\SelectedNet”选取电路板中的网络。再执行菜单命令“Report\SelectedPins”,

弹出对话框列出所有被选取的管脚。2.生成电路板信息报告执行菜单命令“Report\BoardInformation”可生成电路板信息报告。3.生成设计文档报表执行菜单命令“Report\DesignHierarchy”生成当前电路板的设计文档报表。4.生成网络状态报表执行菜单命令“Report\NetlistStstus”即可。5.信号完整性报表执行菜单命令“Report\SignalIntegrity”即可。4.3印制电路板的设计电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel99SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel99SE设计印刷电路板过程如下：（1）启动印刷电路板设计服务器执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCBDocument）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。（2）规划电路板根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取KeepOutLayer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“SignalLager”中选择BottomLager，把电路板定义为单面板。（3）设置参数参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（RulesClasses）中设置参数。选择RoutingLayer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“PuleAttributes”选项中设置TodLayer为“NotUsed”、设置BottomLayer为“Any”。选择WidthConstraint，对地线线宽进行设置：左键单击Add按钮，进入线宽规则设置界面，首先在RuleScope区域的FilterKind选择框中选择Net，然后在Net下拉框中选择GND，再在RuleAttributes区域将Minimumwidth、Maximumwidth和Preferred三个输入框的线宽设置为1.27mm；整板线宽设置：在FilterKind选择框中选择WholeBoard，然后将Minimumwidth，Maximumwidth和Preferred三个输入框的线宽设置为0.635mm。（4）装入元件封装库执行菜单命令Design/Add/RemoveLibrary，在“添加/删除元件库”对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCBFootprint，Transistor，GeneralIC，InternationalRectifiers等。（5）装入网络表执行菜单Design/LoadNets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。（6）元器件布局Protel99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。（7）自动布线Protel99SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令AutoRouting/All，并在弹出的窗口中单击Routeall按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。（8）手工调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。（9）打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview，形成扩展名为PPC的文件，再执行菜单命令File/printJob，就可以打印输出印刷电路板图制电路板的设计主要是利用Protel99SE的PCB设计系统来完成印制电路板图的绘制。在这个过程中，借助Protel99SE提供的强大功能进行电路板的版面设计，完成印制电路板的设计工作。4.4电话防盗打指示器的电路说明该