protel課程設計報告——實用門鈴系統(tǒng)

1、<p>　　《Protel軟件應用》課程設計報告</p><p>　　設計題目： 實用門鈴系統(tǒng) </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班 級： 電 信111 </p

2、><p>　　學 號： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設計任務和性能指標2</p><p>　　1.1 設計任務2</p><p>　　1.2 性能指標2</p><p

3、>　　2.設計方案與論證2</p><p>　　3.系統(tǒng)硬件設計3</p><p>　　3.1 電路原理4</p><p>　　3.2 元件清單4</p><p>　　3.3 元器件功能.4</p><p>　　4.繪制原理圖和PCB5</p><p>　　5.PCB板制作、焊

4、接與調(diào)試13</p><p>　　5.1 PCB板制作13</p><p>　　5.2 元器件的焊接13</p><p>　　5.3 系統(tǒng)的調(diào)試14</p><p><b>　　6.總結14</b></p><p><b>　　致謝15</b></p>

5、<p><b>　　參考文獻15</b></p><p>　　1、設計任務和性能指標</p><p><b>　　1.1 設計任務</b></p><p>　　掌握555叮咚門鈴電路的組成、工作原理，了解并掌握電路的一般設計方法， 具備初步的獨立設計能力，學習protel繪圖軟件設計一個叮咚門鈴電路，在設計

6、電路的過程中熟練掌握555定時器以及由他構成的各種電路的結構和用途。同時提高焊接技術和實踐能力。</p><p><b>　　1.2 性能指標</b></p><p>　　設計一個叮咚門鈴電路，設一個按鈕，按下按鈕時發(fā)出門鈴的較高頻率“?！甭?，松開按鈕，發(fā)出較低頻率的“咚”聲。門鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時間可調(diào)。正常人聽力范圍在20Hz~20000Hz，而1000

7、Hz~5000Hz則是人耳最敏感的聲音頻率范圍，因此，“叮咚”聲最好在這個范圍內(nèi)或者左右?！岸＿恕眱陕曨l率要求差距比較大，聲音持續(xù)時間要求適合。電路最好能功耗低。</p><p><b>　　2、設計方案與論證</b></p><p>　　此設計是為了門鈴發(fā)出“叮咚”聲響，按下按鈕AN（裝在門上），振蕩器振蕩，振蕩頻率約700Hz，揚聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。與此同時，電

8、源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時，C1便通過電阻R1放電，維持振蕩。但由于AN的斷開，電阻R2被串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500Hz左右，揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。直到C1上電壓放到不能維持555振蕩為止?！斑恕甭暤挠嘁舻拈L短可通過改變C1的數(shù)值來改變。</p><p>　　本次設計要求完成門鈴設計，要發(fā)出叮、咚的聲音，即產(chǎn)生兩種不同頻率的聲音。要改變聲音的頻率，就是改變電路中電容充放電的時間，即通

9、過開關的閉合與打開接入不同的電阻來改變周期，從而實現(xiàn)頻率的改變。</p><p>　　本次設計的關鍵可以分為兩個模塊：</p><p><b>　　1）設計控制模塊</b></p><p>　　根據(jù)設計題目要求，要實現(xiàn)簡易電子的設計就要選擇555定時器構成多諧振蕩電路。</p><p><b>　　2）設計蜂鳴

10、器模塊</b></p><p>　　通過喇叭發(fā)出兩個不同頻率的聲音:發(fā)出“叮”的振蕩頻率設定為700Hz，發(fā)出：“咚”的振蕩頻率設定在500Hz</p><p><b>　　3、系統(tǒng)硬件設計</b></p><p><b>　　3.1 電路原理</b></p><p>　　SA是門上的按

11、鈕開關，在平日沒有按下的時候，C1無法接通不進行充電，因而C1處的電壓為0，NE555的4端口（復位端）一直處于低電平，導致3端口輸出一直為0，揚聲器無法工作。而C2通過R2、R3、R4進行充電，充滿電后，其電壓約為電源電壓。</p><p>　　當按下SA時，當VCC的電流流過二極管對C1經(jīng)行充電，其兩端電壓升高，4端口的電壓也開始逐漸升高。同時C2開始對端口7進行放電，電容的電壓下降，當其由VCC下降到2/3

12、的VCC時，放電管導通，3端口輸出為低電平，但當下降到1/3VCC時，放電管截止，C2則開始充電，3端口理應輸出高電平，但是由于控制4端口的電容C1的電壓還沒有充好點，4端口仍舊輸出0使輸出端口3強制輸出0，揚聲器不工作。當C1充好電之后，4端口為高電平，然后輸出端3即可輸出1，這時揚聲器可以工作，發(fā)出“?！钡捻懧暎ㄆ漕l率值在后面給出）（C2的充放電過程不斷的重復進行）。</p><p>　　當松開SA時，VCC

13、則不能通過二極管對C2充放電，只能通過R2、R3、R4充放電，由于電阻值的改變，使其頻率發(fā)生改變，電阻變大，頻率變低，發(fā)出“咚”的聲響。與此同時，C1開始放電，當使其的電壓不斷下降，最終4端口輸入為低電平，強制將其復位，揚聲器不再工作。</p><p><b>　　3.2 元件清單</b></p><p>　　實用門鈴元件清單如表3-1所示</p>&l

14、t;p>　　表3-1 實用門鈴清單</p><p><b>　　3.3元器件功能</b></p><p><b>　　R1：給C1充放電</b></p><p>　　R2：SA斷開后，給C2充電</p><p><b>　　R3：給C2充電</b></p>

15、<p><b>　　R4：給C2充放電</b></p><p>　　C1：充放電控制NE555的4端口的，來控制揚聲器的工作</p><p>　　C2：充放電來控制NE555，使其發(fā)出脈沖波</p><p>　　C3：濾波,防止干擾</p><p>　　C4：濾波，使揚聲器接收到穩(wěn)定的脈沖波</p>

16、<p>　　D1、D2：防止閉合SA后，還有電流流過C1使其充電</p><p>　　SA：開關按鈕，控制“叮咚”聲的開始和叮聲的結束</p><p>　　揚聲器：發(fā)出叮咚聲的設備</p><p>　　NE555：作為多諧振蕩器，發(fā)出脈沖波</p><p>　　4、繪制原理圖和PCB</p><p>　　

17、確定課題后，用Protel DXP軟件將電路原理圖繪制出來。繪制電路原理圖過程如下：</p><p>　　打開Protel DXP軟件，新建一個“實用門鈴系統(tǒng).PRJPCB”工程，在此工程下新建一個“實用門鈴系統(tǒng).SCHDOC”原理圖文件。</p><p>　　根據(jù)要求，畫出電路原理圖。畫圖的時候，注意選擇合適的元器件及對應的封裝，阻值大小，元器件的極性等。所繪制的電路原理圖如下圖4-1所

18、示。</p><p>　　圖4-1實用門鈴系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　原理圖繪制完成后，對所繪制的原理圖進行編譯。選擇“Project->Compile PCB Project實用門鈴系統(tǒng).PRJPCB”，點擊Messages查看編譯結果，對于出現(xiàn)的Error項，一定要查找其出現(xiàn)錯誤的原因，并進行改正，直至編譯不出現(xiàn)Error項。</p><p>　　

19、生成網(wǎng)絡報表：選擇“Design->Netlist For Project->Protel”,生成實用門鈴系統(tǒng).NET網(wǎng)絡報表，部分網(wǎng)絡表截圖如下圖4-2所示。</p><p><b>　　[</b></p><p>　　圖4-2實用門鈴系統(tǒng)部分網(wǎng)絡報表</p><p>　　生成元器件清單表：選擇“Reports->Bill

20、of Materials”，生成元器件清單列表如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3實用門鈴系統(tǒng)元器件清單報表</p><p>　　原理圖繪制完成后，接下來就是生成PCB。生成PCB過程如下：</p><p>　　在“實用門鈴系統(tǒng).PRJPCB”工程下新建一個“實用門鈴系統(tǒng).PCBDOC”文件，然后保存到相應的路徑。</p><p>

21、;　　根據(jù)要求，設置單面板，選擇“Design → Layer Stack Manager”，彈出管理版面，點擊面板左下的“Menu”，在彈出的菜單中選擇“Example layer statcks” → “Single layer”來實現(xiàn)。</p><p>　　在禁止布線層繪制電氣邊界，此PCB板采用的大小為60mm×40mm。繪制出的電氣邊界如圖4-4所示。</p><p>

22、　　圖4-4實用門鈴系統(tǒng)電氣邊界</p><p>　　設置PCB的系統(tǒng)參數(shù)，電路參數(shù)等相關參數(shù)。</p><p><b>　　導入網(wǎng)絡表：</b></p><p>　?。?）檢查原理圖更新情況。</p><p>　?、賵?zhí)行 “Design → Update Schematic in實用門鈴系統(tǒng).PrjPCB”命令，系統(tǒng)將

23、比較當前PCB板上信息與原理圖的不同，得出需更新的報表。</p><p>　?、趶棾鰧υ捒颍c yes ，出現(xiàn)不同比較對話框。</p><p>　?、劭梢灾鹨粰z查錯誤，點“Explore Difference”，在彈出的對話框中雙擊某項，即可跳到對應的原理圖位置上。</p><p>　　（2）完成檢查后導入網(wǎng)絡表。</p><p>　　①執(zhí)行

24、“ Import change from實用門鈴系統(tǒng).PrjPCB”，彈出的對話框中，列出了所有的改變。</p><p>　?、邳c擊 Validate change，系統(tǒng)掃描所有的改變，看能否在PCB上執(zhí)行所有的改變。若正確，“Check”欄為綠色的“√”標記；否則返回原理圖修改。</p><p>　　③若都正確，點擊 Execute Change，執(zhí)行所有的改變。如果都正確，“Done”

25、欄為綠色的“√”標記。如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 元器件全部正確的工程網(wǎng)絡變化對話框</p><p>　?、艽藭r，所有元器件封裝及其電氣連接都導入了PCB中。如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 加載網(wǎng)絡表和元器件封裝后的電路板圖</p><p>　　6、對元器件進行布局，布局后的效果如圖4-7所示。</p

26、><p>　　圖4-7 布局后的效果圖</p><p><b>　　7、自動布線：</b></p><p>　　設置規(guī)則，選擇“Design->Rules”,在彈出的對話框中的Routing選項中，在“Width”選項中增加一項電源網(wǎng)絡和一項地網(wǎng)絡。寬度分別設置為30mil和30mil。 在“Routing Layers”選項中“Compon

27、ent Side”選擇“No use”，“Solder Side”選擇“Any”。其他規(guī)則選擇默認。然后選擇“Auto Route->ALL”。自動布線后的效果如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8 自動布線后的效果圖</p><p>　　PCB制作完成后，生成PCB報表文件，選擇“Reports->Netlist Status”，彈出Net Status-實用門鈴系統(tǒng)

28、.REP文件，如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 PCB報表</p><p><b>　　打印輸出PCB圖：</b></p><p>　　選擇“Files → Page setup”設置紙型、效果、打印內(nèi)容等。</p><p>　　點擊上面對話框的 Advanced ，彈出打印層面設置對話框。</p

29、><p>　　雙擊任一層，出現(xiàn) Layer properties對話框。</p><p>　　選擇“Files → print preview” 來預覽打印的內(nèi)容：缺省打印方式為“Composite”型。</p><p>　　5、PCB板制作、焊接與調(diào)試</p><p>　　5.1 PCB板制作</p><p>　　1、將

30、生成的PCB打印到轉(zhuǎn)印紙上后，選擇合適大小的覆銅板，將轉(zhuǎn)印紙有電路圖的一面緊貼覆銅板有銅的一那面，轉(zhuǎn)印紙緊緊包住覆銅板，然后將裹有轉(zhuǎn)印紙的覆銅板放到轉(zhuǎn)印機中轉(zhuǎn)印。</p><p>　　2、轉(zhuǎn)印完成后等待覆銅板冷卻，然后撕開轉(zhuǎn)印紙，將覆銅板放到腐蝕液中腐蝕。</p><p>　　3、等待大約20-30分鐘，知道覆銅板上多余的銅全部被腐蝕掉，覆銅板變成帶有線路的透明的黃色塑料板。</p&

31、gt;<p>　　4、將塑料板切割成合適的大小，注意電路板線路的完整性，用砂紙或者銼刀將板子邊緣打磨光滑。</p><p>　　5、用合適鉆頭的鉆孔機給板子上的焊盤打孔，注意將鉆頭對準焊盤中心。</p><p>　　6、用砂紙將電路板上線路的一層碳膜輕輕擦掉，會出現(xiàn)銅黃色的線路。</p><p>　　PCB板基本制作完成。</p><

32、;p>　　PCB板制作過程中遇到的問題及解決辦法：</p><p>　　在鉆三極管時會將兩個孔鉆到一起導致短接。解決辦法：鉆孔時將兩邊的孔鉆的離中間遠點。 </p><p>　　敷銅板轉(zhuǎn)印完成后，有些線路會出現(xiàn)斷裂或者沒有印到敷銅板上。解決辦法：用轉(zhuǎn)印筆在出現(xiàn)斷裂的線路上輕輕地描，注意不要連到其他線路上。</p><p>　　鉆孔過程中，誤將線路鉆斷了。解決

33、辦法：焊接時將錫絲熔化后將斷點連上。 </p><p>　　5.2 元器件的焊接</p><p><b>　　焊接順序</b></p><p>　　先測量，做好記錄；在清潔，掛錫焊接；最后檢查質(zhì)量。</p><p>　　1.右手持電路鐵。左手壓住元件或?qū)Ь€。焊接前，電烙鐵要充分預熱烙鐵頭刃面上要吃錫，及帶上一定量焊接。&

34、lt;/p><p>　　2.將烙鐵頭刃面緊貼在焊點處。電路鐵與水平面大約成60度角。以便融化的錫可以從烙鐵頭上流到到焊點上。將烙鐵在焊點處停留的時間控制2-3秒鐘。</p><p>　　3.抬開烙鐵頭。左手仍持元件不動。待焊點處得錫冷卻凝固后，才可以松開左手。</p><p><b>　　5.3 系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p

35、>　　在整個調(diào)試過程，我們沒有出現(xiàn)太大的問題，整體來說是十分順利的。</p><p>　　首先，我們連接好電路之后，我們就先用萬用表將電路的各個之路經(jīng)行測試，檢查有沒有短路或者斷路，檢查的方法就是將萬用表調(diào)到歐姆擋，測試各支路的短路。在經(jīng)行這一步測試時，我們就發(fā)現(xiàn)我們的問題，就是中間少了一根線將NE555的7端口和有3個電阻的那條支路相連，這導致，我們檢查7端口的支路電阻時，萬用表的顯示屏上呈現(xiàn)的是無窮大的

36、標志，立馬，我們就著手檢查電路，發(fā)現(xiàn)了問題，并將其解決掉。</p><p>　　然后，我們接通了電源，按下了開關，很順利的，第一次接電源就聽到了“叮咚”的聲響，這個讓我們很欣慰。但是，我們也發(fā)現(xiàn)了我們電路的問題，就是由于叮咚聲的頻率比較的接近，導致和現(xiàn)實生活中，大家認定的叮咚聲有一定的出入。為了讓叮咚聲更加的悅耳動聽，我們決定更換電阻大小，將叮的頻率提高。問題也就出來了，由于實驗室的電阻大小有限，并沒有適合大小的

37、電阻給我們經(jīng)行挑選，于是，我們自己就講電阻相并聯(lián)，得到較小的阻值的電阻。最終將叮咚聲調(diào)到了適合的頻率。調(diào)試最終結束。</p><p><b>　　6、總結</b></p><p>　　兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不緊檢驗了我所學的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何去完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計。和同學們相互探討，相互

38、學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了為人處世。</p><p>　　課程設計使我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，使我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設計，我深深地體會到這句千古名的真正含義。我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健的在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計

39、自動門的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這次課設中，我首先要感謝學校給我們提供的機會，其次我要感謝我的老師在課程設計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決

40、了許多技術上的難題，讓我能把設計做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。最后，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計上的難題。同時也感謝學院為我提供良好的做課程設計的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設計中幫助過我的老師和同學。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 康

41、華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分. 北京：高等教育出版社，2006.1</p><p>　　[2] 周南生.晶體管電路設計與制作.北京：科學出版社，2006.8</p><p>　　[3] 鈴木雅臣著，彭軍譯.晶體管電路設計.北京：科學出版社，2004</p><p>　　[4] 尹勇. Multisim電路仿真入門與進階.北京：科學出版社，2005<