Protel微机存储器系统专业课程设计.doc

PROTEL应用——
微机存放器系统设计
第一章 Altium Designer介绍
1.1 Altium Designer 软件介绍
Altium Designe 是Altium澳大利亚企业推出一个全32位电路板设计软件。该软件功效强大，人机界面友好，易学易用，使用该软件设计者能够轻易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且因为其高度集成性和扩展性，一经推出，立即为广大用户所接收，很快就成为世界PC平台上最流行电子设计自动化软件，并成为新一代电气原理图工业标准。
Altium Designe关键有两大部分组成，每一部分个有多个模块，第一部分是电路设计部分，关键有：原理设计系统，包含用于设计原理图原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件原件编辑器，和多种报表生成器Schlib。印刷电路板设计系统，包含用于设计电路板电路板编辑器PCB和用于修改，生成元件封装元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真和可编程逻辑器件设计。
Altium Designe采取数据库管理方法。Altium Designe软件沿袭了Protel以前版本方便易学特点，内部界面和Protel 99大致相同，新增加了部分功效模块，功效愈加强大。新增层堆栈管理功效，能够设计32个信号层，16个地电层，16个机械层。新增3D功效让您在加工印制版之前能够看到板三维效果。增强打印功效，使您能够轻松修改打印设置控制打印结果。Altium Designe轻易使用特征还表现在“这是什么”帮助，按下右上角小问号，然后输入你所要信息，能够很快地看到特征功效，然后用到设计中，按下状态栏末端按钮，使用自然语言帮助顾问。

1.2 Altium Designer 软件发展
Protel For Windows 1.0～1.5
Protel 3.x和Protel 98
Protel 99和Protel SE For Windows 98
Protel DXP For Windows XP/
Altium Designer 6
Altium Designer 08

1.3 Altium Designer 软件功效
1．电路原理图设计
①绘制和编辑电路原理图等；
②制作和修改原理图元件符号或元件库等；
③生成原理图和元件库多种报表。
2．印制电路板设计
①印制电路板设计和编辑；
②元件封装制作和管理；
③板型设置和管理。
3. 设置原理图编辑界面系统参数和工作环境
为了适应不一样用户操作习惯，和不一样项目标原理图格式需求，Altium Designer 许可用设置原理图编辑界面工作环境，比如设置网络大小和类型和鼠标指针类型等，其中大多数参数能够用系统默认值，但依据用户个人习惯来合适调整环境设置，将会给设计者带来方便，显著提升设计效率。在对原理图编辑界面进行调整后，用户还需要对原理图图纸尺寸进行设置，以满足图纸使用者要求，图纸格式、规格要依据实际情况进行选择，良好图纸格式会使图纸管理工作变得愈加轻松。尤其是在一个项目汇总包含多张原理图时候。
4.部署元件并调整元件属性和布局
这一步是原理图设计关键，用户依据实际电路需要，选择适宜电子元件，然后载入包含所需元件集成元件库，从元件库中提取元件放置到原理图纸上，同时还需设定零件标识、封装等属性。
5. 原理图布线
原理图布线就是利用“Wiring”工具栏连线工具将图纸上独立元件用含有电气意义导线、符号连接起来，组成一个完整原理图。
6. 检验、仿真、校对及线路调整
当原理图绘制完成以后，用户还需要利用系统所提供多种工具对项目进行编译，找出原理图中错误，进行修改。假如需要，也能够在绘制好电路图中添加信号进行软件模拟仿真，检验原理图功效。
7. 输出报表，保留文件
原理图校对结束后，用户可利用系统提供多种报表生成服务模块创建多种报表，比如网络列表、元件列表等。为后续PCB设计做准备。取得报表输出后，保留原理图文档或打印输出原理图，设计工作结束。

Altium Designer 运行图
第二章 原理图设计
2.1 绘制原理图
根据微机存放器系统原理图话protel 原理图。
具体步骤为：
(1) 新建原理图：file/new/Schematic/MYSHEET.SCHDOC
（2）放置元件：
place/part/find/6264.schlib; place/part/find/2764.schlib(原理图元件库及封装见第三章)
（3）连接元件、放置总线、添加网络标号、放置端口，以下图2.1所表示

图2.1 (画图工具)

（4）将原理图追加到工程里面:
新建工程：file/new/project/PCB.PRJPCB
追加原理图：
PCB.PRJPCB/Add Existing to project/MYSHEET.SCHDOC
（5）编译原理图：Project/compile Document MYSHEET.SCHDOC
（6）对列出来错误进行修改 system/messages 然后修改
具体图形见附件一。
2.2 原理图网络表
对做好原理图做了电气规格检验无错后，生成原理图网络表:
Design/Netlist For Project/Protel,系统自动生成在目前项目文件下添加一个和项目文件同名网络表文件。双击该文件，即可把 工作窗口切换到显示网络表文件状态，网络表文件内容见附件四。
2.3原理图元件表
Reports/Bill of materials,系统会生成一个*.xls 文件，该文件就是原理图元件表。原理图元件表内容见附件五。

第三章 原理图元件库及封装元件库
3.1 6264和2764芯片原理图和封装
本试验设计包含四个芯片，型号分别为：6264、6264、2764、2764。首先需要自己制作两个原理图库，然后在网上查芯片属性引脚个数，最终封装元件库。
具体步骤为:
（1）新建原理图库：file/new/schematic library
（2）依据原理图画元件原理图库，以下图3.1和图3.2所表示

图3.1 （2764） 图3.2（6264）
（3）新建PCB库：file/new/PCB library
（4）依据芯片属性画原件封装
（5）保留元件封装名字分别为6264.pcblib和2764.pcblib
（6）为元件添加封装：Add Footprint/browse libraries 找到画好封装添加进去就能够了
（7）保留元件原理图库名字分别为6264.schlib和2764.schlib
这么做好元件就能够放到原理图中利用了。
具体封装图形见附录二
3.2 Dyp Red-CA数码管元件库及封装
led数码管依据led接法不一样分为共阴和共阳两类，了解led这些特征，对编程是很关键，因为不一样类型数码管，除了它们硬件电路有差异外，编程方法也是不一样。右图是共阴和共阳极数码管内部电路，它们发光原理是一样，只是它们电源极性不一样而已。
将多只led阴极连在一起即为共阴式，而将多只led阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在对应段阳极接上正电源，该段即会发光。当然，led电流通常较小，通常均需在回路中接上限流电阻。假如我们将"b"和"c"段接上正电源，其它端接地或悬空，那么"b"和"c"段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段全部接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。显示工作原理图图3.3所表示。

图3.3 (数码管工作原理)

画数码管元件库步骤以下：
（1） 新建原理图库：file/new/schematic library
（2） 依据原理图画元件原理图库，其中数码管发光段用中“放置多边形”工具画。
（3） 修改发光段颜色，双击发光段,出现下图3.4所表示对话框，把填充

图3.4（修改发光段颜色）
颜色和边界颜色改为红色，即得到数码管原理图以下图3.5所表示，保留原理图库。

图3.5（数码管）
（4）新建PCB库：file/new/PCB library。
（5）依据元件属性画元件焊盘 以下图3.6所表示。其中焊盘间距为5.080mm，焊盘通孔尺寸为0.9mm，长宽间距全部为1.5mm。

图3.6
（6）再画封装边界和发光段，最终图形图3.7所表示

图3.7（数码管封装）
（7）保留好封装，然后为元件库添加封装，在原理图元件库左下角单击 会出现以下图3.8所表示对话框，找到上面保留封装单击OK键即可。

图3.8
3.3 SW-6WAY 六路旋钮转换开关元件库及封装
制作元件原理图库具体步骤以下：
（1） 新建原理图库：file/new/schematic library
（2） 依据原理图画元件原理图库, 其中画端口用中“放置引脚”工具，单击该工具后按“Tab”键，弹出下图3.9所表示对话框。

图3.9
（4） 在上图对话框中把显示名称和标识后面“可见”“√”去掉，把外部边缘改为“dot”。然后根据元件图画库即可。最终结果图3.10所表示。

图3.10

画元件封装具体步骤以下：
（1） 新建PCB库：file/new/PCB library。
（2）依据元件属性设置元件焊盘大下和间距，其中焊盘个个值分别为：通孔尺寸为圆形0.9mm，宽和高全部是1.5mm，焊盘间距为2.450mm，画好后焊盘以下图3.10所表示。

图3.10
（3）画封装边界，最终图形以下图3.11所表示。

图3.11
（4）保留好封装，然后为元件库添加封装，在原理图元件库左下角单击 会出现图3.8所表示对话框，找到上面保留封装单击OK键即可。
3.4 Res Pack4 排阻元件库及封装
制作元件原理图库步骤以下：
（1）在画图之前先修改栅格属性，单击右键/Options/Document Options弹出以下图3.11所表示对话框。把snap参数10改为5。

图3.12
（2）依据原理图画元件原理图库, 其中画端口用中“放置线”工具，单击该工具后按“Tab”键，弹出下图3.13所表示对话框。把线宽改成“smallest”颜色改成蓝色。

图3.13
（3）画好后电阻以下图3.14所表示，在画她引脚图3.15所表示。

图3.14 图3.15

画元件封装步骤以下：
（1） 新建PCB库：file/new/PCB library。
（2） Tools/Component Wizard/Next出现下图3.16所表示对话框，按图示修改属性。

图3.16
（3）单击上图Next 后出现下图3.17所表示对话框，把贴片高设为0.45mm长设为2.4mm。
（4）继续单击Next，出现下图3.18所表示对话框，把贴片间距改为0.635mm，长改为6.985mm。
（5） 最终在出来图中，把半圆弧去掉改成直线，就得到图3.19。
（6）保留好封装，然后为元件库添加封装，在原理图元件库左下角单击 会出现图3.8所表示对话框，找到上面保留封装单击OK键即可。

图3.17

图3.18

图3.19

第四章
设计印制版电路图
4.1 PCB环境设置
进入PCB系统后第一步就是设置PCB设计环境，包含设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数全部能够用系统默认值，而且这些参数经过设置以后，符合个人习惯，以后无须再去修改。
4.2 计划电路板
关键是确定电路版边框，包含电路版尺寸大小等等。需要注意是，在绘制电路版地边框前，一定要将目前层设置成Keep Out层，即严禁布线层。
4.3调入网络表文件和修改零件封装
封装：调出已画好原理图文件，将四个芯片Footprint均改为“DIP28”即可
这一步是很关键一个步骤，网络表是PCB自动布线灵魂，也是原理图设计和印象电路版设计接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版布线。在原理图设计过程中，ERC检验不会包含到零件封装问题。所以，原理图设计时，零件封装可能被遗忘，在引进网络表时能够依据设计情况来修改或补充零件封装。
4.4 零件布局和布线
具体步骤：
（1）.新建PCB：file/new/pcb/MYPCB.Pcbdoc
(2).MYSHEET.SCHDOC/design/update PCB document MYPCB.Pcbdoc
(3).对pcb进行布局和布线，布局和布线全部有手动和自动两种，我用是自动布局和手动布线。布线工具以下图4.1和图4.2所表示。

图4.1

图4.2

4.5 DRC检验
选择tools 菜单下“Design Rules Check”选择Run DRC 钮，有错则更正。全部正确后存盘。
4.6 产生分层图
4.6.1 底层图
具体过程为：Design/Board Layers & Colors 出现以下图4.6.1所表示对话框：
图4.6.1 1

选中上图中Bottom Layer 不选Top Layer 、Top Overlay和Bottom Overlay，单击OK按钮后显示就是底层图。具体图见附录三。
4.6.2 顶层图
在上图中选中Top Layer 不选Bottom Layer 、Top Overlay和Bottom Overlay，单击OK后显示就是顶层图。具体图见附录三。
4.6.3 丝印层图
在上图中选中Top Overlay和Bottomlay 不选Top Layer和Bottom layer,单击OK按钮后显示就是丝印层。具体图见附件三。

第五章 总结
正所谓“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够。所以在学期末来临之际，我们迎来了Protel课程设计。
在整个设计过程中我知道了很多东西，也培养了独立思索和设计能力，树立了对知识应用信心，相信会对以后学习工作和生活有很大帮助，而且提升了自己动手实践操作能力， 使自己充足体会到了在设计过程中成功喜悦。即使这个设计做不怎么好，不过在设计过程中所学到东西是这次课程设计最大收获和财富，使我终生受益。
在没有做课程设计以前，认为课程设计只是对知识单纯总结，不过经过这次课程设计发觉自己见解有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识一个检验，也是对自己能力一个提升，经过这次课程设计使自己明白了原来那点知识是很欠缺，要学习东西还很多，经过这次课程设计，明白学习是一个长久积累过程，在以后工作和生活中全部应该不停学习，努力提升自己知识和综合素质。期望以后像这么课程设计在多一点。

作为电路设计必需使用软件，Altium designer summer 09被现代电子设计者们广泛使用，我们作为电子信息工程专业学习者，理应熟练掌握这种实用性好、专业性强软件。
经过对Altium designer summer 09一周学习和应用，从开始无法上手，到现在马马虎虎，即使不能说做很好，不过自己看到了自己进步，从这点上还是很快乐。
在整个设计过程中，还是出现了很多问题。
首先是绘制原理图时输入输出端口选择，最初没有注意到经过修改属性能够控制端口方向，造成选择一端进入那个元件时没有找到。
然后是画导线方面，最初选择线全是line而非wire造成ERC电气检验时出现多种错误。
另外在绘制网络标号时，开始没有在芯片引脚边画那一段导线，造成放置网络标号后网络标号和引脚上面标号数字重合。
其次还有ERC检验中出现“Floating input pins on……”错误，最终经过请教同学，修改了库文件输入端口属性更正了错误。
再是创建PCB电路板，这时错误又出现了，这时我才知道导入PCB前需要对元件设置Footprint，即元件封装。于是我对它们进行封装，返回原理图文件将四个芯片Footprint均设置成DIP28，再制作网络表导入PCB就没有错误了.
导入PCB制作，PCB制作有很多规则，首先要满足可行性，再是要节省，画出板大小后，就能够将元件添加进去了，以后我选择是自动布线，然后发觉经过移动四块芯片相对位置每次自动布线结果也不一样。

第六章 参考书目
[1] 王彦平.《Protel99电路设计指南》 清华大学出版社.
[2] 朱定华.《Protel 99 SE原理图和印制板设计》 清华大学出版社.
[3] 万华清.《Protel 99 SE电路设计》 人民邮电出版社.
[4] 《无线电合订本（下）》 无线电杂志社.
[5] 肖玲妮.《PROTEL 99 SE印刷电路板设计教程》 清华大学出版社.
[6] 赵景波 王劲松 滕敦朋.《Protel 电路设计从基础到实践》 电子工业出版社.

第七章 附件
附件一
原理图：

附件二

6264封装 2764封装

附件三
完整PCB图

顶层Toplayer
底层图Bottomlayer

丝印层图

铺地图

焊接图

附件四
原理图网络表：
[U1 2764 2764] [U2 2764 2764]
[U3 6264 6264] [U4 6264 6264]
(WR U1-27 U2-27 U3-27 U4-27)
(VCC U1-1 U2-1 U3-26 U4-26)
(GND U1-22 U2-22 U3-22 U4-22)
(D7 U1-19 U2-19 U3-19 U4-19)
(D6 U1-18 U2-18 U3-18 U4-18)
(D5 U1-17 U2-17 U3-17 U4-17)
(D4 U1-16 U2-16 U3-16 U4-16)
(D3 U1-15 U2-15 U3-15 U4-15)
(D2 U1-13 U2-13 U3-13 U4-13)
(D1 U1-12 U2-12 U3-12 U4-12)
(D0 U1-11 U2-11 U3-11 U4-11)
(A12 U1-2 U2-2 U3-2 U4-2)
(A11 U1-23 U2-23 U3-23 U4-23)
(A10 U1-21 U2-21 U3-21U4-21)
(A9 U1-24 U2-24 U3-24 U4-24)
(A8 U1-25 U2-25 U3-25 U4-25)
(A7 U1-3 U2-3 U3-3 U4-3)
(A6 U1-4 U2-4 U3-4 U4-4)
(A5 U1-5 U2-5 U3-5 U4-5)
(A4 U1-6 U2-6 U3-6 U4-6)
(A3 U1-7 U2-7 U3-7 U4-7)
(A2 U1-8 U2-8 U3-8 U4-8)
(A1 U1-9 U2-9 U3-9 U4-9)
(A0 U1-10 U2-10 U3-10 U4-10)

附件五
原理图元件表：
Comment
Description
Designator
Footprint
LibRef
Quantity
2764

U1, U2
2764
Component_1
2
6264

U3, U4
6264
Component_1
2

本科生课程设计成绩评定表

姓 名
*****
性 别
男
专业、班级
信息工程学院电子信息工程****班
题 目： PROTEL应用——微机存放器系统设计
答辩或质疑统计：

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导老师签字：

年 月 日