課程設(shè)計(jì)ProtelDXP應(yīng)用實(shí)踐—RS232轉(zhuǎn)RS485電路

1、電子線路CAD課程設(shè)計(jì)Protel DXP應(yīng)用實(shí)踐RS232轉(zhuǎn)RS485電路姓名XXX院系XXXX班級(jí)自班學(xué)號(hào)XXXXX指導(dǎo)教師XXX時(shí)間208日摘要.1INTRODUCTION21設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求及原理31.1設(shè)計(jì)內(nèi)容31.2這設(shè)計(jì)要求31.3電路設(shè)計(jì)原理32PROTEL DXP理圖繪制42.1準(zhǔn)備畫(huà)圖4啟動(dòng)Protel DXP42.2定位元件和加載元件庫(kù)42.3原理圖放置元件42.4連接線路和放置節(jié)點(diǎn)5連接線路52.5 電路ERC電氣規(guī)則檢查52.6生成網(wǎng)絡(luò)表52.7生成元器件列表63PCB板的設(shè)計(jì)63.1創(chuàng)鍵PCB文件63.2定義PCB的大小63.3向PCB裝入網(wǎng)絡(luò)表63.4布置元器件

2、的位置73.5自動(dòng)布線。84課程設(shè)計(jì)總結(jié)及心得體會(huì)9鳴謝10參考文獻(xiàn)11附錄121.電路原理圖（見(jiàn)上頁(yè)）122.PCD電路板（見(jiàn)上頁(yè)）123.元器件清單表124.原理圖網(wǎng)絡(luò)報(bào)表12摘要Protel DXP是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。Protel DXP運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺(tái)上，并且具備當(dāng)今所有先進(jìn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)輸入仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)渥詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)融合，Protel DXP提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。在此，本人用Protel

3、DXP課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)RS232-485轉(zhuǎn)換器（原理圖）設(shè)計(jì)、PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）等，以熟悉掌握Protel DXP基本操作、一般使用方法和基本功能的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：Protel DXP軟件；RS232-485轉(zhuǎn)換器原理圖設(shè)計(jì)；PCB電路板設(shè)計(jì)INTRODUCTIONProtel DXP was the first to all design tool set at a suit board level design system, electronic designers from the initial project module planning t

4、o finally formed the production data can be according to your own design way realization. Protel DXP run in optimization design browser on the platform, and have the design characteristics of the current all advanced, can deal with all kinds of complicated PCB design process. Through simulation, PCB

5、 design input drawing editors, topology automatically wiring, signal integrity analysis and design output etc technology integration, Protel DXP provides comprehensive design solutions.Here, I DXP curriculum design with Protel realize RS232-485 switch (principle chart) design, printed circuit board

6、(PCB) design, Auto Router (automatic routing device), etc. In order to master the basic operation, DXP Protel generally use method and the basic function realization.KEYWORDS: Protel DXP software; RS232-485 switch principle diagram design; PCB designProtel DXP應(yīng)用實(shí)踐RS232轉(zhuǎn)RS485電路自動(dòng)化XXXX，XXXXXXXXXXX，XXX

7、指導(dǎo)教師：XXXX1 設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求及原理1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容通過(guò)操作Protel DXP軟件，設(shè)計(jì)課程以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、SCH（原理圖）仿真、PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和FPGA設(shè)計(jì)等，并熟悉掌握Protel DXP基本操作、一般使用方法和基本功能。1.2 這設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的原理圖與PCB圖要符合行業(yè)規(guī)范，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)，初選電路；通過(guò)調(diào)查研究、設(shè)計(jì)計(jì)算，確定電路方案；掌握正確的布局、布線方法；篩選元器件，獨(dú)立進(jìn)行電路仿真調(diào)試，并通過(guò)調(diào)試改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。1.3 電路設(shè)計(jì)原理RS232-485轉(zhuǎn)換器主要包括了電源、232電平轉(zhuǎn)換、485

8、電路三部分。本電路的232電平轉(zhuǎn)換電路采用了NIH232或者也可以直接使用MAX232集成電路，485電路采用了MAX485集成電路。為了使用方便，電源部分設(shè)計(jì)成無(wú)源方式，整個(gè)電路的供電直接從PC機(jī)的RS232接口中的DTR（4腳）和RTS（7腳）竊取。PC串口每根線可以提供大約9mA的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個(gè)電路使用了。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本電路只使用其中一條線也能夠正常工作。使用本電路需注意PC程序必須使串口的DTR和RTS輸出高電平，經(jīng)過(guò)D3穩(wěn)壓后得到VCC，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，VCC電壓大約在4.7V左右。因此，電路中要說(shuō)D3起的作用是穩(wěn)壓還不如說(shuō)是限壓功能。MAX485是通過(guò)兩個(gè)引腳RE

9、（2腳）和DE（3腳）來(lái)控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。當(dāng)RE為低電平時(shí)，MAX485數(shù)據(jù)輸入有效；當(dāng)DE為高電平時(shí)，MAX485數(shù)據(jù)輸出有效。在半雙工使用中，通?？梢詫⑦@兩個(gè)腳直接相連，然后由PC或者單片機(jī)輸出的高低電平就可以讓MAX485在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換了。由于本電路DTR和RTS都用于了電路供電，因此使用TX線和HIN232的另外一個(gè)通道及Q1來(lái)控制MAX485的狀態(tài)切換。平時(shí)NIH232的9腳輸出高電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為低電平而處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當(dāng)PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，NIH232的9腳輸出低電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為高電平而處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。

10、2 PROTEL DXP理圖繪制2.1準(zhǔn)備畫(huà)圖2.1.1啟動(dòng)Protel DXP（1）從Windows操作系統(tǒng)的開(kāi)始菜單或桌面快捷圖標(biāo)進(jìn)入Protel DXP環(huán)境。 （2）使用菜單File/New/PCB project 建立新工程文件。并保存，在PCB project 建立Schematic電路原理圖編輯器，一個(gè)名為Sheet1.SchDoc的原理圖圖紙出現(xiàn)在設(shè)計(jì)窗口中，并且原理圖文件夾也自動(dòng)地添加（連接）到項(xiàng)目。這個(gè)原理圖圖紙現(xiàn)在列表在Projects標(biāo)簽中的緊挨著項(xiàng)目名下的Schematic Sheets文件夾下。并保存，然后開(kāi)始設(shè)計(jì)原理圖。（3）設(shè)置畫(huà)圖環(huán)境單擊右鍵，然后選擇“Opti

11、on / Document Option”，在下圖所示的窗口中設(shè)置圖紙大小、方向、柵格等內(nèi)容。然后根據(jù)要求進(jìn)行原理圖參數(shù)設(shè)置：在開(kāi)始繪制原理圖之前，保存這個(gè)原理圖圖紙，因此選擇File » Save。2.2定位元件和加載元件庫(kù)1.點(diǎn)擊Libraries標(biāo)簽顯示庫(kù)工作區(qū)面板。2.在庫(kù)面板中按下Search按鈕，或選擇Tools»Search。這將打開(kāi)查找?guī)鞂?duì)話框。3.確認(rèn)正確路徑，點(diǎn)擊MiscellaneousDevices.IntLib庫(kù)以選擇它，如本數(shù)字鐘中的尋找SN74LS90N芯片只需在LibrariesSearch單元文本框內(nèi)鍵入SN74LS90N即可。4. 點(diǎn)擊S

12、earch按鈕開(kāi)始查找，將所需的元器件找到放置在原理圖編輯器。關(guān)閉Search Libraries對(duì)話框。2.3原理圖放置元件1.從元器件庫(kù)中取出所需的元器件后，放在工作區(qū)中，如需翻轉(zhuǎn)的可按空格鍵進(jìn)行00、900、1800、2700四種角度的翻轉(zhuǎn)。2.修改元器件的流淌號(hào)及幅值大小，在放置元器件的進(jìn)程中，按Tab鍵，在彈出的對(duì)話框中修改元器件屬性，更改其中的流水號(hào)與幅值，在ComponentProperties對(duì)話框的Properties單元，設(shè)置Designator，檢查PCB封裝模型。4.規(guī)則欄的設(shè)置將顯示在原理圖中。點(diǎn)擊規(guī)則列表中的Add顯示ParameterProperties對(duì)話框。輸

13、入名稱Value以及值20n。確認(rèn)String作為規(guī)則類型被選擇，并且value的Visible框被勾選。點(diǎn)擊OK即可。5.在對(duì)話框的Properties單元，點(diǎn)擊Comment欄并從下拉列表中選擇=Value，將Visible關(guān)閉。點(diǎn)擊OK按鈕返回放置模式。右擊或按ESC退出放置模式。6.移動(dòng)元器件，使其美觀整潔，盡量使元件朝一個(gè)方向放置，并把連接關(guān)系緊密的元件放在靠近的地方。2.4連接線路和放置節(jié)點(diǎn)2.4.1連接線路1.從菜單選擇Place»Wire或從WiringTools工具欄點(diǎn)擊Wire工具進(jìn)入連線模式，當(dāng)執(zhí)行方該命令后，光標(biāo)將變?yōu)槭中螤?，此時(shí)按Tab鍵，即可進(jìn)行導(dǎo)線的屬

14、性設(shè)置，當(dāng)將光標(biāo)移至元件接口或?qū)Ь€上時(shí)，光標(biāo)中將出現(xiàn)一黑點(diǎn)，單擊右鍵后導(dǎo)線就練到接口或?qū)Ь€上了。2.將光標(biāo)放在元件一端。當(dāng)你放對(duì)位置時(shí)，一個(gè)紅色的連接標(biāo)記會(huì)出現(xiàn)在光標(biāo)處。這表示光標(biāo)在元件的一個(gè)電氣連接點(diǎn)上。3.左擊固定第一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)。移動(dòng)一根導(dǎo)線從光標(biāo)處延伸到固定點(diǎn)。4.完成這部分導(dǎo)線的放置。注意光標(biāo)仍然為十字形狀，表示你準(zhǔn)備放置其它導(dǎo)線。要完全退出放置模式恢復(fù)箭頭光標(biāo)，再一次右擊或按ESC。電路總原理圖見(jiàn)附錄1。2.5 電路ERC電氣規(guī)則檢查畫(huà)好電路圖后需對(duì)電路進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，點(diǎn)擊project/projectoptions菜單，文件中對(duì)電路存在電氣問(wèn)題進(jìn)行描述，并且會(huì)在電路圖中用紅圈標(biāo)出部

15、分電氣問(wèn)題的具體位置。電氣規(guī)則主要指元件引腳是否連接到電路中等。只有解決了所有ERC文件中標(biāo)出的問(wèn)題，才可開(kāi)始創(chuàng)建PCB文件和電路的仿真。2.6生成網(wǎng)絡(luò)表選擇菜單Design/ Nestlist/protel命令。隨后在project欄會(huì)多出一項(xiàng)Project Outputs for LANSHIFENG，展開(kāi)后有一個(gè)“*.NET”，這就是生成的網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表中主要內(nèi)容分為兩部分，一部分是各元件的屬性參數(shù)，以方括號(hào)作為開(kāi)頭和結(jié)尾；一部分是各元件引腳的電氣連接信息，以圓括號(hào)作為開(kāi)頭和結(jié)尾。網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與印制電路板之間的一座橋梁，是印制電路板自動(dòng)布線的依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)表提供了電路的元件清單以及元件之間

16、的互聯(lián)關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)表見(jiàn)附錄.2.7生成元器件列表在原理圖界面下執(zhí)行菜單命令ReportsBill of Material即可生成了材料清單。材料清單包括電路圖中所有元件的名稱，類型和封裝號(hào)和元件的備注，材料清單見(jiàn)附錄。3 PCB板的設(shè)計(jì)3.1創(chuàng)鍵PCB文件同創(chuàng)建.sch電路圖文件一樣，雙擊進(jìn)入document，在我的工程文件夾LANSHIFENG.PRJPCB下執(zhí)行菜單擊右鍵Add to new project-PCB，即可創(chuàng)建PCB文件。3.2定義PCB的大小1.描繪電氣邊界，邊界決定了印刷電路板的尺寸，只能在KeepOutLayer層描繪邊框，在其他層畫(huà)邊框會(huì)使造成無(wú)法布線。在.PCBDOC

17、的KEEPOUT層用畫(huà)線工具繪制邊框方法為：?jiǎn)螕鬚CB編輯窗口下方的KEEPOUT層面板標(biāo)簽，place - KEEPOUT-Track）2.重定義板型：執(zhí)行DesignBoard Shape Redefine Board Shape即可。3.3向PCB裝入網(wǎng)絡(luò)表1.執(zhí)行DisgnUpdate PCB Document inLANSHIFENG.PRJPCB單擊右側(cè)即可。libraries-libraries ,instill 添加Miscellaneous Devices.IntLib2.然后再執(zhí)行DisgnImport changes fromLANSHIFENG.PRJPCB-單擊val

18、idate可以檢查原理圖中存在的封裝等問(wèn)題和可能存在的隱患，如果沒(méi)有問(wèn)題點(diǎn)擊execute change 按鈕，軟件將自動(dòng)根據(jù)電路原理圖創(chuàng)建PCB文件，即將原理圖中的所有原件和連接關(guān)系對(duì)應(yīng)到PCB中，如圖所示。最后單擊close關(guān)閉。單擊再單擊即可把原理圖添加到PCB面板上。3.4布置元器件的位置為了在布線時(shí)元件之間的導(dǎo)線連接簡(jiǎn)潔，減少導(dǎo)線的交叉，并充分利用PCB板的空間。做到緊湊而不擁擠，美觀，而又容易觀察元器件之間的連接關(guān)系，我進(jìn)行了元件的重新布局。移動(dòng)元件使元件名稱最好朝一個(gè)方向，這樣生產(chǎn)出來(lái)的電路板方便閱讀。移動(dòng)元件時(shí)容易造成圖像部分區(qū)域無(wú)法生成，這時(shí)按END鍵可以刷新圖像。移動(dòng)元器件

19、時(shí)最好參考原理圖，了解各元件之間的連接，將連線較多的元件放在更近的地方。3.5自動(dòng)布線。執(zhí)行自動(dòng)布線命令，菜單位置：執(zhí)行Auto Route/All后開(kāi)始自動(dòng)布線。布線后見(jiàn)圖16。Protel也可以手動(dòng)對(duì)PCB圖進(jìn)行手動(dòng)布線，但由于水平有限而且電路較為復(fù)雜采用自動(dòng)布線。在使用Protel進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的高級(jí)階段，PCB圖的布局和布線都是手動(dòng)完成的。自動(dòng)布線后PCB效果圖如圖13所示。然后再進(jìn)行手工的局部調(diào)整，調(diào)整后的總PCB圖見(jiàn)附錄。4課程設(shè)計(jì)總結(jié)及心得體會(huì)本人在張波老師的指導(dǎo)下，順利完成該課程設(shè)計(jì)。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，收獲頗多。（1） 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有更深的理解通過(guò)DXP原理課程設(shè)計(jì)，掌握了DXP程序

20、工作的基本過(guò)程及其各階段的基本任務(wù)，了解了DXP中PCB的生成過(guò)程、課本上的知識(shí)有了更深的理解，把原來(lái)以為很深?yuàn)W的書(shū)本知識(shí)變的更為簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有更深的理解。（2）對(duì)該理論在實(shí)踐中的應(yīng)用有深刻的理解通過(guò)做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，知道和理解了DXP是怎樣執(zhí)行的，對(duì)該理論在實(shí)踐中的應(yīng)用有深刻的理解。（3）激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)的理解了DXP一般原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把死板的課本知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過(guò)的DXP原理的知識(shí)強(qiáng)化，能夠把課堂上學(xué)的知識(shí)通過(guò)自己設(shè)計(jì)的原理圖設(shè)計(jì)出來(lái)，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解。鳴 謝首先，對(duì)指導(dǎo)老師xxx表達(dá)我最深切的謝意，其次感謝百度文庫(kù)、百度知

21、道，最后還要衷心感謝我所有幫助過(guò)我的同學(xué)（如xxx，xxx和xxx要特別感謝）。謝謝大家的鼓勵(lì)和支持，我才把我這個(gè)課程設(shè)計(jì)完成。參考文獻(xiàn)1李小堅(jiān)、趙山林、馮曉君、龍懷冰編著.ProtelDXP電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程（第二版），人民郵電出版社.2009附 錄1.電路原理圖（見(jiàn)上頁(yè)）2.PCD電路板（見(jiàn)上頁(yè)）3.元器件清單表DescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityPolarized Capacitor (Surface Mount)C1CAPR5-4X5Cap Pol31Polarized Capacitor (Surface Mount)C2CAP

22、R5-4X5Cap Pol31Polarized Capacitor (Surface Mount)C3CAPR5-4X5Cap Pol31Polarized Capacitor (Surface Mount)C4CAPR5-4X5Cap Pol31Polarized Capacitor (Surface Mount)C5CAPR5-4X5Cap Pol31Capacitor (Semiconductor SIM Model)C6CC3216-1206Cap Semi1Receptacle Assembly, 9 Position, Right AngleJ1DSUB1.385-2H9D Connector 91Receptacle Assembly, 9 Position, Right AngleJ2DSUB1.385-2H9D Connector 91Header, 4-PinP1HDR1X4Header 41PNP General Purpose AmplifierQ1BCY-W3/E42N39061ResistorR1AXIAL-0.4Res21ResistorR2AXIAL-0.4Res21ResistorR3AXIAL-0.4Res21ResistorR4AXIAL-0.4Res21+5V Powe