温度控制电路完整版

成 绩 评 定 表

课程设计任务书

摘 要

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,其基于Windows环境的99SE版本,不仅提供了功能完备的电路设计工具,而且具备强大的电路仿真能力。《Protel应用实践》课程设计旨在让同学们对Protel软件的熟练操作,并对其各项强大功能的了解。本次课程设计是以温度控制及显示电路为例,叙述电路原理图(sch)的设计、印制电路板(PCB)的制作(以及电路的仿真分析的具体步骤和出现问题的解决方法)。

音频放大器可以用来话音扩音、音乐欣赏、卡拉OK伴唱,其中的电子混响器使声音听起来具有一定深度感和空间立体感。音响放大器是由话筒放大器、混合前置放大器、电子混响器、音调控制器、功率放大器几部分组成。

关键词:Protel99 SE, 功能完备, 音频放大电路电路, 层次电路设计思

目录

1、函数发生器原理设计 ................................................................................................................. 1

1.1电路的总原理框图 ............................................................................................................ 1 1.2.电源电路原理图 ............................................................................................................... 1 1.3信号采集电路原理图 ........................................................................................................ 2 1.4A/D转换及显示电路原理图 .............................................................................................. 3 1. 52、Protel原理图的设计绘制 ........................................................................................................ 4

2.1原理图的设计流程 ............................................................................................................ 4 2.2创建电路原理图 ................................................................................................................ 4 2.3载入原理图 ........................................................................................................................ 6 2.4原理图放置元件 ................................................................................................................ 7 2.5原理图连线 ........................................................................................................................ 8 3、电气规则检验和生成报表 ......................................................................................................... 8

3.1生成ERC报表 .................................................................................................................... 8 3.2生成网络表 ........................................................................................................................ 9 3.3生成交叉表 ...................................................................................................................... 10 4、电路板PCB绘制 ....................................................................................................................... 10

4.1创建PCB电路文件 .......................................................................................................... 10 4.2电路板PCB生成 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4.3 元件的自动布线 ............................................................................. 错误!未定义书签。 5、心得体会 ................................................................................................................................. 133 7、参考文献 ................................................................................................................................... 13

1、温度控制及显示电路的原理

1.1电路的总原理框图

温度控制及显示电路由电源电路、信号采集电路、A/D转换及显示电路和报警电路四个模块组成。电源电路输出正负5V的直流电,为整个电路提供能量。信号采集电路将温度信号转化模拟信号,并输出至A/D转换及显示电路和报警电路。A/D转换及显示电路可以将模拟信号转化为数字信号,并通过数码管显示出来。报警电路则在模拟信号超过限定值时发出报警信号,如图1-1所示。

图1-1 总原理图

1.2电源电路原理图

电源电路主要由集成稳压电源器和消振及保护电容组成。输入的±12V直流电压经过集成稳压器7805/7905后输出为稳定的±5V直流电压,为整个电路提供能量。因为考虑到A/D转换及显示电路部分有CMOS系列的集成芯片CC14433,输出端还提供了+5V的电压VDD和接地端VSS。

图1-2 电源电路原理图

1.3信号采集电路原理图

信号采集电路主要是对铁块现时温度的检测转换,温度的检测由铂电阻完成,用电桥得到差动值,经差动放大器放大后,送入A/D转换及显示电路和报警电路。

图1-3 信号采集电路原理图

1.4 A/D转换及显示电路原理图

A/D转换及显示电路主要由CMOS系列中的 3 位半双积分型A/D 芯片CC14433和七段译码显示电路CD4511组成。通过此电路,完成对采样得到的模拟信号的A/D转换及显示。

图1-4 A/D转换及显示原理图

1.5报警电路原理图

报警电路主要是通过一个电压比较器和发光二极管来实现报警功能。同时,电压比较器的输出还接至三极管的基极,并通过二极管和单刀双掷继电器开关实现对整个电路通断的控制。

图1-5 报警电路原理图

2. Protel原理图的设计绘制 2.1 原理图的设计流程

原理图的设计流程如下:

2.2创建电路原理图

(1)启动Protel 99 SE软件,选择菜单“File/New”,弹出如图6所示的对话框。建立名为“hll.ddb”的原理图库文件如下。随即,此库文件名将显示在左栏explore子目录下。

图2-1 新建文件图

(2)双击打开库文件,选择菜单“File/New”,弹出如图7所示的对话框。单击“Schematic

Document”,建立名为“温度控制及显示控制电路.prj”的原理图文件。

图2-2 原理图文件

(3)双击原理图文件,进入原理图编辑界面。

(4)元件清单如图

2.3载入元件库

点击界面左侧Browse对话框中的“Add/Remove”按钮,屏幕上会出现如下图所示的“元件库添加/删除”对话框;选中常用的元件库.ddb, International Rectifier.ddb,常用元件库2.ddb, sim.ddb,我的元件库.ddb, 点击“Add”按钮即可。

图2-3 添加元件库图

添加完的界面如图所示

图2-4 添加完的界面图

2.4原理图放置元件

创建SCH项目后,在默认的一个protel 99se元件库中,可以选择元件放到电路图中了,我们也可以选择增加自己的元件库。SCH原理图的所有元件,都可以在我们默认的原件库 中下载.将元件放进SCH原理图中,并且设计元件的属性包括封装,名称,元件属性等(图2-5),将元件放置在适当位置(图2-6)

图2-5 元件属性设置图

图2-6 未连线的元件图

2.5原理图连线

按照图2-6放置好元件,下面就可以开始布线了,连线后的结果如(图2-7)。

图2-7 连线后的电路原理图

3、电气规则检验和生成报表

3.1生成ERC报表

按照图2-6所绘制的电路图,启动Protel 99 se,新建一个设计数据库文件,建立上图

所示的原理图文件名称定为“.ddb”, 设置电气检验规则,即产生ERC表的各种选项,执行Tools|ERC ,产生ERC报表(图3-1)。

图3-1 生成ERC报表

3.2生成网络表

执行Design|Create Netlist,产生网络表 。如下图3-2所示(截取一部分网络表)

图3-2 生成网络表

3.3生成交叉表

执行Report|Cross Reference,产生交叉表(图3-3)

图3-3 生成交叉表

4、印制电路板图PCB绘制

4.1创建PCB电路文件

(1)如(图2-7)所示,我们已经绘制了一个基本的SCH原理图,这个原理包括了基本的电源,负载,以及接地等,并且接好了线. 执行“File\New”命令,选择创建PCB文件。

图4-1 新建文件图

(1)双击PCB文件图标,进入PCB设计界面

图4-2 PCB设计界面

4.2电路板PCB生成

在导航栏中,选择Libraries这一项,这可以让我们在导航栏中显示当前可以放的

封装库,以供选择浏览封装库以及增加protel 99 se封装库,选择封装库并且增加到当前PCB文件中,增加好封装库后,我们就可以选择和使用些元件了,经过上边的设置后,点击design菜单下的“Update PCB”,得到PCB文件(图4-3)。

图4-3 PCB文件图

调整元器件之后PCB图为:

图4-4 调整后的PCB图

4.3 元件的自动布线

在导航栏执行“Aoute Route”菜单下“Route All”就可以自动布线了,布线完的图

图4-5 自动布线图

5、心得体会

这次课设我完成了温度控制及显示电路的设计,在设计中无疑会遇到各种各样的困难,不过在老师不辞劳苦的讲解与帮助下,基本上完成了设计所要求的任务。

刚开始的时候,由于对软件的不了解以及对电路原理图的匮乏,我们不断的上网查资料,各种信息,各种资源,我们最后通过努力将问题解决,画出了原理图。俗话说,会者不难,难者不会,当我明白protel99se怎么操作的时候,什么问题都是浮云了。翻过了一座山以后,又开始遇到问题了,就是仿真的问题。结果我也是翻遍了好多资料都没有解决出来,出来的错误好多好多,所以这个课设最遗憾的就是我的仿真图没有出来。

生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,才真正意识到我们只有通过勤奋的努力,才能够真正体会到科技带给人类的幸福。 在整个电路课程设计过程中,我们不断地在遇到问题和解决问题之中盘旋。例如在进行手动布线的时候,自己一根一根地布线,眼睛都盯着电脑酸了,但是看着自己的元件一个个连接了起来,自己的心里面像吃了蜜一样的甜。终于就这样,像爱迪生发明电灯泡的时候一样,历经千万次的猜想与实验,终于使得这个问题得到了圆满的解决。成功的我高兴地无以复加,只是感觉到劳动最光荣,劳动人民最高尚。

通过这次课程设计,让我更加的了解protel软件,对于以后的电路设计有十分重要的意义。对我而言,此次课程设计的过程中我遇到了许多挫折,如软件使用中的很多问题,但我认为挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。

6、参考文献

1. 历雅萍、易映萍编,电子技术课程设计,机械工些出版社 2006

2.张松、张霆、廖科、胡科编著,Protel 2004电路设计教程,清华大学出版社,北京:2006

3. 李东生、张勇等编著,Protel 99se电路设计教程,电子工业出版社,北京:2003

4. 谢自美,电子线路设计 实验 测试(第三版),武汉:华中科技大学出版社20066

5. 彭介华主编 ,电子技术课程设计指导,高等教育出版社 2006

成 绩 评 定 表

课程设计任务书

摘 要

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,其基于Windows环境的99SE版本,不仅提供了功能完备的电路设计工具,而且具备强大的电路仿真能力。《Protel应用实践》课程设计旨在让同学们对Protel软件的熟练操作,并对其各项强大功能的了解。本次课程设计是以温度控制及显示电路为例,叙述电路原理图(sch)的设计、印制电路板(PCB)的制作(以及电路的仿真分析的具体步骤和出现问题的解决方法)。

音频放大器可以用来话音扩音、音乐欣赏、卡拉OK伴唱,其中的电子混响器使声音听起来具有一定深度感和空间立体感。音响放大器是由话筒放大器、混合前置放大器、电子混响器、音调控制器、功率放大器几部分组成。

关键词:Protel99 SE, 功能完备, 音频放大电路电路, 层次电路设计思

目录

1、函数发生器原理设计 ................................................................................................................. 1

1.1电路的总原理框图 ............................................................................................................ 1 1.2.电源电路原理图 ............................................................................................................... 1 1.3信号采集电路原理图 ........................................................................................................ 2 1.4A/D转换及显示电路原理图 .............................................................................................. 3 1. 52、Protel原理图的设计绘制 ........................................................................................................ 4

2.1原理图的设计流程 ............................................................................................................ 4 2.2创建电路原理图 ................................................................................................................ 4 2.3载入原理图 ........................................................................................................................ 6 2.4原理图放置元件 ................................................................................................................ 7 2.5原理图连线 ........................................................................................................................ 8 3、电气规则检验和生成报表 ......................................................................................................... 8

3.1生成ERC报表 .................................................................................................................... 8 3.2生成网络表 ........................................................................................................................ 9 3.3生成交叉表 ...................................................................................................................... 10 4、电路板PCB绘制 ....................................................................................................................... 10

4.1创建PCB电路文件 .......................................................................................................... 10 4.2电路板PCB生成 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4.3 元件的自动布线 ............................................................................. 错误!未定义书签。 5、心得体会 ................................................................................................................................. 133 7、参考文献 ................................................................................................................................... 13

1、温度控制及显示电路的原理

1.1电路的总原理框图

温度控制及显示电路由电源电路、信号采集电路、A/D转换及显示电路和报警电路四个模块组成。电源电路输出正负5V的直流电,为整个电路提供能量。信号采集电路将温度信号转化模拟信号,并输出至A/D转换及显示电路和报警电路。A/D转换及显示电路可以将模拟信号转化为数字信号,并通过数码管显示出来。报警电路则在模拟信号超过限定值时发出报警信号,如图1-1所示。

图1-1 总原理图

1.2电源电路原理图

电源电路主要由集成稳压电源器和消振及保护电容组成。输入的±12V直流电压经过集成稳压器7805/7905后输出为稳定的±5V直流电压,为整个电路提供能量。因为考虑到A/D转换及显示电路部分有CMOS系列的集成芯片CC14433,输出端还提供了+5V的电压VDD和接地端VSS。

图1-2 电源电路原理图

1.3信号采集电路原理图

信号采集电路主要是对铁块现时温度的检测转换,温度的检测由铂电阻完成,用电桥得到差动值,经差动放大器放大后,送入A/D转换及显示电路和报警电路。

图1-3 信号采集电路原理图

1.4 A/D转换及显示电路原理图

A/D转换及显示电路主要由CMOS系列中的 3 位半双积分型A/D 芯片CC14433和七段译码显示电路CD4511组成。通过此电路,完成对采样得到的模拟信号的A/D转换及显示。

图1-4 A/D转换及显示原理图

1.5报警电路原理图

报警电路主要是通过一个电压比较器和发光二极管来实现报警功能。同时,电压比较器的输出还接至三极管的基极,并通过二极管和单刀双掷继电器开关实现对整个电路通断的控制。

图1-5 报警电路原理图

2. Protel原理图的设计绘制 2.1 原理图的设计流程

原理图的设计流程如下:

2.2创建电路原理图

(1)启动Protel 99 SE软件,选择菜单“File/New”,弹出如图6所示的对话框。建立名为“hll.ddb”的原理图库文件如下。随即,此库文件名将显示在左栏explore子目录下。

图2-1 新建文件图

(2)双击打开库文件,选择菜单“File/New”,弹出如图7所示的对话框。单击“Schematic

Document”,建立名为“温度控制及显示控制电路.prj”的原理图文件。

图2-2 原理图文件

(3)双击原理图文件,进入原理图编辑界面。

(4)元件清单如图

2.3载入元件库

点击界面左侧Browse对话框中的“Add/Remove”按钮,屏幕上会出现如下图所示的“元件库添加/删除”对话框;选中常用的元件库.ddb, International Rectifier.ddb,常用元件库2.ddb, sim.ddb,我的元件库.ddb, 点击“Add”按钮即可。

图2-3 添加元件库图

添加完的界面如图所示

图2-4 添加完的界面图

2.4原理图放置元件

创建SCH项目后,在默认的一个protel 99se元件库中,可以选择元件放到电路图中了,我们也可以选择增加自己的元件库。SCH原理图的所有元件,都可以在我们默认的原件库 中下载.将元件放进SCH原理图中,并且设计元件的属性包括封装,名称,元件属性等(图2-5),将元件放置在适当位置(图2-6)

图2-5 元件属性设置图

图2-6 未连线的元件图

2.5原理图连线

按照图2-6放置好元件,下面就可以开始布线了,连线后的结果如(图2-7)。

图2-7 连线后的电路原理图

3、电气规则检验和生成报表

3.1生成ERC报表

按照图2-6所绘制的电路图,启动Protel 99 se,新建一个设计数据库文件,建立上图

所示的原理图文件名称定为“.ddb”, 设置电气检验规则,即产生ERC表的各种选项,执行Tools|ERC ,产生ERC报表(图3-1)。

图3-1 生成ERC报表

3.2生成网络表

执行Design|Create Netlist,产生网络表 。如下图3-2所示(截取一部分网络表)

图3-2 生成网络表

3.3生成交叉表

执行Report|Cross Reference,产生交叉表(图3-3)

图3-3 生成交叉表

4、印制电路板图PCB绘制

4.1创建PCB电路文件

(1)如(图2-7)所示,我们已经绘制了一个基本的SCH原理图,这个原理包括了基本的电源,负载,以及接地等,并且接好了线. 执行“File\New”命令,选择创建PCB文件。

图4-1 新建文件图

(1)双击PCB文件图标,进入PCB设计界面

图4-2 PCB设计界面

4.2电路板PCB生成

在导航栏中,选择Libraries这一项,这可以让我们在导航栏中显示当前可以放的

封装库,以供选择浏览封装库以及增加protel 99 se封装库,选择封装库并且增加到当前PCB文件中,增加好封装库后,我们就可以选择和使用些元件了,经过上边的设置后,点击design菜单下的“Update PCB”,得到PCB文件(图4-3)。

图4-3 PCB文件图

调整元器件之后PCB图为:

图4-4 调整后的PCB图

4.3 元件的自动布线

在导航栏执行“Aoute Route”菜单下“Route All”就可以自动布线了,布线完的图

图4-5 自动布线图

5、心得体会

这次课设我完成了温度控制及显示电路的设计,在设计中无疑会遇到各种各样的困难,不过在老师不辞劳苦的讲解与帮助下,基本上完成了设计所要求的任务。

刚开始的时候,由于对软件的不了解以及对电路原理图的匮乏,我们不断的上网查资料,各种信息,各种资源,我们最后通过努力将问题解决,画出了原理图。俗话说,会者不难,难者不会,当我明白protel99se怎么操作的时候,什么问题都是浮云了。翻过了一座山以后,又开始遇到问题了,就是仿真的问题。结果我也是翻遍了好多资料都没有解决出来,出来的错误好多好多,所以这个课设最遗憾的就是我的仿真图没有出来。

生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,才真正意识到我们只有通过勤奋的努力,才能够真正体会到科技带给人类的幸福。 在整个电路课程设计过程中,我们不断地在遇到问题和解决问题之中盘旋。例如在进行手动布线的时候,自己一根一根地布线,眼睛都盯着电脑酸了,但是看着自己的元件一个个连接了起来,自己的心里面像吃了蜜一样的甜。终于就这样,像爱迪生发明电灯泡的时候一样,历经千万次的猜想与实验,终于使得这个问题得到了圆满的解决。成功的我高兴地无以复加,只是感觉到劳动最光荣,劳动人民最高尚。

通过这次课程设计,让我更加的了解protel软件,对于以后的电路设计有十分重要的意义。对我而言,此次课程设计的过程中我遇到了许多挫折,如软件使用中的很多问题,但我认为挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。

6、参考文献

1. 历雅萍、易映萍编,电子技术课程设计,机械工些出版社 2006

2.张松、张霆、廖科、胡科编著,Protel 2004电路设计教程,清华大学出版社,北京:2006

3. 李东生、张勇等编著,Protel 99se电路设计教程,电子工业出版社,北京:2003

4. 谢自美,电子线路设计 实验 测试(第三版),武汉:华中科技大学出版社20066

5. 彭介华主编 ,电子技术课程设计指导,高等教育出版社 2006


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