多功能流水灯实验报告_流水灯实验报告

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课程设计报告

设计课题：

多功能流水灯

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

设计时间：

题目 多功能流水灯

一、课程设计目的

1、掌握数字系统的设计方法和测试方法。

二、课程设计题目（问题）描述和要求

设计一个四模式三路彩灯（红、绿、黄三种颜色）显示系统。该系统的显示模式由外部输入Z、Y控制，要求开机自动置入初态后便按规定模式循环运行。设各路彩灯均为8个（红灯序号为r1-r8，绿灯序号为g1-g8，黄灯序号为y1-y8），各模式规定如下： XY=00时，系统的显示模式在以下六个节拍间循环：

第一节拍，依次点亮奇号红灯（r1亮→r1、r3亮→r1、r3、r5亮→r1、r3、r5、r7亮），其余灯均灭。

第二节拍，依次点亮偶号红灯，其余灯均灭。第三节拍，依次点亮奇号绿灯，其余灯均灭。第四节拍，依次点亮偶号绿灯，其余灯均灭。第五节拍，依次点亮奇号黄灯，其余灯均灭。第六节拍，依次点亮偶号黄灯，其余灯均灭。XY=01时，系统的显示在第一、二节拍间循环。XY=10时，系统的显示在第三、四节拍间循环。XY=11时，系统的显示在第五、六节拍间循环。

三、系统分析与设计

根据课程设计题目问题描述和要求，完成：

主要器件：

绘制电路原理图：确定选用的元件及其封装形式，完善电路。

原理图设计过程：进行电子电路设计时，首先要有一个设计方案，而将电路设计方案表达出来的最好方法就是画出清晰、正确的电路原理图。根据设计需要选择出元器件，并把所选用的元器件和相互之间的连接关系明确地列出，直观地表达出设计概念。

电路原理图的基本组成是电子元器件符号和连接导线，电子元器件符号包含了该元器件的功能，连接导线则包含了元器件的电气连接信息，所以电路原理图设计的质量好坏直接影响到PCB印制电路板的设计质量。

绘制原理图的两大原则：首先应该保证整个电路原理图的连线正确，信号流向清晰，便于阅读分析和修改；其次应该做到元器件的整体布局合理、美观、实用。

在Protel中绘制电路原理图的步骤： 启动原理图编辑器，新建电路原理图文件。

设置原理图的相关参数，如图纸的大小、版面及环境参数等。加载元件库，在图纸上放置需要的各种元器件。编辑元器件的属性，并对元器件进行合理的布局调整。使用导线或网络标签对所有的元器件进行电气意义上的连接。对电路原理图进行整体的编辑、调整。保存文档，打印输出。

绘制元件库：为绘制原理图做补充。有些元件在系统库文件里可能找不到，我们可以自己动手绘制一个能表示实际元件的图形，并将其添加到原理图中。建议大家从一开始就建立一个属于自己的元件库，以后每设计一次电路，当遇到没有的原件时，就往库里添加一个元件，日积月累，自己的元件库就会充实起来，以后绘制原理图时就会非常方便。

绘制PCB封装：也是为设计原理图做补充。原理图上的元件仅仅是一个元件代号，我们可以随意改变其模样，但是PCB封装绝对不能随意改动。所谓封装，就是元件在PCB上的实际焊接点，如果焊接点与元件对应不上，那么这块板子就没用了。

对原理图进行编译：执行【项目管理】→【Compile Document ADAC.SCHDOC】，编译原理图文件。根据Maage面板中的错误和警告提示，修改原理图，直至编译通过，生成网络表。

在PCB编辑器中，执行【设计】→【层堆栈管理器】命令，选择PCB板层结构；执行【设计】→【PCB板形状】→【重定义PCB板形状】定义PCB的外观尺寸，设置PCB文件的编辑环境。

设置PCB的电气边界：在PCB编辑器中，单击【Keep-Out Layer】标签，执行【放置】→【禁止布线区】→【导线】设置PCB的电气边界。

更新PCB文件：在原理图编辑器内，执行【设计】→【Update PCB Document ADAC.PCBDOC】命令，生成【工程变化订单(ECO)】，在对话框内单击“使变化生效”按钮，再单击“执行变化”按钮，将网络表和元件封装载入到PCB文件中。

设置布线规则：在PCB编辑器中，选择【设计】→【规则】命令，在弹出的【PCB规则和约束编辑器】对话框中，重点进行元件间距、导线间距、导线宽度、焊盘大小、孔径大小等规则设置。

原件布局：自动布局（执行【工具】→【放置元件】→【自动布局】命令）和手工布局相结合，摆放元件到适当位置。

布线：计算机自动布线（执行【自动布线】→【全部对象】命令，并选择布线策略）或手工布线。

DRC（Design Rule Check设计规则检查）校验和违规项修改：执行【工具】→【设计规则检查】命令，在弹出的【设计规则检查器】对话框中，分别设置【Report Options】和【Rules To Check】文件夹下的相关选项，然后单击“运行设计规则检查”按钮，运行批处理DRC。

敷铜：执行【放置】→【覆铜】命令，在弹出的对话框中设置覆铜属性，包括填充模式、导线宽度、网格尺寸、连接网络及删除死铜等。

文件保存，输出打印：保存、打印各种报表文件及PCB制作文件。

2、将打印好的电路图纸通过高温印刷到已给的覆铜板上，再将电路板通过腐蚀制作成线路板，将线路板打孔。1）把图纸印刷到覆铜板上

四.系统调试过程中出现的主要问题

现有的元件库中没有设计所需的芯片元件库。为了解决这个问题，我上网寻找解决方案，并向老师请教，发现可以自己创建一个集成元件库。首先启动 protel dxp，在菜单中点击file—new—library--schematic library。新建一个原理图库文件。点击菜单file—save，为原理图库文件取个名字，然后自己选要用的图形和引脚，画至成功之后放置到sheet1.SchDoc文件中。

五.系统运行报告与结论 Pcb图如图所示

腐蚀好的电路板如图所示

六.总结

1、打开PCB编辑软件Proteus 7.4 的ARES。

在Proteus ISIS 编辑环境下，选择“Tools”--“ Netlist to ARES ” 或是单击工具栏中的图标按钮，即可进入PCB设计软件ARES界面。当然也可直接运行Proteus 7.4 ARES 软件进入其编辑界面。

放置焊盘

在编辑界面中应根据元件的引脚间距放置焊盘及元件所占空间的大小画元件的边框。

在ARES

软

件

界

面

中

点

击

左

侧工具栏中的或图标用于放置焊盘，这时在对象选择器中列出了所有焊盘的外径和内径的尺寸，我们选择S/C-70-30(其中S表示正方形焊盘，C表示圆形焊盘，70为焊盘的外径尺寸，30为内径的尺寸即钻孔直径)如下图：

如果列表中没有该尺寸的焊盘，可单击列表上的图标新建焊盘，在弹出的对话框中输入焊盘的名称及选择焊盘的形状后点击确定，如下图：

在接着弹出的对话框中设置好焊盘参数后单击确定即可完成焊盘的新建，如下图：

现在我们开始放置焊盘，将第一个焊盘放在原点处（即X=0；Y=0），如下图：

2、分配引脚编号

右键单击某一个焊盘，在弹出的下拉列表中选择“Edit Properties / 编辑属性”项，在弹出的“Edit Single Pin/编辑引脚”对话框中按下图进行设置。按照同样的方法可完成其它焊盘的设置。

3、添加元件边框

完成了焊盘放置，接着需要根据元件的实际大小添加边框。单击左侧工具栏中的并将左下

角

当

前

层

改

为

丝

印

图标，层，在编辑区内按照实际尺寸画一个元件边框，如下图

4、放置封装原点

点击左侧工具栏中的图标，在左侧列表框中选择“ORIGIN”，单击第一个焊盘，确定为封装的原点。如下图：

5、放置元件“REF”

在左侧列表框中选择“REFERENCE”，在元件边框中单击添加“REF”。如下图：

6、保存元件封装

单击右键并拖动鼠标指针，将整个设计完成的封装选中，然后选择“Library / 库” “Makepackage / 创建封装”菜单项，弹出创建封装对话框，按下图进行设置即可。

对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了测试普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。二.对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。

七.参考书目

1、Protel 2004电路设计入门与应用

2、Protel dxp3、Protel99教程