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参考文献11

1引言

ProtelDXP2004拓展了Protel软件的原设计领域，ProtelDXP功能更加完备、风格更加成熟，并且界面更加灵活，尤其在仿真和PLD电路设计方面有了重大改进，Protel旧版具有的功能它都具有。

Protel是目前国内最流行的通用EDA软件，它将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具组合起来构成EDA工作平台，是第一个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。

与Protel99SE软件相比，ProtelDXP功能更加完备、风格更加成熟，并且界面更加灵活，尤其在仿真和PLD电路设计方面有了重大改进。

摆脱了Protel前期版本基于PCB设计的产品定位，显露出一个普及型全线EDA产品崭新的面貌。

2005年年底，Protel软件的原厂商Altium公司推出了Protel系列的最新高端版本AltiumDesigner6.0。

AltiumDesigner6.0，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。

AltiumDesigner是业界首例将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

　　这款最新高端版本AltiumDesigner6.除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。

AltiumDesigner6.0拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。

2MC9S12NE64开发平台的介绍

MC9S12NE64是OB500以太环网交换机的CPU部分。

MC9S12NE64芯片是一种112/80脚的成本有效、低端连通性应用的MCU（单片机）系列。

MC9S12NE64芯片有标准外围设备组成，包括一个16位的中央处理单元（HCS12CPU），64K字节的FLASHEEPROM，8K字节的RAM，综合有10/100Mbps以太网物理层驱动模块（EPHY）的以太网媒体接入管理器（EMAC），2个异步的连续的通信界面模块（SCI），1个连续的外围界面（SPI），1个内部的IC总线（IIC），1个有4个通道/16位的时间模块（TIM），1个8通道/10位的模数转换器（ATD），上至有效的21个管脚作为键区的输入（KWU），并且有2个额外的外部异步中断。

一个PLL电路，用于电源消耗和执行调整操作。

进一步说，一个集成芯片的能带系基于电压校准器（VREG_PHY）产生内部的数字供应2.5V的电压（VDD），从3.15V到3.45V的外部供应范围。

MC9S12NE64芯片有完整的16位数据通道贯穿。

112个引脚的芯片总共有70个I/O引脚和10个只用于输入的引脚。

80个引脚的芯片总共有38个I/O引脚和10个只用于输入的引脚。

3课程设计的内容及要求

3.1设计内容及要求

MC9S12NE64开发平台以80引脚TQFP-EP封装的MC9S12NE64VTUE为核心CPU，利用内置网络变压器的RJ45网络连接器HR911105A实现了以太网功能，利用MAX3232实现了串行通信的测试功能，利用其SPI总线外扩MCP2515实现了CAN总线模块，利用电位器模拟电压变化，实现A/D测试功能，利用键盘、LED灯实现了基本的I/O测试功能。

其系统框图如3-1所示。

图3-1MC9S12NE64开发平台系统框图

设计要求

1）认真完成PROTELDXP学习，熟练掌握基本操作。

2）要求进行步进电机控制器双面电路板设计，布局符合电气规范，美观。

3.2子原理图的实现

下面介绍各部分子原理图的实现。

①执行菜单“File”→“New”→“Project”→“PCBProject”命令，ProtelDXP2004创建了一个空的PCB工程，默认名为“PCB_Project1.PrjPCB”。

②执行菜单“File”→“SaveProjectAs”命令，选择保存路径，并将默认工程另存为“Ne64TestBoard.PrjPCB”。

③执行菜单“Design”→“Add/RemoveLibrary”命令，选择常用的库文件加入到本工程中，如“MySchLib.SCHLIB”，MC9S12NE64开发平台中所用的元器件，编者根据其数据手册都已定义在此库文件中了。

④设计MC9S12NE64单片机主模块原理图，原理图保存为“MainBoard.SchDoc”。

如图3-2所示，MC9S12NE64单片机主模块包括了一个MC9S12NE64单片机U1，一个复位电路由MAX708T复位芯片U2组成，一个BDM调试电路JP4，一个PLL电路。

图3-2MC9S12NE64单片机主模块原理图

⑤设计以太网及RS232串行通信模块原理图，原理图保存为“SciNet.SchDoc”。

如图3-3所示，以太网及RS232串行通信模块包括了一个RS232通信电路［由MAX3232（U4）及DB9（J2）组成］和一个由HR911105A组成的以太网通信电路。

图3-3以太网及RS232串行通信模块原理图

⑥设计LED、键盘I/O测试模块原理图，原理图保存为“KeyLed.SchDoc”。

如图3-4所示，键盘测试部分由4个独立式键盘组成（由PJ口控制采样）；

LED测试部分由一个4位的LED模组通过动态扫描的方式组成，其位驱动由PT口控制9013来实现，字段驱动直接由PH口控制74HC245（U5）来实现。

图3-4LED、键盘I/O测试模块原理图

⑦设计CAN总线通信模块原理图，原理图保存为“CanBoard.SchDoc”。

如图3-5所示，CAN总线通信模块由MC9S12NE64单片机通过SPI总线来控制CAN总线控制器MCP2515来实现，CAN总线驱动由PCA82C250来实现。

图3-5CAN总线通信模块原理图

⑧设计AD测试及电源模块原理图，原理图保存为“PowerAD.SchDoc”。

如图3-6所示，AD测试模块由8个电位器分压后接到AD口来实现，电源模块由一片LM1117－3.3芯片来实现5V到3.3V的稳压。

图3-6AD测试及电源模块原理图

3.3顶层原理图的实现

在“Ne64TestBoard.PrjPCB”中，添加一个新的原理图文件“Ne64TestBoard.SchDoc”，用于顶层原理图的设计。

打开原理图文件“Ne64TestBoard.SchDoc”，执行菜单“Design”→“CreateSheetSymbolFromSheet”命令，弹出选择文件对话框。

首先选择“MainBoard.SchDoc”，单击“OK”按钮关闭对话框，在弹出的图纸入口方向确认提示框中单击“No”按钮，生成MC9S12NE64单片机主模块对应的图纸符号。

按照相同的操作，为其他的4个子原理图文件“PowerAD.SchDoc”、“SciNet.SchDoc”、“CanBoard.SCHDOC”、“KeyLed.SchDoc”，在顶层原理图中分别建立4个图纸符号“U_PowerAD”、“U_SciNet”、“U_CanBoard”、“U_KeyLed”。

调整图纸符号及入口位置，并进行对应的连接，最后生成的顶层原理图如图3-7所示。

图3-7顶层原理图

执行菜单“Project”→“CompilePCBProjectNe64TestBoard.PrjPcb”命令，对“Ne64TestBoard.PrjPcb”文件进行编译。

如有编译错误，根据“Messages”对话框中的警告和错误提示修改原理图，直到编译通过。

其中部分警告信息可以忽略。

执行菜单“Design”→“NetlistForProject”→“Protel”命令，Protel2004创建“Ne64TestBoard.NET”，以便PCB印制电路板的绘制。

3.4PCB印制板图的实现

①执行菜单“File”→“New”→“PCB”命令，Protel2004创建了一个空的PCB印制板图，默认名为“Pcb1.PcbDoc”。

②执行菜单“File”→“SaveAs”命令，选择保存路径，并将默认原理图另存为“Ne64TestBoard.PcbDoc”。

③执行菜单“Design”→“Add/RemoveLibrary”命令，选择常用的库文件加入到本工程中，如“MyPcbLib.SCHLIB”等。

④根据实际面板尺寸及安装位置，画出机械层、禁止布线层边界及安装孔。

选中禁止布线层边界并执行菜单“Design”→“BoardShape”→“Definefromselectedobjects”命令，设置PCB板形状。

因本例比较简单，只须做两层板，所以不须另行设计PCB印制板的层数。

⑤执行菜单“Design”→“ImportChangesFromDyeShow.SchDoc”命令，弹出“EngineeringChangeOrder”对话框。

单击“ExecuteChanges”按钮，导入元器件封装及网络表，如图3-8所示。

图3-8导入元器件后的PCB板图

⑥根据实际面板，手动放置元器件，放置好的PCB板图如图3-9所示。

图3-9手动放置元器件后的PCB板图

⑦执行菜单“Design”→“Rules”命令，在“PCBRulesandConstraintsEditor”对话框中，设置设计规则（元器件间距“CompentClearance”、导线间距“Clearance”、导线宽度“Width”、焊盘过孔类型“HoleSize”等）。

⑧自动布线、手动调整，如图3-10所示，布线后的PCB印制板非常美观。

图3-10布线后的PCB板图

⑨执行菜单“Place”→“PolygonPour”命令，弹出“PolygonPour”对话框如图3-11所示，根据需要进行设置，将正反两面敷铜并与GND网络相连。

图3-11敷铜对话框

完成敷铜后的PCB板如图3-12所示。

图3-12完成敷铜后的PCB板图

4总结与体会

两星期的protel课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。

在设计过程中，同学们相互探讨，相互学习，得到老师的指点。

学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了自信，明白了知识的重要性。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为自己的美好未来打下坚实的基础．

通过这次课程设计，本人在多方面都有所提高。

通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论，在实际操作中得到很深理解，巩固了设计课程所学的内容，掌握了protel的PCB的设计与规划，了解了元件的基本结构，提高了绘图能力，熟悉了规范和标准，同时独立思考的能力有了提高。

参考文献

[1]李与核，proteldxp2004sp2实用教程，清华大学出版社，2012.1

[2]王冬，proteldxp2004应用100例，电子工业出版社，2011.1

[3]薛楠，proteldxp2004原理图与PCB设计实用教程，机械工业出版社，2012.3