Protel电路课程设计姓名： 4班级：09通信2班本篇论文首先对SP180S USB编程器电路的原理进行分析，然后在Protel99 SE的平台下分别对电路的各个模块进行设计，得到电路的总原理图，然后进一步产生设计PCB必备的网络表，再对电路的PCB部分进行设计，还对Protel99 SE各项常用的环境参数与变量的重要性进行了阐述。
1 PROTEL设计方法设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤：(1)电路原理图的设计电路原理图的设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进程。
一般的，设计一个电路原理的工作包括：设置电路图纸参数，装入所需的元件库，防置元器件，进行原理图布线，调整，检查及修改，最后存盘打印图纸。
在原理图设计过程中，首先设置好图纸，网格和光标，以及窗口大小，然后在元器件编辑器界面制作原理图所需器件，创建新元件，产生元件报表，绘制原理图设计进阶，做好元件的自动编号，原理图的电气检查，即ERC。
在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。
(2)产生网络表设计原理图的最终目的是要生成印刷电路板，二印刷电路板与原理图的纽带就是网络表，故将设计完成的原理图转换为网络表，是必经之步，也是设计原理图的主要目的。
（3）印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的，PCB图的基本元素主要包括以下6种：①元件封装：包括插件式元件封装和STM元件封装；②铜箔连线：铜箔导线也称铜箔连线，简称连线；③焊盘：用于固定元件引脚或引出线、测试线等；④过孔：过孔的作用是为了连接不同层面之间的导线；⑤字符丝印：为了方便电路板的安装与维修，需要在PCB上下表面印制所需要的字符和标志图案等，入元件标号和标称值、元件外形和厂家标志，生产日期等都需要通过丝网印刷的方式来实现；⑥敷铜（多边形填充）：敷铜又叫铺地，在设计完成全部布线后。
为了提高电路板的抗干扰性能，有时候需要把电路板空白的地方全部做成一个电极。
2 原理图设计的一般流程原理图设计是电路设计的第一步，是制版和仿真等后续工作的基础。
因此，一副原理图正确与否，直接关系到整个设计的成功与失败。
另外，为方便自己和他人读图，以及原理图的美观、清晰和规范也是十分重要的。
Protel 99 SE的原理图设计大致可分为如图4.1所示9个步骤（1）新建原理图。
这是设计一副原理图的第一个步骤。
（2)设置图纸及工作界面参数绘制原理图之前需要根据设计内容的复杂程度选择合适的图纸，并根据用户的需要以及习惯对工作区进行设置，方便具体的原理图设计操作。
（3）装载元件库。
装载元件库就是将需要用到的元件库添加到系统中(4)放置元件和布局规划元件布局，从元件库中找到所需的元件，并放置到图纸上。
然后对元件的标号、属性等进行设置。
元件的布局一般遵循以下几个原则：①同一功能模块尽量放到一起，可以方便的理解电路结构，同时便于管理。
②元件的摆放有利于布线，方便进行布线操作。
③美观。
（5）布线和调整放置好元件后就可以将各个引脚按功能用导线连接到一起了，同时根据布线的需要对元件布局进行一些调整。
这一步骤也可与（3）交错进行，目的都是为了便于达到设计要求。
（6）注解。
为了设计的美观和清晰，可以对原理图进行必要的文字注释和图片修饰，这些都对以后的PCB设置没有影响，也是为了方便自己和他人读图。
(7)对原理图进行检查和修改完成原理图的绘制后还需要对其进行进一步的检查和修改。
主要包括两部分：一是确保原理图绘制的正确性，没有疏漏和误连接，这一点可以借助PROTEL 99 SE 提供的电气检查功能（DRC）来实现；二是从逻辑上检查所设计的电路是否能是实现所需要的功能，及设计者需要对自己的设计思路进行反思，确保电路在原理上的正确性，这一点非常重要，一个电路设计最终能够正确、可靠的实现预期的功能。
往往取决于设计者的思路是否正确、对可能遇到的问题是否做了充分的考虑，这也从根本上评判了电路设计的好坏。
对设计进行充分的检查，尽可能的把问题在原理设计阶段解决，能够极大地提高电路设计的效率，减少返工的次数，从而能够有效地缩短整个设计周期、降低设计成本。
否则等到了完成PCB的设计甚至已经加工电路板才发现原理图设计上的疏漏，就会造成极大的人力和物力的浪费(8)生成网络表等报表设计好原理图之后需要生成网络表，用以进行后续的PCB设计，还可以选择元件清单等各种报表，用以进行器件的购买以及进行电路评判等工作。
(9)保存、打印输出对最终完成的原理图设计要进行保存，在设计的过程中也要经常对设计资料进行保存，避免发生意外导致设计资料的丢失。
如果需要可以对原理图进行打印或制作各种输出文件。
3 层次原理图的设计（1）层次原理图的概念层次原理图的设计是在实践基础上提出的一种先进的电路设计方法。
当设计的电路规模比较大的时候，往往整个系统不能自一张原理图上绘出，还会出现整个系统难以有一个人在短期内绘出的情况，这时候就不能简单的进行绘图，而在绘图之前需要考虑如何分配电路设计内容，从而使设计能够有效地进行，这就需要层次电路图的设计。
层次电路图的设计思路是这样的：将复杂系统按照功能要求分解成若干个子模块，如果需要，还需要分解成更小的基本模块，各个模块之间设计好模块接口，上层原理图之负责根据需要对各个模块的接口进行合适的连接，而不关心电路细节，具体的电路设计在底层模块电路设计中实现，底层模块的电路设计要能够满足接口的要求，这样的电路设计就能够得到完整并且符合功能要求的电路设计了。
从设计思路中可以清晰地看到层次电路图的优点：电路结构清晰、便于任务分配。
层次原理图的设计过程如图4-4所示图4-4 层次原理图的设计过程5 SP180S USB编程器电路系统框图SP180S USB编程器电路系统框图（3）DC变换器升压电路1. MC34063 DC/DC变换器控制电路简介：MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分。
片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。
它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。
特点：·能在3.0-40V的输入电压下工作·短路电流限制·低静态电流·输出电压可调·工作振荡频率从100HZ到100KHZ2.MC34063引脚图及原理框图MC34063 电路原理振荡器通过恒流源对外接在C T管脚(3 脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。
充电和放电电流都是恒定的，振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
与门的C 输入端在振荡器对外充电时为高电平，D 输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。
当C 和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通;反之当振荡器在放电期间，C 输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。
电流限制通过检测连接在V CC和5 脚之间电阻上的压降来完成功能。
当检测到电阻上的电压降接近超过300 mV 时，电流限制电路开始工作，这时通过C T管脚(3 脚) 对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。
关电流可达1.5A（无外接三极管）MC34063升压电路模块（4）PL2303芯片的USB转TTL串口模块电路图USB转串口模块全称为USB to Serial port Module，它可以将USB接口虚拟成一个串口，解决客户无串口的苦恼。
现在市面上的USB转串品的设备可谓是琳琅满目，质量也是参差不齐。
造成这种现象的根本原因就在于控制芯片的不同。
现在USB转串口桥接芯片有很多，比如CP2102、FT232、PL2303等等。
但并非每一种芯片都可以用作ISP下载。
经过测试CP2102是不能下载的，而FT232可以下载，但其价格实在不菲。
最为适中的就是台湾生产的PL2303，可以稳定下载，并可以支持多种操作系统。
PL2303 的高兼容驱动可在大多操作系统上模拟成传统COM 端口,并允许基于COM 端口应用可方便地转换成USB接口应用，通讯波特率高达6 Mb/s。
在工作模式和休眠模式时都具有功耗低，是嵌入式系统手持设备的理想选择。
该器件具有以下特征：完全兼容USB1.1 协议；可调节的3～5 V 输出电压，满足3V、3.3V和5V不同应用需求；支持完整的RS232接口，可编程设置的波特率：75b/s～6 Mb/s，并为外部串行接口提供电源；512 字节可调的双向数据缓存；支持默认的ROM和外部EEPROM存储设备配置信息,具有I2C 总线接口,支持从外部MODEM 信号远程唤醒； PL2303HX采用28脚贴片SOIC封装，工作频率为12MHZ，符合USB 1.1通信协议，可以直接将USB信号转换成串口信号，波特率从75～1228800，有22种波特率可以选择，并支持5、6、7、8、16共5种数据比特位，是一款相当不错的USB转串口芯片6 SP180S USB编程器电路总原理图7、材料清单8 SP180S USB编程器电路PCB设计9 PCB设计的一般流程PCB设计的一般流程如下图：（1）设计前期准备：这包括准备元件库和原理图.“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好.在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB设计的元件库.元件库可以用peotel自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库.原则上先做PCB设计的元件库,再做SCH的元件库.PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB设计元件的对应关系就行，注意标准库中的隐藏管脚.之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了.（2）配置PCB环境：在进行PCB设计之前，需要对编辑环境参数做一些设置，包括设置电路格点类型选择、光标样式、电路板板层设置等。
其中板层设置需要根据设计的电路情况进行选择，其他环境参数用户可以根据个人习惯进行设置，一般采用默认即可。
（3）规划电路板：PCB设计首先要根据电路进行这个整体规划，主要是大概确定电路板的尺寸，一般处于成本和设计要求的考虑需要电路板尽量小，到尺寸过小又会导致走线困难等问题，所以需要综合考虑。
电路板尺寸可以在进行元件布局时进一步调整，但一般要在布线之前确定最终尺寸。
（4）添加网络表：在PCB布局之前，需要加载一个由原理图设计器生成的网络表、网络表是自动布线的基础，是印刷电路板图设计的关键所在。