摘要
汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。
利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件，反应快，可靠性高，其布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有较好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。
目前，电子仪表板采用电子显示器件和高压驱动器集成电路等技术，有些则采用全数字集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。
关键词：汽车仪表 智能设计 CPLD 单片机
Abstract
Car driver and automotive instrument is the exchange of information important interface and the interface. With the modern automotive industry and thdevelopment of electronic technology, automotive systems and institutions of all kinds are becoming increasingly complicated, and the driving part of the state of the amount of information has increased significantly. At the same time, out of the car environmental protection, security, economic, and intelligence requirements of the increase, drivers need more, and more rapid understanding of a variety of vehicles, making automotive electronics instrument to display information centre, which is Driver information system an important component. Automotive electronic equipment instead of the traditional mechanical or electrical machinery analog instrumentation has become the trend.
The use of electronic display technology, which is the electronic flat-screen display technology made cars plane dashboard display and digital information, is clarity, it replaced the previous use of the simulation showed that the speed and engine speed, etc., so that motorists driving to the At the same time, can still clearly see that the instrument number and other information changes. It has fast response testing, instructions accurately, graphic design flexible, digital clarity, visual performance, and a high degree of integration, reliability, and low power consumption advantages. Since there are no moving parts, fast response, high reliability, its compact layout flexibility, and show that the best form. In addition to the general requirements of the dashboard and durability, and vibration-resistant, instructions, accurate, easy reading, as well as by temperature, humidity affect the small, also called lightweight, comfortable, beautiful and has good interchangeability. Automotive electronics instrument precisely meet these requirements.
At present, electronic dashboard electronic display driver ICs and high pressure, such as technology, while others used all-digital integrated circuits has not only increased the accuracy of the test, but also the importation of motor vehicles will be digital information within computer and realized the parameters such as speed and mileage data analysis and calculation of vehicle with more controlled function. Tachometer, voltmeter, fuel Table, Table hydraulic table and the water temperature is linear integrated circuits, and with convenient access to various electronic sensors.
Key words: automotive instrument intelligent design CPLD MCU
目 录
摘 要……………………………………………………………………………………………..Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………………Ⅱ
绪 论………………………………………………………………………………………………1
1汽车仪表专用IC介绍 2
1.1CPLD器件介绍 3
1.2 MAX+PLUSⅡ 功能简介………………………………………………………………4
2汽车仪表在单片机的应用
2.1 单片机介绍 5
2.2 CPLD与单片机对比……………………………………………………………………5
3 汽车仪表系统硬件设计
3.1 汽车电子组合仪表 6
3.2 汽车电子仪表的显示方式………………………………………………………….....6
3.3 汽车仪表的分类介绍 7
3.4电子式汽车仪表总成基本组成和具体指标要求 7
4 汽车仪表设计方法
4.1 LM3914的介绍 8
4.2汽车仪表的具体设计 10
4.3设计开始阶段：选择传感器和IC 10
4.4放大器的作用 10
4.5仪表与传感器匹配 10
4.6具体电路连结 11
4.6.1 车速表 11
4.6.2 油量表 11
4.6.3里程表 12
5仿真调试 13
7.1 protel 99仿真介绍 13
7.2 protel 99使用方法 14
汽车仪表设计
1汽车专用IC介绍
1．1 CPLD器件介绍
CPLD（Complex Programmable Logic Device）是Complex PLD的简称,一种较PLD为复杂的逻辑元件。CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
发展历史及应用领域：
20世纪70年代，最早的可编程逻辑器件--PLD诞生了。其输出结构是可编程的逻辑宏单元，因为它的硬件结构设计可由软件完成（相当于房子盖好后人工设计局部室内结构），因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性，但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。为弥补PLD只能设计小规模电路这一缺陷，20世纪80年代中期，推出了复杂可编程逻辑器件--CPLD。目前应用已深入网络、仪器仪表、汽车电子、数控机床、航天测控设备等方面。
器件特点：
它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。
如何使用：
CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
这里以抢答器为例讲一下它的设计（装修）过程，即芯片的设计流程。CPLD的工作大部分是在电脑上完成的。打开集成开发软件(Altera公司 Max+pluxII)→画原理图、写硬件描述语言（VHDL，Verilog）→编译→给出逻辑电路的输入激励信号，进行仿真，查看逻辑输出结果是否正确→进行管脚输入、输出锁定（7128的64个输入、输出管脚可根据需要设定）→生成代码→通过下载电缆将代码传送并存储在CPLD芯片中。7128这块芯片各管脚已引出，将数码管、抢答开关、指示灯、蜂鸣器通过导线分别接到芯片板上，通电测试，当抢答开关按下，对应位的指示灯应当亮，答对以后，裁判给加分后，看此时数码显示加分结果是否正确，如发现有问题，可重新修改原理图或硬件描述语言，完善设计。设计好后，如批量生产，可直接复制其他CPLD芯片，即写入代码即可。如果要对芯片进行其它设计，比如进行交通灯设计，要重新画原理图、或写硬件描述语言，重复以上工作过程，完成设计。这种修改设计相当于将房屋进行了重新装修，这种装修对CPLD来说可进行上万次。
家庭成员：经过几十年的发展，许多公司都开发出了CPLD可编程逻辑器件。比较典型的就是Altera、Lattice、Xilinx世界三大权威公司的产品，这里给出常用芯片： Altera EPM7128S (PLCC84)
Lattice LC4128V (TQFP100)
Xilinx XC95108 (PLCC84)
2．汽车仪表在单片机的应用
2.1 单片机介绍
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。
可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
2.3 CPLD和单片机对比
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域， 在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，各种分析仪）。
CPLD （ Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件，内部结构为 “ 与或阵列 ” 。该结构来自于典型的 PAL 、 GAL 器件的结构。任意一个组合逻辑都可以用 “ 与 — 或 ” 表达式来描述，所以该 “ 与或阵列 ” 结构能实现大量的组合逻辑功能）简单的 “ 与或 ” 阵列：（ PAL 、 GAL 、 CPLD ）
CPLD的优点
1、规模越来越大，实现功能越来越强，同时可以实现系统集成。
2、研制开发费用低，不承担投片风险，使用方便。
3、通过开发工具在计算机上完成设计，电路设计周期短。
4、不需要设计人员了解很深的IC知识，EDA软件易学易用。
5、通过FPGA和CPLD开发的系统成熟后，可以进行ASIC设计，形成批量生产。
3．汽车仪表系统硬件设计
3.1 汽车电子仪表组合
20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可*性，减轻了设计者的劳动强度。
3.2 设计方法
1.前端设计(系统建模RTL 级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模
2.IP 复用
3.前端设计
4.系统描述：建立系统的数学模型。
5.功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数
6.据流图。
7.逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文本、原
8.理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。
9.仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统
10..功能的正确性及时序特性。
4.汽车仪表的分类介绍
4.1 电子式汽车仪表总成基本组成和具体指标和要求
1．车速表 用20只LED线状显示汽车的即时行驶速度。
测速范围：0—100km／ h
每 LED显示：5km／ h
轮胎直径：900mm
2．里程表 用数码显示所行驶的不可复位累计总路程，及可复位单次小计路程。
计程范围：不可复位累计总里程0—99999.9 km，可复位小计里程 0 — 999.9 km
分度：以100米计数一次，即1次／0.1km
轮胎直径：900mm
3．油量表 用3只LED条状显示燃油箱中的燃油油量。
测量范围：0—1/3—2/3—1
每 LED约显示：1/3
4．油压表 产品用10只LED条状显示发动机润滑油压力。
测量范围： 0.5—5 bar，（自制时可降低标准为7只LED，范围：0.5—3 bar。）
每 LED显示：0.5 bar
5．水温表 用6只LED条状显示发动机冷却水温度，并以最高3只红LED作超温报警。
测量范围：50℃ ~ +100℃
每 LED显示：10℃左右
6．电流表 分别用五只绿色 LED和五只红色 LED点状显示蓄电池充、放电流。
测量范围：-50A~0~+50A
每 LED显示：10A
4.2 LM3914的介绍
LM3914是10位发光二极管驱动器，它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。其内部结构及基本应用电路如图2所示。4脚和6脚之间连接有10个精密分压电阻，7脚和8脚之间是一个参考电压源，9脚为点／柱模式选择，5脚为信号输入端。LM3914参考电压源输出约1.2V，即在7脚和8脚之间维持一个1.2V的基准电压Vref，该基准可以直接给内部分压器使用，这样当Vin（5脚）输入一个0～1.2V电压时，通过比较器即可点亮0～10个发光二极管。
5．汽车仪表的具体设计
5．1. 设计开始阶段：选择传感器和IC
传 感器可按被测物理量分成温度传感器(如热电偶、电阻温度检测器(RTD)和电热调节器)、压力或力传感器(如应变仪)、溶液酸碱度传感器(如pH电极)， 以及光检测器(如用来测量光密度的PIN光敏二极管)。传感器可以进一步分成有源传感器和无源传感器。有源传感器需要外部激励源(电压源或电流源)，无源 传感器自身可产生输出电压而无需外部激励。常用的有源传感器有RTD、电热调节器和应变仪等，常用的无源传感器有热电偶和PIN二极管等。为确定必须满足 哪些指标才能与传感器连接，设计者必须考虑以下基本的传感器特性。
5．2. 放大器的作用
除 提供直流信号增益外，放大器还对来自传感器的信号进行缓存和调整，然后将其发送到ADC进行模数转换。放大器有两个关键的作用，其一是按照传感器的特性向 传感器提供合适的接口，其二是按照ADC所表现出的负载特性连接到ADC，这些特性包括放大器和ADC之间的接线距离、容性负载效应和ADC的输入阻抗。
在 选择合适的与传感器连接的放大器时，设计者必须使传感器与放大器的特性相匹配。对于传感器-放大器组合的正常工作，放大器的某些特性比其它一些特性更为关 键。因此，在选择放大器的类型时，有一些特性应优先考虑(见表1)。例如，pH电极是高阻抗传感器，应把放大器的输入偏置电流作为优先考虑的因素(表中标 为优先级高)。对于这种pH传感器，一定不能让其输出信号产生可察觉的电流，因此应选择不要求高输入偏置电流的放大器。对于这个要求，高阻抗MOS输入放 大器因输入偏置电流低而成为最佳选择。在这个应用中，增益带宽乘积(GBP)是一个次要因素(表中标为优先级低)，由于该传感器工作在低频段，这种放大器 的频率响应不会阻止传感器信号波形的真实再现。
5．3. 仪表与传感器匹配
应变仪等常用传感器的测量值可通过电桥网络得到，应变仪通常充当电桥的两个臂(或4个臂)。应变仪是信号源阻抗较低的器件，输出信号的幅度只有数百微伏到 几毫伏。图3给出的电路不但为测量电桥提供了稳定的激励电压，而且共模电压抑制(CMR)能力强，可准确测量来自传感器的信号，并可消除所有共模电压。放大器A1由精度高且温漂极低的高精度参考电压驱动，其输出非常准确和稳定，在电路中充当电桥的激励源
因为共模电压约为该激励电压的一半，测 量结果等于电桥桥臂间的微小电压差。因而，要使输出结果准确地反映电压差，放大器A2、A3和A4必须具有高共模抑制比(CMRR)。另外，要保证从传感 器得到准确的读数，这些器件的输入偏置电压(VOS)、 偏置电压温漂(也称为偏置电压温度系数，TCVOS)和输入偏置电流也必须很小。为实现这些目标，这里将放大器A1到A4连接起来充当仪表放大器。在这个 配置中，电压增益(AV)等于(1+ 2R2/bR2)(aR1/R1)，其中，a和b为比例系数。。
6．具体电路连结
6．1 车速表
汽车车速表是通过指针摆动来显示汽车行驶速度的。简单来说，车速表内有一套系统(带指针轴的转盘，带永久磁铁的转轴、轴承、游丝等零件)操控指针的摆动。而指针的摆动幅度最终由变速器输出的转速决定的(即速度表的转轴由软轴驱动，而软轴又与汽车变速器或分动器输出轴上的蜗轮-蜗杆传动副中的蜗轮相连接)。由于这些零件本身的制造工艺、装配误差，以及在使用过程中的自然磨损、磁性元件的磁性变化都会造成车速表的指示误差。
6.2油量表
量表油量增减与油量表指针偏转的关系 ，当油桶内油量增加时，浮子上升，硬铁丝推动杠杆左端向上，杠杆右端向下，电流通过电阻丝的电阻减少，电流增大，油量表的指针向右偏转，这说明油箱内有足够的油量。
将龙头拧开，放出一部分油，使桶内的油量减少，浮子A下沉，铁丝带动杠杆左端向下，杠杆右端向上，这时电流通过电阻丝的长度增加，即电阻加大，电流变小，油量表的指针向左偏转。这说明油桶内的油量减少了。
6．3.里程表
因为汽车车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。
现在汽车上的里程表可就不一样了，它克服了“记里鼓车”的不足之处，既能告诉你这次走了多少公里，也能记忆自从出厂以来一共走了多少公里，于是，车辆是否需要大修，发动机比例关系是否应该报废，全都有记录可依。
汽车发动机的轴把动力传给变速箱，从变速箱的输出轴到车轮的传动比是不变的。在变速箱的输出轴上装有一根“软轴”，一直通到驾驶员面前的里程表里去。所谓“软轴”就是像自行车线闸用的拉线那样有钢丝芯的螺旋管，管壁和内芯之间有润滑油，外管固定而内芯可以转动，这个内芯的转速与车轮的转速有着恒定的比例关系。软轴通到车速表，使得指针能把车的行驶速度指示出来。同时，软轴旋转还经过蜗轮蜗杆传到车速表中间的滚轮计数器上，把车轮的转数所代表的里程数累计了下来，因为车速和里程都是靠同一根软轴传来的旋转动作驱动的，所以这两个表在一起，前者用指针指示，后者由滚轮计数器累计。工作原理参见上图
案 软轴把旋转动作传来，经过减速器送到滚轮计数器，累计出的里程在小窗口里显示。
新型小汽车的里程表里包括由同一软轴带动的两个滚轮计数器，分别累计本次里程和总里程。本次里程通常有四位数，供短期计数，这是可以清零的；总里程则有六位数，不能清零。
最近电子式车速里程表逐步推广，它不用软轴，而是在变速箱输出轴上安装脉冲发生器，用导线把电脉冲传到仪表里，用脉冲频率指示速度，用脉冲计数器累计里程。看起来电子式车速里程表比先前的机械电磁式的更合理，因为它不用软轴传动。但是因为机械电磁式的价格比较便宜，在目前汽车里用得仍然比较多。
7.仿真调试
7．1 protel 99仿真介绍
protel是最流行的电路设计及仿真的软件，目前版本有许多，如protel99,protel99se protel2004,protel DXP,protel2006.随着版本的更新，它的功能越来越强大，对新器件的支持也越来越多。使用最广的应该还是protel99 .
PROTEL是PORTEL公司推出的电路行业的CAD软件，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电路设计者的首选软件。它较早在国内使用，普及率也最高，有些高校的电路专业还专门开设了课程来学习它。几乎所有的电路公司都要用到它。早期的PROTEL主要作为印刷板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行。它的功能较少，只有电原理图绘制与印刷板设计功能，印刷板自动布线的布通率也低。现在的PROTEL已发展到PROTEL99/2000/2002/2003/2006，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多MB，它工作在Windows Win9x/Me//NT/2000/XP环境下，是个完整的全方位电路设计系统，它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计（包含印刷电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自动布线，可实现高密度PCB的100％布通率。
7.2 protel 99使用方法
PROTEL99使用基础1
第一章 PROTEL99软件界面简介
一、Protel99的安装与启动
1.运行环境 有硬件要求和软件要求。
2.安装与启动
安装向导自动启动，可以引导用户完成Protel99的安装。启动有多种方法，基本与其他软件一样。
启动后，利用File—Ｎew命令即可创建一个新的设计文件库（*.DDB）。确认后进入Protel99的设计状态。注意：*.DDB设计文件库实质上是一个文件包，它可以包含文件、也可以包含子目录（文件夹）。
3.文件管理
Explorer（设计文件管理库）使用方法基本与Ｗｉｎｄｏｗｓ中的资源管理器相同。
(1)打开设计文件 利用File—Open......或单击工具栏内的"打开"按钮。
(2)列出掩藏设计文件或文件夹内的目录内容
(3)文件切换 直接单击文件夹或文件夹内的文件，也可单击标签。
(4)文件删除、改名与复制
先关闭欲删除文件，然后直接将其拖至设计文件库内自带的回收站，或右击文件，利用其快捷菜单中的删除命令。关闭文件，右击其文件名，利用快捷菜单中的重命名命令可以对文件改名。同一设计文件库内，可用CTRL＋拖动，完成文件的复制。不同设计文件库内，只需拖动即可复制。
(5)文件新建
(6)设计文件库的新建
二、原理图编辑器窗口组成
进入原理图编辑环境，即启动了原理图编辑器。以下窗口组成：标题栏、菜单栏、主工具栏、设计文件管理器标签页、原理图编辑器标签页、各设计文件标签、原理图编辑区、画图工具栏、画线工具栏。
各工具栏可以以窗口的形式随处移动，或贴附于编辑区的四周。原理图编辑器标签页只有在进入SCH环境才会出现。
三、电路绘图工具栏
1、取用元件
单击电路绘图工具栏中的 钮，或按Ｐ－Ｐ键，即进入放置元件状态，出现取用元件对话框，输入缩要取的元件名称即可。也可在取用元件尚未固定前按ＴＡＢ键开启元件属性对话框。其中Attributes 页是设定元件的电气属性，Graphical Attrs页是设定元件的图形属性，Part-Fields1-8、 Part Fields9-16 两页是设定元件的元件标注栏，Read-Only 是设定元件的只读性。在待命状态下，如果要单独编辑元件序号或元件名称时，只要双击其中间，即可开启其属性对话框Fields Part Designator，进而对其进行编辑。
2、导线
当我们画导线时，可在待命状态下单击电路绘图工具栏的 按钮，或按Ｐ-Ｗ键，即进入画导线状态。分人工走线和自动走线两种，人工走线时可以按空格键改变走线方式。辅
3、总线
总线是一种代表由数条同性质导线所组成的束线，最常见的像数据总线、地址总线等都是。而总线都会比导线粗一点，以作区别。不过，总线与导线的最主要区别在于总线本身的连接并没有实质意义，它必须靠由总线接出的各单一导线做实质的连接。
当我们画总线时，可在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ-Ｂ键，即可进入画总线状态，其画法与画导线基本一样。
4、总线进出点
总线进出点时单一导线汇图总线的端点，是一段４５度或１３５度的短斜线。当我们画总线进出点时可在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ－Ｕ键，即可进入画总线进出点状态。
5、网络名称
网络名称在电路图中，除了可以增加电路图的可读性外，还具有实质电气连接的功能。如果分别在两条不同（不相连接）的导线上放置了相同的网络名称，则此两条导线将被视为同一导线。通常使用网络名称的场合有下列三种：
简化绘图的程序：连接线路比较远，或线路太复杂走线不容易，利用相同的网络名称代替实际的走线。
导线进出总线导线的连接关系：进出总线的导线需要靠加注在其上的网络名称才能达到电气连接的目的，否则形同虚设。
突显连接关系：适时地放置网络名称，可使电路的连接关系更明显，相当于一般说明性文字的功能。
当我们要放置网络名称时，只要在待命状态下单击电路绘图工具栏中 的按钮或按Ｐ－Ｎ键，即可进入放置网络名称的状态。
6、电源及接地符号
当我们要放置电源及接地符号时，只要在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ-Ｏ键，即可进入放置电源及接地符号的状态，也可通过双击编辑其属性。
7、电路方块图
电路方块图是阶层式电路设计中不可或缺的图件。当我们要放置电路方块图时，只要在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ-Ｓ键，即可进入放置电路方块图的状态，将光标移到所要放置电路方块图的一角，单击左键，再移到对角拉开一个区块，再单击左键，该电路方块图即完成。也可通过双击编辑其属性。
8、方块图进出点
方块图进出点是线路进程方块图的管道，所以在电路方块图中，一定会有方块图进出点，且方块图进出点也一定要放在电路方块图上。当我们要放置电路方块图进出点时，只要在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ-Ａ键，即可进入放置电路方块图进出点的状态，将光标移到电路方块图中，单击左键，光标上多出一个红点，而光标被限制在电路方块图的左边和右边界内，移到适合位置后单击左键即可放置电路方块图进出点。也可通过双击编辑其属性，包括名称、形式还有箭头方向、位置等。
9、输入输出接口
输入输出接口是进出电路图的管道。当我们要放置时，只要在待命状态下单击电路绘图工具栏中的 按钮，或按Ｐ-Ｒ键，即可进入放置的状态，将光标移到所要放置输入输出接口的位置，单击左键，即可放置一个输入输出接口。也可通过双击编辑其属性。或在激活状态按ＴＡＢ键弹出属性对话框以做编辑。
10、其他的电路绘制工具
单击 按钮，可以放置接点。
单击P、I、P、Enter键，可以放置测试点。
单击P、I、S键，可以放置激励信号。
单击P、I、T键，可以放置测试向量。
单击 按钮，可以放置忽略ＥＲＣ测试点。
单击 按钮，可以放置ＰＣＢ布线指示。
四、一般绘图工具栏
SCH99除了电路设计之外，还提供了一般绘图功能，如绘制直线、弧线、曲线、矩形、椭圆形、圆饼图以及帖附图片等。所有这些非电气图件的绘制工具全部集中在一般绘图工具栏中。
同样地，在一般绘图工具栏中的每个按钮都可在Place菜单下的Drawing Tools命令中找到相应的命令。
五、格点和光标设定
启动Tools/Preferences...命令，弹出一个对话框，其中Color-Options区块中的Grid Color栏位是设定格点颜色；Cursor/Grid Options 区块中的Visible Grid栏位用语设定格点的种类。当我们要设定格点的颜色时，只要单击 Grid Color栏位，在开启的颜色编辑对话框中，进行颜色的设定即可。如果要设定格点的形状，则单击Visible Grid栏位右边的下拉钮，从中选即可。
ＳＣＨ９９提供三种不同的光标，当我们在待命状态时，光标一律呈箭头状；而在画图件时，原有的箭头光标上会多出十字或打杈，那就是我们所设定的光标形状。当我们要设定光标时，则开启Preferences对话框，然后在 Curor/Grid Options区块里，按 Cursos Type右边的下拉钮，拉下选项，Large Cursor 90、Small Cursor 90及 Small Cursor 45三种光标。
六、图纸设定
SCH提供了18种预置的工作图纸，另外我们也可以自行定义图纸尺寸。除了图纸大小方向可以自行定义外，我们可随需要自行设计图框、标题栏等。
设定图纸先启动Design/Options......命令。在打开的对话框中，如果我们要采用制式化的图纸，则在Standard Style区块中，按Standard 栏位右边的下拉钮，从中选取所要采用的图纸就可以了。如果要自行定义图纸大小，则先选取Custom Style区块中的 Use Custom Style 项，然后分别在Custom Width及 Custom Height 栏位中，指定图纸的宽度及高度，其单位是1/100英寸。当我们要指定图纸的方向时，一样是开启Document Options对话框，然后在对话框左边的 Options区块中，指定图纸的方向、底色等。
Grid 区块的Snap功能是设定隐藏式格点，也就是光标移动的位置被限定在隐藏式格点上： Visible 的功能是设定是否显示格点，选取本项后，屏幕上才会显示格点。Electrical Grid 是设定电气格点，电气格点就是在进行连接线路时，接点上出现 的大红点或小红点，它代表电气连接的意义；Enable 的功能是切换是否显示电气格点，Grid Range的功能是设定电气格点的间距。
七、其他设定
在Prefrences 对话框中，翻至Graphical Editing页，有一些设定功能，如设定将所选取图件复制或剪切到剪贴簿时，是否要设置参考点，设定要不要将电路图中的特殊字符串转化成其所代表的文字等等。同样地，在Prenfrences的 Autopan Options区块中，我们可以设定自动边移功能。在Prenfrences对话框中也还有很多其他设定，具体可参考教材。
八、基本操作技巧
1、鼠标及键盘
重点掌握快捷功能键的使用。
2、窗口缩放技巧
除了Page Up 、Page Dowm键分别是放大窗口及缩小窗口的快速功能键外，View 菜单下的Zoom In和 Zoom Out 也可以实现相同的功能。基本上窗口缩放命令都再View菜单中。其中包括 Fit Document （功能是放大或缩小工作图，使整个图面完整容纳于窗口中）、Fit All Object（使窗口能包含图面中所有图件）、 Area（将指定区域内的图面放大至整个工作区）、Around Point（ 将指定区域放大至整个窗口，与Area类似，只是指定区域的方法不同）、Pan（把光标所指的位置设为窗口的新中心位置）、 Refresh（重画画面，与ＥＮＤ键的功能一样）等命令。
3、选定与点取
"选定"兼有记忆与标记的功能，可同时选定多个图件，被选定的图件将出现黄色边框，我们可以对选定图件进行复制、删除、搬移等操作。"点取"是对单一图件的的指定，当我们点取另一图件时，前一被点取的图件将自动杰出点取状态；图件被点取后，即将进入编辑状态，该图件将出现操作点，我们可编辑点取图件的大小、颜色等属性。
选定用Edit/Select命令，也可直接拖曳选定。
解除选定可启动Edit/Deselct命令。
点取的操作很单纯，只要将光标指向缩要点取的元件，轻轻地单击即可。
4、阵列式粘贴、搬移与删除
阵列式粘贴：选定第一组要粘贴的内容，剪切，再单击图件某位置作为参考点。启动Edit/Paste Array......命令，按需要填写阵列式布图对话框。确认后将光标移到要重复放置的起点即可完成。
元件的平面移动分两种情况，一种是一般的移动，原先连接的状态会因移动而断线，另一种则是牵动，不管怎么移，都不会改变原先连接的状态。移动用/Move Selction令完成，牵动则需启动Edit/Move/Drag Selaction命令。
对于点取的元件只要直接按删除键Delete即可将其删除。对于选定的元件则按Ctrl+Delete。
5、排列与对齐
通过使用ＳＣＨ的元件排列与对齐功能可以将选定的待排列元件快速的排列整齐。只需启动Align......命令即可按需要进行排列与对齐。
结 论
致 谢
参考文献
