淺談51單片機(jī)最小系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)

【摘 要】本文以淺談51單片機(jī)最小系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下電路原理圖以及元器件庫(kù)設(shè)計(jì)和PCB板圖繪制工作為主要依據(jù)，從原理圖的繪制工作、元?dú)鈳?kù)設(shè)計(jì)、原理圖元器件封裝、選擇PCB板向?qū)б?guī)劃電路板、同步功能PCB編輯器封裝和網(wǎng)絡(luò)、集成就改焊盤(pán)大小、自動(dòng)布線工作、DRC檢查和違規(guī)錯(cuò)誤排除工作這幾方面進(jìn)行深入探討和分析，其目的在于提升51單片機(jī)最小系統(tǒng)中PCB板設(shè)計(jì)質(zhì)量，旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

【關(guān)鍵詞】51單片機(jī);最小系統(tǒng);PCB板合理設(shè)計(jì);自動(dòng)布線

引言：設(shè)計(jì)51單片機(jī)最小系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)首先需要掌握Protel 99 SE的基本操作，進(jìn)而掌握軟件繪制原理的基本方式，使用此軟件繪制PCB板圖形，進(jìn)而可以有效設(shè)計(jì)出一個(gè)小型單片機(jī)器操作系統(tǒng)。設(shè)計(jì)出最小單片機(jī)最小系統(tǒng)后，需要其使用兩位數(shù)進(jìn)行表述，8為數(shù)字按鍵合理輸入，還要具備一個(gè)蜂鳴器和發(fā)光二極管。并且所有環(huán)境都要基于Windows 7系統(tǒng)下進(jìn)行，在Protel 00 SE軟件下編輯，通過(guò)一些列操作后，提升51單片機(jī)中最小系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果，為人們實(shí)際工作提供更多便利條件。

1.電路原理圖以及元器件庫(kù)設(shè)計(jì)

1.1原理圖的繪制工作

需要借助Protel 00 SE軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后在File-New中需要全新建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，對(duì)所在位置進(jìn)行保存工作。進(jìn)而在進(jìn)行后續(xù)的所有操作工作，還需要建立一個(gè)sheet sch原理圖文件，需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中新家元件，編輯工作結(jié)束后將元件庫(kù)導(dǎo)入其中，由于win7系統(tǒng)無(wú)法兼容原因，所以在導(dǎo)圖元件庫(kù)期間需要將Protel 99 SE軟件關(guān)閉處理。進(jìn)而在對(duì)C：＼windows下存在的Advsch 99 SE，ini文件進(jìn)行修改工作，還要在其中人為添加庫(kù)地址[1]。

1.2元件庫(kù)設(shè)計(jì)

按鍵進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，使用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行繪制工作，在Documents文件之中需要對(duì)File-New菜單進(jìn)行操作，彈出一個(gè)對(duì)話框之后，雙擊其中存在的Schmatic Libray Document圖表，然后進(jìn)行元件庫(kù)的合理設(shè)計(jì)，命名為schlib1 Lib，將其打開(kāi)，然后在其中進(jìn)行51單片機(jī)的合理設(shè)計(jì)工作[2]。通過(guò)一個(gè)按鍵、電容和電阻使其可以形成設(shè)計(jì)的復(fù)位電路圖，還要使晶振和小電容形式的電路圖，最后還要設(shè)計(jì)一個(gè)蜂鳴器，提升PCB板設(shè)計(jì)工作效果。

2.PCB板圖繪制工作

2.1原理圖元器件封裝

需要對(duì)原理圖中的元器件依據(jù)封裝好進(jìn)行封裝工作，對(duì)未結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的元器件進(jìn)行封裝圖工作，需要建立一個(gè)全新的PCB元件文件，然后在文件中繪制封裝圖，將整個(gè)圖形導(dǎo)入到封裝圖庫(kù)中，結(jié)合設(shè)計(jì)的原理圖能夠形成全新報(bào)表，通過(guò)Design-Create Netlist對(duì)整個(gè)原理圖進(jìn)行錯(cuò)誤檢查工作，然后再Documents文件之中創(chuàng)建一個(gè)全新的PCB文件，在PCB1.PCB文件之中使用Design-Load Nets選擇出自主生成的原理圖表，然后對(duì)其中是否存在錯(cuò)誤性進(jìn)行判斷和檢查工作，為發(fā)生任何錯(cuò)誤則可以使用Execute原理圖進(jìn)行PCB版設(shè)計(jì)工作，然后結(jié)合原理圖對(duì)元器件位置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)工作，使用Auto Route-A11完成自動(dòng)布線工作，對(duì)線路是否完整進(jìn)行檢查則可以全面完成PCB版的制作工作。

2.2選擇PCB板向?qū)б?guī)劃電路板

對(duì)File標(biāo)簽進(jìn)行點(diǎn)擊，選擇適合的PCB板導(dǎo)向工作，然后可以彈出PCB板導(dǎo)向人們比較環(huán)境的界面，選擇尺寸單位相符合的內(nèi)容，尺寸單位要結(jié)合對(duì)話框進(jìn)行選擇，存在英制和公制兩種選擇，則可以結(jié)合興趣對(duì)尺寸內(nèi)容和類型進(jìn)行選擇，單位一般以mil為主[3]。還要結(jié)合設(shè)計(jì)原理圖選擇使得的PCB類型，對(duì)PCB板進(jìn)行自定義。

2.3同步功能PCB編輯器封裝和網(wǎng)絡(luò)

在實(shí)際工作期間需要將原理圖文件全部打開(kāi)，進(jìn)而結(jié)合內(nèi)部設(shè)計(jì)的Disign/Update PCB單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行編輯和封裝工作，對(duì)PcbDoc菜單進(jìn)行點(diǎn)擊處理，然后將電路板中存在的PCB全部封裝到元件之中。

2.4集成就改焊盤(pán)大小

在焊盤(pán)修改工作上需要點(diǎn)擊右鍵，選擇File Similar Objiets尋找與其相似的對(duì)象關(guān)系，然后在點(diǎn)擊OK，被選擇的對(duì)象所始終以高亮形式顯示，然后點(diǎn)擊窗口基本方向，按鈕對(duì)焊盤(pán)大小進(jìn)行自動(dòng)修改工作。然后將整個(gè)窗口全部向下移動(dòng)，點(diǎn)擊右下角，從而使得整個(gè)工作程序都能夠退出高亮顯示。

2.5自動(dòng)布線工作

可以使用Auto Route/A11菜單，對(duì)命令進(jìn)行自動(dòng)布線工作，從而使得C51更好的被設(shè)計(jì)出來(lái)[4]。

2.6DRC檢查和違規(guī)錯(cuò)誤排除工作

在完成布線操作工作后，還要進(jìn)行一次DRC檢查工作。DRC一般用于電路板中對(duì)象的檢查，比如導(dǎo)向、焊盤(pán)和過(guò)孔等，檢測(cè)其是否違反了Design/Rules菜單上的各種設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和需求。要求其滿足安全間距和導(dǎo)線寬度。對(duì)其中的Tools命令進(jìn)行執(zhí)行工作，然后在點(diǎn)擊Run Design Rule Check按鈕，對(duì)內(nèi)部存在的各種信息進(jìn)行檢查工作過(guò)，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)不良現(xiàn)象，就要對(duì)文件之中存在的各種錯(cuò)誤報(bào)告和信息進(jìn)行全面收集和分析，進(jìn)而采用導(dǎo)航欄中的Navigator尋找到相關(guān)對(duì)象，并對(duì)其中存在的各種錯(cuò)誤對(duì)象進(jìn)行修改工作[5]。

3.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，此此51單片機(jī)最小系統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)工作中，需要Protel 99 SE軟件存在的功能進(jìn)行，他對(duì)電子電路進(jìn)行掌握，提升人們軟件設(shè)計(jì)工作，結(jié)合原理圖進(jìn)行操作，電路圖設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，借助軟件中存在的tools ERC基本功能功能對(duì)內(nèi)部存在的各種問(wèn)題進(jìn)行體檢擦，結(jié)合具體情況完成封裝基本工作，要求整個(gè)工作設(shè)計(jì)和更加合理，一般要求單片機(jī)放在最中間進(jìn)行處理，需要人們?cè)谠O(shè)計(jì)期間完全掌握Protel 99 SE軟件，從而使得最小單片機(jī)設(shè)計(jì)工作更加符合原理，在設(shè)計(jì)期間一旦發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，比如Protel 99 SE 和win7不能夠兼容，從而使得自我繪制的元件庫(kù)中存在的文件無(wú)法合理導(dǎo)入，合理通過(guò)網(wǎng)路上資源掌握C：＼Windons下AdsPCB 99 SE.ini文件和Adsvsch 99 SE.ini對(duì)文件中存在的錯(cuò)誤進(jìn)行修改即可。在實(shí)際工作中，做事一定要認(rèn)真細(xì)致，在設(shè)計(jì)和制作期間一旦遇到問(wèn)題就要理解采取對(duì)策解決，堅(jiān)決不能放棄實(shí)際工作，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而可以達(dá)到良好工作效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王子賀，王秋冰，石正帥，et al.基于51單片機(jī)的PLC控制開(kāi)關(guān)電路研究[J].數(shù)碼世界，2017（12）：35-36.

[2]軒子路.基于單片機(jī)的測(cè)溫電路設(shè)計(jì)研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018.（145）：54-24

[3]馬健喆，魏巍.基于AT89C51單片機(jī)的紅外線門(mén)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017（24）：238-240.

[4]程鵬飛.淺析單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的設(shè)計(jì)與制作[J].電子測(cè)試，2019，406（01）：35-36.

[5]彭建英，彭光含，曾志剛，et al.單片機(jī)綜合性實(shí)驗(yàn)電路板的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2015（5）：190-191.

作者簡(jiǎn)介：

盧豪 性別，男 民族：漢族，出生年月：1998年5月，學(xué)歷：本科，職稱：無(wú)，籍貫：四川成都，單位：成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 單位郵編：614000 研究方向：電子科學(xué)與技術(shù)

（作者單位：成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院）