市电电压双向越限报警保护器设计

成绩评定表

课程设计任务书

摘要

Protel 99 SE 主要有两大部分组成，每一部分各有几个模块。第一部分是电路设计部分，主要有：原理图设计系统，包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch，用于修改

和生成原理图元件的元件编辑器，以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统，包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改，生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计，主要有：电路仿真系统，包括一个功能强大的数/模混合信号电路仿真器，能在原理图基础上进行连续的模拟信号和数字信号仿真。可编程逻辑器件设计，包括一个文本编辑器，用于编译和仿真设计

结果的PLD设计以及观察仿真结果的波形。

本次实验我使用Proter99SE将模拟市电电压双向越限报警保护器制作电路原理图，并生成PCB板，进行ewb仿真电路设计。转换电PCB板其步骤有：、创建schematic Document文件画出原理图，检验原理图、生成网表，建立PCB Document 文件载入网表、修改封装，元件布局、自动布线、手工调整布线、PCB板和仿真电路设计：同上建立仿真原理图（使用SIM库），设置仿真（需加入初始条件）生成仿真时序图。

在Protel 99 SE 电路设计的学习过程中，基本概念的理解和掌握是重中之重，只有这样，设计思路才能清晰，设计才能规范。本设计以能显示时、分、秒的时间计数器为例来介绍Protel 99 se的使用方法。

关键词：Protel 99 SE；Sch；PCB；市电电压；报警保护器

目录

1设计目的与要求 (1)

2电路原理分析与设计 (1)

2.1市电电压双向越限报警保护器电路工作原理简介 (1)

2.2元器件的选择 (1)

2.3制作和调试方法 (1)

2.4市电电压双向越限报警保护器电路原理图 (2)

3PROTEL 99SE绘制图 (2)

3.1元件库的调用 (2)

3.2放置元件 (3)

3.3原理图的布线 (4)

3.3.1编辑和调整 (5)

3.3.2检查原理图 (7)

3.4生成网络表 (8)

4PCB设计 (10)

4.1图形界面设计 (10)

4.2加载网络表 (11)

4.3元器件布局 (12)

4.4自动布线 (13)

4.5编辑和调整 (14)

4.6铺地 (14)

4.7元器件材料清单的生成 (15)

结论 (16)

参考文献 (17)

1设计目的与要求

市电电压双向越限报警保护器的设计：设计一个电路用来实现市电电压双向越限的报警。该报警保护器能在市电电压高于或低于规定值时，进行声光报警，同时自动切断电器电源，保护用电器不被损坏。该装置体积小、功能全、制作简单、实用性强。

2电路原理分析与设计

2.1 市电电压双向越限报警保护器电路工作原理简介

市电电压一路由C3 降压，DW 稳压，VD6 、VD7、C2 整流滤波输出12V 稳定的直流电压供给电路。另一路由VD1 整流、R1 降压、C1 滤波，在RP1、RP2 上产生约10.5V 电压检测市电电压变化输入信号。门IC1A、IC1B 组成过压检测电路，IC1C 为欠压检测，IC1D 为开关，IC1E、IC1F 及压电陶瓷片YD 等组成音频脉冲振荡器。三极管VT 和继电器J 等组成保护动作电路。红色LED1 作市电过压指示，绿色管LED2 作市电欠压指示。

市电正常时，非IC1A 输出高电平，IC1B、IC1C 输出低电平，LED1 、LED2 均截止不发光，VT 截止，J 不动作，电器正常供电，此时 B 点为高电平，F4 输出低电平，VD5 导通，C 点为低电平，音频脉冲振荡器停振，YD 不发声。当市电过压或欠压时，IC1B、IC1C 其中有一个输出高电平，使 A 点变为高电位，VT 饱和导通，J 通电吸合，断开电器电源，此时 B 点变为低电位，IC1D 输出高电平，VD5 截止，反向电阻很大，相当于开路，音频脉冲振荡器起振，YD 发出报警声，同时相应的发光二极管发光指示。

2.2 元器件的选择：

集成芯片IC 可选用CD74HC0 4 六反相器，二极管VD1～VD6 选择IN4007，电容C1～C6 均选择铝电解电容，耐压400V，稳压管选用12V 稳压，继电器J 选用一般6V 直流继电器即可，电阻选用普通1/8 或1/4W 碳膜电阻器，大小可按图示。

2.3制作和调试方法

调试时，用一台调压器供电，调节电压为正常值（220V），用一白炽灯作负载，使LED1、LED2 均熄灭，白炽灯亮，然后将调压器调至上限值或下限值，调RP1 或RP2 使LED1 或LED2 刚好发光，白炽灯熄灭，即调试成功。全部元件可安装于一个小塑料盒中，将盒盖上打两个孔固定发光二极管，打一个较大一点的圆孔固定压电陶瓷片，并用一个合适的瓶盖给压电片作一个助声腔，使其有较响的鸣叫声。

2.4 市电电压双向越限报警保护器电路原理图

本设计的电路图XIN.Sch如图1所示：

图1原理布线图

3Protel 99SE绘制图

3.1 元件库的调用

进入Protel 99 SE界面，执行菜单File/New命令，创建一个新项目，然后再选择File 菜单下的new...，则弹出如下图2所示对话框，从框中选择原理图服务器：

图2选择原理图服务器对话框窗口

找到（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标(设计所设的文件名为XIN.Sch)，进入原理图设计主界面。执行菜单Design/Options 和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。

3.2放置元件

在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，弹出的如图3所示窗口，在窗口中寻找Protel 99SE子目录，在该目录中选择Library\SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devices ddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。为便于仿真，此设计选择Sim元件库。根据此实验电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上（在摆放的过程中，可以通过SPACE、X、Y）