电子线路CAD实训报告.doc

电子线路CAD实训实训报告 二级学院 应用技术学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 109217401 学生姓名 向耘聪 学号 25 指导教师 施帮利、张里 考核项目设计50分平时成绩20分答辩15分报告15分得分总分考核等级教师签名目录1 实训目的32 protel99se软件的介绍43 设计内容64 实训进程7 3.1实验一 原理图编辑基本操作7 3.2实验二 原理图的绘制6 3.3 实验三 层次原理图设计13 3.4 自选电路设计（低频OTL功率放大器）16 3.5 制作印刷版的21五实训总结与心得体会23一. 实训目的 这次电子线路CAD是我们电气自动化专业必修的实践环节之一，是电子产品最终成型的必经过程。我们需要通过对protel99se的学习来来提高电子线路CAD的制作技术。我们需要经过原理图设计、原理图库制作、PCB库元件设计、PCB电路设计及打印、转印、腐蚀等基本过程，加深CAD制板技术的理解。通过具体实践引导我们掌握PCB电路板设计的基本方法和一般规则，提高规划PCB布局的能力，加强我们的实践能力，为以后毕业设计打下坚固的基础，同时还能为以后的工作奠定一定的基础。1、 培养科学的工作作风和严谨务实的态度；2、 培养独立完成原理图设计的能力；3、 熟悉元器件类型，独立制作各类器件库的元件（封装）；4、 掌握PCB布局的规则，培养独立PCB制板的能力；5、 锻炼撰写设计报告的能力。 6.锻炼我们的意志和团队协作能力。二protel99se软件的介绍1、电路工程设计部分(1)电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。 （2）印刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。 （3）自动布线系统（Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。 2、电路仿真与PLD部分（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。 （2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。 （3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。三设计内容这次实训所需要的培训软件主要是protel99se1. 前期培训演练：对整个软件所有设计与执着工程的熟悉，并做相应内容实验1，实验2，实验3掌握软件所有相关操作与PCB制板的方法；2. 选题设计：从六个选题中选一个题目自行制作。3. 制作成品：前期理论设计有资料查阅、原理图设计、PCB设计等。通过设计与不断修改，逐步完善设计，使之达到课程设计要求，使其更接近于成品。制作后期按流程制作PCB电路板成品4. 写实训总结报告：对设计内容、制作过程进行全面总结。5. 答辩：老师对我们本次实训进行一次答辩，验收成果。3. 实训进程1. 实验1:原理图编辑基本操作(1) 新建一个文件,向耘聪10921740125.ddb。(2) 新建Sheet1.Sch,更名为XYC.Sch，并打开开始编辑。(3) 添加Protel DOS Schematic Libraries库，用以调用元件。(4) 元件的基本操作：元器件放置（Placepart）、移动（Edit Movemove）、删除（Edit Delete）、恢复（Editundo）练习：(5) 放置元件电阻RES2：标号R1、标称值27K、封装形式AXIAL0.4，放置元件电容CAP：标号C1、标称值100、封装形式RB.2/.4；(6) 移动元件R1，并将其旋转为垂直放置；(7) 编辑元件R1：标号改为R2，阻值改为10K、封装形式改为AXIAL0.3。(8) 删除元件C1；(9) 恢复删除元件C1；(10) 放置三极管PNP、NPN各3只，其中NPN为9013、9011；PNP为9012，封装形式均为TO-5；二实验2：原理图的绘制1. 实验内容.(1) .绘制原理图：图一(2).各元件的封装形式为：电阻R1-R5：AXIAL0.4；电解电容C1-C3：RB.2/.4； 二极管D1-D5、DW：DIODE0.4；三极管T1：TO-220；T2-T4：TO-5；变压器TR1： 无封装形式,电位器RW1：VR5。图一2.生成网络表 如表格1（1） PreferenceOutput Format设置为Protel格式（2） Trace Options 中激活Enable Trace复选项，生成TNG文件（3） 生成net文件后，仔细查看网络表，检查有无各元件的管脚间连接关系是否正确表格一C1RB.2/.42200u/25vC2RB.2/.474u/16VC3RB.2/.4100u/16vD1DIODE0.41N4007D2DIODE0.41N4007D3DIODE0.41N4007DW1DIODE0.43vR1AXIAL0.43.3KR2AXIAL0.4240R3AXIAL0.4270R4AXIAL0.4470R5AXIAL0.4120RW1VR51KT1TO-92A9011T2TO-92A9013T3TO-92A9013T4TO-92A9012TO-92A9013T4TO-92A9012TR1DIP6GNDC1-2C2-2C3-2D2-1DW1-1R1-1R4-1TR1-4TR1-5NetC1_1C1-1D1-2D2-2D3-1R2-2T1-2T2-2NetD3_2D3-2D4-1NetR1_2D4-2R1-2T4-1)3.电路板编辑1 在实验一所创建的文件里新建一个pcb文件，取名XYC.pcb。2 添加Generic Footprints Advpcb.ddb、Miscellaneous.ddb库, 用以调用元件。3 进行当前状态的设置(DesignOption):(1) 单位制（Grid）：公制Metric(2)当前层设为TopLayer(元件层)(3)进行栅格尺寸设置（Grid）：a. 捕获栅格尺寸（Snap Grid）：1mmb. 可视栅格尺寸（Visible Grid）：10mm 4. 设置参数:设置元件的布置参数、层参数、布线参数5. 装入网络表及元件封装:将已生成的网络表装入，封装就是元件的外形，对于每个装入的元件必须有相应的外形封装，才能保证电路板布线的顺利进行。6. 元件的布局:布局有自动布局和手工布局两种方式。规划好电路板并装入网络表后，可以让程序自动装入元件，并自动将元件布置在电路板边框内。也可以让用户手工布局，将元件封装放置在电路板的合适位置，才能进行下一步的布线工作。7. 布线:完成元件之间的电路连接，它也有自动布线和手工布线两种方式。若在之前装入了网络表，则在该步中就可采用自动布线方式。在布线之前，还要设定好设计规则。8. 文件保存及输出:完成电路板的布线后，保存完成的PCB图。然后利用各种图形输出设备，如打印机或绘图仪输出电路板的布线图9. 生成PCB图：图三（1）（2）规则：设置不同网络的最小间距为10mil：设置线宽GND的线宽为50mil，设置VCC 的线宽为40mil：设置布线层,执行Design/Rules,在弹出的对话框中选择Routing标签页，在Rule Classes（规则分类）中选择Routing Layers，按Add按钮，在弹出的对话框中，在Filter Kind中选择Net，在Net栏中选择GND，把Toplayer设置成Not Used.同样的方法把VCC设置成顶层布线，即把Bottom Layer设置成Not Used。:设置优先权。执行Design/Rules,在弹出的对话框中选择Routing标签页，在Rule Classes（规则分类）中选择Routing Priority，点Add即可设置优先权，设置方法和线宽设置相似。在priority 值中，把VCC设置成最大，GND其次图三（1）图三（2）3 实验3：层次原理图设计实验内容：层次原理图的设计是一种模块化的设计方法。根据电路（原理图）的功能性质划分若干功能模块，再将功能模块划分为若干基本模块；从而实现将复杂电路分解至最小化。2 绘制如图(图1、图2、图3)的层次原理图，图1保存为CLOCKSch，图2保存为SINSch。主原理图保存为TRIPrj。Sin-sch（图1）Clock-sch（图2）TriPrj（图3）P4-sch（图4）Main.PRJ（图5）（1）自上而下方式：在绘制层次原理图前，可先绘制子图（图1、图2），然后绘制层次原理总图（图3）；（2）自下而上方式：在绘制层次原理图前，可先绘制层次原理总图（图3），然后绘制子图（图1、图2）。3.将主图中CLK.SIG、TRI.SIG的I/O状态分别设置为Output和Input， 并生成层次原理图。4执行ReportDesign of Hierarchy命令，生成原理图的层次关系。四.自选电路设计（低频OTL功率放大器） 根据前面的实验1,2,3所奠定的基础，然后用自选的题目根据所给定元件设计电路，并绘制原理图、印刷版，制作实物。（1）所需原件列表元件库名封装数量电阻RES2AXIAL0.35电解电容ELECTRO1RB.2/.4-254电位器POT1VR5-252二极管DIODEDIODE0.4-251三极管NPN PNPNPN-25PNP253插线孔CONTP_LARGE-257电位挂钩XYCTP_2-256（2）原理图 （3）生成网络表C1RB.1/.2-2510uFC2RB.1/.2-25100uFCE1RB.1/.2-25100uFCoRB.1/.2-251000uFDDIODE0.4-25IN4007J1TP_LARGE-25J2TP_LARGE-25J3TP_LARGE-25CON1J4TP_LARGE-25GNDJ5TP_LARGE-25RAXIAL0.3510RB1AXIAL0.33.3KRB2AXIAL0.310KRC1AXIAL0.3680RE1AXIAL0.3100Rw1VR5-2510KRw2VR5-251KT1NPN-259011T2NPN-259013T3PNP-259012UiTP_LARGE-25UoTP_LARGE-25Uo+VCCJ1-1AC2-2Co-2D-1Rw1-1Rw1-3Rw2-2T2-3T3-2GNDCE1-2J3-1J4-1J5-1RB1-1RE1-1T3-3NetC1_1C1-1RB1-2RB2-1T1-1NetC2_1C2-1R-1RC1-2NetCo_1Co-1Uo-1NetRB2_2RB2-2Rw1-2NetRC1_1RC1-1Rw2-1Rw2-3T2-1NetRE1_2CE1-1RE1-2T1-3NetR_2J2-1R-2T2-2NetUi_1C1-2Ui-1（4） 元件封装图电阻二极管挂钩电位器三极管电解电容（5）制作pcb图5 制作印刷版的技巧及方法流程分为以下几步-元件库加载：包含原理图和PCB元件库的选取，未知元器件制作。原理图设计：实现各个元器件之间正确的电气连接PCB规划与设计：合理布局再布线打印图纸，转印图纸。修补连线与腐蚀去铜。打孔、清洗及涂防氧化剂，焊接与调试。在印制线路板的走线时应该注意的是印制导线的布设应尽可能的短，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能,并会产生干扰。当两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。板上留铜越多，腐蚀去掉的铜越少越好。印制导线的宽度：能满足电气性能要求而又便于生产为宜，它的最小值以承受的电流大小而定，但最小不宜小于0.2mm，在高密度、高精度的印制线路中，导线宽度和间距一般可取0.3mm，电源、地线宽度2-3mm。在制作成品的时候步骤一般为打印白纸张调试准备转印纸及打印。热转印（铜板），补漆。切割，腐蚀（三氯化铁还原反应），冲洗，打孔擦掉墨迹（砂纸），涂上防氧化剂（双氧水或绿油）焊接其中要注意热转印这个过程需注意熨斗单方向运动，压住一边，逐步赶走气泡，保证转印纸无泡、平整在铜板上；我们要等待纸张自动脱落，检查板子是否有残缺，如果有，则要用炭黑笔手动补漆。在板子腐蚀过后，打孔与擦掉墨迹（砂纸）、涂上防氧化剂。先打孔：方便清洗，不过早让铜暴露在空气中，再用砂纸擦掉墨迹、不宜过分用力，去掉即可，再次洗净后，涂上防氧化剂。四实训总结与心得体会 在这两周的电子线路CAD实训中，通过自己动手操作与绘制，首先对proter 99 ES这款软件有了一定的了解，对电子线路CAD制图也有一定的掌握，对印刷板的制作工艺也进一步的有所了解。 在实训期间首先要感谢施帮利、张里两位老师的精心辅导，然后对组员的合作的感谢，还要对自己这两周付出