电子实训模板2

电子设计实训1Protel99SE 的软件学习1.1Protel99SE 的概述1.1.1Protel99SE 的组成Protel99SE软件具有极为全面的工具、文档管理和设计项目的组织功能，使用户更轻松的驾驭电子电路设计的全过程，成为众多电子电路设计自动化的首选。Protel99SE 主要由两部分组成，每个部分各有几个模块：第一部分是由电路设计部分，包括：（1）电路原理图设计软件AdvancedSchematic99 。（2）印制电路板图设计软件AdvancedPCB99 。（3）印制电路板图自动布线软件AdvancedRoute99 。在Protel99SE中提供了大量的元器件模型，同时允许用户通过网络下载更新元器件模型，通过该软件提供的元器件库管理工具，用户可以方便的对设计中常用的元器件进行分类整和，可大大提供工作效率。除此之外，还有如下特性：方便的查找功能，优越的混合信号电路仿真，简便的同步设计，强大的规则检查功能，增强的手动推挤步线方式，新的步线到脚分格，精确的信号完整性分析，增强的元器件布局工具，可以实现对原理图的自动布局。第二部分是电子电路的仿真和可编程逻辑元器件设计部分，包括：（1）电子电路仿真软件AdvancedPLD99 。（2）高级信号完全性分析软件AdvancedIntegrity99 。（3）可编程逻辑元器件设计软件AdvancedPLD99 。1.1.2Protel 的发展Protel99SE 是Protel 公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的 Protel 最新产品已不是单纯的 PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。 最新版本的 Protel 软件可以毫无障碍地读 Orcad、Pads、Accel(PCAD) 等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。CAD技术的应用，大推动了电子微电技术的进步，技术的进步和市场竞争，又导致CAD技术的不断完善，构成了计算机应用技术的一个重要分支：-1-电子设计实训包括时间辅助工程(ComputerAidedEngineering ，CAE)、计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing ，CAM)、计算机辅助测试(ComputerAidedTest，CAD)、计算机辅助质量保障(ComputerQualityAssuranee ，CAQ)。这些技术相互交叉，密不可分，因此，有人CAD的复数形式把它们统称CADS，在CAD之前冠以电子(Electronic)的英文字头，用ECAD表示电子领域CAD系统。尽管ECAD技术的应用获得了巨大成绩，但并没有把人从繁重的设计工作中彻底解放出来。在设计工作中，始终是人和计算机协同工作，人是设计工作的主体，计算机是辅助人工作的工具。由人确定设计要求，进行总体设计，提出很具体的方案，计算机接受“人”给的设计信息后，靠高存储量的记忆能力和高速运算，对设计方案进行模拟、检验、数据处理。整个设计过程中，计算机完成某些设计步骤的自动化程度还不高，各设计环节间的衔接不够通畅，设计资源的利用还不够充分，出现错误或设计不理想时，要由人进行大量、繁琐的修改。也就是说，人的积极因素和智慧因素未得到更充分的发挥。Protel99SE中提供了两种文件管理方式，一种是标准的WindowsFilesystem方式，该方式该文件分散组织在用户指定的文件夹中，另外一中方式就是采用综合数据库来管理文件，所有与设计有关的文件，如文本文件，原理图文件，PCB文件，输出文件等，均以数据库的形式集中组织在一起，可以实现高度有效，快捷的管理。使用项目组促进设计协作项目组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的信息，确保整个设计组的工作协调配合，可大大提高设计效率，同时通过设定权限保证文件系统的安全。Protel99SE适应电子技术的发展，是目前电子CAD领域应用最为广泛的辅助设计软件之一。Protel99SE主要应用于电子电路原理图的设计、电路板的设计和绘制以及电子电路逻辑分析和仿真等，他具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、完善有效的检测工具、灵活有序的设计管理手段，它为用户提供了极其丰富的原理图元器件苦、PCB元器件库以及出色的在线库编辑和库管理，良好的开放性还使他可以兼容多种格式的设计文件，使用户可以轻松地控制电子线路设计的全过程。-2-电子设计实训1.1.3Protel 的特点Protel99SE 是32位代码优化的电子电路图设计软件，其集成了超过6000种元件于电路原理图设计系统中，它有如下特点：1）支持网络设计这个功能在进行大规模电路设计时特别有用，在智能工作组软件的管理下，可以吧一个大的电路设计任务分成若干个子电路，让多个设计者通过网络安全的进行设计，最后在统一起来，适应了大工业生产发展。2）添加了自动布局和信号完整性规则设计虽然在设计电路时电路元件的布局往往是依赖于电路设计者的经验，但Protel99SE 得此项功能已经达到专家级水平。（3）添加了更新功能从电路原理图到印制电路版图的更新功能，使两个设计软件之间的联系得以加强。（4）改进了电路的仿真功能使用Protel99SE时，在电路原理图设计完毕后可直接进行电路仿真。电路仿真技术是电路的设计周期大为缩短，极大的降低了研制成本，提高了工厂的效益，受到了厂家的一致欢迎。（5）添加了智能化自动布线技术在自动布线规则的引导下，Protel99SE自动布线的成功率几乎达到80%，即便是不能完成正确布线，软件也会指出错误的地方，供操作人员进行改正。1.1.4Protel99SE 存在的问题尽管Protel99SE表现出众，但任然存在一些问题，尤其对中文使用者来说，至今在印制电路板的设计中无法放置汉字，给生产带来了诸多不便。现在这个问题国内已有人在进行研究并取得了一些成果。此外，Protel99SE对计算机系统的资源消耗过大，对计算机的系统配置要求较高，否则自动布线的运行速度就会很慢。-3-电子设计实训1.1.5 运行Protel99SE 的计算机的硬件配置：1.建议硬件基本配置CPU：PentiumⅡ。内存：64MB以上。显示：在16位真彩色下分辨率要能达到824×768。硬盘：安装完Protel99SE后，至少还有300M以上的空间。显示器：最好是17英寸。2.操作系统MicrosoftWindowsNT4.0或以上版本（含中文版）。MicrosoftWindows95/98/2000或以上版本（含中文版）。1.2 原理图设计基础1.2.1 电路原理图的设计步骤在Protel99SE中，设计电路板最基本过程有以下3个步骤：电路原理图的设计电路原理图的设计主要是利用 Protel 99 SE中的原理图设计系统AdvanceSchematic99 来绘制一张电路原理图。在这一部中，可以充分利用其所提供的各种原理绘图工具、丰富的在线库、强大的全局编辑能力以及便利的电气规则检查,来达到设计目的。产生网络表及其他报表网络表是电路板自动布线的灵魂,也是原理图设计与印制电路板设计的主要接口。网络表可以从电路原理图中获得,也可以从印制电路板中提取。其他报表则存放了原理图的各种信息。印制电路电路板的设计印制电路板设计是电路设计的最终目标.利用Protel99SE 的强大功能实现电路板的版面设计,完成高难度的布线以及输出报表等工作。概括地说,整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图,并且生成网络表,然后进行布局,再人工布线或根据网络表进行自动布线.前面谈到的这些内容都是设计中最基本的步骤。在此补充一下,原理图设计完成后,我们可用电路信号仿真进行验证调整,电路信号仿真是原理图设计的扩展,为用户提供一个完整的从设计到验-4-电子设计实训证的仿真设计环境。它与 Protel99SE 原理图设计服务器协同工作以提供一个完整的前端设计方案。除此以外,用户还可以用 Protel99SE 的其它服务器,如创建、编辑元器件和零件封装库等。1.3 进行电路原理图绘制的操作步骤1.3.1Protel99SE 的界面介绍在确认计算机已经安装Protel 99SE软件后，用鼠标点击桌面上的“开始”→“程序”→ “Protel99SE ”图标，即可进入Protel99SE 。如图1.1所示：图1.1Protel99SE 界面1.3.2Protel99SE 的菜单栏1.File 菜单主要用于文件的管理,包括文件的打开、新建等.选项及功能如下:(1)New 新建一个空白文件,文件的类型为综合型数据库,格式 “ddb”.(2)Open 打开并装入一个已经存在的文件,以便进行修改.(3)Exit 退出Protel99SE.-5-电子设计实训2.View 菜单用于切换设计管理器、状态栏、命令行的打开与关闭，每项均为开关量，鼠标单击一次，其状态改变一下。3.Help 菜单用于打开帮助文件。1.3.3 新建文件夹如图1.2 在Protel99 SE主窗口中，单击菜单File-New, 弹出“新建设计数据库”对话框：图1.2菜单File-New如图1.3 所示。在该对话框中，Design Storage Type选项表示数据库形式，默认选择是MSAccessDatabase （数据库形式）；DatabaseFileName 选项表示数据库文件名；点击Browse按钮，可选择文档放置路径，点击OK按钮确认，关闭该对话框，并-6-电子设计实训双击文件夹Documents，进入该文件夹，单击菜单File-New ，在弹出的“新建文件类型选择”对话框中，如图1.4所示，选中Schematic Document图标，以建立一个原理图文件（.Sch）。点击OK按钮。7-7-电子设计实训图1.4新建文件类型选择回到 Proetl99SE 窗口后，修改原理图文件名，然后双击该文件图标，进入原理图设计窗口，如图1.5所示。-8-电子设计实训图1.5原理图设计窗口1.4.1 设置图纸Protel99SE默认的图纸尺寸是B型图纸，用起来不方便，应当根据实际电路的大小来设置图纸的尺寸的类型。这里以A4为例。在如图1.8所示，在画图区下点击鼠标右键。-9-电子设计实训图1.6原理图设计窗口点击后会出现图1.7所示，单击DocumentOptions后出现图1.10所示，在它上面可以改图纸大小。图1.7 DocumentOptions菜单-10-电子设计实训1.4.2 添加仿真元器件库在设计电路原理图时，要先装入元器件库，然后才能在元器件库中取出元器件将其放入图纸中。步骤1：首先在设计管理器中选择Browse.Sch页面，如图1.11所示。在该页面的Browse区域的下拉框中选择Librarie图1.11Browse.Sch页面步骤2：单击Add/Remove按钮，在弹出的窗口上部搜索下拉框中，选择Protel 99 SE所在的文件夹，再选择路径：Protel 99 SE文件夹/Libraries\Sch, 在元器件库显示窗口找到Sim，如图1.12 所示，单击窗口下部的Add按钮，就可以看到在窗口中的SelectedFiles 区域将显示仿真元器件库Sim的路径，最后单击OK按钮，添加完毕。-11-电子设计实训图1.12 添加Sim库此时在Browse.Sch标签的元器件库列表中，会发现MySchLib.lib，表示该库已经被加载，其中的元器件可以被使用了。1.4.3 原 理 图 仿 真 ：-12-电子设计实训2．个人设计—聪明鼠的行为模式2.1设计原理及用途这只聪明鼠没有使用任何电子元件来做控制电路，而是利用机械开关来控制它的动作。它左右两边的触须实际上是2个机械开关，它们都可以转换2种状态，使2个小型直流电动机向不同的方向转动，带动聪明鼠前进、转弯或者后退，这2只触须开关在控制行走的同时还控制眼睛发出光亮。平时，聪明鼠向前行进，如果它左边的触须被触动，它就会知道它在左边有障碍物，于是它的左眼发出闪光，并且立即转向与障碍物相反的方向，朝右边行走，避开障碍物；反之，如果它右边的触须被触动，它就会知道障碍物在它的右边，于是它的右眼闪光，并立即转向右左边行走。要是聪明鼠两边的触须同时被触动，它就会知道障碍物在它的前方，于是它的双眼就会同时发出光，并且向后倒退，然后继续向前进，直到它完全离开障碍物。因此，无论你在房间里设置多少障碍物，这只聪明鼠都可以在障碍物之间四处乱窜，迷途知返，不会被障碍物挡住而束手无策，裹足不前。2.2电路原理图-13-电子设计实训小组电子制作—电子门铃3.1 设计目的电子门铃是一个简单有趣的小制作，同时又是一个实用的电子小制作。通过这个小制作，既可以掌握一些基本的电子知识和制作技巧，又可以为家里提供一个与众不同的门铃。电路原理图：-14-电子设计实训3.2 电路工作原理及特点这是一个晶体管RC移相音频振荡器，C1-C3、R1-R3组成移相网络，R4和RP为偏置电阻，C4为耦合电容。S是按钮开关（即门铃按钮），当按下S时，电源接通，电路起振，从扬声器BL中发出频率约为800HZ的悦耳声音。3.3 元器件选择和介绍晶体管VT选用3DG6，或其他NPN型小功率管。RP选用微调电位器，BL选用8欧小型扬声器。按钮开关S可自制。3.4 焊接工艺介绍焊接是使用加热将金属连接在一起的方法，通过加热手段，使要连接的金属在接触面产生原子间的相互扩散运动和相互融合并最终形成牢固永久的结合面，这一过程就是焊接，其间形成的连接点是焊点。-15-电子设计实训3.4.1 焊接具备条件及要求被焊接金属材料应具有良好的可焊性。被焊金属材料应清洁。清除表面氧化膜的方法：第一通过助焊剂直接清除；第二采用化学方法清除氧化膜；第三采用机械刮削方法清除氧化膜。使用合适的焊料。使用合适的助焊剂。助焊剂的选用必须依据被焊件的材料性质，表面状况，焊接方法来确定。焊接时应具有适当的温度。需要强调的是,不但焊锡要加热到熔化,而且应当同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度.焊接时应具有适当的焊接时间。3.4.2 焊接操作基本步骤步骤1：准备焊接 将烙铁头和焊接物靠近焊接物步骤2：焊接物加热 将烙铁头接触焊接物步骤3：焊接溶解 将焊丝接近焊接物使之溶解步骤4：焊丝离开 见到焊锡中之助焊物流出时，将焊丝拿开步骤5：烙铁离开 将烙铁头按照箭头方向加速离开3.5 具体焊接3.5.1 元器件的焊接练习操作：每人拿一部分电阻在废电路板上练习焊接出现的问题：加热时间过长，造成焊点外观变差，焊盘脱落。加热时间不过造成焊锡没有完全熔化。焊锡过多造成焊点不美观，焊接质量不好。焊锡过少，造成虚焊。解决方法：经过多次练习后，焊接技术基本熟练，焊接手法也趋于规范，焊点质量逐渐变好。-16-电子设计实训3.5.2 焊接过程中常见问题虚焊：看似焊住其实没有焊住，主要原因是焊盘和引脚脏，助焊剂不足或加热时间不够。2）短路：有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路。3）偏位：由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内。4）少锡：少锡是指锡点太薄，不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。5）多锡：零件脚完全被锡覆盖，即形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好.。6）锡球、锡渣：PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣，会导致细小管脚短路3.6焊接工艺体会经过小组练习焊接技术的实习，我初步掌握了焊接方法与技术要点并对电路板的基本构造和电路元器件有了初步认识。焊接知识由不会到会，焊点从不均匀到均匀。整个过程持续的时间不宜太长，最多三秒而已。电烙铁头、焊锡丝尖与焊盘三点要接触在一点上，焊接时间不宜过长或过短，焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪掉。焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽第一次的焊接正式开始了，心里还真有些紧张，身焊接小总结：怕第一次的焊不好会影响接下来的实习。锡量也要进行控制，太多容易造成虚焊，而太少又有可能会容易折断。并且在焊接结束时应先将锡丝拿开后再将烙铁拿开，否则易使锡丝粘在集成板上。焊接时刚冒烟为好，焊接的时间也不能太短，因为那样焊点的温度太低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，而焊接时间长，焊锡容易流淌，使元件过热，容易损坏，还容易将印刷电路板烫坏，或者造成焊接短路现象。-17-电子设计实训由于在焊接的时候蹑手蹑脚的，几分钟还焊不完一个。在焊接的过程中，由于技术要领掌握不够好，焊接还不是很熟练，焊点的焊锡量过多，且不美观，但我还是顺利的完成了模块的制作。安全用电夏季的酷热使人难耐，空调、电风扇也都转了起来。因为使用这些电器而造成的火灾、触电事故每年都有发生，怎样既安全又科学地用电，是每个家庭必须注意的大事。首先，要考虑电能表和低压线路的承受能力。电能表所能承受的电功率近似于电压乘以电流的值，民用电的电压是220伏，如家中安装2.5安的电能表，所能承受的功率便是550瓦，像600瓦的电饭煲则不能使用。如此推算，5安的电能表所能承受的电功率是1100瓦。其次，要考虑一个插座允许插接几件电器。如果所有电器的最大功率之和不超过插座的功率，一般是不会出问题的。用三对以上插孔的插座，而且要同时使用空调、电饭锅、电饭煲、电热水器等大功率电器时，应先算一算这些电器功率的总和。如超过了插座的限定功率，插座就会因电流太大而发热烧坏，这时应减少同时使用的电器数量，使功率总和保持在插座允许的范围之内。另外，安装的刀闸必须使用相应标准的保险丝。不得用其他金属丝替代，否则容易造成火灾，毁坏电器。如因家用电器着火引起火灾，必须先切断电源，然后再进行救火，以免触电伤人。4.1安全用电方法电冰箱、电视机、洗衣机、空调器等家用电器的普及，为人们的生活带来了诸多便利。但是，要注意电源的安全使用，以避免不必要的伤害。带金属外壳的电器应使用三脚电源插头。有些家电出现故障或受潮时外壳可能漏电。一旦外壳带电，用的又是两脚电源插座，人体接触后就有遭受电击的可能。耗电大的家用电器要使用单独的电源插座。因为电线和插座都有规定的载流量，如果多种电器合用一个电源插座，当电流超过其额定流量时，电线便会发热，塑料绝缘套可能熔化导致燃烧。电压波动大时要使用保护器。日常生活中，瞬间断电或电源电压波动较大的情况时有发生，这对电冰箱是—个威胁。若停电后又在短时间（3～5分钟）内恢复供电，电冰箱的压缩机-18-电子设计实训所承受的启动电流要比正常启动电流大好几倍，可能会烧毁压缩机。4.2安全用电原则不靠近高压带电体(室外高压线、变压器旁)，不接触低压带电体。(2)不用湿手扳开关，插入或拔出插头。(3)安装、检修电器应穿绝缘鞋，站在绝缘体上，且要切断电源。(4)禁止用铜丝代替保险丝，禁止用橡皮胶代替电工绝缘胶布。(5)在电路中安装触电保护器，并定期检验其灵敏度。(6)下雷雨时，不使用收音机、录像机、电视机、且拔出电源插头，拔出电视机天线插头。暂时不使用电话，如一定要用，可用免提功能。(