《物联网高级技术及应用》课程设计报告

郑州轻工业学院

课程设计说明书

学生姓名：****学号：************ 学院：计算机与通信工程学院

专业：物联网工程11级

题目：物联网高级技术及应用课程设计指导教师：******

2014年6月20日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录

1.引言 (1)

2.设计任务及要求 (1)

3.原理图库及原理图设计 (1)

3.1原理图库设计 (1)

3.2原理图布局及布线 (4)

3.3原理图编译 (4)

3.4 建立元器件材料清单 (5)

3.5 生成网络表 (6)

4.PCB封装库及PCB设计 (6)

4.1元器件PCB封装库设计 (7)

4.2 PCB规划 (8)

4.3 PCB布局、布线 (8)

4.4 PCB高级操作 (9)

5、设计总结 (9)

6.参考文献 (10)

1.引言

随着人民生活水平的提高以及城镇管道天然气、煤气或罐装液化气的推广普及，天然气、煤气作为常用燃料已经进入各家各户。然而在日常生活中，由于使用不当和设备老化导致的燃气泄漏爆炸或中毒事故时有发生，因此怎样防止煤气泄露，设计出合理有效的报警控制系统，保障人们的生命和财产安全已成为人们的迫切需要。为此，本文采用嵌入式系统的设计理念，构建了基于STM32微处理器的一个燃气报警系统，该系统可以实现燃气浓度监测、报警，并通过液晶屏及LED显示出来。能够有效的保障人们的生命和财产安全，而且使用十分方便，因此特别适合于无条件建立或加入集群监控系统的广大燃气用户使用。

2.设计任务及要求

每个同学独立完成自己的任务，并撰写设计说明书，在课程设计说明书中给出设计Protel原理图与PCB板图。

3.原理图库及原理图设计

3.1原理图库设计

在本次课程设计中，共有14个元器件系统中没有，因此在自行建立的相原理图库中，共有14个元器件，它们如下所示：

3.2原理图布局及布线

把原件放到原理图中布局之后，然后布线，效果如下：

3.3原理图编译

经过编译，编译结果为： Compile successful, no errors found，即：编译成功，没有发现错误。但是有7个警告，描述为：Net xxx has no driving source.经查阅资料，发现这些警告主要是由以下原因导致的：1、制作封装时的管脚的属性的定义(比如,输入,输出,电源等)不恰当。如果你一个芯片的某个管脚定义为输入脚,而另一个芯片的一个脚的属性你没定义,把这两个脚连接,就会出现这个警告。2、与原理图的具体连接方式有关。两个互相连在一起的拐脚的性质不一样，比如说一个拐脚是passive,而跟它连在一起的脚为output,那么就出现这样的错误。

编译结果截图如下所示：

3.4 建立元器件材料清单

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3.5 生成网络表

由于生成的网络表内容过多，在这里不再全部列出，网络表部分内容如下所示：

4.PCB封装库及PCB设计

4.1元器件PCB封装库设计

对应原理图库中的元器件，在PCB封装库中主要有一下几种：

4.2 PCB规划

在规划时首先考虑的是PCB尺寸大小，经过多次调整最终把PCB尺寸大小定为：19cm*14.5cm,把板层设为两层，然后在机械层画好物理边界、在禁止布线层画好电气边界。其它工作参数为默认值。

4.3 PCB布局、布线

PCB规划之后，导入原件和网络表，然后对元器件进行布局，布局之后进行布线，结果如下所示：

4.4 PCB高级操作

布线之后，对PCB图进行设计规则检查，放置覆铜，补泪滴，添加安装孔，最终得到的结果如下所示：

5、设计总结

本次课程设计总共用了一个星期的时间，时间虽短，但是学到的东西却很多。此次课程设计不仅加深巩固所学内容，同时对所学内容进行扩展，有一定的深度和广度，能充分发挥学生的能动性和想象力。我不仅学会了如何使用Protel，并且能熟练画出电路的原理图和设计PCB图，而且对于系统中没有的元器件，能够自行建立相应的原理图库和封装库。在课程设计中碰到了一些比较难的问题，自己不怕困难，自己专研，学会如何独立思考并解决问题。最后解决不了的上网搜集资料，请教老师和同学。通过电路设计，安装，调试等一系列环节的实施，提

高学生的电路设计能力，实际操作能力，为将来工作打下了良好的实践基础。希望学校将来能够给我们多提供一些这样实践的机会。

6.参考文献

1) 薛楠. Protel DXP 2004 原理图与PCB设计实用教程.北京：机械工业出版社.2012.

2) 姜沫岐等.Protel2004原理图与PCB设计实例.北京：机械工业出版

社.2006

3) 康华光等.电子技术基础模拟部分、数字部分（第五版）. 北京：高等教育出版社.2008