王 曉 張燕平 許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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淺析GFH5653數(shù)字鐘Protel繪制設(shè)計(jì)

王 曉 張燕平 許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

Protel；GFH5653數(shù)字鐘；層次圖

前言

該數(shù)字鐘包含的基本功能有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示正常、可以設(shè)定鬧鈴、時(shí)間能夠調(diào)節(jié)、編程與供電方便等，電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)、DS1302時(shí)鐘電路、顯示驅(qū)動(dòng)及顯示電路、鍵盤電路等部分組成。此處采用的單片機(jī)是宏晶公司的51系列單片機(jī)STC11F04E；走時(shí)方面，可以利用單片機(jī)自身的計(jì)時(shí)功能，但考慮到單片機(jī)本身斷電復(fù)位和時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，可以采用時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘芯片廠家和種類都有很多，此處我們采用最常用的DS1302；顯示方面，常用的有點(diǎn)陣屏顯示、液晶屏顯示和數(shù)碼管顯示，此處采用應(yīng)用最廣的數(shù)碼管顯示，驅(qū)動(dòng)方面采用常用74HC595與三極管組合；鬧鈴功能通過三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)；時(shí)間和鬧鈴的調(diào)節(jié)通過輕觸開關(guān)來實(shí)現(xiàn)；編程與供電采用預(yù)留編程接口和電源接口的方式實(shí)現(xiàn)，在電路中增加電源指示即可。

1.GFH5653數(shù)字鐘總線繪制設(shè)計(jì)

總線與網(wǎng)絡(luò)總線就是代表數(shù)條并行導(dǎo)線的一條線。在一些復(fù)雜的數(shù)字電路中，各模塊之間常常會(huì)用到數(shù)據(jù)總線和地址總線，這些總線多是平行同方向走線，如果用普通導(dǎo)線來繪制，將帶來巨大的工作量，為了簡(jiǎn)化原理圖，Protel軟件中引入了總線的概念。要注意的是，由于在Protel軟件中，原理圖編輯環(huán)境下的總線不具有電氣連接關(guān)系，因此使用總線來代替一組導(dǎo)線時(shí)，需要與總線分支（總線入口）和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)相配合來完成電氣意義上的連接。步驟如下：

（1）啟動(dòng)總線放置命令。執(zhí)行菜單命令【放置】 /【總線】或單擊總線符號(hào)可啟動(dòng)放置總線命令。在總線編輯狀態(tài)下按【Tab】鍵，可以對(duì)總線的寬度和顏色進(jìn)行修改。

（2）啟動(dòng)總線入口放置命令。執(zhí)行菜單命令【放置】 /【總線入口】或單擊總線符號(hào)可啟動(dòng)放置總線入口命令。在總線入口編輯狀態(tài)下按【Tab】鍵，可以對(duì)總線入口的寬度和顏色等參數(shù)進(jìn)行修改。

（3）放置總線。放置總線操作與導(dǎo)線的放置方法基本一致，執(zhí)行菜單命令【放置】 /【總線】或單擊工具欄總線符號(hào)，進(jìn)入放置總線狀態(tài)，將光標(biāo)移至合適的位置，單擊鼠標(biāo)的左鍵，定義總線起點(diǎn)，將光標(biāo)移至另一位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，定義總線的下一點(diǎn)。連線完畢，單擊鼠標(biāo)的右鍵退出放置狀態(tài)。在放置總線的過程中如果要變換拐彎角度，可以在編輯狀態(tài)下按“Shift+空格鍵”來進(jìn)行切換。

（4）放置總線入口?？偩€入口是用于實(shí)現(xiàn)連接元件引腳與總線的短線段，總線入口呈45°、 135°和-45°、 -135°四個(gè)角度傾斜，可通過按下空格鍵進(jìn)行切換。執(zhí)行菜單命令【放置】 /【總線入口】或單擊工具欄總線入口符號(hào)，進(jìn)入放置總線入口的狀態(tài)，此時(shí)光標(biāo)上帶著懸浮的總線入口線，將光標(biāo)移至總線和引腳引出線之間，按空格鍵變換傾斜角度，單擊鼠標(biāo)左鍵放置總線入口線。按照同樣的方法將所有的總線入口放置完畢后，還要再用普通導(dǎo)線連接總線入口與元器件引腳。

2.GFH5653數(shù)字鐘層次電路圖設(shè)計(jì)

下面以數(shù)字鐘電路的其中一部分電路為例說明自頂向下的層次電路設(shè)計(jì)方法和步驟。

（1）啟動(dòng)Protel DXP 2004后，執(zhí)行菜單命令【文件】/【創(chuàng)建】/【項(xiàng)目】/【PCB項(xiàng)目】，創(chuàng)建一個(gè)PCB項(xiàng)目文件，選擇保存路徑、對(duì)項(xiàng)目重命名并保存。然后再按照相關(guān)步驟在項(xiàng)目中創(chuàng)建一個(gè)原理圖文檔。

（3）移動(dòng)光標(biāo)將圖紙符號(hào)放置在大致的合適位置，按下“Tab”鍵彈出【圖紙符號(hào)】對(duì)話框，對(duì)相關(guān)選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置并單擊確定按鈕。

（4）按照同樣的方法創(chuàng)建好所有的單元模塊（限于篇幅，本例只畫了其中的三個(gè)子單元模塊），并重命名后放置在合適位置。

若要放低電平有效的端口名，則將在“名稱”選項(xiàng)中輸入“RST”即可。

（6）用同樣的方法移動(dòng)光標(biāo)到圖紙合適位置放置圖紙入口符號(hào)，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。最后，將各個(gè)端口用導(dǎo)線連接起來就完成了層次總圖的設(shè)計(jì)。

（7）生成子電路原理圖。在完成以上層次總原理圖的繪制后，接下來就可以繪制各個(gè)單元模塊的子電路圖了，以完成更為詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)圖。執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】 /【根據(jù)符號(hào)創(chuàng)建圖紙】，將光標(biāo)移動(dòng)到需要繪制的子電路圖紙符號(hào)方塊圖上（以移動(dòng)到“實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路”方塊上為例），單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出 “Confirm”對(duì)話框，即詢問創(chuàng)建的子電路對(duì)應(yīng)的Ι/O端口是否與總圖端口類型反轉(zhuǎn)，此處我們選擇“NO”按鈕，軟件會(huì)立即自動(dòng)為“實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路”的方塊圖創(chuàng)建一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的名為“實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路.SchDoc”的子電路原理圖，并會(huì)在編輯區(qū)中自動(dòng)生成與該電路對(duì)應(yīng)的端口。

（8）在編輯區(qū)繪制詳細(xì)的子單元電路。子單元電路的繪制與普通原理圖的繪制方法一致：加載元器件庫、放置子單元電路中的所有元器件、布局調(diào)整元器件位置并設(shè)置元器件屬性，用導(dǎo)線連接各元器件完成原理圖的繪制并保存。

3.GFH5653數(shù)字鐘繪制分析

（1）繪制圖紙時(shí)，應(yīng)注意頁面布局，注意規(guī)劃空間，移動(dòng)元件時(shí)要注意電源、電阻等，不能忽略任何小的元器件。

（2）繪制完原理圖后要進(jìn)行檢查，不能直接進(jìn)入PCB圖，以免在布線中檢測(cè)錯(cuò)誤，導(dǎo)致重新繪圖。

（3）手工布線要有耐心，嚴(yán)格按照布線規(guī)則進(jìn)行。

4.總結(jié)

GFH5653數(shù)字鐘繪制過程中要嚴(yán)格按照Poetol操作步驟，認(rèn)真，細(xì)心，充分發(fā)揮Poetol軟件強(qiáng)大的層次化，多通道的原理圖編輯環(huán)境，交互式全局編輯功能，借助自動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)電路板設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。

【參考文獻(xiàn)】

［1］Protel99SE印制電路板設(shè)計(jì)教程-第2章.互聯(lián)網(wǎng)文檔資源（http://wenku.baidu.c）.2012.

［2］周秀花.如何運(yùn)用Protel DXP 2004設(shè)計(jì)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路.職業(yè).2011

本項(xiàng)目通過一款單片機(jī)數(shù)字鐘的電原理圖繪制和PCB板設(shè)計(jì)為案例進(jìn)行講解，旨在讓讀者進(jìn)一步掌握應(yīng)用Protel DXP 2004 SP2 軟件進(jìn)行較復(fù)雜電路原理圖繪制高級(jí)技巧和兩層PCB板設(shè)計(jì)方法，并介紹了一種制作精度更高的PCB板手工制作工藝。