电子线路cad实训总结

1 / 38 电子线路 cad 实训总结 电子线路 CAD 实习 电子线路 CAD 实习 随着计算机技术的发展，电路设计中的很多工作都可以交给计算机来完成，这就大大减轻了设计人员的手工劳动，并且保证了设计的规范性。因此，电子设计自动化已经成为不可逆转的时代潮流。而这一潮流来自于计算机辅助设计。 电子线路 CAD 是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电路原理的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计与检测等。 Protel 99SE 中共有十个小项目。完成 Protel 99SE 安装，了解了系统的基本功能后，用户可以对 Protel 99SE 的系统环境进行设置，以适应自己的操作习惯。 在计算机上，利用电子线路 Protel 99SE 软件进行电路设计的过程大致如下： 2 / 38 电子线路原理图的设计。原理图编辑是电路 CAD设计的前提，因此原理图编辑是电路 CAD 软件必备的功能。 原理图元件库文件的设计。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。 电子线路 PCB 电路板的设计。 PCB 设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为 实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的 PCB。 PCB 元件封装库设计。为了方便用户处理设计中的 PCB 元件封装， Protel 99SE 提供了 PCB 元件封装编辑器，用户可以在该编辑器中对 PCB元件封装库进行编辑操作，包括复制 PCB元件封装，删除 PCB 元件封装、新建自定义的 PCB 元件封装以及修改 PCB 元件封装等。 Protel 99SE 是 ProklTechnology 公司开发的基于 Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。 3 / 38 此次电子线路 CAD 实习意在锻炼我们的操作能力，熟悉软件的运行操作，培养我们的识图读图能力。 目 录 1 Protel 99 se 系统 .1 Protel 99 se 的功能 .1 Protel 99 se 的界面 .1 2 原理图设计 .2 原 理 图 的 设 计 流程 .2 4 / 38 原理图的设计 .2 创建一个项目 3 创 建 原 理 图 文件 3 加载元件库 4 放置元件 4 放置导线 5 放置电源端子 4 5 / 38 3 原 理 图 元 件 库 的 使用 .5 元件的搜索 .6 新元件原理图符号绘制 .7 4 PCB 设计 .6 PCB 的设计流程 9 PCB 的设计 9 5 心得体会 12 6 / 38 参考文献 .12 附录 .13 1 Protel 99 SE 系统 Protel 99 SE 是 ProklTechnology 公司开发的基于 Windows环境下的电路板 设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易 学易用，仍然是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。 Protel 99 SE 的功能 电路原理图设计 印制电路板设计 电路的仿真 7 / 38 可编程逻辑电路设计系统 信号完整性分析 Protel 99 SE 的界面 Protel 99SE 的启动画面如图所示。 图 Protel 99 SE 系统的启动画面 随即打开 Protel 99 SE 的界面，如图所示。 图 Protel 99 SE 的界面 所有的 Protel 99 SE 功能都可以从这个界面启动。当 然，使用不同的操作系统安装的 Protel 99 SE 应用程序，首次看到的界面可能会有所不同。 2 原理图设计 原理图设计主要是利用 Protel 99 SE 提供的原理图编辑器8 / 38 绘制、编辑 原理图，目的绘制电路图，同时也为 PCB 设计和电路仿真打下一个重要基础。 原理图的设计流程 原理图的设计流程图如图所示 图 原理图设计流程图 电子线路 CAD 训练实训报告 专 业学生姓名 班 级 学 号 完成日期 B 自动化 08 2016-1-07 盐城工学院电气工程学院 9 / 38 内容提要 电子线路 CAD 训练是自动化专业教学计划中十分重要的实践性 教学环节之一。在学生学完模拟电子技术 、数字电子技术 、电力电子技术和微机原理与接口等课程后，通过这一训练实习环节，可以进一步巩固学生所学的自动化专业中的基础知识，掌握构成自动化系统的电子线路设计方法，使学生了解和掌握所学专业的工作要求和特点，培养学生对本专业的学习兴趣，培养学生实际工作否认技巧和能力，使学生具有进行本专业的学习兴趣，培养学生实际工作的技巧和能力，使学生具有进行本专业电路的设计能力，为学生后 续课程的学习奠定坚实基础。 电子线路 CAD 训练的主要任务是培养学生对电子线路设计的实 践动手能力： 1. Altum Designer6 的安装和设置； 10 / 38 2. 电子线路原理图的设计 3. 原理图元件库的设计 4. 电子线路 PCB 电路板设计 5. PCB 元件封装库的设计。 目 录 1 Altium Designer 软 件 介 绍 及 安装 . 1 Altium Designer 6 软 件 的 简介 . 1 Altium Designer 6 软 件 的 安装 . 3 11 / 38 系统需求 . 3 系统安装 . 4 软件激活 . 5 Altium Designer 6 的 系 统 设置 . 6 2 电 子 线 路 图 原 理 图 设计 . 7 电子线路原理图设计流程 . 7 12 / 38 Altium Designer 6 原 理 图 编 辑 环 境 及 其 设置 . 9 AltiumDesigner 6 原 理 图 设计 . 10 新 建 原 理 图 文件 . 10 布置元件 . 11 布置导线 . 13 保存文13 / 38 件 . 14 电子线路原理图设计实例 . 14 原 理 图 编 辑 经 验 总结 . 17 3 电路原理图元件库文件的设计 . 17 元 件 库 设 计 的 目的 . 17 电 路 原 理 图 元 件 库 文 件 设计 . 18 14 / 38 新 建 元 件 库 文件 . 18 添加元件 . 18 实训内容 . 19 4 电 子 线 路 PCB 电 路 板 设计 . 22 电 子 线 路 PCB 电路板设计流程和工作环境设置 . 22 手工布线 . 23 15 / 38 由原理图生成 PCB板 . 24 实训内容 . 24 5 PCB 元 件 封 装 库 设计 . 29 PCB 元件封装库设计的 目的 . 29 PCB 元 件 封 装 库 管理 . 29 利 用 向 导 生 成 PCB 元 件 封16 / 38 装 . 30 PCB 元 件 封 装 库 设 计 实例 . 31 PCB 元 件 封 装 库 设 计 经 验 总结 . 34 实训体会 . 34 参考文献 . 35 1 Altium Designer 软件介绍及安装 17 / 38 Altium Designer 6 软件的简介 Altium Designer 6 软件是随着电子制造技术的飞速发展，各种电子器件不断推旧出新，电子器件日益大规模化、高密度化和小型化。电子产品对于速度、容量、体积和重量等技术指标的要求不断提高，传统的手工设计越来越难以适应市场发展的需求，因此，越来越多的设计人员使用一些快速、高效的 CAD 设计软件来进行辅助电路原理图 PCB 图的设计，打印各种报表，控制电路板的生产，电路设计在方法和手段上发生了革命性的变化。 XX 年初，原始 Protel 软件的开发商 Altium 公司推出了Protel 系列的高端版本 Altium Designer ，目前其最新版本为。 Altium Designer 是一体化的电子产品开发系统，是目前唯一一款能实现所有电路板级设计功能的软件。 Altium Designer 6 将设计流程、集成化 PCB 设计、可编程器件设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起，具备同时进行 PCB 和 FPGA 设计以及嵌入式设计的能力，能实现将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。 Altium Designer 6 除了全面继承包括 Protel 99SE， Protel DXP 在内的先前的一系列版本功能和优点以外，还增加了许18 / 38 多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了 FPGA 设计功能和 SOPC 设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的 FPGA 与 PCB 设计以及嵌入式设计集成在一起。 Altium Designer 6 以强大的设计输入功能为特点，在 FPGA和板级设计中，同时支持原理图输入和 HDL 硬件描述输入模式；同时支持基于 VHDL 的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前后信号完整性分析。 Altium Designer 6 的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在 PCB 布线中采用了无网格的 SitusTM 拓展逻辑自动布线功能，将完整的 CAM 输出功能编辑结合在一起。 Altium Designer 极大地增强了对高密板设计的支持，可用于高速数 电子线路 CAD 实训 实训报告 二级学院 应用技术学院 19 / 38 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 目录 一实训目的 3 二 protel99se 软件的介绍 4 三设计内容 6 四实训进程 7 实验一 原理图编辑基本操作 7 实验二 原理图的绘制 6 20 / 38 实验三 层次原理图设计 13 自选电路设计 16 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； 21 / 38 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； 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：电路原理图设计 SCH 编辑器）、电路图零件库编辑器印刷电路板设计系统：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器、零件封装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。 自动布线系统：本系统包含一个基于形状的无栅格自动 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。 22 / 38 2、电路仿真与 PLD 部分 电路模拟仿真系统：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。 可编程逻辑设计系统：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。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。 高级信号完整性分析系统：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。 自动化专业 电子线路 CAD 训练实训报告 专 业 23 / 38 学生姓名 班 级 学 号完成日期 工业自动化 B 自动化 盐城工学院电气工程学院 内容提要 电子线路 CAD 是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电路原理的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计与检测 等。 Altium Designer 6 中共有 PCB 项目、 FPGA项目、嵌入式系统项目和集成元件库四种项目类型。完成Altium Designer 6 安装，了解了系统的基本功能后，用户可以对 Altium Designer 6 的系统环境进行设置，以适应自己的操作习惯。 电子线路原理图的设计。原理图编辑是电路 CAD设计的前提，因此原理图编辑是电路 CAD 软件必备的功能。电路原理图的设计过程实际上是一个 不断修改原理图的过程，设计者的大24 / 38 量时间用于修改已有的原理图，使其更加完善或者将其部分修改后应用到新的设计中去。一般步骤是：新建原理图 图纸设置 装载元件库 放置元件 元件位置调整 连线 注解 检查修改 打印输出。 原理图元件库文件的设计。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。尽管 AltiumDesigner 6 提供了大量的原理图库文件供用户调用，但是在实际的 设计过程中总会出现一些当前元件库中找不到的元件，因此 Altium Designer 6提供了自定义元件库的功能。用户除了能向原理图元件库中添加自定义的元件原理图外，还能通过复制的方法，将其他的原理图或原理图元件库中的元件添加到自定义的原理图元件库中，这样就能充分利用已有的原理图或原理图库，使元件的管理更为规范。在实际的应用中，也可以将平时使用频率较高的元件集中到一个自定义的元件库中，方便绘制原理图时的调用。这样我们应该会利用各种现有的资源创建自己的原理图元件库。在我们应用的 Altium Designer 6 中，为了实现由原理图设计到 PCB 图设计、电路仿真、电路三维建模的无缝连接，通常使用的元件库是复合元件库文件，即将元件的原理图的符号、元件的 PCB 引脚的封装图形、元件的仿真模拟以及元件的 3D 模型连接起来，成为一个复合的元件库，就可以在原理图的基础上，自动更新产品的 PCB 图，25 / 38 进行电路原理仿真、生成电路板成品的 3D 外观图。 电子线路 PCB 电路板的设计。 PCB 设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的 PCB。利用AltiumDesigner 6 设计 PCB 通常需要经过同步 PCB 文件、元件布局、 PCB 布线等几个步骤，具体的流程如下所示： 绘制编译原理图 规划电路板 设置各项环境参数 载入网络表和元件封装 元件 自动布局 手工调整布局 电路板自动布线 手动调整布线 DRC 效验 文件保存 加工制作 PCB 元件封装库设计。为了方便用户处理设计中的 PCB 元件封装， AltiumDesigner 6 提供了 PCB 元件封装编辑器，用户可以在该编辑器中对 PCB 元件封装库进行编辑操作，包括复制 PCB 元件封装，删除 PCB 元件封装、新建自定义的 PCB 元件封装以及修改 PCB 元件封装等。 PCB 元件封装编辑器 在用户新建或打开一个 PCB 元件封装库文件后，将会自动启动，与 PCB 图编辑器界面相比， PCB 元件封装编辑器界面少了一些布线的工具栏，多了一个名为 “PCB Library” 的工作面板，该工作面板用于管理 PCB 元件封装库中的元件封装。 26 / 38 目录 1. AltiumDesigner 6 软件介绍及安装 ?1 AltiumDesigner 6 的简介 ?1 AltiumDesigner 6 的系统需求与安装 ?1 2. 电子线路原理图设计 ?3 电子线路原理图的设计流程 ?3 项目管理 ?5 AltiumDesigner 6 原理图编辑环境及其设置 ?7 AltiumDesigner 6 原理图文档设计 ?10 AltiumDesigner 6 原理图设计 ?10 实训内容 ?13 3. 电路原理图元件库文件的设计 ?18 27 / 38 创建原理图元件库文件 ?18 添加元件 ?18 提取原理图元件 ?19 实训内容 ?19 4. 电子线路 PCB 电路板设计 ?23 电子线路 PCB 板设计流程图 ?23 新建电子线路 PCB 板文档 ?23 PCB 编辑环境 ?24 PCB 板手工布线 ?24 PCB 设计规则设置 ?25 由原理图自动生成 PCB 板 ?25 28 / 38 实训内容 ?25 5. PCB 元件封装库设计 ?29 PCB 元件封装库管理 ?29 利用向导生成 PCB 元件封装 ?30 实训内容 ?31 6. 实训体会 ?35 7. 参 考 文献 ?36 自动化专业 电子线路 CAD 训练实训报告 专 业 学生姓名 班 级 学 号 29 / 38 完成日期 自动化 2016-01-13 盐城工学院电气工程学院 内容提要 电子线路 CAD 是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电路原理的编辑、电路功 能仿真、工作环境模拟、印制板设计与检测等。 Altium Designer Summer 09 中共有 PCB 项目、 FPGA 项目、嵌入式系统项目和集成元件库四种项目类型。完成 Altium Designer Summer 09 安装，了解了系统的基本功能后，用户可以对 Altium Designer Summer 09 的系统环境进行设置，以适应自己的操作习惯。 在计算机上，利用电子线路 Altium Designer Summer 09 软件进行电路设计的过程大致如下： 30 / 38 电子线路原理图的设计。原理图编辑是电路 CAD设计的前提，因此原理图编辑是电路 CAD 软件必备的功能。电路原理图的设计过程实际上是一个不断修改原理图的过程，设计者的大量时间用于修改已有的原理图，使其更加完善或者将其部分修改后 应用到新的设计中去。一般步骤是：新建原理图 图纸设置 装载元件库 放置元件 元件位置调整 连线 注解 检查修改 打印输出。 原理图元件库文件的设计。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。尽管 Altium Designer Summer 09 提供了大量的原理图库文件供用户调用，但是在实际的设计过程中总会出现一些当前元件库中找不到的元件，因此 Altium Designer Summer 09 提供了自定义元件库的功能。用户除了能向原理图元件库中添加自定义的元件原理图外，还能通过复制的方法，将其他的原理图或原理图元件库中的元件添加到自定义的原理图元件库中，这样就能充分利用已有的原理图或原理图库，使元件的管理更为规范。在实际的应用中，也可以将平时使用频率较高的元件集中到一个自定义的元件库中，方便绘制原理图时的调用。这样我们应该会利用各种现有的资源创建自己的原理图元件库。在我们应用的Altium Designer Summer 09 中，为了实现由原理图设计到31 / 38 PCB 图设计、 电路仿真、电路三维建模的无缝连接，通常使用的元件库是复合元件库文件，即将元件的原理图的符号、元件的 PCB 引脚的封 装图形、元件的仿真模拟以及元件的 3D 模型连接起来，成为一个复合的元件库，就可以在原理图的基础上，自动更新产品的 PCB 图，进行电路原理仿真、生成电路板成品的 3D外观图。 电子线路 PCB 电路板的设计。 PCB 设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的 PCB。利用 Altium Designer Summer 09 设计 PCB 通常需要经过同步 PCB 文件、元件布局、 PCB 布线等几个步骤，具体的流程如下所示： 绘制编译原理图 规划电路板 设置各项环境参数 载入网络表和元件封装 元件自动布局 手工调整布局 电路板自动布线 手动调整布线 DRC 效验 文件保存 加工制作 PCB 元件封装库设计。为了方便用户处理设计中的 PCB 元件封装， Altium Designer Summer 09 提供了 PCB 元件封装编32 / 38 辑器，用户可以在该编辑器中对 PCB 元件封装库进行编辑操作，包括 复制 PCB 元件封装，删除 PCB 元件封装、新建自定义的 PCB 元件封装以及修改 PCB 元件封装等。 PCB 元件封装编辑器在用户新建或打开一个 PCB 元