自动化专业《电子电路CAD》实验指导书1

PAGEPAGE11实验一利用PROTELL进行电路原理图的绘制１、实验目的1）学会用Protell99软件绘制电路原理图。2）了解数字电路的综合应用，包括振荡电路，计数器，译码器，显示电路等。２、实验要求１）按如图所示绘制八路彩灯循环控制电路。（也可以别选其他的电路）２）熟练掌握protell99原理图的绘制。３）熟练掌握protell99各元件参数的设置。４）熟练掌握protell99网络表的形成。３、实验设备计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。４、实验步骤1）打开Client99se应用程序；2）新建一个设计文件：在文件菜单中选择新建设计，从所出现的对话框中设置文件路径（e:\dudebing）；3）在新件文件中选择文件类型：在文件菜单中选择新建文件，从所出现的对话框中选择所要求的文件类型(SchematicDocument)；4）在设计菜单中选择添加/删除元件库，在所出现的对话框中选择元件库文件(MiscellaneousDevices)等常见的三个库文件;绘制步骤如下:a、加载或卸载元件库b、放置元器件（1）单个元件的移动（2）多个元件的移动（3）元件的旋转（4）元件的镜像（5）元件对齐c、编辑各元器件属性编号、封装值、标称值d、放置电连接线※注意：导线不要将元件管脚覆盖e、放置电连接点注意：（1）放置电接点的位置：并联、交叉（2）图中多余电接点的原因：连线问题f、放置电源VCC、GND注意：接地网络名的修改g、放置网络标号h、放置文本i、保存电路原理图5)参照图电路进行绘制，图如下所示；6)进行电气规则检查（ERC检查）；7）保存文件，退出程序。５、预习要求理解图所示电路的工作原理。统计图所示电路的元件种类和个数。在设置属性时，应如何为印刷电路板的设计做准备。６、思考题１）在绘制电路图的过程中，生成网络表出现错误时，检查是图中NE555的管脚错误，我们该如何解决。２）在设置元器件的属性时，应设置哪能些参数，特别是对元器件外形封装类型的选择该如何设置。３）在设计中，如何产生元器件的明细报表，并在实验报告中列出。八路彩灯循环显示控制电路实验二利用PROTELL进行印刷电路板图的绘制１、实验目的１）学会用Protell99软件通过电路原理图产生的网络表绘制印刷电路板图。２）通过对网络表的检查，如何从网络表的错误返回到SCH中对原理图进行修改。２、实验要求１）熟练掌握protell99印刷电路板图的绘制。（八路彩灯循环显示控制电路的电路板图或其他的电路板图）２）熟练掌握protell99各元件的封装的设置。３）熟练掌握protell99自动布线。４）熟练掌握protell99手动改线。３、实验设备计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。４、实验步骤第一种方法：根据原理图绘制电路板图１）先使用SCH设计电路图，确定元件排序没有问题、元件封装（footprint）也都定义了，再通过程序所提供的ERC检查。２）利用SCH所提供的creatnetlist功能产生网络表，同时也暂时结束了SCH的任务。３）进行PCB编辑器，首先定义板框，也就是板子的大小、板层数与形状。可利用程序所提供的板框向导，或切换到keepoutlayer板层，以placetrack命令，自行绘制板框。４）加载网络表（可利用designnetlist…命令），网络表（或电路图）如果错误，或接口上的问题，也将在此阶段中出现。而产生错误时，也可以根据错误所在，回到SCH修改电路图，重头再来。５）布置元件，这项工作是电路板设计中最基础的工作，也是最麻烦的事。６）定义设计规则、自动布线庙宇及自动布线，如有末完成，则改以手工修改。７）完成布线后，就存盘及输出。采用自动布局、布线方法设计出PCB板图，满足以下技术要求：1、双面板，板框尺寸3000mil×2000mil；2、采用插针式元件；3、镀铜过孔；4、焊盘之间允许走一根铜膜导线，且间距最小15mil；5、最小铜膜导线宽度35mil，电源/地线的铜膜导线宽度为60mil，导线拐角45º。５、预习要求１）预习板框和板层的设计２）熟习布线规则的定义以及如何排列元器件。３）熟习PCB环设计境以及如何建立设计文件。６、思考题１）在设计规则中分别定义双面板和单面板两种方式，进行布线。２）在绘制电路板图时，如果有三极管或二极管等器件时，该如何在网络表中作修改。３）在实验报告中列出网络表文件，列出布线规则的定义。参照下图所示的电路板图。（单面板走线）八路彩灯循环显示控制电路印刷电路板图实验三元器件编辑与制作１、实验目的运用Protel99SE的原理图元件库编辑器创建具有自己特色的元件库和元件分别运用手工法和向导法编辑制作（PCB）新元件的封装２、实验要求¤了解原理图和PCB元件库编辑器设计环境¤了解已有元器件及元件库的有关信息¤掌握制作新元器件的方法¤掌握编辑元件库中已有元件的方法¤了解PCB封装库（PCBLib）编辑器设计环境¤掌握编辑元件封装库中已有封装的方法¤掌握制作新元器件封装的方法３、实验设备计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。４、实验步骤原理图元器件的编制步骤1：绘制元件外框步骤2：放置引脚步骤3：修改各引脚属性步骤4：给元件命名步骤5：填写元件相关信息描述保存及调用自创元件库步骤1：执行菜单命令File/Save，保存自创元件库myschlib1.lib文件步骤2：回到原理图编辑环境，执行菜单命令Design/Add/RemoveLibrary，添加自创的元件库mySchlib1.lib步骤3：和其它元件库一样使用自创元件库mySchlib1.lib及其库中元件PCB元器件的编制步骤一：启动封装向导步骤二：选择元件封装外形及尺寸单位步骤三：确定元件引脚焊盘尺寸步骤四：设置引脚水平间距和垂直间距（焊盘中心距）步骤五：设置元件外轮廓线宽度步骤六：输入元件引脚数目步骤七：输入元件封装名称步骤八：最后确定步骤九：旋转步骤十：修改引脚焊盘属性步骤十一：设置参考点步骤十二：修改外轮廓线步骤十三：保存调用自创的元件库实验四、Proteus基本操作与8051最小系统仿真实验１、实验目的1）学会用PROTEUS软件绘制电路原理图。2）了解PROTEUS与单片机最小系统的仿真２、实验要求1、完成原理图的绘制；2、源程序的调试3、原理图的仿真3、实验内容与步骤一、Proteus基本操作（一）启动Proteus仿真软件：双击“isis”图标，出现isis操作页面。（二）搭建单片机系统仿真电路：分“器件选取”、“器件放置”和“电路连接”三大步来操作。〖第一步器件选取〗：isis操作页面的左侧中下部分是电路和器件操作的导航区域，器件选取前“Devices”栏目下为空，器件选取操作的目的是将从器件库中分拣出需要的器件，这些器件排列在“Devices”栏目下。A：先选择“器件和仪器工具栏”的“放大器符号样”图标（该工具栏的第一个图标），再单击“P”键即弹出“PickDevices”窗口。PickDevices窗口左侧可以输入器件类型名称，或者选择器件类型，窗口中部即出现相应类型的器件，若鼠标选中器件，窗口右侧会出现该器件的引脚图和封装图。B：在PickDevices窗口中，先选中器件，后点击窗口右下脚的“确定”按钮，即将器件排列在“Devices”栏目下了。或者直接双击被选的器件，也能收到同样的操作结果。C：对于电源、地、输入和输出端等特殊器件，不在“PickDevices”窗口中选取而在“PickTerminals”窗口中选取。只要选择“器件和仪器工具栏”的“输入输出符号样”图标（该工具栏的第八个图标），即变“Devices”栏目为“Terminals”栏目，“Terminals”栏目下已经将电源、地、输入和输出端等特殊器件列出了一部分，如还要增加时，单击“P”键即弹出“PickTerminals”窗口供选取。〖第二步器件放置〗：isis操作页面的中右侧是搭建硬件电路系统原理图和显示系统运行状态的区域。器件放置前或选择“NewDesign”文件后，器件放置区域同导航区一样栏目内容为空，器件放置操作是把导航区的器件排列在放置区的适当位置，以便于搭建硬件电路系统原理图。A：器件放置的基本操作：是将导航区的器件选中（左键），然后把鼠标移到放置区中适当位置，再点击左键，即放置了器件。若多次点击左键，则会放置多个相同的器件。B：器件的移动、翻转和删除操作：在放置区中选中器件的方法是用右键点击一次，被选中的器件变成红色，然后用鼠标选中红色的器件再按住左键移动鼠标即移动了器件位置，移动后器件仍然是红色，移动完成后将鼠标移开器件至空白处再点击右键，红色器件变回黑色。器件翻转的方法是右键选中器件使之变红，然后将鼠标移至导航区下方，点击红色的翻转图标，即可实现器件的翻转，完成后将鼠标移回放置区空白处再点击右键，红色器件变回黑色。器件删除的的方法是右键选中器件使之变红，再对变红的器件点击右键，即删除了相应的器件。C：器件和图形的复制操作：在放置区中，按住鼠标右键适当移动鼠标即画出一个矩形方框，方框内部的器件和图形变成红色，这时再点击菜单下的复制图标和粘贴图标，即会复制出一个相同的方框图形，移动鼠标即可将复制的图形移到适当的位置，再点击左键定位，若定位之前点击右键即删除复制的图形。D：器件属性的设置：在放置区中右键选中器件后器件变红，再点击左键即弹出“EditComponent”对话框，该对话框内容即器件的属性，其中的一些内容可以选择隐藏不被显示出来。〖第三步电路连接〗：搭建硬件电路系统原理图需要把器件的引脚连接起来，其操作比较简单。A：电路连接操作方法：将鼠标移至一个引脚或一条连线上点击左键，再移动鼠标即拉出一条红色导线，导线要拐弯时，则点击左键再移动鼠标即拉出拐弯的导线，最后导线的另一端通常要接到另一个引脚或另一条连线上，再点击左键导线变回黑色完成连接。若只对导线两端要求正确连接，对导线路由不作要求，则鼠标只需对连接导线始端和末端的引脚进行点击左键，便自动完成布线。B：电路连接快速操作方法：若需要连接的两个器件的引脚都按照一个方向的顺序、等距离地排列，那么只需对第一条导线进行人工布线，从第二条导线开始顺序双击连接导线始端的引脚即可完成对应的导线连接。C：导线的删除操作：右键选中导线后导线变红，再对变红的导线点击右键即删除了导线。D：导线属性的设置：右键选中导线后导线变红，再点击左键即弹出“EditWireStyle”对话框，即可对导线的属性进行设置。（三）创建和导入ASM源文件进入菜单栏，选择“Source”下“Add/RemoveSourcefiles…”，即弹出“Add/RemoveSourceCodeFiles”对话框。再点击“New”按键，弹出“NewSourceFiles”对话框，即可以创建（只在文件名栏目输入一个文件名，后缀为ASM）或导入ASM源文件。确定后，“Add/RemoveSourceCodeFiles”对话框中“SourceCodeFilename”栏目即有ASM源文件名及路径，然后在“CodeGenerationTool”栏目中选择“ASEM51”,最后点击“OK”按键，即完成了创建和导入ASM源文件。此后“Source”下即可以看到相应的ASM源文件。（四）编译ASM和导入HEX文件编译ASM文件的前提是已导入ASM文件，启动编译的方法有两种：方法一：进入菜单栏，选择“Source”下“BuildAll”，即弹出“BUILDLOG”提示框，提示编译ASM文件的结果。方法二：直接点击器件放置和运行区下方的“运行”按键，若ASM文件内容有变化，即自动对其编译，若问题即弹出“SOURCECODEBUILDERRORS”提示框，提示编译ASM文件的结果。编译ASM文件成功后即生成HEX文件，单片机导入HEX文件的方法是，打开单片机器件属性对话框，在“ProgramFiles”栏目里打开文件目录，选择装入HEX文件即可。单片机此后按照该HEX文件的代码运行程序。【特别注意】单片机运行速度与晶振频率有关，目前PROTEUS的版本不支持晶振器属性里所设置的频率值，单片机晶振频率必须在单片机器件本身的属性里设置，即打开单片机器件属性对话框，在其“ClockFrequency”栏目里输入频率值。（五）软件调试菜单进入菜单栏，选择“Debug”下“Start/ResartDebugging”，即进入调试状态，此后可以进行单步运行、全速运行、断点设置等功能。【特别提示】：调试期间，即可看到电路系统的运行结果和状态细节。可在电路中进行电压、电流和波形测试，其测试操作基本方法是选择“器件和仪器工具栏”的测试工具或测试信号图标，将测试工具和测试信号放置到电路的相应位置，并与测试点连接起来（放置和连接方法同电路器件一样），然后再调试运行即可看到测试结果。二、参考硬件电路三、参考汇编程序ORG00HLJMPMAINORG100HMAIN:MOVA,#7FHLOOP:RLAMOVP0,ALCALLDELLJMPLOOPDEL:MOVR0,#4DL3:MOVR2,#250DL2:MOVR3,#250NOPDEL1:DJNZR3,DEL1NOPDJNZR2,DL2DJNZR0,DL3RETEND实验五、Proteus基本操作与8052最小系统仿真实验二１、实验目的1）学会用PROTEUS软件绘制电路原理图。2）了解PROTEUS与单片机最小系统的仿真２、实验要求1）、完成原理图的绘制；2）、源程序的调试3）、原理图的仿真3、实验内容 （1）先搭建一个“8051基本IO实验”的仿真电路，该单片机系统功能是一个开关闭合后，有一个对应的LED指示灯亮。（2）利用已搭建的电路运行“查表指令程序”，实验要求输出的花样按照一个常数表的数值改变。、.参考硬件电路.三、参考汇编程序（1）基本IO实验ORG0000HLJMPSTART;P2输入P0输出ORG0100HSTART:NOPLOOP:MOVP2,#0FFH;复位P1口为输入状态MOVA,P2;MOVP0,AAJMPLOOPEND（2）查表指令实验ORG0000HLJMPSTA