电子线路cad课程总结

1 / 27 电子线路 cad 课程总结 电子线路 CAD 课程设计报告 院、 系： 专 业： 学 号： 姓 名： 指 导教师： 信息工程学院 电子信息 二 0 一二 年 日 月 目 录 1、课程设计目的 ?2 2 / 27 2、课程设计题目描述和要求 ?2 设计题目 ?2 设计要求 ?2 3、课程设计报告内容 ?2 设计原理、方案论证 ?2 protues 电路设计原理 图 ?3 软件仿真方法和结果分析 ?4 和仿真过程中出现的问题及解决方法 ?12 4、设计总结和心得体会 ?12 一、 课程设计目的 课程设计以电子 线路 CAD 软件设计原理为基础，重点在硬件3 / 27 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 设计题目： 1、振荡电路设计仿真 2、 8051 开发板的设计 3、振荡电路 PCB 设计 设计要求： 1、按照老师所提供的实验指导书，利用 proteus 软件完成对振荡电路的设计仿真，要求能够按照原理图在软件中实现电路设计，并能够熟悉实验原理。 4 / 27 2、按照实验指导书的要求，在 proteus 软件中完成 8051 开发板的设计。要求在开发板中必须有 CPU 模块、二极管显示模块、蜂鸣器模块、串口通信模块、 A/D 模块、 D/A 模块以及键盘显示模块。另外要求能够学生自己动手设计创新两个模块。 3、利用 protues 软件自带的 PCB 板开发工具实现模拟振荡电路 PCB 板的硬件电路设计。 三、课程设计报告内容 设计原理、方案论证 振荡电路设计原理 该振荡电路使用 555 定时器组成多谐振荡器，多谐振荡器是一种能产生矩 形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。利用深度正反馈，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生方波输出的振荡器。 “ 多谐 ” 指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂 5 / 27 稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波 脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。 8051 开发板设计原理 8051 单片机包含中央处理器、程序存储器 (ROM)、数据存储器 (RAM)、定时 /计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。 1. 中央处理器：中央处理器 (CPU)是整个单片机的核心部件，是 8 位数据宽度 的处理器，能处理 8 位二进制数据或代码， CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 2. 数据存储器 (RAM) ： 8051 内部有 128 个 8 位用户数据存储单元和 128 个专 用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，6 / 27 所以，用户能使用的 RAM 只有 128 个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 3. 程序存储器 (ROM)： 8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序， 原始数据或表格。 4. 定时 /计数器 (ROM)： 8051 有两个 16 位的可编程定时 /计数器，以实现定时 或计数产生中断用于控制程序转向。 5. 并行输入输出 (I/O)口： 8051共有 4组 8位 I/O口 (P0、 P1、P2 或 P3)，用 于对外部数据的传输。 6. 全双工串行口： 8051 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串 行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以7 / 27 当同步移位器使用。 7. 中断系统： 8051 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时 /计数器 中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2 级的优先级别选择。 8. 时钟电路： 8051 内置最高频率达 12MHz 的时钟电路，用于产生整个单片机运 行的脉冲时序，但 8051 单片机需外置振荡电容。 protues 电路设计原理图 振荡电路原理图 8051 开发板原理图 软件仿真 方法和结果分析 振荡电路仿真及结果分析 8 / 27 1）振荡电路仿真图： 电子线路 CAD总结报告 姓 名： 王传卓 学 号： 08603172 班 级： 应用电子技术 学 院： 电子信息工程学院 PROTEL99SE 总结 一、 protel99 学习 目的及作用： 1、熟悉 protel99 软件，掌握原理图编辑器和 PCB 编辑器的设置及使用。 2、独立设计具有一定功能的电路。 3、掌握画元件图及画元件封装的方法。 4、熟练使用软件绘制原理图及 PCB 图。 二、 protel99 设计过程 设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。 1. 电路原理图的设计 9 / 27 电路原理图的设计主要是 PROTEL099 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 PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。 2. 产生网络表 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。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。 3. 印制电路板的设计 印制电路板的设计主要是针对 PROTEL99 的另外一个重要的部分 PCB 而言的，在这个过程中，我们借助 PROTEL99 提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。 1.电路原理图设计： protel99 se 电路板设计步骤 : 一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。电路原理图的设计电路原理图的设计主要是 protel99 se 的原10 / 27 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 protel99 se 所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理 图。 绘制简单电路图过程 : 设计图纸大小 首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。 设置 Protel99 se/Schematic 设计环境 包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。 旋转零件 用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。 原理图布线 利用 protel99 se/Schematic 提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 调整线路 11 / 27 将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观 电器规则检查 步骤 1:设置电气规则检查选项。单击菜单 Tools-ERC.，打开所示的 ERC 设置对话框。 步骤 2:启动 ERC。 Protel 将按照规定的设置自动进行 ERC检查，并生成 检查报告。 步骤 3:分析检查报告内容。 步骤 4:修改错误。 保存后退出 原理图的设计流程图如下图所示 图设计： 设计 PCB 制版大小 制板时需要定义大小，利用原点与坐标绘制 PCB制图大小 (2)12 / 27 设置 protel99 se/PCB 设计环境 包括设置格点大小和类型，导线宽度，电路分层等等，大多数参数也可以使用系统默认值。 (3)放置元器件 根据需要放置所需要的元器件封装，并对放置的元件进行设置，修改编号等。 布线 利用提供的工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的 PCB 图。 调整线路 将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得 PCB 图更加美 观 设计规则检查 运行 tools 里的 design rule check 根据提示进行检查，修改错误 保存退出 原理图的设计流程图如下图所示 电子线路 CAD 课程设计报告 13 / 27 院、 系： 信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学 号： XX11201 姓 名： 丁明 指导教师： 姚淑霞 张晓华 陈黎霞 辛艳辉 二 00 九 年 七 月 二 日 目 录 1 、课程设计目的 3 2 、课程设计题目与要求 3 14 / 27 3 、 课 程 设 计 报 告 内容 4 4 、设计心得与实验体会 9 1.课程设计目的 1) 以 Protel 原理图输入方法来设计描述电路，通过学习，深入理解电路设计 的流程和方法以及简单 PCB 板的设计生产工艺，通过上机实验，能够独立进行电路图的绘制。 2) 掌握 Protel 设计电路的流程； DesignExplorer 的设计环境、 SCH 模块的设 计技巧与方法 3) 通过实验，掌握基本的实验方法和技能，以及原理图库文件设计、网络表的 15 / 27 分析、 PCB 模块的设计技巧与方法、 PCB 的工艺流程、单面及双面板的制 作。 4) 培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，培养学生得 出创新能力。 2.课程设计题目描述和要求 该课程设计，要求应用 Protel 99 SE 软件，建立 DDB 文档，绘制 SCH 原理图，建立 SCH 库文件，生成网络表并能够分析网络表，建立 PCB 文件并设置其工作环境，建立 PCB 库文件并能够封装，正确地导入网络表后，对 PCB 进行布局布线，最后导出导入文件。 课程设计主要有以下的流程： 1) 建立 DDB 文档，建立 SCH 文件， SCH 工作环境设置 2) 建立 SCH 库文件，新元件的编辑与保存 16 / 27 3) 原理图绘制， 原理图编辑 4) 生成网络表 5) 建立 PCB 文件， PCB 工作环境设置 6) 建立 PCB 库文件，新封装的编辑与保存 7) PCB 布局：画出 PCB 边框，放置安装孔，调整元件位置，编辑元件 8) 布线规则设置，布线及调整 9) 文件的导出与导入 实验的整体要求是能够独立地熟练地运用 Protel 99 SE 软件，完成老师提供的相关试题，在规定的时间里提交相关的作业任务。 3.课程设计报告内容 17 / 27 电路原理图的绘制与编辑 1. 建立 DDB 文档，建立 SCH 文件， SCH 工作环境设置 在 D：盘上以考号为名称建立一个文件夹； 打开 Protel99se，在上面所建立的文件夹中以你的姓名为文件名建立一个 ddb 文件； 打开上面所建立的 ddb 文件，在 document 文件夹中建立一个名为 “ 显示控制电路 .sch” 的原理图文件； 设置图纸大为 A4，水平放置，工作区颜色为 18，边 框颜色为 16； 设置捕获栅格为 10，可视栅格为 50； 设置字体为 “ 黑体 ” ，斜体， 10 号字； 用 “ 特殊字符串 ” 在图纸标题栏中填上： “AT89C2051 七段显示电路 ” ，制图者 一栏上填上你的姓名。这两项字符的大小设置为 10 号，颜色选为棕色 18 / 27 2. 建立 SCH 库文件，新元 件的编辑与保存 a) 在 上 题 所 建 立 的 原 理 图 中 打 开 “Protel DOS Schematic ” 库； b) 在 ddb 文件中再建立一个名称 “” 的SCH 元件库； c) 在元件库中建立一个新元件，名称为 “AT89C2051” ； d) 绘制新元件如下： e) 将上面绘制完成的新元件封存装设置为 “DIP20” ； f) 存盘保存。 3. 原理图绘制，原理图编辑 按下图所示绘制原理图，按图的要求设置好元件名称及参数，放置好相应的网络标志。图中每个元件的封装按如下要求设置： a) LED1、 LED2 设置为 LED 19 / 27 b) 所有电阻设置为 c) 所有的电解电容设置为 /.4 d) 电容设置为 e) X1 设置为 f) D1、 D2 设置为 g) BG1、 BG2 设置为 TO-92A h) S1、 S2 设置为 SIP2 i) J1、 J2 设置为 JDQ1 j) 集成电路的封装不变 4. 生成网络表 a) 对上题绘出的图进行电气检查无误后，生成网络表文件； 20 / 27 一、 选题背景： Protel 在电子行业的 CAD 软件中，他当之无愧地排在众多EDA 软件的前面，它具有原理图设计、印刷电路板、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，是进行电子设计最有用的软件之一。几乎所有的电子公司都要用到它。现在比较常用的是 protel 99 SE， protel DXP和最新高端版本 Altium Designer 等。本设计主要是设计一个分立元件电子表的计数器部分，并用 protel 软件画出原理图、并进行 PCB 原理图仿真。 在上学期做数电课程设计时，我选的题目就是计数器，当时从设计电路到焊接完成总共花了大概一个月，尤其是焊接，花了我整整两周的时间，工作量最大的就是布线，如果线布得不好，调试的时候非常麻烦。学习了电子线路 CAD 后，就想把它重新做一遍，看 看当初花了我那么长时间的电路，用PCB 打出来后会是什么样，能花我多长时间把它再次焊出来。 二、设计内容及步骤： 首先是绘制原理图，绘制成功的原理图如下所示： 21 / 27 原理图绘制完成后，就是进行 PCB 的绘制，成品如下： 三、问题分析： 当学习完这门课之后，开始做课程设计，题目是很久之前就选好，前期准备很充足，所以刚开始做的时候还是很顺手。 首先 就是绘制原理图，原理图是做数电课程设计的时候的原理图，所以 不用担心会有原理错误，省去了很多麻烦。还有就是很多元件库里面都没有像 74LS248、 74LS160 等，得自己画，画起来也不是很费事。大概也就三个小时左右就完事。 下来就是进行 ERC 检测，检测完总是有两个错误，一个是找不着地，一个是找不着电源，我就实在是不知道怎么回事，在老师的帮助下，知道是没有接电源的原因。 ERC 检测完成后，就是进行 PCB 的绘制，首先要进行错误检测，不检测不要紧，一检测出现了 109 个错误，吓我一跳，错误可以分成两类，一类是封装没有，还有就是找不到节点，22 / 27 到最后全部解决。 下来是导入 PCB 导入之后，发现下面的 160 那个地方全部没有线，这就让我很诧异，问过老师才知道是画的哪个线用错了，而且自己画元件的时候， 248 和 160 都没有画 GND 和 VCC没办法，就把前面的工作全部重新做了一遍。再次导入 PCB，又发现一个问题，就是我的链接框好像名字起重了，又把前面的链接框重新做了一遍。 终 于可以布线了，布线这是个纠结的过程，由于笔记本电脑不知道咋回事，反正就是卡，基本就是那种动一下，停五秒的那种，而且还老是自己退出程序，不保存。经常就是好不容易画好了几条线，结果退出程序之后，就得重新来过，纠结死了。不过最终还是都做完了，还挺有成就感的。 四、实验总结： 虽然经过很多的 问题，最终把这个东西做出来了，但是仍然存在很多的问题，如布线太乱等，在以后的学习中都需要改进。这次的实验总的来说还是很成功的，在我选题的时候，本来不想选这个，因为这个电路图真的太复杂了，不过还好，我克服了自己，最终把他给做出来。 23 / 27 五、参考文献： 电子线路 CAD 实用教程 潘永雄 第四版 protel99se 实用教程 电子线路 CAD 设计实验报告 一：设计目的及要求 电子线路 CAD 是以电为主的机电一体化工科专业的专业基础课， 作为测控技术与仪器专业，要通过学习一种典型电子线路 CAD 软件 Protel DXP，掌握计算机绘制包括电路图、 印刷电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。通过本次设计，达到了解 DXP 软件的运用，认识 51 单片机的最小系统的构成以及学会改正制图过程中遇到的问题。 根据课程设计的题目，独立设计、绘制和仿真电路，实现 51 单片机的最最小系统。 要求下： 用 DXP 软件画出 P89V51 学习板原理图 ； 用 DXP 软件仿真出 PCB 板，熟悉电路板的加工艺； 二：原理图绘制 24 / 27 打开 Altium Designer 软件，建立一个项目，并保存。 在新建的项目下创建原理图。点击进入原理图界面； 在元件库中选取所需元件，没有的要自己绘制；然后放置元件 原理图布线； 检查原理图是否正确，显示详情。 绘制的原理图： 原理图的检查： 在本次试验中，单片机和其他元件是库里没有的，那么就要