【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10年來(lái)致力于 Windows 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 Protel 設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一套建立在 IBM 兼容 PC 環(huán)境下的 EDA 電路集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶所接受，很快就成為世界 PC 平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。 Protel99 SE 共有 5 個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、 PLD 設(shè)計(jì)。 這是一個(gè)易于使用的含有大量元件庫(kù)的原理圖編輯器，主要用于原理圖的設(shè)計(jì)。它可以為印制電路板設(shè)計(jì)提供網(wǎng)絡(luò)表。該編輯器除了具有強(qiáng)大的原理圖編輯功能以外 ，其分層組織設(shè)計(jì)功能、設(shè)計(jì)同步器、豐富的電 氣設(shè)計(jì)檢驗(yàn)功能及強(qiáng)大而完善的打印輸出功能，并具有一定的仿真功能，使用戶可以輕松完成所需的設(shè)計(jì)任務(wù)。 武漢理工大學(xué)《 Protel 應(yīng)用實(shí)踐》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 2 二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理 555 定時(shí)器產(chǎn)生多諧振蕩器 圖 1 用 555 定時(shí)器構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器 當(dāng)電路與電源接通瞬間， C2 兩端沒(méi)有存儲(chǔ)電荷，兩端電壓為零， 555定時(shí)器 6 端輸入電壓為零，出現(xiàn) 6 端輸入電壓小于 23 Vcc,2 端輸入電 壓小于 13 Vcc，集成運(yùn)算發(fā)大器 A1輸出高電平， A2輸出高電平，基本 RS觸發(fā)器處于置“ 1”工作狀態(tài)，輸出信號(hào) Vo 為高電平，使晶體管截止，電源 Vcc 給電容 C2 充電。利用二極管的單向?qū)щ娦?，電容充電時(shí)將經(jīng)歷 Vcc → R5→ Rw 的上半部（ Rw1）→ D1→ C2→公共端。一直維持到 C2兩端的電壓略超過(guò) 23 Vcc。 當(dāng) C2兩端的電壓略超過(guò) 23 Vcc 時(shí)，出現(xiàn) 6 端輸入電壓大于 23 Vcc， 2 端輸入電壓大于 13 Vcc 的情況，集成運(yùn)算放大器的 A1 輸出低電平， A2 輸出高電平，基本 RS 觸發(fā)器清零工作狀態(tài)，輸出信號(hào) Vo 為低電平，使晶體管導(dǎo)通，電容放電。電容放電時(shí)將經(jīng)歷 C2→ D2→ R6→ Rw 的下半部（ Rw2）→三極武漢理工大學(xué)《 Protel 應(yīng)用實(shí)踐》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 管 T→公共端。這種情況一直維持到 C2 的兩端電壓略低于 13 Vcc。此后重新回到上述的充電過(guò)程， 如此周而復(fù)始，形成振蕩，產(chǎn)生矩形脈沖波輸出。 充電過(guò)程的方程式 11 5 2()21c c ( )33 wtR R CV c c V V c c V c c e ? ?? ? ? （ ） 充電所用時(shí)間 1 1 5 2( ) ln 2wt R R C?? （ ） 放電過(guò)程的方程式 12 5 2()120 ( 0 )33 wtR R CV c c V c c e ? ?? ? ? （ ） 放電所用時(shí)間 2 2 6 2( ) ln 2wt R R C?? （ ） 取 R5=R6，改 Rw 的值就能實(shí)現(xiàn)占空比可調(diào)的多諧振蕩器了 二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理 圖 2 二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖 十 位的進(jìn)位信號(hào)由 個(gè) 位計(jì)數(shù)器提供，將 個(gè) 位計(jì)數(shù)器的輸出端 CO控制 十 位計(jì)數(shù)器的脈沖信號(hào)， 個(gè)位 計(jì)數(shù)器接收到第 10個(gè)脈沖時(shí)向 十 進(jìn)位。十位計(jì)數(shù)器的輸出端 Q 2 與個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端 Q2 和 Q1 經(jīng)與非門(mén)控制兩片計(jì)數(shù)器的清零端 CLR，當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)為 00100011 時(shí)，立即反饋為零，實(shí)現(xiàn) 23進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)。 武漢理工大學(xué)《 Protel 應(yīng)用實(shí)踐》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 3 Protel 原理圖繪制 準(zhǔn)備畫(huà)圖 進(jìn)入 Protel 99 SE，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行菜單 File/New 命令， 系統(tǒng)彈出文件類型的對(duì)話框， 從框中選擇原理圖服務(wù)器（ Schematic Document）圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)， 在空白處右擊，在彈出來(lái)的快捷菜單中，單擊“ New? ”命 令，彈出“ New Documents”對(duì)話框， 如 圖 3 所示 。 圖 3 New Document 對(duì)話框 雙擊 圖標(biāo)，在文件夾窗口會(huì)出現(xiàn)一個(gè)原理圖文件的圖標(biāo)， 建立了一個(gè)原理圖。雙擊原理圖圖標(biāo)， 進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)服務(wù)器界面 ，開(kāi)始畫(huà)原理圖。 定位元件和加載元件庫(kù) 本次課設(shè)要做仿真圖，因此直接用仿真元器件庫(kù)中的元件來(lái)做原理圖，需要添加仿真庫(kù)。點(diǎn)擊 Browse Sch 下的 Add/Remove,彈出如圖 4所示對(duì)話框。在對(duì)話框中找到 ，點(diǎn)擊 Add,用 Remove按鈕移除其他的元件庫(kù)，只加載仿真元件庫(kù)。只用在仿真庫(kù)中找到的元件才能進(jìn)行仿真，仿真元件庫(kù)中有大量的元件，一般的電路圖都能夠畫(huà)出。如果加載的元件庫(kù)過(guò)多，武漢理工大學(xué)《 Protel 應(yīng)用實(shí)踐》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 就有可能導(dǎo)致原理圖的有些元件不是仿真庫(kù)中的，導(dǎo)致仿真時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 圖 4 加載元件庫(kù)對(duì)話框 原理圖放置元件 根據(jù)實(shí)際電路的需要，到元件庫(kù)中找出所需的元件，然后用元件管理器Place按鈕將元件放置在工作平面上 ， 根據(jù)元件之間的走線把元件調(diào)整好。 擺放元件的基本操作 移動(dòng)元件：用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中元件，并按住不放，然后移動(dòng)元件。 元件的旋轉(zhuǎn)：就是改 變?cè)姆胖梅较颉Ｓ檬髽?biāo)左鍵點(diǎn)中元件后，按住不放，此時(shí)可 以使用功能 鍵，就可以實(shí)現(xiàn)元件的旋轉(zhuǎn)。 SPACE 鍵：讓元件旋轉(zhuǎn) 90176。 Ctrl+X 鍵：使元件左右對(duì)掉，即是自光標(biāo)為軸作水平對(duì)調(diào)。 Ctrl+Y 鍵：使元件上下對(duì)掉，即是自光標(biāo)為軸作垂直對(duì)調(diào)。 武漢理工大學(xué)《 Protel 應(yīng)用實(shí)踐》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 連接電路 此時(shí)一定要選用 工具條中的 進(jìn)行連線，因?yàn)橹挥么司€才是具有電氣性質(zhì)，當(dāng)預(yù)拉線的指針移動(dòng)到元件的引腳或其它電氣特性線時(shí)，指針的中心將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，它提示我們?cè)诋?dāng)前狀態(tài)下單機(jī)鼠標(biāo)左鍵就會(huì)形成一個(gè)有效的電氣連接。 繪制好的原理圖如圖 5 和圖 6 所示。 Protel 原理圖中具有相同節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)的節(jié)點(diǎn)電氣連接。圖 5 所示的 555 定時(shí)器構(gòu)成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器和圖 6 所示的二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器是通過(guò)相同的節(jié)點(diǎn)【 OUT】連接在一起的。 在電路連接完成后，可進(jìn)行 ERC 檢查。 ERC 主要是檢查電路圖中是否有電氣特性不一致的情況，根據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重性分別以錯(cuò)誤（ Error）或警告 (Warning)信息來(lái)提示用戶。選擇 Tools 菜單下的 ERC 項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中，直接點(diǎn)擊 OK鍵即可進(jìn)行 ERC檢查。如果有錯(cuò)誤，改正錯(cuò)誤后可再進(jìn)行 ERC檢查。 圖 5 555 定時(shí)