电子cad课程设计总结

1 / 30 电子 cad 课程设计总结 电子线路 CAD 课程设计报告 1.熟练掌握利用 Protel 99se 制作电路原理图的方法 ; 2. 熟练掌握各种元件的绘制与应用 ; 3.学会放置元件、连线、放置电气节点等与电路原理图有关的绘制 ; 4.掌握双面印制电路板的的布线流程 ; 5.熟悉软件课程设计的一般步骤，及各种属性的设置。 protel 作为当今最为时尚的电路设计软件，以其强在的功能和简便的 protel99 se 的使用方法及 技巧。 Protel99se 主要由原理图设计和 PCB 设计系统两大部分组成。 2 / 30 原理图设计主要包括电路图编辑器，电路图元件编辑器，和各种文本 PCB 设计系统，包括印制电路板设 计器，元器件封装编辑器和电路板组 在计算机上，利用电子线路 CAD 软件进行电路设计的过程大致如下： 编辑原理图。原理图编辑是 CAD 设计的前提，因此原理图编辑器 是电路 CAD 的必备的功能。 必要时利用 CAD 软件的电路仿真功能，对电路功能、性能指标进行仿真测试电路功能、性能由原理图决定。 如果电路中用了 PLD 控件，则必须进行 PLD 设计，以便获得PLD 烧结数据文件。 生成网络表文件。 3 / 30 不正确则返回，修改原理图。 设计编制印制板。 对高速数字电路来说，完成印制板编辑后，可能还需要通过信号完整性分析，以确认信号在传输过程中是否发生改变。 在 PCB 中生成网络表文件，并与原理图编辑器中生成的网络表文件进行比较，已确认 PCB 中是否改变了原理图中元件的连接关系。 三、设计内容及要求 原理图的设计 电路原理图的设计主要是 protel99se 的原理图设计系统来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用 protel99se 所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现的目的 ，即得到一张正确、精美的电路原理图。 产生网络表 4 / 30 网络表是电路原理图设计与印制电路板设计之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。网络表从电路原理图中，也可从印制电 路板中提取出来。 通过 protel99se/Schematic 提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计做准备。在原理图绘制好了之后，先进行电气规则检查，然后执行 DESIGNER 下的 CREAT NETLIST,这样就生成网络表文件了。 PCB 板的设计 印制电路板的设计也就是 PCB ，原理图到 PCB 之间还有两个重要的环节一是 PCB 封装的制作和对应，二是器件布局与布线。 PCB 封装的制作需要在 PCB 封装库中进行，根据数据手册上提供的尺寸或者用卡尺测得尺寸进行制作，有些封装是封装库里原有的这样的只需把封装名填到原理图里器件属性的 FOOTPRINT 中就可以了。所有 FOOTPRINT 都制作并填写完成后 ， UPDATE PCB，如果中间没提示 ERROR ，剩下的就是布局和布线了，一般先画边界尺寸 ，然后布局，最后布线 ，进行 ERC 校验 ，校验通过 PCB 就完成了。 5 / 30 四、具体设计过程 创建一个新的设计文件库 打开 protel 软件后先新建一个项目，单击主界面中的“file” 菜单下的 “new” 命令，即可创建一个新的设计 文件库，如图所示： 对于原理图编辑器、 PCB 板、封装等的建立 制作和修 改元件库中没有的元件 进入 Protel 99 SE,创建一个项目数据库如图所示： 对于没有的原件进行元器件的编辑 修改元件的引脚号，使之与 PCB 库元件封装相对应。 找到所需修改的元件，点击 Edit 打开元件所在的库。将所需元件全选并将之复制到自建的数据库中进行编辑，将其引脚号与封装对应。 6 / 30 课程设计心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,是对学生实际工作能力的具 体训练和考察过程 .随着科学技术发展的日新日异， CAD 制图已经成为当今建筑行业应用中空前活跃的领域， 在工作中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学生来说熟练掌握 CAD 绘图技术及技巧是十分重要的。 回顾起此次 CAD 课程设计，至今我仍感慨颇多。的确，在一个星期的 CAD 课程设计期间，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有 学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 7 / 30 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到 “ 艰苦奋斗 ” 这一词的真正含义，制图也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这一个周的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了； 正所谓“ 三百六十行，行行出状元 ” 。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我不断的反问自己。无论干什么，只要人生活的有意义就可。 社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？ 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在杨秀玲老师的精心指导下，终于迎逆而解。同时，在杨秀玲老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时， 对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！ 巩伟 二 O 一二年十二月 8 / 30 电子 CAD 课程设计报告 班级： 学号： 姓名： 专业： 学院： 单管放大器电路的 PCB 设计 一、 Protel99se 软件简介 Protel99SE 是 PROTEL 公司在 80 年代末推 出的 EDA 软件 ,应用广泛功能强大 ,是个完整的板级全方位电子设计系统 .它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。可见 Protel99SE 不仅在9 / 30 绘制原理图、 PCB 版布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供功能强大、使用方便的仿真器，它可以对当前所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。具体特点如下： 1、强大的 分析功能 用户可以根据 Protel99SE 电路仿真器所提供的功能，分析设计电路的各方面性能，如电路的交直流特性、温度漂移、噪声、失真、容差、最坏情况等特性。 2、丰富的信号源 其中包括基本信号源：直流源、正弦源、脉冲源、指数源、单频调频源、分段线性源，同时还提供了齐全的线性和非线性受 控源。 3、充分的仿真模型库 Protel99SE 提供了 20 多个模拟和数字仿真元件库，共包含6000 多个常用元器件。这些组件库包括了常用二极管、三极管、单结晶体管、变压器，晶闸管、双向晶闸管等分立组件，还有大量的数字器件和其它集成电路器件。同时 Protel99SE提供了一个开放的库维护环境，允许设计者改变原有器件模型，也可创建新器件模型。 4、友好的操作界面 10 / 30 (1)无需手工编写电路网表文件。系统将根据所画电路原理图自动生成网表文件并进行仿真。 (2)通过对话框完成电路分析各参数设置。 (3)方便地观察波形信号。可同时显示多个波形，也可单独显示某个波形；可对波形进行多次局部放大，也可将两个波形放置于同一单元格内进行显示并分析比较两者的差别。 (4)强大 的波形信号后处理，可利用各种数学函数对波形进行各种分析运算并创建一个新的波形。 (5)方便地测量输出波形。Protel99SE 提供了两个测量光标，打开它们可测量波形数据。 二、课程设计目的 本次课程设计通过了解熟悉 Protel 99 软件界面，进行数字电子钟电路原理图的设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入 、印刷电路板的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。了解 Protel 99 SE 软件的功能及其使用说明，对软件基本操作能够熟练掌握，熟悉原理图的设计步骤，掌握绘制原理图的方法，并对网络表及元件清单的生成，双面印制电路板的布线流程，创建原理图元件库及其 PCB 元件库的。 三、设计步骤及流程 原理图设计流程图如下图所示： 11 / 30 图 (1) 原理图的设计： 创建一个项目 启动 Protel 99 SE 系统，进入设计界面后，单击 “File”菜单选中 “New” 命令，系统将 弹出 Protel 99 SE 建立新设计数据库的文件路径设置选项卡。选 择保存路径和类 型，新建的数据库名后缀默认为 “.ddb” ，如。单击 Browse 按钮，系统将弹出文件另存对话框，此时可以设定数据库文件所在的路径。同时，将设计过程的全部文件都存储在单一的数据库中，即所有的原理图、 PCB 文件、网络表，材料清单等等都保存在一个 .ddb 文件中。 创建原理图文件 选取 File/New.打开 New Document对话框，选取 Schematic Document 建立一个新的原理图文档。打开此文件数据库的“” 文件，进入原理图编辑界面。 设置图纸大小和环境 12 / 30 选取 Design/Options.打开 Document Options 对话框。在Standard Style 中选择图纸大小， Orientation 中设置图纸方向， Grids 中设置格点大小、可见性等。 加载元件库 Protel 99 SE 里 Miscellaneous ” 元件库默认已添加，但由于电路中某些元件可能不在该库中，则可以通过选择“DesignAdd/Remove Library?” 命令，在打开的对话框中选择要加载的元件库，然后单击 Add按钮，完成后单击OK按钮这一流程来加载元器件。通常我们使用频率较高的一个元件库库名为 ”Protel Dos Schematic ” 。 放置元件 从屏幕左方的元件管理器 “Browse Sch” 中选取原理 图电路的相应元件，把需要的所有元件全部选出放置于屏幕编辑区，同时对所选元件的属性进行设置，即元件的名称、大小、封装以及 “Part” 等。设置方法为双击元件或单击选中元件按 Tab 键。 13 / 30 放置导线 把编辑区里的元件按原理图电路排好，单击电路绘制工具栏上的按钮 或 执行菜单 Place/Wire 将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针由空心箭头变为十字。只需将鼠标指针指向欲 拉连线的元件端点，单击鼠标左键，就会出现一 条随鼠标指针移动的预拉线。当鼠标指针移动到连线的转弯点时，单击鼠标左键就可定位一次转弯。若想将编辑状态切回到待命模式，可单击鼠标右键，也可按下 Esc 键。 放置电源端子和地 依据原理图电路选择所需电源或地。例如选中工具栏里的法设置其属性。 按照如上的方 14 / 30 导出原理图 四、单管放大器电路电气原理图如图 (2)所示： 五、电路元件明细表如下图： 电子设计 CAD 课程设计报告 班 级 姓 名 学 号 指导教师 一 课程设计目的 1 熟悉 Prote99SE 的基本操作。 2 学会利用 Protel 99SE 进行电路原理图的设计。 15 / 30 3 学会利用 Protel 99SE 进行 PCB 印刷电路板的设计。 4 学会原理图元件及元件库的制作。 5 学会制作印刷电路板 PCB 元件封装库。 二 课程设计任务 设计一个遮光式计数器，要求绘制出电路原理图，印刷电路板。 三 设计步骤 1、 原理图元件及元件库的制作 方法一：直接绘制元件 绘制元件外形； 放置引脚，编辑引脚属性，应当注意引脚的方向； 编辑元件的标号、封装等信息。 16 / 30 方法二：修改已有元件 加载元件库，同时找到相似元件，复制 粘贴到空白库文件； 修改元件的引脚，编辑引脚的属性，应当注意引脚的方向； 编辑元件的标号、封装等信息。 应当注意的问题：元件引脚放置时有 Dot一段应与元件接触，定义引脚时应注意引脚名称、引脚序号的区别与意义。 2、 PCB 元件封装库 使用向导制作元件封装 启动元件封装向导； 选择封装形式，如本设计中的数码管选择 DIP； 选择焊盘尺寸，如本设计中焊盘外径 50mil； 17 / 30 设置合适的双排距离、元器件封装轮廓线的宽度，本设计均采用默 认设置； 选择焊盘的数量，如本设计中选择 10； 设置元器件封装名称，如本设计中命名为 SMG(如右图 )。 3、 原理图的设计过程 工作原理 电路由直流稳压电源、运放、计数器、译码器、显示电路等组成。 光电信号取自光敏电阻。当有物体挡住光敏电阻表面的光线时，放大器输出低电平， 计数器计数这个低电平脉冲，并经译码驱动电路使 数码管显示计数值，这样就得到要统 18 / 30 计的物体的数量。 设计步骤 放置元件； 参照原理图中各元件的标注及位置，将元件和标注移动到合适的位置； 逐一打开元件属性对话框，对元件的标号和参数进行标注； 参照原理图的连接关系，放置连接导线和结点 ； 放置电源符号和网络标注； 保存原理图。 4、 PCB 板规划 具体步骤如下： 设定电路板的形状和物理边界； 19 / 30 设定 PCB 板的电气边界； 设置电路板的安装方式。 5、网络表生成 /载入 网络表的生成 选取菜单命令【 Design】 /【 Create Netlist 】 执行网络表文件生成命令后，在对话框中设置好各选项，单击 OK，系统自动生成网络表文件。 网络表的载入 在 PCB 编辑器中选取菜单命令【 Design】 /【 Load Nets 】； 在载入网络表对话框中单击【 Browse 】按钮，打开选择网络表文件对话框，单击 OK； 检查无误后，单击【 Execute】；即可将当前载入网络表对话20 / 30 框中的网络标号和元器件封装载入 PCB 编辑器中。 6、 PCB 的设计过程 在 PCB 编辑器中载入网络表文件盒元器件封装； 元器件布局；元器件布局主要是从机械结构、散热、电磁干扰及将来布线的方便性等方面综合考虑。先放置与机械尺寸有关的元器件并锁定这些器件，然后是大的、占位置的器件和电路的核心元器件，再就是外围的小元器件。 7、 PCB 板图 四 设计结果 1 打印原理图和 PCB 图。 2 各元件的标号和封装。包括新建元件的元件库和新建 PCB元件封装库。 五 总结 21 / 30 1. 原理图设计时，元器件不好找，应自己设计元器件或从元器件库中找出相似元器件进行修改。 2. 元器件之间连线应用 Wire 命令而不是用 Line 命令， Line命令放置的直线是不具有电气意义， 3. PCB图设计时，应先在原理图中设置好相应元器件的封装，注意元器件的封装可从元件库封装 中找到对应封装，二极管的封装中 A、 K 应改成 1、 2，保持对应。 4. 加载网络表时，产生 Error： Node Not Found，应检查：1）原理图和 PCB 图的管脚是否一一对 应， 2）原理图中是否采用导线连接 3）元器件的封装是否正确 5. PCB 图中元器件的放置应尽可能与原理图对应，便于查找原理图中的错误。 6. PCB 图设计时应注意分层。 22 / 30 六 参考文献 1 赵建领等 .Protel 99 SE 设计宝典 .北京：电子工业出版社， 2 王青林，张伟，赵景波 .电路设计与制板 .Preotel 99 SE基础教程 .2 版 .北京：人 民邮电出版社， 一课程设计的目的 课程设计以电子线路 CAD 软件设计原理为基础，重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。掌握电子线路设计中使用 CAD 的方法。为后继课程和设计打下基础。 通过电路设计，掌握硬件设计中原理图设计、功能仿真、器件布局、在线仿真、 PCB 设计等硬件设计的重要环节。 二课程设计题目描述和要求 振荡电路的模拟和仿真。 23 / 30 由 555 定时器构成多谐波振荡电路，用模拟的示波器观察输出的信号，熟悉 555 定时器构成多谐波振荡电路的基本原理，熟悉 proteus 的基本操作，和各元器件的查找。 8051 单片机 用 80c51 单片机完成以下功能：构成流水灯的控制电路，使八个流水灯轮流点亮。构 成音乐播放的简单电路。构成串口通信电路，完成信息在单片机和串口之间的传播。构成 8255键盘显示模块。构成 A/D 和 D/A 转换模块。 首先用模拟器件构成基本电路，然后在单片机中加入驱动程序，运行仿真，最后对电路进行调整校正，完成相关功能。 熟悉单片机实现相关功能的基本原理，对单片机有个框 架的了解。学习用 proteus 仿真单片机电路中不同模块间的组合，扩展单片机电路的功能。 三 课程设计报告内容。 设计原理 24 / 30 振荡电路仿真的原理 振荡电路原理 ： 555 管脚功能介绍： 1 脚为地。 2 脚为触发输入端； 3 脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器 6 脚和下比较器 2 脚的控制。 当触发器接受上比较器 A1 从 R 脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态， 3 脚输出低电平； 2 脚和 6 脚是互补的， 2 脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于 1Ucc/3，此时 3 脚输出高电平。 6 脚为阈值端，只对高电平起作用，低电 平对它不起作用，即输入 电压大于 2 Ucc/3，称高触发端，3 脚输出低电平，但有一个先决条件，即 2 脚电位必须大于1Ucc/3 时才有效。 3 脚在高电位接近电源电压 Ucc，输出电流最大可打 200mA。 25 / 30 4 脚是复位端，当 4 脚电位小于时，不管 2、 6 脚状态如何，输出端 3 脚都输出低电 平。 5 脚是控制端。 7 脚称放电端，与 3 脚输出同步，输出电平一致，但 7 脚并不输出电流，所以 3 脚称为实高、 7 脚称为虚高。 接通电源后，电源 VDD 通过 R2 和 R3 对电容 C 充 电，当Uc 图 555 振荡器 8051 单片机的原理 单片机简介： 按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。单片机的单机应用的范围包括： (转 载于 : 海达 范文 网 :电子cad 课程设计总结 ) (1) 测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等 , 达到测量与控26 / 30 制的目的。 (2) 智能仪表。 用单片机改造原有的测量、控制仪表 , 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。 (3) 机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合 , 使传统机械产品结构简化 , 控制智能化。 (4) 智能接口。 在计算机控制系统 , 特别是在较大型的工业测、控系统中 , 用单片机进行接口的控制与管理 , 加之单片机与主机的并行工作 , 大大提高了系统的运行速度。 (5) 智能民用产品。 如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中 , 单片机控制器的引入 , 不仅使产品的功能大大增强 , 性能得到提高 , 而且获得了良好的使用效果。 单片机按应用范围可分成通用型和专用型。专用型是针对某种特定产品而设计的，例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等等。在通用型的单片机中，又 可按 字长分为 4位、 8 位、 16/32 位，虽然计算机的微处理器在几乎是 32/6427 / 30 位的天下， 8 位、 16 位的微处理器已趋于萎缩，但单片机情况却不同， 8 位 单片机成本低，价格廉，便于开发，其性能能满足大部分的需要，只有在航天、汽车、机器人等高技术领域，需要高速处理大量数据时，才需要选用 16/32 位， 而在一般工业领域， 8 位通用型单片机，仍然是目前应用最广的单片机。 proteus 软件介绍 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具仿真软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一 的 设 计 平 台 ， 其 处 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、PIC10/12/1