浅谈51单片机最小系统的PCB板设计

【摘 要】本文以浅谈51单片机最小系统的PCB板设计为主要内容进行阐述，结合当下电路原理图以及元器件库设计和PCB板图绘制工作为主要依据，从原理图的绘制工作、元气库设计、原理图元器件封装、选择PCB板向导规划电路板、同步功能PCB编辑器封装和网络、集成就改焊盘大小、自动布线工作、DRC检查和违规错误排除工作这几方面进行深入探讨和分析，其目的在于提升51单片机最小系统中PCB板设计质量，旨在为相关研究提供参考资料。

【关键词】51单片机;最小系统;PCB板合理设计;自动布线

引言：设计51单片机最小系统的PCB板设计首先需要掌握Protel 99 SE的基本操作，进而掌握软件绘制原理的基本方式，使用此軟件绘制PCB板图形，进而可以有效设计出一个小型单片机器操作系统。设计出最小单片机最小系统后，需要其使用两位数进行表述，8为数字按键合理输入，还要具备一个蜂鸣器和发光二极管。并且所有环境都要基于Windows 7系统下进行，在Protel 00 SE软件下编辑，通过一些列操作后，提升51单片机中最小系统的PCB板设计质量和效果，为人们实际工作提供更多便利条件。

1.电路原理图以及元器件库设计

1.1原理图的绘制工作

需要借助Protel 00 SE软件进行设计，然后在File-New中需要全新建立一个数据库文件，对所在位置进行保存工作。进而在进行后续的所有操作工作，还需要建立一个sheet sch原理图文件，需要在数据库中新家元件，编辑工作结束后将元件库导入其中，由于win7系统无法兼容原因，所以在导图元件库期间需要将Protel 99 SE软件关闭处理。进而在对C：＼windows下存在的Advsch 99 SE，ini文件进行修改工作，还要在其中人为添加库地址[1]。

1.2元件库设计

按键进行电路设计，使用AT89C51单片机进行绘制工作，在Documents文件之中需要对File-New菜单进行操作，弹出一个对话框之后，双击其中存在的Schmatic Libray Document图表，然后进行元件库的合理设计，命名为schlib1 Lib，将其打开，然后在其中进行51单片机的合理设计工作[2]。通过一个按键、电容和电阻使其可以形成设计的复位电路图，还要使晶振和小电容形式的电路图，最后还要设计一个蜂鸣器，提升PCB板设计工作效果。

2.PCB板图绘制工作

2.1原理图元器件封装

需要对原理图中的元器件依据封装好进行封装工作，对未结合实际情况进行设计的元器件进行封装图工作，需要建立一个全新的PCB元件文件，然后在文件中绘制封装图，将整个图形导入到封装图库中，结合设计的原理图能够形成全新报表，通过Design-Create Netlist对整个原理图进行错误检查工作，然后再Documents文件之中创建一个全新的PCB文件，在PCB1.PCB文件之中使用Design-Load Nets选择出自主生成的原理图表，然后对其中是否存在错误性进行判断和检查工作，为发生任何错误则可以使用Execute原理图进行PCB版设计工作，然后结合原理图对元器件位置进行合理设计工作，使用Auto Route-A11完成自动布线工作，对线路是否完整进行检查则可以全面完成PCB版的制作工作。

2.2选择PCB板向导规划电路板

对File标签进行点击，选择适合的PCB板导向工作，然后可以弹出PCB板导向人们比较环境的界面，选择尺寸单位相符合的内容，尺寸单位要结合对话框进行选择，存在英制和公制两种选择，则可以结合兴趣对尺寸内容和类型进行选择，单位一般以mil为主[3]。还要结合设计原理图选择使得的PCB类型，对PCB板进行自定义。

2.3同步功能PCB编辑器封装和网络

在实际工作期间需要将原理图文件全部打开，进而结合内部设计的Disign/Update PCB单片机最小系统设计图形进行编辑和封装工作，对PcbDoc菜单进行点击处理，然后将电路板中存在的PCB全部封装到元件之中。

2.4集成就改焊盘大小

在焊盘修改工作上需要点击右键，选择File Similar Objiets寻找与其相似的对象关系，然后在点击OK，被选择的对象所始终以高亮形式显示，然后点击窗口基本方向，按钮对焊盘大小进行自动修改工作。然后将整个窗口全部向下移动，点击右下角，从而使得整个工作程序都能够退出高亮显示。

2.5自动布线工作

可以使用Auto Route/A11菜单，对命令进行自动布线工作，从而使得C51更好的被设计出来[4]。

2.6DRC检查和违规错误排除工作

在完成布线操作工作后，还要进行一次DRC检查工作。DRC一般用于电路板中对象的检查，比如导向、焊盘和过孔等，检测其是否违反了Design/Rules菜单上的各种设计的标准和需求。要求其满足安全间距和导线宽度。对其中的Tools命令进行执行工作，然后在点击Run Design Rule Check按钮，对内部存在的各种信息进行检查工作过，一旦发现内部出现不良现象，就要对文件之中存在的各种错误报告和信息进行全面收集和分析，进而采用导航栏中的Navigator寻找到相关对象，并对其中存在的各种错误对象进行修改工作[5]。

3.结束语

总而言之，此此51单片机最小系统PCB板设计工作中，需要Protel 99 SE软件存在的功能进行，他对电子电路进行掌握，提升人们软件设计工作，结合原理图进行操作，电路图设计工作结束后，借助软件中存在的tools ERC基本功能功能对内部存在的各种问题进行体检擦，结合具体情况完成封装基本工作，要求整个工作设计和更加合理，一般要求单片机放在最中间进行处理，需要人们在设计期间完全掌握Protel 99 SE软件，从而使得最小单片机设计工作更加符合原理，在设计期间一旦发现存在问题，比如Protel 99 SE 和win7不能够兼容，从而使得自我绘制的元件库中存在的文件无法合理导入，合理通过网路上资源掌握C：＼Windons下AdsPCB 99 SE.ini文件和Adsvsch 99 SE.ini对文件中存在的错误进行修改即可。在实际工作中，做事一定要认真细致，在设计和制作期间一旦遇到问题就要理解采取对策解决，坚决不能放弃实际工作，善于总结经验，从而可以达到良好工作效果。

参考文献：

[1]王子贺，王秋冰，石正帅，et al.基于51单片机的PLC控制开关电路研究[J].数码世界，2017（12）：35-36.

[2]轩子路.基于单片机的测温电路设计研究[J].山东工业技术，2018.（145）：54-24

[3]马健喆，魏巍.基于AT89C51单片机的红外线门控系统的设计[J].电脑知识与技术，2017（24）：238-240.

[4]程鹏飞.浅析单片机开发板的设计与制作[J].电子测试，2019，406（01）：35-36.

[5]彭建英，彭光含，曾志刚，et al.单片机综合性实验电路板的设计[J].机械工程与自动化，2015（5）：190-191.

作者简介：

卢豪 性别，男 民族：汉族，出生年月：1998年5月，学历：本科，职称：无，籍贯：四川成都，单位：成都理工大学工程技术学院 单位邮编：614000 研究方向：电子科学与技术

（作者单位：成都理工大学工程技术学院）