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学习protel软件的体会
摘 要:介绍了Protel 99 SE的系统结构、主要特色以及在电路设计中的应用,指出了设计中出现的问题,并给出了具体的解决方法。
关键词:Protel 99 SE;电路原理图;印刷电路板;电路设计
2007年8月,在江苏省教育厅统一组织的“四新培训”活动中,我参加了由东南大学举办的“电子线路CAD——protel软件应用”培训。
作为初学者,我通过为期8天的学习,比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧,并能处理一些常见问题。在对protel软件的学习中,我有不少心得体会,下面我就谈一下我的学习体会。
一、简要介绍Protel软件。Protel是protel公司在80年代末推出的一款功能强大的电路CAD软件,其所设计的电子电路产品范围,涵盖了从小型的电子产品,一直到复杂的电子计算机,是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。我所学习的Protel 99 SE 是Protel公司推出的最新版本,应用于电路原理图设计、电路板设计等,他基于Windows环境,功能强大,人机界面友好,能让人们在具有最完整的功能环境下,提升设计上的品质和效率。
二、Protel99SE软件的组成。Protel99SE由五大系统构成。
1.原理图设计系统---原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic
系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SCHLib。
2.印刷电路板设计系统---印刷电路板设计系统是用于电路板设计的 Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。
3.信号模拟仿真系统---信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。
4. 可编程逻辑设计系统---可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统的PLD设计系统。
5.Protel99SE内置编辑器---这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。
三、Protel99SE的主要特色。
1.Protel99SE系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化,使得Protel99SE设计系统运行稳定而且高效。
2. SmartTool(智能工具)技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中;SmartDoc(智能文档)技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中,用设计管理器来统一管理;SmartTeam(智能工作组)技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计,再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。
3. 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式,即组群式和基于统计方式;新增加了自动布局规则设计功能;增强的交互式布局和布线模式。
4.电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题; 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。
5.原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系; 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件;集成的原理图设计系统收集了超过60000个元器件。
6.通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真;可以选择超过60种工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。
四、用Protel99SE进行电路设计的基本步骤。
1.设计电路原理图
电路原理图的设计是整个电路设计的基础,因此电路原理图要设计好,以免影响后面
的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤:
(1)设置原理图设计环境;(2)放置元件;(3)原理图布线;(4)编辑和调整;(5)检查原理图;(6)生成网络表。
2.设计印刷电路板
印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常,印刷电路板设计的具体步骤如下:
(1)规划电路板;(2)设置参数;(3)装入网络表;(4)元器件布局;(5)自动布线;(6)手工调整。
五、实例
下面以两级放大电路的设计来说明Protel 99 SE在电路设计中的应用。
设计要求:(1)使用单层电路板;(2)电源、地线铜膜线的宽度为1.27 mm;(3)一般布线的宽度为0.635 mm 。
1. 设计电路原理图
原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前
提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤,两级放大器电路原理图设计过程如下:
(1) 启动原理图设计服务器
进入Protel 99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理图设计文档。双击文档图标,进入原理图设计服务器界面。
(2) 设置原理图设计环境
执行菜单Design/Options和Tool/Preferences,设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。
(3) 装入所需的元件库
在设计管理器中选择Browse SCH页面,在Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮,在弹出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录,在该目录中选择Library\SCH路径,在元件库列表中选择所需的元件库,比如Miscellaneous devices�ddb,TI Databook库等,单击ADD按钮,即可把元件库增加到元件库管理器中。
(4)放置元件
根据实际电路的需要,到元件库中找出所需的元件,然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上,再根据元件之间的走线把元件调整好。
(5)原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线,将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的电路原理图。
(6)编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改,以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。
(7)检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则,即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误,根据错误情况进行改正。
(8) 生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁,执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。
经过以上的步骤,完成了两级放大电路原理图的设计。
两级放大电路原理图如下所示:
2.印刷电路板的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品,而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境,使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下:
(1)启动印刷电路板设计服务器
执行菜单File/New命令,从框中选择PCB设计服务器(PCB Document)图标,双击该图标,建立PCB设计文档。双击文档图标,进入PCB设计服务器界面。
(2)规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框,执行菜单命令Place/Keepout/Track,绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options,在“Signal Lager”中选择Bottom Lager,把电路板定义为单面板。
(3)设置参数
参数设置是电路板设计的非常重要的步骤,执行菜单命令Design/Rules,左键单击Routing按钮,根据设计要求,在规则类(Rules Classes)中设置参数。
选择Routing Layer,对布线工作层进行设置:左键单击Properties,在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。
选择Width Constraint,对地线线宽进行设置:左键单击Add按钮,进入线宽规则设置界面,首先在Rule Scope区域的Filter Kind选择框中选择Net,然后在Net下拉框中选择GND,再在Rule Attributes区域将Minimum width、Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为1.27 mm;
电源线宽的设置:在Net下拉框中选择VCC,其他与地线线宽设置相同;
整板线宽设置:在Filter Kind选择框中选择Whole Board,然后将Minimum width,Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为0.635 mm。
(4)装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/Remove Library,在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库,例如:PCB Footprint,Transistor,General IC,International Rectifiers等。
(5)装入网络表
执行菜单Design/Load Nets命令,然后在弹出的窗口中单击Browse按钮,再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件(扩展名为Net),如果没有错误,单击Execute。若出现错误提示,必须更改错误。
(6)元器件布局
Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局,执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步,为了使布局更加合理,最好采用手工布局方式。
(7)自动布线
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All,并在弹出的窗口中单击Route all按钮,程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数,元件布局合理,自动布线的成功率几乎是100%。
(8)手工调整自动布线结束后,可能存在一些令人不满意的地方,可以手工调整,把电路板设计得尽善尽美。
(9) 打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview,形成扩展名为PPC的文件,再执行菜单命令File/print Job,就可以打印输出印刷电路板图。
六、设计中的问题及解决方法
虽然Protel 99 SE功能强大,人机界面友好,但在设计过程中往往遇到一些问题。
1.生成的印刷电路板图与电路原理图不相符,有一些元件没有连上。这种情况时有发生,问题出在原理图上,原理图看上去是连上了,但画图不符合规范,导致未连接上。不规范的连线有:
①连线超过元器件的断点;
②连线的两部分有重复。
解决方法是在画原理图连线时,应尽量做到:
①在元件端点处连线;
②元器件连线尽量一线连通。
2.在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。原因有:
①原理图中未定义元件的封装形式;
②印刷电路板封装的名称不存在,致使在封装库中找不到;
③封装可以找到,但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致。
解决方法:
①到网络表文档中查找未定义封装的元件,补上元件封装;
②确认印刷电路板元件封装库是否已调入,同时检查原理图中元件封装名称是否与印刷电路板元件封装库中的名称是否一致;
③将印刷电路板元件封装库中的元件修改成与原理图中定义的一致。如三极管的管脚名称在原理图中定义为1,2,3,而在印刷电路板封装库中焊盘序号定义为E,B,C,必须修改印刷电路板封装库中的三极管管脚名称,使他与原理图中定义的三极管管脚名称一致。
七、结语
随着电子工业的飞速发展,电路设计越来越复杂,手工设计越来越难以适应形势发展的需要,Protel 99 SE以其强大的功能、快捷实用的操作界面及良好的开放性,为设计者提供了现代电子设计手段,使设计者能快捷、准确地设计出满意的电路原理图和印刷电路板,不愧是从事电路设计的一个良好的工具。
2. 大学生plc实训报告范文
专 业: 机械制造与设计 班 级: 学生姓名: 学 号: 2013 实训时间:六周
指导教师:
一、PLC控制技术介绍 1 概述
可编程控制器(PLC)是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力,受到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业控制的三大支柱之一。
可编程控制器是一种存储器控制器,支持控制系统工作的程序存放在存储器中利用程序来实现控制逻辑,完成控制任务。在可编程控制器构成的控制系统中,要实现一个控制任务,首先要针对具体的被控对象,分析它对控制系统的要求,然后编制出相应的控制程序,利用编程器将控制程序写入可编程控制器的程序存储器中。系统运行时,可编程控制器依次读取程序存储器中的程序语句,对它们的内容加以解释并执行。现代PLC已经成为真正的工业控制设备。
可编程序控制器的分类:
PLC的种类很多,其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。因此,PLC的分类没有一个严格的统一标准,而是按照结构形式、控制规模、实现的功能进行大致的分类。
1.2 PLC的结构及特点
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同1、中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
2、输出寄存器
输入寄存器可按位进行寻址,每一位对应一个开关量,其值反映了开关量的状态,其值的改变由输入开关量驱动,并保持一个扫描周期。CPU可以读其值,但不可以写或进行修改。
3、输出寄存器
输出寄存器的每一位都表明了PLC在下一个时间段的输出值,而程序循环执行开始时的输出寄存器的值,表明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响寄存器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出,即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。
4、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 5、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
PLC的结构决定了它有如下特点: 1、可靠性高,抗干扰能力强; 2、通用性高,使用方便; 3、程序设计简单,易学,易懂;
4、采用先进的模块化结构,系统组合灵活方便; 5、系统设计周期短;
6、安装简便,调试方便,维护工作量小; 7、对生产工艺改变适应性强,可进行柔性生产。
二.实训项目及实现
2.1 PLC认知实训
一、 实训目的
1. 了解PLC软硬件结构及系统组成
2. 掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置 二、
2.2抢答器控制
实训目的
1. 掌握置位复位指令的使用及编程方法 2. 掌握抢答器控制系统的接线、调试、操作方法 实训设备
控制接线图
2.3装配流水线控制
实训目的
1. 掌握移位寄存器指令的使用及编程
2. 掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作
接线图
2.4水塔水位控制
实训目的 1. 2.
掌握置位较复杂逻辑程序的编写方法
掌握水塔水位控制系统的接线、调试、操作方法
实训设备
接线图
2.5天塔之光
实训目的
1. 掌握移位指令的使用及编程
2. 掌握天塔之光控制系统的接线、调试、操作
接线图
2.6自动配料装车系统控制
实训目的
1. 掌握增/减计数器指令的使用及编程
2. 掌握自动配料装车控制系统的接线、调试、操作 实训设备
接线图
2.7十字路口交通灯控制
实训目的
1. 掌握置位字左移指令的使用及编程方法
2. 掌握十字路口交通灯控制系统的接线、调试、操作方法 实训设备
接线图
三.收获与体会
在此次PLC实训过程中,我们更进一步地了解了PLC的结构并且掌握了其操作过程以及具体的使用方法。这是我们在课堂上所不能学到的。这次实训我们见到的是实际的器件而不像课堂上那样抽象的想象,更能引发我们对PLC的兴趣。同时让我们能够利用充分利用所学过的理论知识和自己的想象能力相结合,另外还让我们学习查找资料的方法,以及自己分析问题、处理问题的能力。我相信这对自己相应能力的提高是最好的方法之一。 虽然这次实训老师并没有给予我们太多的指导,但我想这更能锻炼我们自己分析问题、解决问题的能力,并且我得以了验证。
实训中,在我学到了很多知识的同时也看到了自己的不足之处,让我懂得了理论和实践结合的重要性。在以后的学习生活中,我会努力学习专业知识,完善自我,为将来的发展做好充分的准备。
参考文献
1、王永华 《现代电气控制及PLC应用设计(第二版)》
2、杨后川 张学民 《SIMATIC S7-200 可编程控制器原理与应用》
3、郑凤翼 金 沙 《图解西门子S7-200系列PLC应用》
专 业 综 合 训 练 报 学院(系): 电气工程学院 年级专业: 学 号: 学生姓名:
告
目录
摘 要
PLC的功能强大,在生产生活中的应用广泛,其中西门子S7—200PLC在实际生产中最为常见。本次专业综合实训主要是针对西门子S7—200PLC挂屏集成模块进行的。
本次专业综合实训主要内容有:PLC挂屏集成模块的插线,电气原理图的绘制,流水灯、交通信号灯、运动小车的多段速控制、A/D数模转换的程序编写与调试、相应的触摸屏程序的编写以及变频器参数的设置等。
实训一
一、实训目的:
设计流水灯控制系统。
流水灯控制实验
二、实训要求:
要求实现流水灯的依此循环亮,时间间隔为1s。能够实现随时启动随时停止。
三、实训内容:
利用外部按钮和编辑触摸屏界面,分别实现流水灯的启动和停止。
四、实验设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。 2、PC/PPI编程电缆一根。 3、锁紧导线若干。 4、24V直流电源一个。 5、24V信号灯4个。 6、外部按钮2个。 7、安装工具一套。 8、万用表一个。
五、实现方法:
根据实训课题要求,编程思路如下:
1、首先用触点M1.3和M1.4分别控制中间继电器M0.2的得电和失电,按动M1.3,M0.2和Q0.6得电,触点M0.2和Q0.6动作,第一个灯亮,并将输出Q0.6自锁,同时启动定时器T33;
2、1S后触点T33闭合,点亮第二个灯并启动定时器T34,触点Q0.7动作,将输出Q0.7自锁并使Q0.6失电,第一个灯灭,触点Q0.6和T33断开;
3、1S后触点T34闭合,点亮第三个灯并启动定时器T35,触点Q1.0动作,将输出Q1.0自锁并使Q0.7失电,第二个灯灭,触点Q0.7和T34断开;
4、1S后触点T35闭合,重新点亮第一个灯并启动定时器T33,触点Q0.6动作,将输出Q0.6自锁并使Q1.0失电,第三个灯灭,触点Q1.0和T35断开,如此循环下去;
5、当按动M1.4,输出M0.2失电,M0.2断开,输出全部失电,灯熄灭,定时器清零。
I/O表如下:
五、实训结果:
1)流水灯控制界面:
按动启动按钮,三个灯依次循环点亮;按动停止按钮,流水灯熄灭。 2)流水灯控制程序:
3. C语言程序设计实验报告怎么写啊
只是个例子,不可照抄。
实验内容与要求:
[实验内容]
1、 通过本试验初步培养计算机逻辑解题能力。熟练掌握赋值语句和if语句的应用;掌握switch多路分支语句和if嵌套语句的使用
2、 将前期所学习到的基本数据类型、运算符和表达式等程序设计基础知识运用于具体的程序设计。
3、 进一步熟练掌握输入输出函数scanf, printf和getchar的使用,熟悉math.h中常用数学函数的使用方法
4、 掌握循环语句的应用方法。
5、 了解随机数生成函数。
[实验要求]
在规定期限独立完成实验内容
1、 提交实验报告(电子版)
2、 提交相应源程序文件(文件名 EX6_x姓名.c, 如EX6_1彭健.c)
3、 要求从简单到复杂,后面的要求均在前面的基础上进行修改,前六题,每题均需要保留各自的程序,六题以后,每题均在前一题基础上修改,保留最后一个程序即可(如做到第九题,则保留EX6_9姓名.c,做到第11题,则保留ex6_11姓名.c)
二、实验原理和设计方案:
1、函数头的选则,while循环语句,switch(case)语句,条件表达式,if else条件语句,自增运算符,设置复杂变量,输出随机操作数。
2、 变量要有分数变量和等级变量,要有选择算法题数的变量和计算正确与否的变量,要有随机输出的两个操作数变量和自己按运算符号输入结果的变量,最后还有判断是否要进行的变量字符。中间结果有选择运算符的switch()和分数等级的switch()和错题对题的自增和选择运算符计算的自增。
3、 问题的分析方法:先考虑设置整形变量和字符变量,考虑到要不断循环计算,选择用while语句来循环。在循环体中,将前面的输出提示运算符,和自行选择运算符、答案及输出随机操作数完成。再用switch语句对选择的运算符进行判断,并用变量进行自增运算,计算出错题于对题个数和选择了那种运算符号。在循环体最后用if else语句来判断是否继续执行还是跳出循环。最后根据自增计算的结果和公式进行分数计算,并用switch语句来是想等级的制定。
三、源代码
#include
#include
#include
void main()
{
..........
}
四、试验结果和启发
因为输入y要继续循环,所以选择用while语句。在while语句中要结合前面的按提示计算,并嵌套switch语句并用条件表达式,来计算结果正确与否,计算的题型是什么。最后再用switch语句来完成分数等级的判断。
五、实验体会:
描述自己在编程或程序编译运行中遇到的难点和问题及解决的办法。