实验七数据采集电路PCB板设计
一、实验目的
（1）掌握电路原理图设计流程。

（2）掌握电路原理图层次设计。

（3）掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。

（4）掌握PCB设计流程。

二、基本要求
在自己的工程组的PCB工程文件中建立多个原理图文件，并建立一个PCB文件。

按实验内容，设计出PCB板。

三、实验器材
P4计算机、Protel DXP软件
四、实验内容
绘制出下列电路原理图，进行层次设计，并进行PCB板设计。

图7-1 5V电源电路原理图
图7－2 串行通信电路原理图
图7－3 数据采集电路原理图
五、实验步骤
1. 建立原理图文件
(1) 运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。

(2) 打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。

(3) 关闭当前的工程文件。

(4) 建立工程文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Project】，建立PCB Project1.PrjPCB工程文件。

执行菜单命令【File】→【Save Project】，在弹出的“Save [PCB Project1.PrjPCB] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB工程”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。

这样即可建立并更改工程文件名。

(5) 建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。

(6) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“5V电源电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。

至此已建立好“5V电源电路”文件。

按图7-1所示，绘制出5V电源电路原理图，并给元件编号。

(7) 向当前工程“数据采集电路PCB工程”中添加“串行通信电路原理图”文件：右键单击【Project】中的“数据采集电路PCB工程”工程文件名，在弹出的菜单中选择菜单命令【Add to Project…】，弹出“Choose Document to Add to Project [数据采集电路PCB工程.PRJPCB]”，选择打开文件“串行通信电路”。

(8) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。

(9) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。

至此已建立好“数据采集电路”文件。

按图7-3所示，绘制出数据采集电路原理图，并给元件编号。

(10) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。

(11) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集系统电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。

至此已建立好“数据采集系统电路”文件。

(12) 绘制层次电路原理图：在“数据采集系统电路”文件中，执行菜单命令【Place】→【Sheet Symbol】，将“Sheet Symbol”原理框图（绿色框图）放置到工作窗口中。

连续放置三个原理框图。

然后将三个原理框图上边的【File Name】分别改为【5V电源电路.SchDoc】、【串行通信电路.SchDoc】、【数据采集电路.SchDoc】。

在原理框图的两边放置输入输出端口，如图7-4所示。

将文件保存。

(13) 生成“数据采集系统电路”的网络表：切换到“数据采集系统电路”文件中，执行菜单命令【Design】→【Netlist】→【Protel】，即可生成网络表。

图7－4 层次电路原理图
2.PCB板设计
(1)建立PCB文件
①运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。

②打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。

③打开工程文件：执行菜单命令【File】→【Open Project…】，在弹出的“Choose Project to Open”对话框中的【查找范围】中找到“数据采集电路PCB工程”所在的路径，并将该文件打开。

④建立PCB文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB】，建立PCB文件PCB1.PcbDoc。

⑤保存并更改PCB文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [PCB1.PcbDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB板”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。

至此已建立好PCB文件。

注：建立PCB文件后，必须先保存PCB文件，才能导入网络表数据。

(2) 设置电路板参数
确定电路板的物理边界：
①在PCB编辑器工作状态下，单击工作窗口下方的标签，设定当前的工作层面为【Mechanical 1】。

②单击【Place】→【Interactive Routing】或单击按钮，光标变成十字形状。

将光
标移到工作窗口中的适当位置，单击确定一边界的起点，然后拖动光标移到适当位置，再单击确定下边界的终点。

这样就确定了电路板的一边界长短和位置。

以此方法画出电路板的其他边界（70mm X 70mm）。

确定电路板的电气边界：
①在PCB编辑器工作状态下，单击工作窗口下方的标签，设定当前的工作层
面为【Keep-Out Layer】,即为禁止布线层。

②用鼠标单击布线工具箱中的导线图标，在编辑区内用导线绘制出一个封闭的区域（70mm X 70mm）。

③单击布线工具箱中的按钮，将光标移到禁止布线区左下角，单击鼠标左键设置坐标
原点。

(3) 导入网络表数据。

(4) 工作参数的设定。

(5) 元件的自动布局。

(6) 元件布局的交互调整。

(7) 设置布线规则: 设置布
线宽度，要求电源网络布线宽度
为1.2mm，地线网络布线宽度为
1.5mm，其它网络布线宽度为
0.8mm，其它规则采用默认值。

(8) 自动布线。

(9) 手工修改布线。

(10)设计规则检查。

(11) 设计文件的更新。

最后生成的PCB板如图7-5所示。

图7－5 数据采集电路PCB板
六、注意事项
在PCB中，注意7805稳压管、P87LPC764芯片、TLC2543芯片、9针插头、光耦的安装方向。

在布局元件时，最好不要对这些元件进行镜像（沿X轴或Y轴翻转）。

七、实验报告要求
1.写出实验目的；
2.写出实验要求；
3.画出数据采集系统电路的原理图；
4.简述从原理图到PCB板设计的流程。