王 曉 張燕平 許昌職業(yè)技術學院

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淺析GFH5653數(shù)字鐘Protel繪制設計

王 曉 張燕平 許昌職業(yè)技術學院

【文章摘要】

【關鍵詞】

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準確、顯示正常、可以設定鬧鈴、時間能夠調(diào)節(jié)、編程與供電方便等，電路由單片機最小系統(tǒng)、DS1302時鐘電路、顯示驅(qū)動及顯示電路、鍵盤電路等部分組成。此處采用的單片機是宏晶公司的51系列單片機STC11F04E；走時方面，可以利用單片機自身的計時功能，但考慮到單片機本身斷電復位和時鐘的準確性，可以采用時鐘芯片，時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，常用的有點陣屏顯示、液晶屏顯示和數(shù)碼管顯示，此處采用應用最廣的數(shù)碼管顯示，驅(qū)動方面采用常用74HC595與三極管組合；鬧鈴功能通過三極管驅(qū)動蜂鳴器來實現(xiàn)；時間和鬧鈴的調(diào)節(jié)通過輕觸開關來實現(xiàn)；編程與供電采用預留編程接口和電源接口的方式實現(xiàn)，在電路中增加電源指示即可。

1.GFH5653數(shù)字鐘總線繪制設計

總線與網(wǎng)絡總線就是代表數(shù)條并行導線的一條線。在一些復雜的數(shù)字電路中，各模塊之間常常會用到數(shù)據(jù)總線和地址總線，這些總線多是平行同方向走線，如果用普通導線來繪制，將帶來巨大的工作量，為了簡化原理圖，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系，因此使用總線來代替一組導線時，需要與總線分支（總線入口）和網(wǎng)絡標號相配合來完成電氣意義上的連接。步驟如下：

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

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

（3）放置總線。放置總線操作與導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，進入放置總線狀態(tài)，將光標移至合適的位置，單擊鼠標的左鍵，定義總線起點，將光標移至另一位置，單擊鼠標左鍵，定義總線的下一點。連線完畢，單擊鼠標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”來進行切換。

（4）放置總線入口?？偩€入口是用于實現(xiàn)連接元件引腳與總線的短線段，總線入口呈45°、 135°和-45°、 -135°四個角度傾斜，可通過按下空格鍵進行切換。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，進入放置總線入口的狀態(tài)，此時光標上帶著懸浮的總線入口線，將光標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)字鐘層次電路圖設計

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計方法和步驟。

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

（3）移動光標將圖紙符號放置在大致的合適位置，按下“Tab”鍵彈出【圖紙符號】對話框，對相關選項進行設置并單擊確定按鈕。

（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”選項中輸入“RST”即可。

（6）用同樣的方法移動光標到圖紙合適位置放置圖紙入口符號，并進行相關設置。最后，將各個端口用導線連接起來就完成了層次總圖的設計。

（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單元模塊的子電路圖了，以完成更為詳細的電路設計圖。執(zhí)行菜單命令【設計】 /【根據(jù)符號創(chuàng)建圖紙】，將光標移動到需要繪制的子電路圖紙符號方塊圖上（以移動到“實時時鐘電路”方塊上為例），單擊鼠標左鍵，彈出 “Confirm”對話框，即詢問創(chuàng)建的子電路對應的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，軟件會立即自動為“實時時鐘電路”的方塊圖創(chuàng)建一個與之對應的名為“實時時鐘電路.SchDoc”的子電路原理圖，并會在編輯區(qū)中自動生成與該電路對應的端口。

（8）在編輯區(qū)繪制詳細的子單元電路。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)整元器件位置并設置元器件屬性，用導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，應注意頁面布局，注意規(guī)劃空間，移動元件時要注意電源、電阻等，不能忽略任何小的元器件。

（2）繪制完原理圖后要進行檢查，不能直接進入PCB圖，以免在布線中檢測錯誤，導致重新繪圖。

（3）手工布線要有耐心，嚴格按照布線規(guī)則進行。

4.總結(jié)

GFH5653數(shù)字鐘繪制過程中要嚴格按照Poetol操作步驟，認真，細心，充分發(fā)揮Poetol軟件強大的層次化，多通道的原理圖編輯環(huán)境，交互式全局編輯功能，借助自動組件實現(xiàn)電路板設計的自動化。

【參考文獻】

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

［2］周秀花.如何運用Protel DXP 2004設計串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路.職業(yè).2011

本項目通過一款單片機數(shù)字鐘的電原理圖繪制和PCB板設計為案例進行講解，旨在讓讀者進一步掌握應用Protel DXP 2004 SP2 軟件進行較復雜電路原理圖繪制高級技巧和兩層PCB板設計方法，并介紹了一種制作精度更高的PCB板手工制作工藝。