4--单片机最小系统的原理图绘制
CAD 课程设计报告——51单片机最小系统的电路设计
CAD 课程设计报告摘要Introduction1.课题名称2. 单片机最小系统的组成原理及作用3. CAD的发展前途4. 设计要求5. 原理图6. CAD原理图7. PCB图8.总结参考文献摘要A VR单片机是1997年由A TMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。
A VR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
A VR单片机主要特性：高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位 , 一直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场、赖以生存的必要条件。
A VR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆和单体高速输入/输出的方案，提高了指令执行速度(1Mips/MHz)，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。
故A VR单片机在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡，是高性价比的单片机。
本设计采用分层叠式结构，底层为单片机外围硬件功能扩展层，顶层为ATmega16单片机集中系统层。
这样有利于兼用A VR跟51系列单片机的开发设计。
关键词： A VR单片机；开发板；单片机实验板；A Tmega16单片机；IntroductionA VR Microcontroller ATMEL Corporation in 1997 developed by the enhanced built-in Flash of the RISC (Reduced Instruction Set CPU) high-speed 8-bit RISC microcontroller. AVR microcontr oller can be widely used in computer peripherals, industrial real-time control, instrumentation, co mmunications equipment, household appliances and other fields.A VR microcontroller main features: high reliability, strong function, high speed, low power consu mption and low cost, has been an important indicator to measure performance of SCM, SCM also dominate the market, a necessary condition for survival.A VR microcontroller hardware structure to take the 16-bit 8-bit machine and the machine's compr omise strategy, that is kept by the local register stack and single high-speed input / output options, improved instruction execution speed (1Mips/MHz), enhanced functionality; while reduce the cost of peripheral administration, the relative simplifies the hardware structure and reduce costs. There fore, A VR microcontroller in software / hardware cost, speed, performance and cost optimization h as made a lot of balance, which is cost-effective microcontroller.The design uses a sub-stack structure, the underlying hardware extensions for the microcontroll er peripheral layer, the top layer of centralized systems for the ATmega16 microcontroller. It is a g ood used along with the 51 series A VR microcontroller development and design.Keywords: AVR microcontroller; development board;MCU Board; ATmega16 microcontroller;一．课题名称:51单片机最小系统的电路设计二．单片机最小系统的组成原理及作用：普遍来说，单片机又称单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU（中央处理器）、RAM（数据存储器）、ROM（程序存储器）、定时器/ 计数器和多种功能的I/O（输入/ 输出）接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。
单片机最小系统(详解)设计报告
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本次课程设计包括STC89C51单片机最小系统（包括复位和时钟电路）还有蜂鸣器电路、LED电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。
利用Protel电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件protel的使用。
关键词：最小系统，I/O端口，STC89C51, PCBAbstractRecent years, with the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, while driving traditional control detects the rapidly growing updated. In the real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the microcontroller knowledge is not enough, should be based on the specific hardware architecture, as well as application-specific software features object combine to make perfect .The curriculum includes the SCM STC89C51 minimum system (including reset and clock circuit) and the buzzer circuit, eight digital tube display circuit, RS232 serial port circuitry, and used to extend the functionality of the four rows with the I / O ports are connected jack. Protel circuit design software for the use of schematic design, PCB layout, thereby consolidating microcontroller applications, analog circuits, digital circuits courses and learn to use engineering software Protel.Keyword：minimum system,I/O Port, STC89C51, PCB1．单片机系统的结构1.1 单片机的内部结构 一个基本的MCS-51单片机通常包括：中央处理器、ROM 、RAM 、定时/计数器和I/O 口等各功能部件，各个功能由内部的总线连接起来，从而实现数据通信。
最小系统板电路图(原理图)
OE RCLK SRCLR SRCLK SER
13 12 10 11 14
GND P35 VCC P36 MOSIO P34 MOSIO JP595 1 2
GND
DS1
74HC595D
1602/12864液晶 屏
P11 VCC J5 LCD12864 /240128 J9 LCD1602 LCD 1602
VCC J8 8550
AD0 502 AIN1
ISP XT1 C1 XT2 C2 33P P15 RST P17 P16 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 VCC GND GND GND GND
U15 IM1 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 GND IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 GND ULN2003D VCC OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 COM 16 15 14 13 12 11 10 9 C2 D2 A1 B1 C1 D1
POWER
U9 J-485 3 2 1 3 2 RS485DIR RXD2 1 TXD2 4 DE RE RO DI MAX485 VCC B A GND 8 7 6 5 B A GND RS485 1 2
VCC
USB VBUS DD+ GND shell shell 1 VIN 2 D3 D+ 4 GND 5 5
R37 4.7K DK
NC1 NO1 DD2
1 4
2 3 NO1
1 2 NO 1 2
C23 104
C22 *
C8 *
RP6
RP5B
RSTK C5 VCC 10uF
RST JP9 R10
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图一、简介51单片机是指Intel公司推出的一种8位单片机，其核心是Intel 8051架构。
51单片机具有强大的功能和广泛的应用领域，在电子制作和嵌入式系统设计中被广泛采用。
本文将介绍51单片机最小系统的原理图及其组成。
二、51单片机最小系统原理图51单片机最小系统由4个基本模块组成：单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路。
下面将详细介绍每个模块的原理图和功能。
1. 单片机芯片单片机芯片是51单片机系统的核心部件，一般选择的是AT89C51或AT89S52芯片。
其原理图基本包括芯片引脚和外围电路连接方式。
根据具体需求，连接的外围电路可以包括输入输出端口、定时器/计数器、串行通信接口等。
单片机芯片是整个系统的控制中心，它通过引脚与其他模块进行通信和控制。
2. 时钟电路时钟电路提供稳定的系统时钟，是单片机系统正常工作的基础。
常用的时钟源有晶体振荡器和时钟发生器。
晶体振荡器通过外接晶体元件提供稳定的时钟信号，时钟发生器则通过内部电路产生常用的时钟频率。
时钟信号的频率取决于具体需求，一般常用的频率为11.0592MHz。
3. 复位电路复位电路用于初始化单片机系统，保证其在上电或复位时工作正常。
复位电路一般由复位按钮、电容和电阻组成。
当系统上电或复位按钮按下时，复位电路将向单片机芯片发送一个复位信号，使其返回到初始状态，并重新启动。
4. 电源电路电源电路为单片机系统提供电能，保证其正常运行。
电源电路一般由电源适配器、电源滤波器、稳压电路和电源指示灯组成。
电源适配器将交流电转换为直流电，并经过滤波器进行滤波，稳压电路确保系统供电电压稳定。
电源指示灯用于显示电源状态，通常为红色表示供电正常。
三、总结51单片机最小系统原理图包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路。
单片机芯片是控制中心，时钟电路提供稳定的时钟信号，复位电路用于系统初始化，电源电路为系统提供电能。
这些模块相互配合，保证了单片机系统的正常运行。
Get清风单片机最小系统的设计与制作 单片机课程设计
单片机最小系统的设计与制作单片机课程设计单片机课程设计报告——单片机最小系统的设计与制作学院：信息与电气工程学院姓名：马杰学号：0804040234指导老师：曾照福设计时间：2021.5.30—2021.6.10目录摘要1一、设计与制作目的2二、设计与制作要求2三、设计方案比拟说明3四、原理说明54.1 单片机的选择54.2 显示电路64.3 4*4矩阵键盘电路和4个独立键盘电路74.4 存储电路84.6 LCD接口114.7 程序下载接口114.8 电源电路134.9 温度测量接口134.10 跳线电路13五、程序流程图及说明错误!未定义书签。
六、程序清单及注释15七、硬件调试及调试结果15八、软件测试及其结果17数码管测试178.2 键盘测试178.3 24C02存储电路测试188.4 DS1302 实时时钟电路测试188.5 DS18B20温度测量电路测试18九、测试仪器及测试结果19十、结果分析及设计心得20参考文献21附录1：原理图、PCB图以及实物图21 附录2：程序清单21附录3：元器件清单86摘要随着单片机的应用越来越广泛，比方日常生活中的电冰箱、洗衣机、微波炉等等，都是用单片机作为MCU来控制这些器件，对于我们来说，学习单片机是非常有必要的，而单片机的最小系统更是我们学习单片机的根底。
此次需要设计的单片机最小系统中，除了电源电路、复位电路、晶振电路外，还需要4*4矩阵键盘、4个独立键盘、8位数码管显示电路、存储电路、实时时钟电路、温度测量接口、LCD接口、程序下载接口。
因为单片机只有32个口，所以这32口如何合理的分配给这些模块是本设计的重点，但是由于大多数同学编程还不是过硬，故最好选择直接用I/O进行控制的系统，而不要用锁存器等在编程中要设置相应模式的器件，这个要求使得对单片机的32个I/O如何分配的问题更加重要。
在设计完这个单片机最小系统后，最起码要实现以下功能：数码管能显示数字和字母；设置按键和数码管，当按下相应键时，可以在数码管上显示设置的数字和字母，如1、2、3、A、b等等；设置数码管能使其显示数字和字母；设置数码管和24C02芯片，能在掉电后还显示掉电之前的内容；设置DS1302芯片，能用数码管或液晶显示年月日和实时时间；设置DS18B20芯片，能用数码管或液晶显示实时温度。
单片机最小系统的设计
单片机最小系统的设计以AT89C51单片机为例，设计一个单片机最小系统。
要求：1、功能：有按键开关、键盘进行高低电平的输入。
有数码管显示输出数字。
有LED灯显示输出的高低电平。
LCD显示输出数字和中文文字符号。
有使单片机工作的最小外围电路。
2、设计采用Keil单片机开发软件进行，在该软件上设计虚拟电路并进行仿真实现键盘、按键输入数据，在数码管、LED、LCD上显示输入内容，或运算、控制结果。
3、写出完成上述工作的全部过程。
包括软件选取、软件安装、每个功能硬件的选取和连接过程，软件的编写过程、源程序调试过程，最后附上全部工程文件和程序。
上述工作的目的：通过单片机的学习，学会基本的科研工作方法：构思、系统框图、详细设计、硬件设计、软件设计、研究工作中的记录、总结、归纳。
正反两方面的经验都要写。
方法：先建设一个WORK文档，以后每做一步写步，做完设计工作同时文档也就写完，然后对文档总结、整理、提高，这样每做完一件事，一篇可发表的论文也应完了，而不要做完了设计才来回想、写论文，时间就浪费了，很多设计过程中遇到的问题也忘了。
下面是去年同学写的内容，仅参考，不要抄，要自己写，比这个更好。
一、软件的介绍本文以AT89C51作为控制部件，同时利用LCD显示当前状态，从而实现依次按键控制LED灯亮灭的最简控制系统。
1、proteus软件的使用方法Proteus软件是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS、ARES等软件模块，ARES模块主要用来完成PCB的设计，而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。
Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘、LED、LCD等等。
通过Proteus软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。
单片机最小系统电路板设计
江西机电职业技术学院电子CAD实训报告班级姓名实训地点：实验楼电气系专业机房指导教师：2013年5月实训课题单片机最小系统电路设计一、实训目的1、熟悉Protel DXP的操作2、掌握用Protel DXP绘制原理图的方法3、掌握用Protel DXP制作PCB板的方法二、实训要求利用protel DXP软件完成单片机最小系统的PCB板的设计。
三、实训内容1、元件符号及封装编辑。
2、原理图绘制。
3、PCB板。
4、DRC报告。
四、报告内容、设计数据及附图1、电路原理基本分析。
2、电路模块功能的介绍。
（电源模块、单片机最小系统：复位电路、晶振电路（离X1，X2引脚近些，否则不易起振）、P1口LED电路）（1）电源供电模块图4.1.1 电源模块电路图对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。
单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。
此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。
电源电路中接入了电源指示LED，图中R11为LED的限流电阻。
S1 为电源开关。
来源：/view/88152227192e45361066f53d.html（2）复位电路图4.1.2 复位电路图复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST 脚上产生不少于2个机周期的高电平.复位电路的用途单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。
单片机最小系统的制作及所需元件
单片机最小系统的制作及所需元件单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了微处理器核心、存储器和外设接口于一体的芯片。
随着科技的不断进步和应用场景的不断扩大，单片机在各个领域得到了广泛应用。
在实际应用中，我们通常需要搭建一个单片机最小系统来满足特定的需求。
本文将介绍单片机最小系统的制作及所需元件。
一、单片机最小系统的概念单片机最小系统指的是一个能够运行单片机的最简单的电路系统。
它由单片机、时钟电路和复位电路组成，用于保证单片机正常工作。
根据不同的单片机型号和厂商，所需元件可能会有所不同，但基本的原理和方法是相通的。
二、所需元件的选择1. 单片机：根据实际需求选择适合的单片机型号，并确保拥有相应的开发工具和技术支持。
常见的单片机品牌有STMicroelectronics、Freescale、Microchip等。
2. 时钟电路：时钟电路是单片机运行的重要保障，它提供了单片机运行的基准时钟信号。
常用的时钟电路包括晶振、电容和电阻。
选择适合的晶振频率和相关元件，以满足单片机的运行需求。
3. 复位电路：复位电路用于在单片机上电或单片机异常工作时对其进行复位，以使其回到初始状态。
常用的复位电路有电源复位电路和手动复位电路。
根据实际需求选择适合的复位电路设计。
4. 电源电路：电源电路是提供给单片机和其他外围元件正常工作所需的电源。
一般情况下，可以选择直流稳压电源，确保所需的电压和电流稳定。
5. 外围元件：根据实际需求选择适合的外围元件，如LED指示灯、按键开关、显示屏、传感器等。
这些元件可以根据实际需求和接口规范进行选择和连接。
三、单片机最小系统的制作步骤1. 确定单片机型号：根据实际需求选择适合的单片机型号，并了解其引脚功能和特性。
2. 设计电路原理图：根据所需元件和单片机的引脚功能，设计电路原理图。
需要注意的是，尽可能设计一个简洁、紧凑和可靠的电路板。
3. PCB设计和制作：根据电路原理图进行PCB设计，然后通过刻蚀、印刷、铆接等工艺制作PCB板。
单片机最小系统电路板设计
单片机最小系统电路板设计Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】《E D A技术项目教程》实训计划实训安排表：一、实训目的1、进一步熟悉Protel DXP的操作；2、绘制原理图，对PCB板布局布线二、实训内容任务一：单片机最小系统电路原理图的绘制此系统包含了最简单的电源及保护电路、振荡电路、复位电路、发光二极管指示电路、ISP在线编程电路及一个40针插座。
其中40针插座将单片机的各信号引出，可以扩展各种应用电路。
1、电路图要求：根据电路样稿，使用Protel DXP绘制原理图；找准元件，用导线将它们连接起来，并修改元件相关属性。
注意 ：U1元器件（DS83C520-MCL ）需要自己绘制元器件外形和对应的封装。
如图所示：元器件符元器件封装2、元件清单表一单片机最小系统电路元器件一览表任务二：原理图编译，生成PCB板要求制作大小为3200mil×2800mil的双面板。
电源、地线的线宽为40mil，其它线宽为20mil。
极可能手工布局布线。
在布线过程中，尽可能先使用底层走线。
注意：C1、C5、VD1的封装需要手工制作。
C2、C3、C4、R1、R2、JP3的封装与系统默认值不同，需要修改。
任务三：完成实训报告，格式如下江西机电职业技术学院电子CAD实训报告班级姓名实训地点：实验楼电气系专业机房指导教师：2015年 5月实训课题单片机最小系统PCB电路板设计一、实训目的1、熟悉Protel DXP的操作2、掌握用Protel DXP绘制原理图的方法3、掌握用Protel DXP制作PCB板的方法二、实训要求利用protel DXP软件完成单片机最小系统的PCB板的设计。
三、实训内容1、元件符号及封装编辑。
(1)建立“File”/“New”/“Schematic library”。
（2）建立“File”/“New”/“PCB libraies”。
51单片机最小系统原理图
接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?下面让依依电子来告诉大家:单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。
应用89C51〔52〕单片机设计并制作一个单片机最小系统，到达如下根本要求：1、具有上电复位和手动复位功能。
2、使用单片机片内程序存储器。
3、具有根本的人机交互接口。
按键输入、LED显示功能。
4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
51单片机学习想学单片机，有一段时间了，自己根底不好，在网上提了许多弱智的问题，有一些问题网友答复了，还有一些为题许多人不屑一顾。
学来学去，一年多过去了，可是还是没有入门，现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下，希望在大虾的帮助下能快速的入门：〕在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比拟多，avr 系列这几年在国内比拟流行，但是考虑到avr还是没有51系列用的人多，51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决，遇到问题后，有许多高人可以帮助解决，所以这次学习，选用了atmel公司的at89s52，来进行学习。
学习单片机是需要花费时间实践的；学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片；8m晶振一个，30pf的瓷片电容两个；10uf电解电容一个，10k的电阻一个；万用板〔多孔板〕一块；其他的器件如电烙铁一把30w的，松香，焊锡假设干，如果是第一次学习，不知道这些东西，没关系，以下是它们的照片：Atmel公司生产的at89s528m晶振22pf瓷片电容电解电容图1/4 w 10k 的电阻普通的电木万用板好了，有了这些东西，我们就可以把它们组合到一起做成我们的最小系统了：〕有了这些东西我们怎么焊接丫？不用着急，过一会我们把原理图给大家画出来大家就会了。
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课程名称 Protel DXP实用教程 课题
单片机最小系统的原理图绘制
授课日期 授课班级 授课时数
教
学
目
标
知
识
目
标
1、进一步了解用Protel DXP 2004 绘制原理图的过程。
2、掌握总线与总线入口的绘制方法，
3、熟悉网络标号的正确使用，原理图的报表生成
4、熟悉原理图的网络表、原理图元件库的使用
能
力
目
标
方法能力：继续熟悉DXP绘图软件的使用方法。
社会能力：
培养学生团结协作的学习能力
教学对
象分析
学生情况：已基本掌握电子基本理论。
具备一定的计算机的使用能力。
教材分析
及处理
本节通过数字逻辑电路原理图的绘制，介绍集成元器件的单元元件绘制，
电路原理图的网络标号的作用及使用，同时掌握画图工具以及文本框的使用，
使学生更加熟练使用软件绘制电路原理图。
教学重点
与难点
重点：集成芯片的单元元件使用。
总线与总线入口的绘制方法
难点：总线与总线入口的绘制方法
教学方法
自主学习，老师讲解，同学讨论，独立操作。
教学资源 教材
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教
学
组
织
流
程
第一课时：
1． 教师介绍元件的统一编号；
2． 教师引导学生使用集成芯片的单元元件；
3. 教师引导使用画图工具和文本框；
第二课时：
4．；原理图绘制准备；
5．数字逻辑电路的原理图绘制；
6. 教师指导对学生作品进行整体评价。
课
后
记
1、 学生基本能按要求绘制出一满意的原理图。
2、本节课在复习了以往电子电路知识的基础上，进行了原理图的绘制，学生很
有兴趣。
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教学 环节 教学容与过程 师
生 活动 教学 方法 设计
意图
复习引入 新课教学 第一课时 一、项目描述： 通过单片机最小系统的原理图设计，对Protel DXP 2004 绘制原理图的过程有进一步的了解，掌握总线与总线入口的绘制方法，网络标号的正确使用，原理图的报表生成、网络表、元件库的生成。 过程： 1、 新建项目：新建一个PCB项目，命名为“单片机最小系统.PrjPCB”并保存，在项目中新建一个原理图文件“87cs20.SchDoc”。 2、 设置图纸参数：执行【设计】【文档选项】进行设置。 3、 放置元器件 4、 绘制导线 教师指导 学生上机操作 练习 项目教学法 任务驱动教学法
让学
生学
会单
片机
最小
系统
的原
理图
设计
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新课教学 二、总线与总线入口的绘制方法 1、 绘制总线：执行【放置】【总线】命令，按【TAB】键修改总线属性。 2、 绘制总线入口 3、 放置网络标号 网络标号具有电气特性。 教师指导 学生练习 学会总线的绘制方法
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三、放置忽略ERC检查标记
四、生成原理图报表（元件采购清单）
本软件可以提供采购清单，避免出错。
执行【报告】【bills of materials】菜单命令，打开项
目元件列表对话框。
五、原理图的网络表
网络表是原理图与印制板电路的桥梁。
生成网络表的方法：执行【设计】【设计项目的网络表】
【Protel】命令，系统自动生成网络表文件，后缀名为.NET。
网络表每一个[…]表示一个元件和它的主要参数，每一个
学会
生成
原理
图的
各种
文件
如网
络表
等
. . . .
. . . .
总
结
作
业
（… ）表示一个网络，其中显示的是元件的引脚编号，同一
个（…）中的引脚在电气意义上是相连的，此信息对PCB制版
至关重要。
六、项目元件库的
生成
执行【设计】【建立设
计项目库】菜单命令，
生成一个与项目
同名的元件库。