淺談51單片機最小系統的PCB板設計

【摘 要】本文以淺談51單片機最小系統的PCB板設計為主要內容進行闡述，結合當下電路原理圖以及元器件庫設計和PCB板圖繪制工作為主要依據，從原理圖的繪制工作、元氣庫設計、原理圖元器件封裝、選擇PCB板向導規劃電路板、同步功能PCB編輯器封裝和網絡、集成就改焊盤大小、自動布線工作、DRC檢查和違規錯誤排除工作這幾方面進行深入探討和分析，其目的在于提升51單片機最小系統中PCB板設計質量，旨在為相關研究提供參考資料。

【關鍵詞】51單片機;最小系統;PCB板合理設計;自動布線

引言：設計51單片機最小系統的PCB板設計首先需要掌握Protel 99 SE的基本操作，進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，進而可以有效設計出一個小型單片機器操作系統。設計出最小單片機最小系統后，需要其使用兩位數進行表述，8為數字按鍵合理輸入，還要具備一個蜂鳴器和發光二極管。并且所有環境都要基于Windows 7系統下進行，在Protel 00 SE軟件下編輯，通過一些列操作后，提升51單片機中最小系統的PCB板設計質量和效果，為人們實際工作提供更多便利條件。

1.電路原理圖以及元器件庫設計

1.1原理圖的繪制工作

需要借助Protel 00 SE軟件進行設計，然后在File-New中需要全新建立一個數據庫文件，對所在位置進行保存工作。進而在進行后續的所有操作工作，還需要建立一個sheet sch原理圖文件，需要在數據庫中新家元件，編輯工作結束后將元件庫導入其中，由于win7系統無法兼容原因，所以在導圖元件庫期間需要將Protel 99 SE軟件關閉處理。進而在對C：＼windows下存在的Advsch 99 SE，ini文件進行修改工作，還要在其中人為添加庫地址[1]。

1.2元件庫設計

按鍵進行電路設計，使用AT89C51單片機進行繪制工作，在Documents文件之中需要對File-New菜單進行操作，彈出一個對話框之后，雙擊其中存在的Schmatic Libray Document圖表，然后進行元件庫的合理設計，命名為schlib1 Lib，將其打開，然后在其中進行51單片機的合理設計工作[2]。通過一個按鍵、電容和電阻使其可以形成設計的復位電路圖，還要使晶振和小電容形式的電路圖，最后還要設計一個蜂鳴器，提升PCB板設計工作效果。

2.PCB板圖繪制工作

2.1原理圖元器件封裝

需要對原理圖中的元器件依據封裝好進行封裝工作，對未結合實際情況進行設計的元器件進行封裝圖工作，需要建立一個全新的PCB元件文件，然后在文件中繪制封裝圖，將整個圖形導入到封裝圖庫中，結合設計的原理圖能夠形成全新報表，通過Design-Create Netlist對整個原理圖進行錯誤檢查工作，然后再Documents文件之中創建一個全新的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，然后對其中是否存在錯誤性進行判斷和檢查工作，為發生任何錯誤則可以使用Execute原理圖進行PCB版設計工作，然后結合原理圖對元器件位置進行合理設計工作，使用Auto Route-A11完成自動布線工作，對線路是否完整進行檢查則可以全面完成PCB版的制作工作。

2.2選擇PCB板向導規劃電路板

對File標簽進行點擊，選擇適合的PCB板導向工作，然后可以彈出PCB板導向人們比較環境的界面，選擇尺寸單位相符合的內容，尺寸單位要結合對話框進行選擇，存在英制和公制兩種選擇，則可以結合興趣對尺寸內容和類型進行選擇，單位一般以mil為主[3]。還要結合設計原理圖選擇使得的PCB類型，對PCB板進行自定義。

2.3同步功能PCB編輯器封裝和網絡

在實際工作期間需要將原理圖文件全部打開，進而結合內部設計的Disign/Update PCB單片機最小系統設計圖形進行編輯和封裝工作，對PcbDoc菜單進行點擊處理，然后將電路板中存在的PCB全部封裝到元件之中。

2.4集成就改焊盤大小

在焊盤修改工作上需要點擊右鍵，選擇File Similar Objiets尋找與其相似的對象關系，然后在點擊OK，被選擇的對象所始終以高亮形式顯示，然后點擊窗口基本方向，按鈕對焊盤大小進行自動修改工作。然后將整個窗口全部向下移動，點擊右下角，從而使得整個工作程序都能夠退出高亮顯示。

2.5自動布線工作

可以使用Auto Route/A11菜單，對命令進行自動布線工作，從而使得C51更好的被設計出來[4]。

2.6DRC檢查和違規錯誤排除工作

在完成布線操作工作后，還要進行一次DRC檢查工作。DRC一般用于電路板中對象的檢查，比如導向、焊盤和過孔等，檢測其是否違反了Design/Rules菜單上的各種設計的標準和需求。要求其滿足安全間距和導線寬度。對其中的Tools命令進行執行工作，然后在點擊Run Design Rule Check按鈕，對內部存在的各種信息進行檢查工作過，一旦發現內部出現不良現象，就要對文件之中存在的各種錯誤報告和信息進行全面收集和分析，進而采用導航欄中的Navigator尋找到相關對象，并對其中存在的各種錯誤對象進行修改工作[5]。

3.結束語

總而言之，此此51單片機最小系統PCB板設計工作中，需要Protel 99 SE軟件存在的功能進行，他對電子電路進行掌握，提升人們軟件設計工作，結合原理圖進行操作，電路圖設計工作結束后，借助軟件中存在的tools ERC基本功能功能對內部存在的各種問題進行體檢擦，結合具體情況完成封裝基本工作，要求整個工作設計和更加合理，一般要求單片機放在最中間進行處理，需要人們在設計期間完全掌握Protel 99 SE軟件，從而使得最小單片機設計工作更加符合原理，在設計期間一旦發現存在問題，比如Protel 99 SE 和win7不能夠兼容，從而使得自我繪制的元件庫中存在的文件無法合理導入，合理通過網路上資源掌握C：＼Windons下AdsPCB 99 SE.ini文件和Adsvsch 99 SE.ini對文件中存在的錯誤進行修改即可。在實際工作中，做事一定要認真細致，在設計和制作期間一旦遇到問題就要理解采取對策解決，堅決不能放棄實際工作，善于總結經驗，從而可以達到良好工作效果。

參考文獻：

[1]王子賀，王秋冰，石正帥，et al.基于51單片機的PLC控制開關電路研究[J].數碼世界，2017（12）：35-36.

[2]軒子路.基于單片機的測溫電路設計研究[J].山東工業技術，2018.（145）：54-24

[3]馬健喆，魏巍.基于AT89C51單片機的紅外線門控系統的設計[J].電腦知識與技術，2017（24）：238-240.

[4]程鵬飛.淺析單片機開發板的設計與制作[J].電子測試，2019，406（01）：35-36.

[5]彭建英，彭光含，曾志剛，et al.單片機綜合性實驗電路板的設計[J].機械工程與自動化，2015（5）：190-191.

作者簡介：

盧豪 性別，男 民族：漢族，出生年月：1998年5月，學歷：本科，職稱：無，籍貫：四川成都，單位：成都理工大學工程技術學院 單位郵編：614000 研究方向：電子科學與技術

（作者單位：成都理工大學工程技術學院）