武汉理工大学的太阳能的电池充电器中的_protel训练_武汉理工大学protel

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武汉理工大学基础强化训练报告绪论

本基础强化训练报告书通过运用所学的《电子技术基础模拟部分》和《电子技术基础数字部分》以及protrel软件和相关知识设计了一个以太阳能为能源的充电器。太阳能电池是将太阳能转化为电能的一般装置，利用太阳电池给普通后备电池充电的充电器电路。实现了太阳能在日常生活中的利用。

基础强化训练中用到了许多以前学的元器件。比如说运算放大器，MOS管，或非门，三极管，二级管，和相关电阻等等。电路原理图是用protel画的，还用了protel软件制了PCB板。

基础强化训练报告书中还对太阳充电器的原理进行了说明以及原理图用protel的画法。以及电气检查，生成网络表，PCB板的制作等。1

武汉理工大学基础强化训练报告

2设计内容及要求

2.1设计的目的及主要任务

2.1.1设计的目的（1）主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。

（2）学习protel软件的应用。能熟练地用protel找元件，编新的元器件绘制原理图；会熟练地利用protel软件对元器件进行封装；更改其属性；对整个电路图进行ERC电气规则检查；对整个电路生成网络表格如果有错误进行检查和改正；PCB印刷电路板的制作。

（3）对word进一步的熟练和精通，更快，刚好的利用word进行文字处理和编辑。比如文字的大小段落的间隔，图片的位置，页眉页脚的添加，目录的自动生成等。

（4）基础课程和基本技能强化训练，对所学的《电子技术基础模拟部分》，《电子技术基础数字部分》以及相关的电路和物理知识进行加强和巩固。把所学的理论知识加以利用。使得理论和实践相联系，把抽象的理论和具体的实际相结合，使学以致用。

a 设计一个太阳电池充电器电路；用太阳电池给一般的生活备用电池充电。其中太阳电池是把太阳能转换为电能的一种装置。

b 对所设计电路的基本原理进行分析。说明电路的充电原理。以及相关部件的工作原理。2

武汉理工大学基础强化训练报告

2.1.2 设计任务及主要技术指标和要求

1、基础课程和基本技能强化训练

(1)设计一个具有一定功能的电路；但电路不能太简单。(2)对所设计电路的基本原理进行分析；

2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练

要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。

3、基本动手能力和知识应用能力强化训练(1)学习PROTEL软件；

(2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范；

4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。3

武汉理工大学基础强化训练报告方案的选择论证及设计原理

方案一：

用单片机相关芯片和电阻器件做太阳能电池充电器，到网上找单片机的程序输入单片机实现多位LED数码显示器的动态扫描驱动电路。方案二：

用所学的模电数电知识做，选用芯片相关的芯片，或者逻辑门，电阻，电容等元器件做。

选择方案二： 理由：

a.以前自己对单片机不是很熟悉

b.用方案二可以巩固模电和数电知识，让自己学以致用。对相关的知识有进一步的了解和扩张。

c.选用方案一我觉得相关的程序不是很了解 4

武汉理工大学基础强化训练报告

4总电路原理分析以及电路图

强化训练的题目是要用太阳电池堆备用电池充电。

如下图1是其电路的总电路图。是利用太阳电池的充电器电路。有后备电池经电子录波器（VT5）与闻言二级管（VD3）构成稳压电路，其稳定电压作为A2反相输入端的基准电压。电阻R14.R15.R16和滑动变阻器RP检测的电池电压加到A2的同向输入端。

当低于基准电压时，A2输出低电平，VT3导通，则VT1和VT2导通。若A1检测的太阳能电池的电压高于备用电池的电压，则开始对后备电池充电。

若A1检测的太阳能电池的电压低于后备电池的电压时，则A1输出低电平，经门G1和G2加到VT4的基极使其截止。G3和G4为多谐振荡器，没14S产生宽为15ms的脉冲。

脉冲为高电平时，VT4导通，VT3截止，VT1和VT2也截止，A1将后备电池的电压与太阳电池的电压进行比较，如太阳电池的电压比后备电池的低，VT1和VT2继续截止状态。由于是用越位1/1000的占空比对电压进行采样，因此，充电过程损耗可以忽略不 5

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图1 利用太阳电池的充电器电路（左边为太阳能电池右边为备用电池）

武汉理工大学基础强化训练报告用protel绘图的过程以及PCB板的制作

5.1用protel绘图

5.1.1准备工作

（1）找有关protel的书；

（2）设计一个太阳能充电器的原理图；（3）安装protel软件.5.1.2绘图

（1）打开protel，建立项目，选择Schematic.Document来创建一个电路原理图设计文件sheet.ddb。双击sheet.ddb进入原理图设计主界面。（2）a 熟悉工具条 b 熟悉快捷键的利用

c 选择元器件，元件库里没有的元件自己编辑后放入原理图界面，编辑元件是从书上学的，下面是一些自己编辑的一些新元件。

图2由或非门编辑的元件

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图3由一般的运放编辑的新元件

图4由一般的运放编辑的新元件

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（d）摆放元件

Space键：让元件作90°的旋转； X键：元件左右对调。Y键：元件上下对换。（e）元件连线

当预拉线的指针移动到元件的引脚或其他电器特性线时，指针的中心将会出现一个黑点，她提示我们在当前状态下单击鼠标左键就会形成一个有效的电气连接。

（f）加入输入/输出端口（g）更改元件属性

更改元件属性要注意元器件的封装号及footprint；设置元件的序号；设置元件的有效数值。

（h）ERC电气规则检查

如果有错误要检查原理图并改正其错误。9

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5.2 PCB板的制作

5．2.1 生成网络表

网络表是PCB板中自动布线的灵魂，也是远离图设计软件SCH与印刷电路板软件PCB之间的接口。

选取设计菜单下的creat netlist进行网络表格的生成。

5.2.2 PCB板的制作

（1）创建PCB文件

在PCB document里创建PCB文件

（2）熟悉PCB里的一些常用的元件和相关的名词如板层，板框，飞线。铜模走线，焊点，导孔等。（3）熟悉工具条（4）制作PCB板

a，定义边框； b，加载网络表； c，摆放元件； d,自动布线； e，修改边框； f，手动写该导线； g，放置汉字标志等。下图是所做的PCB板

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图5太阳电池的充电器电路的PCB板

武汉理工大学基础强化训练报告注意事项

一：画电器连接线时有三种常见的错误，都市必须改正的。分别是

1.连接线贯穿元件，会造成PCB制作中元件也是短路的，仿真环节无法正确通过。

2.连接线段重合，会造成PCB制作环节中加载网络表后出现断线。

3.元件搭接，如果搭接点在元件端口之内，程序无法识别也会造成PCB制作环节中加载网络表后出现断线。

二：在元件的属性更改时注意：每个元件的foootprint必须要添加相应的封装好。三：在制作PCB板时注意：一定要选用keeppout layer这一层。

武汉理工大学基础强化训练报告心得体会

我对本次基础强化训练的设计的结果还比较满意，经过努力，我完整做出了所需要的东西，经过画图我对protel更加的了解了。在选择方案时需要注意的事项考虑得不是很周到，因而有的地方弄复杂了，今后还要在这些方面多加练习和了解。

至此已经接近尾声，一周的时间虽然很短暂，但在这一个星期的基础强化训练设计过程中收获颇丰。设计的核心内容就是运用所学的《电子技术基础模拟部分》和《电子技术基础数字部分》以及protrel软件和相关知识设计了一个以太阳能为能源的充电器。太阳能电池是将太阳能转化为电能的一般装置，利用太阳电池给普通后备电池充电的充电器电路。实现了太阳能在日常生活中的利用。整个设计过程中首先对所学的数电这门课程有了更深的了解，比如集成芯片的接法PCB板电路的制作等。因为基础强化训练设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路的设计过程中，无形中便加深了对模拟电路，数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；以前的数电实验只是针对基础知识的演练，而此次课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计；其次，在电路仿真的过程中总会出现一些问题，需要我们细心解决，所以这一周下来，我对protel的利用有了提高；再次，通过此次基础强化训练，我对设计所用到的软件有了更加深刻地了解，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。还有一点感悟就是，天下事为之则易，不为则难，仅此而已。

设计电路，要考虑到它的前因后果。什么功能要什么电路来实现。另外还要考虑它的可行性和实用性等等，提高了自我分析能力。同时通过这次课程设计也加深了我对模电知识的理解，增强了自己的动手能力，激发了我对电子技术的兴趣，今后一定要利用更多的课余时间做一些与电子技术有关的东西。

这次基础强化训练，锻炼了我们的动手能力。通过这次基础强化训练让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在数电上有很多

武汉理工大学基础强化训练报告的知识漏洞，以后应该多钻研一下。

我知道我还有很多不足，我会在以后的时间里把它们给补起来。做基础强化训练是充实的，喜欢这种充满激情的日子，基础强化训练我尽力去做了，并且付出了努力，问心无愧。14

武汉理工大学基础强化训练报告

附录二：参考文献

[1] 康华光,陈大钦.张林.电子技术基础—数字部分（第五版）.北京：高等教育出版社，2006 [2]施金鸿，陈光明.电子技术基础实验与综合实践教程.北京：北京航空航天大学出版社，2006 [3] 朱定华，黄松，蔡苗.protel 99 se 原理图和印制板的设计

北京：清华大学出版社，2007 [4]李万臣，谢红.模拟电子技术基础实验与课程设计 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001 [5]谢云，易波，刘冰茹，王春茹.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003 [6]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.北京：电子工业出版社，2002 [7]陈大钦，罗杰.电子技术基础实验（第三版）—电子电路实验、设计及现代EDA技术.北京：高等教育出版社，2008 [8]康华光,陈大钦.张林.电子技术基础—数字部分（第五版）.北京：高等教育出版社，2006